KR20010022800A - 시변화 제약을 갖는 코드를 사용하는 채널을 위한 스태틱 비터비 검출기 - Google Patents

시변화 제약을 갖는 코드를 사용하는 채널을 위한 스태틱 비터비 검출기 Download PDF

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KR20010022800A
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Abstract

검출기(124)가 저장 채널(100)로부터 수신된 판독 신호로 인코딩되는 데이터를 디코딩하는데 사용된다. 상기 검출기(124)는 시변화 제약을 갖는 코드에 따라 인코딩된 데이터를 검출하도록 구성되는 시불변 구조를 가지는 비터비 검출기(124)를 포함한다.

Description

시변화 제약을 갖는 코드를 사용하는 채널을 위한 스태틱 비터비 검출기 {STATIC VITERBI DETECTOR FOR CHANNELS UTILIZING A CODE HAVING TIME VARYING CONSTRAINTS}
전형적인 디스크 드라이브는 허브 또는 스핀들에서의 회전을 위해 장착되는 하나 이상의 디스크를 포함한다, 또한 전형적인 디스크 드라이브는 각각의 디스크 위로 활강하는 유체 역학적 공기 베어링에 의해 지지되는 트랜스듀서를 포함한다. 상기 트랜스듀서와 유체 역학적 공기 베어링은 집합적으로 데이터 헤드로서 참조된다. 일반적으로 드라이브 제어기가 호스트 시스템으로부터 수신되는 명령에 기초하여 디스크 드라이브를 제어하는데 사용된다. 상기 디스크 드라이브는 디스크로부터의 정보를 회복하고 디스크에 정보를 저장하기 위해 디스크 드라이브를 제어한다.
종래 디스크 드라이브에서, 전기기계적 액츄에이터는 네거티브 피드백, 폐쇄 루프 서보 시스템내에서 동작한다. 상기 액츄에이터는 트랙 탐색 동작을 위해 디스크 표면에서 방사상으로 데이터 헤드를 이동시키고 트랙 다음 동작을 위해 디스크 표면상의 트랙상에 직접 트랜스듀서를 유지시킨다.
정보는 전형적으로 데이터가 저장된다는 것을 의미하는 디스크 표면상의 정보 기록을 위해 데이터 헤드에 기록 신호를 제공함으로써 디스크 표면상의 동심 트랙에 저장된다. 디스크로부터의 데이터 회복에서, 드라이브 제어기는 데이터 헤드가 디스크 위로 활강하여, 디스크에서의 플럭스 반전을 감지하며, 이런 플럭스 반전에 기초하여 판독 신호를 발생하도록 전기 기계적 액츄에이터를 제어한다. 상기 판독 신호는 전형적으로 컨디셔닝된 다음에, 데이터를 회복하기 위해 드라이브 판독/기록 채널과 제어기에 의해 디코딩된다.
종래 데이터 저장 채널은 디스크, 데이터 헤드, 자동 이득 제어 회로, 저역 필터, 아날로그/디지털 컨버터, 데이터 디코더, 및 디코더를 포함한다. 상기 판독 채널은 개별 회로로서, 또는 디스크 드라이브와 연관된 드라이브 제어기로 이행될 수 있다. 물론 이런 드라이브 제어기는 일반적으로 에러 검출 및 교정 컴포넌트를 포함한다.
비터비 검출기는 과거에 디스크 드라이브 판독 채널에서의 데이터 검출기로서 사용되었다. 비터비 검출기는 검출기에 대한 입력이 어떤 신호 + 부가적 기록, 가우시안 노이즈로 구성될 때, 그리고 전형적 가지 매트릭(branch metric)(검출기에 제공되는 신호에서의 에러의 제곱)이 사용될 때 최대 가능성 시퀀스 평가기로서 기능한다.
디지털 자기 기록에서, 상기 채널의 펄스 응답은 일반적으로 식 (1-D) (1+D)n의 적당한 부분 응답(PR : partial response) 타깃으로 균등화되었는데, 여기에서 n은 음이 아닌 정수이고 D는 지연 연산자이다. 다수의 다른 PR 타깃이 개발되어 왔다. 예를 들면 n=1, 2, 및 3일 때, 얻어지는 PR 타깃은 각각 부분 응답 클래스 4 (PR4), 확장된 부분 응답 클래스 4 (EPR4), 및 증진되고 확장된 부분 응답 클래스 4 (E2PR4) 채널로서 참조된다.
자기 채널 펄스 응답이 타깃을 규정하도록 하는 것은 일반적으로 노이즈 증대와 노이즈 상관을 초래한다. 이런 현상을 감소시키기 위해, 상기 채널 타깃 응답은 다음과 같은 PR 다항식으로 일반화될 수 있다:
여기에서, 일반성의 손실없이, f0는 1로 정규화되고 fi항은 정수가 아닌 값을 취하게 된다.
일반화된 채널 타깃 응답이 상기와 같은 설정된다면, 비터비 트레리스에 요구되는 상태의 수는 2n이 된다. 예를 들면, 다음:
에 의해 주어진 E2PR4 채널을 위한 비터비 검출기는 24=16 상태를 가진다. 물론, n이 증가하기 때문에, 비터비 상태의 수는 엄청나게 커질 수 있다. 이런 검출기의 복잡성을 완화하기 위해, 부호간 인터페이스(ISI : intersymbol interface) 항의 일부를 제거하기 위해 로컬 피드백이 이행될 수 있다. 이런 검출기는 감소된 상태 시퀀스 평가기(RSSE : reduced-state sequence estimator)로서 참조되고 2m상태와 (n-m) 피트백 탭을 포함하며, 여기에서 m은 n보다 작거나 같다.
비터비 검출기의 비트 에러율 성능은 2개의 결합되지않은 채널 출력 시퀀스 사이의 최소 유클리드 거리에 의해 좌우된다. 디지털 자기 기록에서, 높은 선형 기록 밀도 뿐만 아니라 특정 고차 PR 채널(E2PR4과 같은)에서의 최대 가능성 시퀀스 검출기로부터 우세한 에러 이벤트는 일반적으로 형태 +/- (2, -2, 2)로 이루어진다는 것이 관찰되었다. 여기에서, 에러 이벤트는 입력 비트가 +/- 1일 때 2개의 입력 시퀀스 사이의 차이를 표시한다. 이런 에러는 전형적으로 3비트가 어떤 샘플 시간만큼 이동될 때, 또는 4비트가 2비트로서 또는 그역으로서 오인될 때 초래된다.
본 발명은 디스크 드라이브에 관한 것이다. 특히 본 발명은 디스크 드라이브내의 데이터 검출기에 관한 것으로서, 데이터 검출기는 시변화 제약을 가지는 코드에 따라 인코딩된 데이터를 검출하며, 또한 시불변 구조를 가진다.
도 1은 데이터 저장 시스템의 간략화된 블록 다이아그램.
도 2a는 비터비 검출기의 동작을 설명하는 트레리스 다이아그램.
도 2b는 형식 +/- (2, -2, 2)의 우세한 에러 이벤트를 도시하는 파형.
도 3은 비터비 검출기의 동작을 설명하는 확장된 트레리스 다이아그램.
도 4는 본 발명의 일특징에 따른 라딕스-4 비터비 검출기의 동작을 설명하는 다이아그램.
도 5a와 도 5b는 본 발명의 일특징에 따른 비터비 검출기의 논리 함수를 설명하는 블록 다이아그램.
상대적으로 새로운 코드 클래스가 최근들어 연구되고 있다. 이런 코드는 입력 비트 스트림으로부터 데이터 검출기로 우세한 에러 이벤트를 제거하는 식으로 제한되어지는 최대 전이 런(MTR : maximum transition run) 코드를 포함한다. 이런 MTR 코드는 자기 기록 채널의 데이터 샘플들 사이의 최소 유클리드 거리를 증가하도록 작용한다.
예를 들면 MTR=2 코드는 변조된 파형에서의 연속적인 전이 런을 2로 제한한다. 사실상, MTR=2 코드는 2개 이상의 연속적 전이를 포함하는 인코딩된 데이터의 모든 패턴을 제거한다. 결국, MTR=2 코드는 높은 기록 밀도와 고차 PR 채널에서의 MLSD 검출기에 대해 우세한 에러 이벤트를 초래하는 모든 이벤트를 제거한다.
또한 MTR 제약이 완화된다면 동일한 우세 에러 이벤트가 제거될 수 있다는 것이 관찰되었다. 다시 말해서, 완화된 MTR 제약은 3개의 연속적 전이 런을 허용할 수 있지만, 매 L 시간 간격마다 이들이 시작될 것을 요구한다. 그러므로, 예를 들어, L=2로, 3비트는 매 다른 시간 간격에서 시작할 수 있다. 이런 코드는 시변화 MTR 코드로서 참조된다.
어떤 변조 코딩 이득을 실현하기 위해, 상기 코드 제약이 검출 프로세스동안 강제될 수 있다. 특히, 코딩 제약을 위배하는 비터비 트레리스내의 어떤 상태 또는 가지가 검출기 구조로부터 제거되어야 한다. 시변화 MTR 코드로, 상기 트레리스 다이아그램은 3비트의 존재를 허용하기 위해 매 L 시간 간격마다 변형되어야 한다. 예를 들면, 8-상태 검출기를 위해, 보통 3비트의 존재에 상응하는 2개의 가지가 상기 트레리스로부터 제거되지만, 이들은 단일 시간 간격동안 매 L 시간 간격마다 회복된다.
따라서 상기 시변화 MTR 코딩된 채널과 결합하여 사용되는 비터비 검출기는 본래 시변화한다. 이런 검출기는 검출기의 동작이 코딩된 채널의 시변화 특성을 수용하도록, 그리고 시변화 트레리스 구조를 이행하도록 여러 동작 모드 중에서 스위칭될 수 있도록 검출기에 선택 입력을 제공함으로써 실행될 수 있다. 상기 시변화 검출기 구조는 불행하게도 복잡하다.
본 발명은 상기한 문제점들을 언급하며, 종래 기술 이상의 다른 장점을 제공한다.
본 발명의 특징에 따르면, 검출기는 저장 채널로부터 수신된 판독 신호의 인코딩된 데이터를 검출하는데 사용된다. 상기 검출기는 시변화 제약을 가지는 코드에 따라 인코딩된 데이터를 검출하도록 구성된 시불변 구조를 가지는 비터비 검출기를 포함한다.
본 발명은 검출기, 데이터를 검출하는 방법, 또는 이런 검출기를 제조하는 방법으로서 이행될 수 있다.
도 1은 본 발명에 따른 데이터 저장 시스템(100)의 간략한 블록 다이아그램이다. 시스템(100)은 인코더(110), 디스크(112), 판독/기록 헤드(114), 자동 이득 제어(AGC) 회로(115), 저역 필터(116), 미세 임펄스 응답(FIR) 필터(122), 비터비 검출기(124) 및 디코더(120)를 포함한다. 또한 시스템(100)은 아날로그/디지털(A/D) 컨버터를 포함할 수 있다. 액츄에이터 어셈블리(도시안됨)는 전형적으로 디스크(112)의 표면상의 위치에 판독/기록 헤드(14)를 유지한다. 상기 액츄에이터 어셈블리는 강성적으로 헤드 짐벌 어셈브리에 결합되는 액츄에이터 암을 포함한다. 차례로, 상기 짐벌 어셈블리는 그것의 제1 단부에서 액츄에이터 암에, 그리고 그것의 제2 단부에서 짐벌에 강성적으로 결합되는 로드 빔, 또는 만곡 암을 포함한다. 상기 짐벌은 디스크(112)의 표면상의 트랙에서 데이터에 접근하기 위해 디스크(112)의 상응하는 표면상에 판독/기록 헤드(114)를 유지하는 공기 베어링에 결합된다.
동작중, 판독 채널(110)을 포함하는 상기 디스크 드라이브와 연관된 드라이브 제어기는 전형적으로 디스크(112)의 특정부가 접근되어야 한다는 것을 나타내는 호스트 시스템으로부터의 명령 신호를 수신한다. 상기 명령 신호에 응답하여, 상기 드라이브 제어기는 서보 제어 프로세스에 액츄에이터상의 특별한 실린더가 판독/기록 헤드(114)를 배치하도록 되어 있다는 위치 신호를 제공한다. 상기 서보 제어 프로세서는 위치 신호를 증폭되어 액츄에이터 어셈블리에 제공되는 아날로그 신호로 변환된다. 상기 아날로그 위치 신호에 응답하여, 상기 액츄에이터 어셈블리는 판독/기록 헤드(114)를 요구된 트랙상에 배치한다.
기록 동작이 수행되어야 한다면, 데이터는 드라이브 제어기에 의해 소정 코드에 따라 데이터를 인코딩하는 인코더(110)에 제공된다. 이런 코드는 어던 바람직한 크기(이를테면 MTR=2)의 최대 전이 런 길이 코드 제약과 같은 제약을 포함할 수 있다. 또한 상기 코드 제약은 시변화될 수 있다. 다음에 인코딩된 데이터가 기록 신호의 형태로 판독/기록 헤드(114)에 제공된다. 다음에 판독/기록 헤드(114)는 기록 신호로 인코딩된 데이터를 나타내는 디스크(112)의 표면상에 정보를 기록하도록 동작한다.
판독 동작이 실행되어야 한다면, 판독/기록 헤드(114)는 판독/기록 헤드(114)가 배치되는 트랙의 정보를 나타내는 판독 신호를 전개시킨다. 상기 판독 신호는 예측된 범위내에 신호를 유지하고 그것을 저역 필터(116)에 제공하는 AGC 회로(115)에 제공된다. 저역 필터(116)는 고주파수 성분을 필터링하고 FIR 필터(122)에 그 신호를 제공한다. FIR 필터(122)는 입력 신호 펄스를 타깃 응답(펄스가 더 작은 넌-제로 값을 가진다)으로 균등화하기 위해 제공된다.
상기 비터비 검출기(124)의 정규 동작은 수직 지향적 상태 그룹에 의해 도시되는 개별 시간 간격으로 그려지는 전형적인 상태 머신 다이아그램인, 트레리스 다이아그램을 이용하여 더욱 쉽게 이해된다. 에를 들면, 도 2a는 비터비 검출기(124)의 동작을 설명하는 트레리스 다이아그램(125)이다. 이런 시스템에서, 상기 시스템 출력에서의 인접한 펄스 사이의 부호간 간섭은 없다. 제로의 사용자 입력 비트가 디스크로부터의 전이 또는 플럭스 반전 판독이 없다는 것을 나타내고, 1의 비트가 전이를 나타낸다고 가정하면(예를 들어, NRZI 코딩 시스템을 가정하면), 그리고 균등화된 전이의 피크 샘플값이 1이라고 가정하면, 제로의 입력은 제로의 출력을 제공하며, 1의 입력은 1 또는 - 출력값을 제공한다. 이것은 최종 전이의 극성에 의존한다. 다시 말해서, 매번 상기 입력 시퀀스에 1이 있고, 기록 전류의 방향이 변화한다. 상기 시스템이 주어진다면, 전이의 극성이 교번된다는 것이 명백해진다. 다른 예시적 시스템에서, NRZ 변조가 사용된다. 이런 시스템에서, 1은 하이에 대응하고 0은 로우에 대응한다.
이런 룰(NRZ 변조에 대한)은 모두 도 2a에 도시된 상태 머신 다이아그램으로 포착된다. 이런 트레리스 다이아그램은 검출기 구조를 설명하고 어떤 사용자 입력 시퀀스에 대한 노이즈없는 출력 시퀀스를 결정하는데 사용될 수 있다.
도 2a의 특별한 트레리스 다이아그램은 최대 속도 8-상태 라딕스(radix)-2 비터비 검출기를 설명한다. 상기 비터비 검출기의 각각의 상태는 일반적으로 공지되어 있는 바와 같이 가산 비교 선택(ACS : add-compare select) 유니트로서 실행된다. 상기 ACS 유니트는 각 가지의 메트릭을 그것의 대응하는 경로에서의 전체 메트릭에 가산한다. 다음에 2개의 인입 경로로부터의 메트릭이 비교되고 가장 좋은 메트릭을 갖는 경로가 선택된다.
도 2b와 도 2c는 높은 선형 밀도에서의 최대 가능성 시퀀스 및 더 고차의 부분 응답 채널을 위한 비터비 검출기에 의해 만나게 되는 우세한 에러 이벤트를 도시한다.
도 2c의 상부 파형은 3비트(예를 들어, 3개의 연속적인 전이를 가지는 파형)를 도시한다. 도 2c의 하부 파형은 3비트가 오른쪽 하나의 임시 공간으로 이동되었음을 보여준다. 도 2c의 상부 파형은 4비트(예를 들어, 4개의 연속적인 전이를 가지는 파형)를 도시한다. 이런 에러 이벤트를 지정하기 위하여, MTR 코드가 사용된다. 완화된 시변화 MTR 코드는 예를 들어 3개의 전이를 가지는 파형을 허용하지만, 이런 3비트가 매 L시간 간격마다 시작되지 못하도록 한다.
트레리스(125)는 시변화 MTR 코드를 갖는 채널에서 사용되는 비터비 검출기 구조를 설명한다. 트레리스(125)에 의해 설명되는 검출기는 2개 이상의 연속적 전이가 일반적으로 허용되지않지만 3개의 연속적 전이가 매 다른 샘플 간격(예를 들어, MTR=2과 L=2가 되는 코드)마다 시작되는 시변화 MTR 코드에 따라 데이터를 처리한다. 트레리스(125)는 상태 칼럼(126)과 최종 3개의 샘플 입력 비트를 도시하는 샘플 입력 칼럼(128)을 포함한다. 각각의 상태는 ak-1, ak-2및 ak-3에 의해 표시되는 채널에 대한 최종 3개의 입력 비트의 다른 가능한 조합을 나타낸다. 트레리스 다이아그램(125)에서, 시간 k-1에서 3비트가 허용된다. 따라서, 트레리스(125)의 변형은 시간 간격 k-1에서 요구되지않는다. 그러나, 다음 시간 간격 k에서, 3비트가 허용되지않고, 그래서 3비트 패턴에 대응하는 트레리스 다이아그램의 가지는 제거되어야 한다. 상기 가지의 3비트 패턴은 도 2a에서 고딕 점선(130과 132)에 대응된다.
도 3은 시변화를 추가로 설명하기 위해 트레리스의 확장을 도시한다. 도 3에서, 트레리스(125)는 시간 주기 k-1에서 시간 주기 k+2로 확장된다. 도시된 바와 같이, 가지(130과 132)는 매 다른 주기마다 제거되어야 하며, 나머지 주기에서 트레리스 다이아그램에 다시 배치된다. 그러므로, 이것은 비터비 검출기의 모드가 트레리스(125)에 의해 기술되는 시변화 구조를 실행하기 위해 전환되도록 비터비 검출기에서 일부 형태의 선택 메커니즘을 요구한다. 시변화 구조의 필요성은 비터비 검출기(124)가 데이터의 인코딩에 사용되는 시변화 코드 제약을 실시하도록 설계되어야 하기 때문에 초래된다.
도 4는 어떻게 비터비 검출기(124)가 도 2와 도 3과 관련하여 기술된 바와 같은 동일한 채널에 대해 라딕스-4 비터비 검출기로서 수행될 수 있는지를 설명하는 트레리스 다이아그램(140)을 도시한다.
그런 비터비 검출기에서, 어떤 수(x)의 수신된 데이터의 샘플이 동시에 비터비 검출기에 의해 처리되어야 한다면, 비터비 검출기의 클록 속도는 1/x × 채널 클록 속도가 된다. 그러므로 비터비 검출기는 각각의 처리 단계 끝에서 x비트를 방출한다. 상기 보기에서, 각각의 ACS 유니트가 2x가지에서 동작하고 최저 메트릭을 갖는 경로를 선택한다.
이제 도 4의 트레리스 다이아그램(140)은 짝수와 홀수 시간 간격(예를 들면, 시간 간격 k-1과 k에서)에서 코드 제약을 포함한다. 도 4는 상태 2와 5와 연관된 것들을 제외하고 트레리스(140)에서의 각 상태에 대한 ACS 유니트가 4개의 인입 가지에서 동작한다는 것을 보여준다. 도 2와 도 3에 대해 기술된 동일한 시변화 MTR의 실행은 상태(2와 5)에 대한 4개의 가지중 2개를 제거한다. 그러므로, 이런 상태에 대한 ACS는 단지 2개의 입력에서만 동작한다.
특히, 라딕스-2 검출기에서, 가지(130)가 제거되었기 때문에, 상태(2)는 상태(5)로부터 어떤 입력을 수신할 수 있다. 상태(5)에 대한 입력은 상태(2와 3)로부터 온다. 그러므로, 라딕스-4 검출기에서, 상태(2)는 상태(2와 3)으로부터 어떤 입력을 수신할 수 없다.
유사하게, 라딕스-2 검출기에서, 가지(132)가 제거되었기 때문에, 상태(5)는 상태(2)로부터 어떤 입력을 수신할 수 없다. 상기 상태(2)에 대한 입력은 상태(4와 5)로부터 온다. 그러므로, 라딕스-4 검출기에서, 상태(5)는 상태(4와 5)로부터 입력을 수신할 수 없다.
그러므로, 도 4는 시변화하지만 키변화 코드 제약을 가지는 코드를 사용하는, 채널에 사용되는 비터비 검출기를 기술하는 트레리스(140)를 설명한다. 코드 제약이 비터비 검출기가 병렬로 처리되는 동일한 수의 클록 주기에 걸쳐 주기적인 한, 이런 기술은 심지어 시변화 코드를 갖는 시불변 비터비 검출기를 실행하는데 사용될 수 있다. 다시 말해서, 라딕스-2N비터비 검출기에서, 상기 비터비 검출기는 병렬로 N 입력 샘플을 처리한다. 여기에서 N은 1보다 크고, 시변화 코드 제약은 N 샘플에 걸쳐 주기적이며, 본 발명은 상기 코드를 사용하는 채널내의 비터비 거출기가 시불변되도록 하는데 사용될 수 있다. 상기 비터비 검출기의 트레리스 구조로부터 주기적으로 제거될 가지들은 영구적으로 간단히 제거된다. 이것은 가지들이 제거되고 전환 메커니즘이 비터비 검출기 모드 사이의 전환을 위해 요구되지않기 때문에 비터비 검출기의 복잡성을 상당히 감소시킨다.
도 5a와 도 5b는 본 발명의 일특징에 따른 비터비 검출기의 동작을 설명하는 블록 다이아그램이다. 도 5a는 도 4에 도시된 트레리스 구조의 상태(0)에서의 비터비 검출기 동작을 설명한다. 모든 다른 상태의 동작은 상태(2와 5)를 제외하고 도 5a에 도시된 것과 유사하다. 도 5b는 도 4에 도시된 트레리스 구조(140)의 상태(2)에서의 비터비 검출기의 동작을 설명한다. 상태(5)에서의 비터비 검출기의 동작은 도 5b에 도시된 것과 유사하다.
도 5a는 비터비 검출기가 논리적으로 4개 가지 메트릭 계산기 컴포넌트(142, 144, 146 및 148), 및 가산-비교 선택(ACS) 컴포넌트(150)를 포함한다는 것을 도시한다. 가지 메트릭 계산기 컴포넌트(142-148)는 시간 주기 k-1에서 상태(0, 1, 2 및 3)으로부터 도 4에 도시된 트레리스 구조(140)의 시간 주기 k에서 상태(0)로 리딩하는 가지와 연관된 가지 메트릭을 계산한다. 가지 메트릭 계산기 컴포넌트(142-148)는 수신된 샘플과 요구된 값에 기초하여 공지된 방식으로 가지 메트릭을 계산하며, 상기 가지 메트릭을 ACS 컴포넌트(150)에 제공한다. ACS 컴포넌트(150)는 시간 주기 k-1에서 상태(0-4)로부터 상태 메트릭을 수신하고 이들을 시간 주기 k-1에서 상태(0-3)로부터 리딩하는 가지에 대한 가지 메트릭에 가산하며, 시간 주기 k에서 상태(0)에 대한 상태 메트릭으로서 최저 값을 선택한다. 상기 새로운 상태 메트릭은 적당한 저장 메커니즘으로 출력(152)에 제공된다.
대조적으로, 도 5b는 시간 주기 k의 상태(2)에서 트레리스 구조(140)에 대응하는 비터비 검출기의 동작을 설명한다. 도 5b는 단지 2개의 가지 메트릭 계산기 컴포넌트(154과 156)가 요구되며, ACS 컴포넌트(158)에 공급된다는 것을 도시한다. 가지 메트릭 계산기 컴포넌트(154와 156)는 시간 주기 k-1에서의 상태(0와 1)로부터 시간 주기 k에서의 상태(2)로 리딩하는 가지와 연관된 가지 메트릭만을 계산하는데 필요하다. 단지 2개의 가지가 시간 주기 k에서 상태(2)로 리딩되기 때문에, 단지 2개의 가지 메트릭 계산기 컴포넌트가 요구된다.
상기 가지 메트릭은 ACS 컴포넌트(158)에 공급된다. ACS 컴포넌트(158)는 시간 주기 k-1에서 상태(0와 1)와 관련된 상태 메트릭 값을 수신하고 이들을 컴포넌트(154와 156)에 의해 계산된 가지 메트릭에 가산한다. 다음에 ACS 컴포넌트(158)는 이런 2개의 값중 더 낮은 것을 선택하고 그것을 출력(160)에서의 새로운 상태 메트릭으로서 대응하는 시간주기 k에서 상태(0)에 제공한다. 본 발명에 따른 비터비 검출기에 의해 요구되는 상기 가지 메트릭 계산기 컴포넌트의 수는 종래 비터비 검출기 이상으로 감소되며, 간격에서 간격으로 변화하지 않는다. 이것은 종래 비터비 검출기 이상의 상당한 절약과 감소된 복잡성을 제공한다.
본 발명은 가지들을 제거함으로써 비터비 검출기를 간략화시키는데 사용될 수 있을 뿐만 아니라 비터비 검출기로부터 상태들을 영구히 제거하는데 사용될 수 있다. 예를 들면, 8 상태 검출기에 대한 시변화 MTR 코드의 적용은 이전에 개시된 바와 같이 어떤 시간에서의 어떤 상태 제거를 초래하지 않는다. 그러나, 각각의 상태가 최종 4개의 입력 채널 비트(ak-1, ak-2, ak-3및 ak-4)를 상술하는 16 상태 검출기에 대해서, +/- (+1, -1, +1, -1)에 의해 표시되는 2개의 상태는 MTR 코드에서 시변화 제약을 실시하기 위해 매 다른 단계에서 라딕스-2 트레리스로부터 제거된다.
그러나, 라딕스-4 체계에서, 이런 2개의 상태는 언제나 제거될 수 있다. 테이블 1과 2는 라딕스-4 체계에 대응하는 트레리스 구조를 한정한다. 테이블 1은 상기 검출기에 대한 가지 메트릭을 도시한다.
테이블 2는 시불변 라딕스-4 MTR 코딩된 E2PR4 채널에 대한 가지 메트릭을 도시한다. 상기 라딕스-4 체계에서, 이전에 개시된 바와 같이, 각각의 가지 메트릭은 시간(k-1과 k)에서의 가지 메트릭의 합이다. 이런 메트릭은 (yk-1- dk-1)2, 및 (yk- dk)2에 의해 주어지는데, 여기에서 yk-1과 yk는 각각 시간 간격(k-1과 k)에 대한 검출기 입력을 나타내고; dk-1과 dk는 시간 간격(k-1과 k)에서 소정 가지에 대한 요구된 값을 나타낸다.
테이블 2는 각각의 상태, 즉 입력 가지가 수신되는 상태, 요구된 값, 사용되는 가지 메트릭 및 전체 가지 메트릭에 대해 보여준다. 테이블 2는 검출기 트레리스로부터 제거되는 2개의 상태가 있고 상태(1, 2, 5, 8, 11 및 12)는 단지 3개의 입력 가지에서 동작한다는 것을 설명한다.
상기 예시된 메트릭은 추가로 간략화될 수 있다. 예를 들면, 테이블 2에서, 상기 간략화는 시간(k-1과 k)에서 모든 가지로부터 y2 k-1과 y2 k항을 제거하고, 4에 의해 나머지 메트릭을 나눔으로써 수행된다.
따라서, 본 발명은 일반화된 PR 타깃을 갖는 채널 뿐만 아니라 감소된 상태 시퀀스 평가기(RSSE)에서의 비터비 검출기를 간략화하는 사용될 수 있다는 것을 알 수 있다. 최대 전이 런이 매 L 시간 주기(여기에서 L은 2보다 크거나 같다)마다 시작되도록 하는 MTR 코드에 대해서, 매처리 단계에서의 L 샘플에서 동작하는 시불변 라딕스-2L검출기가 사용될 수 있다. 물론, 본 발명은 또한 L 이상의 샘플이 각각의 처리 단계에서 처리되는 실행으로 확장될 수 있다. 일반적으로 jL 샘플을 동시에 처리하기 위하여, 라딕스-j(2)L시불변 검출기가 사용될 수 있는데, 여기에서 j는 0보다 크다.
본 발명은 저장 채널(100)로부터 수신되는 판독 신호로 인코딩된 데이터를 검출하는 검출기(124)를 포함한다. 비터비 검출기(124)는 시변화 제약을 가지는코드에 따라 인코딩되는 데이터를 검출하도록 구성된 시불변 구조(140)(또는 테이블 1과 2에 개시된 바와 같이)를 가진다. 바람직한 실시예에서, 상기 비터비 검출기(124)는 판독 신호의 N 클록 주기에 걸쳐, 실질적으로 병렬로, 인코딩되는 데이터를 검출하는 라딕스-2N비터비 검출기이다. 상기 코드는 N주기에서 주기적인 시변화 제약을 가지는데, 여기에서 N은 1보다 크다.
특정 실시예에서, 비터비 검출기(124)는 매 L 클록 주기이상 빈번하게 시작하지않는 판독 신호의 최대 전이 런을 제약하는, 최대 전이 런 길이 제약을 갖는 코드를 사용하는 채널에 사용된다. 다음에 상기 비터비 검출기(124)는 2L비터비 검출기로서 제공된다.
비터비 검출기(124)는 다수의 상태 세트(128)를 가지는 트레리스 다이아그램(140)에 의해 표현되는데, 각각의 세트는 처리 간격에 대응하며, 각각의 세트의 각각의 상태(126)는 가지에 의해 다른 세트의 적어도 하나의 상태에 연결된다. 각각의 가지는 대응하는 가지 메트릭을 가진다. 일실시예에서, 각각의 세트의 허용가능한 상태(126)의 수는 N 클록 주기에서 최대수와 최소수 사이에서 주기적으로 변화한다. 상기 라딕스-2N비터비 검출기는 그것이 모든 세트에서의 최저수의 상태(126)만을 가지는 트레리스 다이아그램에 대응하도록 실행된다.
본 발명은 정보를 저장하기 위한 컴퓨터 판독가능 디스크(112)를 포함하는 디스크 드라이브 뿐만 아니라 정보를 인코딩하는 인코더(110), 및 이미 개시된 나머지 판독 채널에서 사용될 수 있다.
또한 본 발명은 검출기(124)를 형성하는 방법으로서 실행될 수 있다. 상기 방법은 시불변 비터비 검출기(124)에서의 시변화 제약을 가지는 코드를 사용하는 채널에서의 데이터 검출 단계를 포함한다. 일실시예에서, 상기 방법은 실질적으로 병렬로 N 클록 주기상에서 인코딩되는 데이터를 검출하는 라딕스-2N비터비 검출기(124)를 포함하는데, 여기에서 상기 코드는 N 클록 주기에서 주기적인 시변화 제약을 가지며, N은 1보다 크다.
바람직한 실시예에서, 상기 코드는 또한 매 L 클록 주기보다 빈번하게 시작하지않는 판독 신호의 최대 전이 런을 제약하는, 최대 전이 런 길이 제약을 가진다. 그런 실시예에서, 라딕스-2N비터비 검출기를 제공하는 단계는 라딕스-2N비터비 검출기(124)를 제공함으로써 달성된다.
도한 본 발명은 비터비 검출기(124)가 시변화 제약을 가지는 코드에 따라 인코딩되는 데이터를 검출하도록 시불변 비터비 검출기(124)가 시불변 구조(140)로 구성되는 데이터를 검출하는 방법으로서 실행된다.
본 발명의 여러 실시예의 다수의 특성과 장점이 본 발명의 여러 실시예의 구조와 기능의 상세와 함께 언급되었더라도, 이런 개시는 단지 예시적인 것이며, 상기 상세에서, 특히 첨부된 청구범위가 나타내는 용어의 광범한 일반적 의미에 의해 지시되는 최대 범위까지 본 발명의 원리내에서 컴포넌트의 구조와 배열 문제에서 변경이 이루어질 수 있다고 이해하여야 한다. 예를 들면, 특별한 컴포넌트는 본 발명의 사상과 정신으로부터 일탈하지않고 동일한 기능을 유지하면서 특별한 채널 응답 타깃에 의존하여 변경가능하다.

Claims (10)

  1. 시변화 제약을 가지는 코드에 따라 인코딩되는 저장 채널에서의 데이터를 검출하는 방법에 있어서,
    가지에 의해 연결되는 다수의 상태들을 가지는 트레리스 구조에 의해 표현되는 비터비 검출기를 제공하는 단계를 포함하는데, 각각의 상태 메트릭과 각각의 가지는 연관된 가지 메트릭을 가지며;
    상기 코드에 따라 인코딩된 데이터를 수신하는 단계;
    각각의 상태동안, 상기 상태에 연결된 소정 수의 가지에 대한 가지 메트릭을 결정하는 단계를 포함하는데, 상기 소정 수는 시불변하며;
    각각의 상태동안, 상기 가지 메트릭과 상기 상태에 연결된 가지가 생겨나는 상태로부터의 이전 상태 메트릭에 기초하여 상기 상태와 연관된 상태 메트릭을 결정하는 단계; 및
    각각의 상태동안 결정되는 상기 상태 메트릭에 기초하여 데이터를 결정하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  2. 제 1항에 있어서, 상기 데이터 수신 단계는,
    다수의 시간 주기에서 제공되는 데이터를 포함하는 샘플링된 판독 신호의 데이터를 수신하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  3. 제 2항에 있어서, 상기 가지 메트릭 결정 단계와 상태 메트릭 결정 단계는 다수의 시간 주기에서 각각의 상태동안 한번 수행되는 것을 특징으로 하는 방법.
  4. 제 3항에 있어서, 상기 시변화 제약은 다수의 시간 주기에서 적어도 제1 제약과 제2 제약 사이에서 변화하는 런 제약을 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  5. 제 4항에 있어서, 상기 다수의 시간 주기는 N 시간 주기를 포함하고, 상기 검출기 제공 단계는,
    병렬로 N 시간 주기에서 제공되는 데이터를 검출하는 라딕스 2N비터비 검출기를 제공하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  6. 제 5항에 있어서, 상기 시변화 제약은 매 N 시간 주기이상으로 빈번하게 시작하지않도록 상기 판독 신호의 최대 전이 런을 제약하는 최대 전이 런 길이 제약을 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  7. 제 2항에 있어서, 상기 비터비 검출기는 다수의 상태 세트를 가지는 트레리스 구조에 의해 표현되고, 각각의 세트의 다수의 허용가능한 상태를 가지는 각각의 코드는 N 클록 주기로 최대수와 최저수 사이에서 주기적으로 변화하며, 상기 가지 메트릭 결정 및 상태 메트릭 결정 단계는 모든 세트에서의 최저수 상태에 대해서만 수행되는 것을 특징으로 하는 방법.
  8. 저장 채널에서 시변화 제약을 가지는 코드에 따라 인코딩되는 데이터를 검출하는데 사용하기 위한 검출기에 있어서,
    가지에 의해 연결되는 다수의 상태들을 가지는 트레리스 구조에 의해 표현되는 비터비 검출기를 포함하는데, 각각의 상태는 연관된 상태 메트릭을 가지고 각각의 가지는 연관된 가지 메트릭을 가지며, 상기 검출기는,
    상기 상태로 리딩하는 가지에 대한 소정 수의 가지 메트릭을 결정하는 적어도 하나의 가지 메트릭 컴포넌트; 및
    상기 가지 메트릭과 상기 상태에 연결된 가지가 생겨나는 이전 상태에 대응하는 이전 상태 메트릭에 기초하여 상기 생태와 연관된 상태 메트릭을 결정하는 상태 메트릭 컴포넌트를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 검출기.
  9. 통신 채널에 있어서,
    시변화 제약을 가지는 코드 워드로 데이터를 인코딩하도록 구성되는 인코더;
    인코딩된 데이터를 수신하고 저장하는 회전가능한 데이터 저장 디스크; 및
    상기 디스크로부터 인코딩된 데이터를 판독하는 판독 채널을 포함하며, 상기 판독 채널은 상기 디스크로부터 판독한 인코딩된 데이터를 나타내는 판독 신호를 수신하고 상기 판독 신호의 인코딩된 데이터를 검출하도록 구성되는, 시불변 구조를 가지는 비터비 검출기를 포함하는 것을 특징으로 하는 통신 채널.
  10. 시변화 제약을 가지는 코드에 따라 판독 채널로부터 수신되는 판독 신호의 인코딩된 데이터를 검출하는 방법에 있어서,
    상기 코드의 시변화 제약을 실시하는 시불변 구조를 가지는 비터비 검출기를 제공하는 단계;
    상기 비터비 검출기에서 상기 판독 신호를 수신하는 단계; 및
    상기 비터비 검출기로 판독 신호의 데이터를 검출하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
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