KR20020008118A - 광 디스크로부터 다중레벨 신호를 판독하고 기록하기 위한방법 및 장치 - Google Patents

광 디스크로부터 다중레벨 신호를 판독하고 기록하기 위한방법 및 장치 Download PDF

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Abstract

시스템 및 방법이 광 디스크(200)로부터 다중레벨 신호를 판독하기 위해 개시된다. 본 방법은 광 헤드(204)를 사용하여 디스크(200)로부터 가공되지 않은 데이터 신호를 판독하는 단계와 가공되지 않은 데이터 신호의 진폭을 조정하는 단계를 포함한다. 타이밍 신호는 신호 프로세서(214)에 의해 진폭 조정된 아날로그 신호로부터 수신된다. 수정은 가공되지 않은 아날로그 데이터 신호 및 타이밍 신호를 처리함으로써 가공되지 않은 아날로그 데이터 신호의 진폭 변조를 위해 행해진다.

Description

광 디스크로부터 다중레벨 신호를 판독하고 기록하기 위한 방법 및 장치{Method and apparatus for reading and writing a multilevel signal from an optical disc}
(배경기술의 설명)
종래의 2 레벨 광 데이터 저장 시스템에서, 정보는 마크들의 길이들 및 그들 사이의 공간들에 저장된다. 마크의 에지(edge)가 최소의 할당된 양에 의한 길이와 다른 마크들 사이의 구분을 위해 충분한 정확성을 갖고 검출되는 한, 그 시스템은 신뢰할정도로 동작할 수 있다. 하나의 반사 상태와 다른 하나 사이의 이 에지 변이(transition)는 임계값을 설정하여 신호가 임계값을 넘는 시간을 판정함으로써 검출될 수 있다. 이 에지 검출을 방해할 수 있는 느린 진폭 변화가 임계값 검출 회로 앞의 광검출 신호를 결합시키는 AC에 의해서 제거된다. 마크 및 공간 길이들이 얼마나 많은 클록 주기들이 에지 변이들 사이에 있느냐를 계수함으로써 측정된다. 판독기 클록 주기들은 마크/공간 에지들에 동기되어, 각 마크/공간에서 정수의 클록 주기들이 있음을 보장한다.
반대로, 다중레벨 기록 시스템에서, 이것은 정보를 운반하는 신호의 진폭이다. 판독기는 임의 시간들에서 신호의 진폭을 판정하기 위해 데이터 신호를 해석하여야만 한다. 따라서, 판독기 클록은 판독기가 적절한 시간에 신호를 해석하도록 보장하기 위해 데이터 스트림에 동기되어야 한다. 판독기에 있어 눈의 흐림 효과(blurring effect)로 인해, 상이한 레벨들 사이의 변이들이 샤프한 에지들을 만들지 않는다. 따라서, 판독기 클록을 데이터 스트림에 동기하기 어렵다. 판독 데이터를 정확하게 정렬하는 방법이 요구된다. 또한, 다중레벨 시스템은 데이터 신호의 총 엔벨로프에서의 변동(fluctuations)에 더 민감하다. 단독으로 결합하는 AC는 상이한 진폭 신호들을 충분히 정확하게 판정하기에 적합하지 않다. 다중레벨 광 디스크 시스템에서 접하게되는 다른 문제는 DC 보상이다.
데이터의 신뢰할만한 기록과 회복을 위한 다중레벨 광 판독 시스템을 위해서, 광 신호의 판독 시에 에러의 이들 소스들을 다루는 방법이 요구된다.
(발명의 배경)
1. 발명의 분야
본 발명은 일반적으로 광 디스크로부터 다중레벨 신호들을 판독하고 광 디스크에 다중레벨 신호들을 기록하기 위한 방법 및 장치에 관한 것이다. 본 발명은 결국 광 디스크에 기록되고 광 디스크로부터 판독되는 신호들을 처리하기 위한 방법들 및 장치들에 관한 것이다. 이들 신호들은 반사도(reflectivity) 및 길이가 변하는 광 디스크 상에 마크들(marks)을 만든다. 상술된 시스템은 데이터를 부호화하고 복호화하며, 에러들을 수정하고, 데이터를 동기화하고, DC 콘텐트(content)를 제어하고, 클록 신호를 설정하고 회복시키고, 신호의 엔벨로프를 회복시키고, 신호 왜곡을 보상하는 방법을 제공한다.
2. 관련 기술
광 데이터 저장 시스템들의 용량과 속도를 증대시키기 위해, 다중레벨 광 기록 시스템들이 개발되어왔다. 본 명세서에서, 용어 다중레벨은 2개의 레벨들 이상을 나타내기 위해 사용되었음을 주지해야 한다. 종래의 광 기록 시스템에서, 기록 매체의 반사도는 두 상태들 사이에서 변조된다. 광 기록 매체 상에 기록된 데이터의 밀도는 두 상태들 이상으로 광 기록 매체의 반사도를 변조시킴으로써 증가될 수 있다.
다중레벨 신호 변조에 특히 적합한 것으로 보이는 광 기록 매체의 한 타입은 위상 변화 광학 재료이다. 위상 변화 재료가 기록 레이저에 의해 가열될 때, 위상 변화 재료의 반사도가 변한다. 반사도의 변화는 재료의 열량(the amount of heating)과 재료가 냉각하는 속도를 조절함으로써 제어될 수 있다. 이 과정은 또한 J.H. Coombs 등(이하, "Coombs)의 "Laser-induced crystallization phenomena in GeTe-based allys. I. Characterization on nucleation and growth" (J. Appl.Phys.78(8), 15 OCT 1995.P.4906)에 개시되어 있다.
위상 변화 광 디스크가 기록된 후, 디스크로부터 반사된 빛의 빔 세기는 디스크에 기록된 다중레벨 데이터가 회복될 수 있도록 측정된다. 고바야시(이하 "고바야시")로 발행된 APPARATUS AND METHOD FOR RECORDING AND REPRODUCING MULTILEVEL INFORMATION라는 부제의 미국 특허 넘버 5,144,615호는 이러한 광 디스크로부터 다중레벨 데이터를 회복시키기 위한 시스템을 개시하고 있다. 도 1은 이러한 데이터를 회복시키기 위한 고바야시에 개시된 시스템을 도시하는 블록도이다. 검출기로부터 판독된 아날로그 데이터는 마크 길이 검출 회로(101) 및 반사도 검출 회로(102)로부터 입력된다. 이들 회로들의 출력들은 아날로그 대 디지털(A/D) 변환기(103)로 보내진다. A/D 변환기(103)는 신호가 소정의 기준 전압들과 신호를 비교함으로써 대응하는 값을 판정하는 n 값 회로를 포함한다. 계속해서, n 값 신호는 이진수 회로(405)에 의해 이진수 신호로 변환된다.
이 시스템은 다중레벨 신호를 판독하고 상식적으로 이것을 디지털 신호로 변환하는 개념을 밝히지만, 실제로 일어날 것 같은 광학적으로 판독된 다중레벨 신호들에서 다양한 결함들을 다루는 방법을 개시하지는 못한다. 예를 들면, 얼마나 클록이 마크 길이를 정확하게 검출하기 위해 수신되는지 명확하지 않으며, 광학적으로 검출된 신호 및 노이즈의 진폭 변조 및 DC 오프셋과 같은 실제 시스템들에서 일어나는 문제들을 처리하기 위한 방법이 개시되지 않는다.
도 1은 이러한 데이터을 수신하기 위한 고바야시에 개시된 시스템을 예시하는 블록도.
도 2는 광 디스크로부터 다중레벨 신호를 판독하기 위한 시스템의 블록도.
도 3a는 신호 처리 시스템의 성분들을 예시하는 블록도.
도 3b는 대안의 디스네이킹(desnaking) 아키텍쳐를 예시하는 블록도.
도 4는 어떻게 예비 디스네이커가 진폭 변조된 신호를 처리하는지를 도시하는 도면.
도 5a는 일 실시예에 사용된 데이터 포맷을 도시하는 블록도.
도 5b는 프리엠블 시퀀스를 도시하는 도면.
도 5c는 ECC 블록을 도시하는 도면.
도 5d는 포스트엠블(postamble) 시퀀스를 도시하는 도면.
도 6은 디스크에 다중레벨 마크들을 기록하기 위한 시스템을 도시하는 블록도.
(발명의 개요)
따라서, 광 디스크 상의 다중레벨 마크들을 기록하고 판독하기 위한 시스템이 개시된다. 본 시스템은 에러 수정 부호화 및 복호화 시스템, 변조 및 복조 시스템, DC 제어 시스템, 진폭 수정 회로, 클록 회복 회로, 기록 전략 시스템, 디스크 표면 상에 레이저 스폿(spot)을 초점 맞추고 추적(track)하기 위한 시스템, 디스크를 회전하기 위한 시스템, 및 컴퓨터 시스템에 대한 인터페이스를 포함한다. 본 발명은 신뢰할만한 데이터 저장 및 회복이 가능한 임의 유형들의 마크들을 포함하는프로세서, 장치, 시스템, 소자, 방법, 또는 컴퓨터 판독 매체 등을 포함하는 다양한 방식들로 구현될 수 있음을 이해해야 한다. 본 발명의 여러 가지 독창적인 실시예들이 이하에서 상술된다.
일 실시예에서, 광 디스크로부터 다중레벨 신호를 판독하기 위기 위한 방법이 상술된다. 본 방법은 광 검출기를 사용하여 디스크로부터 가공되지 않은 아날로그 데이터 신호를 판독하는 단계와 가공되지 않은 아날로그 데이터 신호의 진폭을 조정하는 단계를 포함한다. 타이밍 신호는 진폭 조정된 아날로그 데이터 신호로부터 회복되고 수정은 가공되지 않은 아날로그 데이터 신호 및 타이밍 신호를 처리함으로써 가공되지 않은 아날로그 데이터 신호의 진폭 변조를 위해 이뤄진다.
또 다른 실시예에서, 광 디스크로부터 다중레벨 신호를 판독하는 방법은 광 검출기를 사용하여 디스크로부터 가공되지 않은 아날로그 데이터 신호를 판독하는 단계와 가공되지 않은 아날로그 데이터 신호로부터 타이밍 신호를 회복하는 단계를 포함한다. 아날로그 신호는 A/D 변환기를 사용하여 디지털 데이터 신호로 변환된다. 가공되지 않은 아날로그 데이터 신호의 진폭 변조는 진폭 조정된 디지털 데이터 신호를 얻기 위해 디지털 데이터 신호를 처리함으로써 수정된다.
또 다른 실시예에서, 광 디스크로부터 다중레벨 신호를 판독하는 방법은 광 검출기를 사용하여 디스크로부터 가공되지 않은 아날로그 데이터 신호를 판독하고는 단계와 진폭 조정된 아날로그 데이터 신호를 얻기 위해 가공되지 않은 아날로그 데이터 신호를 처리함으로써 가공되지 않은 아날로그 데이터 신호의 진폭 변조를 위한 수정 단계를 포함한다. 타이밍 신호는 진폭 조정된 아날로그 데이터 신호에서진폭 변조를 위한 수정을 위해 사용된다.
또 다른 실시예에서, 광 디스크로부터 다중레벨를 판독하는 방법은 광 검출기를 사용하여 디스크로부터 가공되지 않은 아날로그 데이터 신호를 판독하는 단계와 진폭 조정된 아날로그 데이터 신호를 얻기 위해 가공되지 않은 아날로그 데이터 신호를 처리함으로써 가공되지 않은 아날로그 데이터 신호의 진폭 변조를 위한 수정 단계를 포함한다. 타이밍 신호는 진폭 조정된 아날로그 데이터 신호로부터 회복된다. 진폭 조정된 아날로그 데이터 신호는 디지털 데이터 신호로 변환된다. 디지털 데이터 신호는 같아진 데이터 신호를 얻기 위해 부분적으로 일정한 거리가 유지된 이퀄라이저(equalizer)로 처리된다.
또 다른 실시예에서, 광 디스크로부터 신호를 판독하는 방법은 광 검출기를 사용하여 디스크로부터 가공되지 않은 아날로그 데이터 신호를 판독하는 단계를 포함한다. 가공되지 않은 아날로그 데이터 신호는 정렬 시퀀스를 포함한다. 정렬 시퀀스는 정렬 시퀀스의 자동상관관계(autocorrelation)가 단일 정렬 지점에서 실질적으로 높은 값을 갖도록 선택된다. 가공되지 않은 아날로그 데이터 신호는 디지털 데이터 신호로 변환된다. 디지털 데이터 신호는 데이터 시퀀스의 개시가 판정될 수 있도록 정렬 시퀀스의 저장된 디지털 버전과 교차 상관된다.
또 다른 실시예에서, 광 디스크에 기록된 마크들의 다중레벨 패턴들은 프리엠블(preamble) 및 데이터 블록을 포함한다. 프리엠블은 필드들의 타이밍 습득 시퀀스(timing acquisition sequence), 정렬 시퀀스, 마크들의 연산 시퀀스, 및 이퀄라이저 훈련부(equalizer training section)를 포함한다.
또 다른 실시예에서, ECC 블록으로 조직화된 광 디스크에 기록된 마크들의 다중레벨 패턴은 변조 부호화된 마크들 및 물리적 형식 마크들을 포함한다. 변조 부호화된 마크들은 부호화된 어드레스부 및 부호화된 데이터 마크들을 포함한다. 물리적 형식 블록 마크들은 주기적인 ECC 데이터 동기 필드들, 주기적 타이밍 필드들, 주기적 AGC 필드들, 및 주기적 DC 제어 필드들을 포함한다.
또 다른 실시예에서, 광 디스크 상의 데이터를 기록하는 방법은 소망의 데이터 시퀀스를 정의하는 단계와 기록 전략을 사용하여 소망의 데이터 시퀀스로부터 기록 신호를 도출하는 단계를 포함한다. 광 디스크는 기록 신호를 사용하여 기록되고 그 광 디스크는 회복된 시퀀스를 얻기 위해 판독된다. 회복된 시퀀스는 소망의 데이터 시퀀스와 비교되고 기록 전략은 회복된 시퀀스가 소망의 데이터 시퀀스 쪽으로 수렴하도록 소망의 데이터 시퀀스에 대한 회복된 시퀀스의 비교에 근거하여 조정된다.
또 다른 실시예에서, 광 디스크 상의 데이터를 기록하는 방법은 소망의 데이터 시퀀스를 정의하는 단계와 기록 전략을 사용하여 소망의 데이터 시퀀스로부터 기록 신호를 도출하는 단계를 포함한다. 광 디스크는 기록 신호를 사용하여 기록되고 그 광 디스크는 회복된 시퀀스를 얻기 위해 판독된다. 소망의 데이터 시퀀스는 선형적으로 필터링된다. 회복된 시퀀스는 선형적으로 필터링된 소망의 데이터 시퀀스에 비교되고 기록 전략은 회복된 시퀀스가 선형적으로 필터링된 소망의 데이터 시퀀스 쪽으로 수렴하도록 선형적으로 필터링된 소망의 데이터 시퀀스에 대한 회복된 시퀀스의 비교에 근거하여 조정된다.
또 다른 실시예에서, 광 디스크에 기록된 마크들의 다중레벨 페턴은 2 레벨들 이상의 데이터, 데이터 마크들 사이에서 주기적으로 일어나는 타이밍 필드들, 특정 레벨의 데이터에 대응하며 데이터 마크들 사이에서 주기적으로 일어나는 자동 이득 제어 필드들을 포함한다.
또 다른 실시예에서, 광 디스크에 다중레벨 신호를 기록하는 방법은 2 레벨들 이상을 포함하는 복수의 레벨들 상의 데이터를 매핑(mapping)함으로써 데이터를 부호화하는 단계, 부호화된 데이터에 조기 필드들을 부가하는 단계, 부호화된 데이터의 DC 레벨을 판정하는 단계, 및 부호화된 데이터를 실질적으로 일정하게 유지하기 위해 DC 제어 필드들을 부가하는 단계를 포함한다.
또 다른 실시예에서, 광 디스크에 다중레벨 신호를 기록하는 방법은 가공되지 않은 데이터 시퀀스 성분들을 갖는 가공되지 않은 데이터 시퀀스을 판정하는 단계 및 상관된 데이터 시퀀스를 얻기 위해 콘볼루션 코드(convolutional code)를 사용하여 가공되지 않은 데이터 시퀀스를 부호화하는 단계를 포함한다. 상관된 데이터 시퀀스는 가공되지 않은 데이터 시퀀스의 한 성분 이상의 함수(function)인 상관된 데이터 시퀀스를 갖는다. 상관된 데이터 시퀀스는 광 디스크에 기록된다.
본 발명의 여러 특성 및 이점들이 이하 본 발명의 상세한 설명 및 본 발명의 원리를 예시하여 설명하는 첨부된 도면에서 보다 상세하게 제공된다.
본 발명은 첨부된 도면들과 관련하여 이하의 상세한 설명에 의해 쉽게 이해될 것이며, 동일한 참조번호는 동일한 구조 성분들을 나타낸다.
(바람직한 실시예의 상세한 설명)
이제 본 발명의 바람직한 실시예에 대해 상세히 언급한다. 바람직한 실시예의 예가 첨부된 도면들에 도시된다. 본 발명이 바람직한 실시예과 관련하여 상술되지만, 이는 하나의 바람직한 실시예로 본 발명을 제한하기 위한 의도가 아님이 이해될 것이다. 반대로, 이는 첨부된 청구범위에 의해 정의된 것과 같이 본 발명의 정신과 범위에 포함될 수 있는 대안물들, 변형예들, 및 등가물들을 포함하기 위해의도된 것이다. 이하의 설명에서, 많은 특정한 세부사항들이 본 발명에 대한 전체적인 이해 제공하기 위해 진술된다. 본 발명은 이러한 특정 세부사항들의 일부 또는 모두가 없이 실행될 수 있다. 다른 예들에서, 공지된 처리 동작들은 본 발명을 불필요하게 모호하게 하지 않도록 하기 위해 상세히 상술하지는 않는다.
도 2는 광 디스크로부터 다중레벨 신호를 판독하기 위한 시스템의 블록도이다. 디스크(200)는 모터(202)에 의해 회전된다. 광 헤드(204)는 디스크 상의 저장 위치에 조사하는 레이저 및 그 위치로부터 반사된 빛을 검출하는 다중-요소(multi-element) 광검출기를 포함한다. 광 디스크는 다중레벨 변조된 신호를 포함한다. 다중레벨 신호는 피트(pit) 깊이를 변화시키는 단계, 다이(dye)의 노출(exposure)을 변화시키는 단계, 또는 광학적 위상 변화 재료의 위상을 변화시키는 단계를 포함하는 디스크의 반사도를 변화시키기 위한 다양한 기술들을 사용하는 상이한 실시예들에서 광 디스크에 기록될 수 있다. 이하의 도시된 예에서, 광학적 위상 변화 재료가 사용된다. 광검출기는 빛을 전류에서 전압으로 변환되고 전치증폭기(pre-amplifier)(210)에 의해 증폭되는 전기 신호로 변환한다. 전치증폭기(210)의 출력은 초점을 맞추고, 추적하고, 데이터 해석 시스템들을 위한 신호의 조합을 연산하는 서보 에러-신호(servo error-signal) 연산기(212)에 제공된다. 데이터 신호는 다중레벨 정보를 포함하고, 상술된 시스템과 같은 종래의 시스템들에서, 증폭된 데이터는 그 정보를 디지털화하기 위한 A/D 변환기에 입력된다. 향상된 시스템이 A/D 변환기 이후뿐만 아니라 증폭기와 A/D 변화기 사이의 다양한 신호 처리 단계들을 포함하는 본 명세서에 상술된다.
서보 에러-신호 연산기(212)로부터의 신호는 아날로그 대 디지털(A/D) 변환기(218)에 입력되기 전에 신호 처리 시스템(214)에 입력된다. 신호 처리 시스템(214)은 또한 도 3에 상술된다. 처리된 데이터 신호에 부가하여, 클록 신호는 신호 처리 시스템(214)에 의해 발생되고 그 클록 신호는 A/D 변환기(218)에 또한 제공된다. A/D 변환기(220)로부터 디지털화된 출력 신호가 적응성의 부분적으로 공간지어진 이퀄라이저(FSE)(230)에 입력된다. 이 적응성(adaptive) FSE는 데이터 채널이 부호간(intersymbol) 간섭의 특정 양을 집합적으로 제공하도록 데이터 신호의 주파수 응답을 형성한다. 또한, FSE의 적응 특성으로 인해 시스템은 매체와 플레이어들의 상호교환 및 매체에서 비동질성(inhomogeneities)을 수용할 수 있다. 적응성 FSE의 출력은 마크 핸들러(handler)를 포함하는 비터비(Viterbi) 복호기(234)에 입력된다.
마크 핸들러는 개별적인 특정 타이밍과 이득 제어 필드들, DC 제어 필드들, 및 실제적으로 데이터를 나타내는 디스크 상의 저장 위치들로부터 데이터를 운반하지 않는 다른 필드들에 사용된다. 타이밍과 이득 제어 필드들이 이하에서 상술된다. DC 제어 필드들은 신호의 낮은 주파수 콘텐트가 억제되도록 디스크에 기록된 평균 신호 레벨을 조정하기 위해 디스크에 주기적으로 기록된다. 이들 DC 제어 필드들은 정보를 운반하지 않으며 판독 신호 상의 DC 바이어스를 갖지 않도록 간단히 사용된다.
비터비 복호기는 디스크 상에 부호화된 데이터의 시퀀스를 회복시킨다. 비터비 복호기의 출력은 에러 수정 코드 복호기(236)에 입력되고 그 에러 수정 코드 복호기로부터의 출력 데이터는 광 디스크로부터의 시스템 판독 데이터로 이용가능게 만들어진다.
도 3a는 신호 처리 시스템(214)의 성분들에 포함될 수 있는 디스네이커를 예시하는 블록도이다. 아날로그 신호는 예비 디스네이커(302)에 제공되고 클록된 디스네이커(308)에 또한 제공된다. 디스네이커의 목적은 신호 상의 진폭 변조의 효과를 제거하기 위한 것이다. 디스네이커는 광 디스크의 특성의 변화 또는 기계적인 변화에 의해 야기된 신호의 엔벨로프에서 변조를 제거한다. 예를 들면, 디스크 휨(warp)은 기록된 데이터와 다른 판독 신호의 진폭 변조를 일으킬 수 있다. 또한, 지정된 위상 변화 광학 재료의 양은 변할 수 있고, 또는 디스크의 표면을 덮는 폴리 탄산 에스테르(polycarbonate) 재료의 굴절률 및 두께가 변화될 수 있다. 데이터 신호의 엔벨로프에서 이들 변화들은 타이밍 에러들뿐만 아니라 데이터 판독 에러들을 야기한다.
도 4는 진폭 변조된 신호를 어떻게 예비 디스네이커가 처리하는지를 도시한다. 소망의 신호(502)는 이 엔벨로프에서 변화하지 않는다. 가공되지 않은 신호(404)는 통산 엔벨로프에서 일부 변화한다. 이 변화하는 엔벨로프는 뱀의 모양과 닮아, 용어 "디스네이킹(desnaking)" 이다. 일 실시예에서, 엔벨로프 변화는 상부 및 하부 엔벨로프 검출기 회로들을 이용함으로써 제거된다. 진폭 변조된 신호로(404) 인가된 상부 엔벨로프 검출기 회로의 출력이 신호(406)로서 도시되었다. 신호(406)는 가공되지 않은 신호의 피크들을 뒤따른다. 유사하게는, 하부 엔벨로프 검출기 회로의 출력은 가공되지 않은 신호의 최소값들을 뒤따른다.
상부 및 하부 엔벨로프 검출 회로 출력들은 진폭을 정상화하기 위해 사용된다. 진폭 변조는 데이터 신호로부터 하부 신호를 공제함으로서 제거되고, 이후에 상부 빼기 하부만큼 분할된다. 달리 말해서, 오프셋은 데이터 신호에서 공제되고, 이후에 진폭은 정상화된다. 피크 검출기들의 설계는 본 명세서에서 참조문헌으로 통합되는 Horowitz 와 Hill의The Art of Electronics에 개재되어 있다.
예비 디스네이커(302)의 출력은 타이밍 필드들의 습득을 위한 타이밍 회복 시스템(306)에 입력된다. 타이밍 회복 회로(306)는 데이터 신호에 포함되는 타이밍 필드들에 동기화를 얻고 샘플 클록을 발생시킨다. 일 실시예에서, 타이밍 필드는 특정 값들로 기록된 일련의 저장 위치들 또는 마크들을 포함한다. 특히, 타이밍 필드는 가장 낮은 마크 신호 레벨에 기록된 3개의 저장 위치들에 뒤따르는 가장 높은 마크 신호 레벨에 기록된 3개의 저장 위치들을 포함할 수 있다. 다른 실시예들에서, 타이밍 회복은 데이터 신호에 내장되는 특정 타이밍 필드들이 없이 데이터 마크들에 동기화함으로써 또한 달성될 수 있다.
타이밍 필드는 또한 가장 높은 레벨에 기록된 3개의 저장 위치들에 뒤따르는 가장 낮은 레벨에 기록된 3개의 저장 위치들일 수 있다. 높은 대 낮은 천이 타이밍 필드들 및 낮은 대 높은 천이 타이밍 필드들 사이의 차(difference)는 필드들을 구별하기 위해 사용된다. 또한, 일 실시예에서, 매 제 4 타이밍 필드는 가장 낮은 레벨에 기록된 5개의 저장 위치들에 뒤따르는 가장 높은 레벨에 기록된 5개의 저장 위치들이거나 가장 높은 레벨들에 기록된 5개의 저장 위치들에 뒤따르는 가장 낮은 레벨에 기록된 5개의 저장 위치들이다. 긴 10개의 저장 위치들인 특히 긴 타이밍필드는 또한 진폭 자동 이득 제어 필드로서 사용된다. 자동 이득 제어 필드들은 데이터 신호의 엔벨로프의 진폭 변조를 더욱 정확하게 디스네이크하거나 제거하기 위해 사용된다.
일단 클록 회복 회로가 타이밍 필드들에 고정되면, 클록된 디스네이커는 신호를 더욱 정확하게 디스네이크하기 위해 사용된다. 클록된 디스네이커(308)는 타이밍 회복 회로로부터 입력되고 또한 광 검출기로부터의 가공되지 않은 데이터 신호를 수신한다. 클록 디스네이커(308)는 클록된 디스네이커가 자동 이득 제어 필드의 높은 영역 또는 낮은 영역의 중심 근처 지점을 결정하기 위해 클록 회복 회로에 의해 회복된 클록 신호를 사용하기 때문에 신호 상의 진폭 변조의 더욱 정확한 제거를 수행한다. 이러한 지점은 상이한 레벨들의 이웃한 마크들로부터의 부호간 간섭이 줄어들거나 제거되므로, 그 위치에서 매체에 응답하는 완전한 진폭의 신뢰할 만한 측정을 제공한다. 신호의 진폭 변조는 신호의 오프셋을 공제하고 검출된 진폭에 역비례하는 값만큼 신호를 곱하므로써 다시 제거된다. 진폭 변조에 대해 수정하는 다른 방법들은 자동 이득 제어 필드로부터 판독된 신호를 사용하는 것으로 사용될 수 있다.
따라서, 진폭 변조는 예비 디스네이커를 사용하여 초기에 제거되고, 예비 디스네이커의 출력은 클록 신호를 얻기 위해 사용된다. 일단 클록 신호가 얻어지면, 클록 신호는 자동 이득 제어(AGC) 필드들을 포함하는 가공되지 않은 데이터 신호 부분들을 위치시키기 위해 사용된다. 자동 이득 제어 필드 위치들에서 판독된 신호는 디스크 상에서 일어나는 진폭 변조에 대한 더욱 정확한 보상을 위해 사용된다.더 정확한 보상은 클록된 디스네이커에 위해 수행되고, 클록된 디스네이커의 출력은 이후에 시스템에 의해 사용된다.
클록된 디스네이커는 자동 이득 제어 필드들의 위치들에서 판독된 신호에 근거하여 신호를 정확하게 디스네이크하기 위해 클록 회복 회로에 의해 얻어진 타이밍 정보를 사용한다. 클록 회복 및 자동 이득 제어 필드들로부터 얻어진 신호를 사용하는 제 2 디스네이커를 용이하게 하는 예비 디스네이커의 이러한 배치는 특히 좋은 결과를 만든다. 다른 실시예에서, 상이한 디스네이킹 시스템들이 사용된다.
일 실시예에서, 제 1 예비 디스네이커는 상술한 예비 디스네이커와 유사하게 사용된다. 하지만, 판독 아날로그 신호 상에서 동작하는 제 2 클록된 디스네이커 대신에, 판독 아날로그 신호는 디지털화되고, 디지털 디스네이커는 데이터를 정확하게 디스네이크하기 위해 사용된다. 이러한 실시예에서, 디지털화된 판독 신호의 분해능(resolution)의 비트들의 수는 그 신호로 부호화되는 데이터의 비트들의 수를 초과한다. 다른 실시예에서, 가공되지 않은 아날로그 신호는 아날로그 디스네이킹이 없이 디지털화되고 모든 디스네이킹이 디지털 영역에서 일어난다.
도 3a로 돌아가서, 클록된 디스네이커로부터 출력된 신호는 안티-에일리어싱 필터(anti-aliasing filter)(310)에 입력되고 안티-에일리어싱 필터(310)의 출력은 아날로그 대 디지털(A/D) 변환기(312)에 입력된다. 타이밍 회복 시스템으로부터의 클록 신호는 또한 아날로그 대 디지털 변환기에 입력된다. 클록 신호는 데이터 신호가 디지터화될 때를 결정하기 위해 A/D 변환기에 의해 사용된다. 이후에 이 디지털화된 신호는 도 2에 도시된 FSE(230)에 제공된다. 디지털화에 앞서 아날로그 디스네이킹은 몇몇 경우에 시스템 수행성능을 상당히 향상시킨다는 것을 알았다. 대안의 실시예에서, 데이터 신호는 예비 디스네이커만을 갖거나 디스네이킹을 하지 않는 A/D 변화기에 의해 디지털화된다. 이후에 이 신호는 자동 이득 제어 필드 신호 레벨들의 측정에 근거하여 유사한 알고리즘을 사용하여 디지털 영역에서 디스네이크된다.
도 3b는 대안의 디스네이킹 아키텍쳐를 예시하는 블록도이다. 판독 신호(350)는 예비 디스네이커(351)에 입력된다. 타이밍 정보는 타이밍 회복 시스템(352)에 의해 예비 디스네이커의 출력으로부터 도출되고, 그 타이밍 정보는 판독 신호를 디지털화하는 아날로그 대 디지털 변환기(354)를 위한 클록을 발생시키기 위해 사용된다. 아날로그 대 디지털 변환기(354)의 출력은 디지털 영역에서 디스네이킹을 수행하기 위해 신호를 처리하는 디지털 디스네이커(356)에 입력된다. 디스네이킹은 회복된 신호 피크 값들을 분석하여 검출된 신호 진폭 변화에 대한 수정을 위해 신호를 조정하므로써 디지털적으로 수행된다. 클록된 아날로그 디스네이커에서와 같이, 자동 이득 제어 마크들이 사용될 수 있다. 아날로그 대 디지털 변환기(354)의 출력은 FSE(230)에 입력된다. 일 실시예에서, 아날로그 대 디지털 변환기는 12 비트 아날로그 대 디지털 변환기이고 FSE는 8개의 데이터 레벨들을 도출한다.
일 실시예에서, FSE는 각 마크에 대한 두 개의 탭(tap)들을 갖는 유한 임펄스 응답 필터(finite impulse response)(FIR)이다. 이퀄라이저는 특정 균등화(equalization) 대상에 채널 응답을 형성하기 위해 지정된다. 이 실시예에서, 이퀄라이저 대상은 1+D 대상 전달함수를 갖는다. 즉, 광 데이터 채널 및 균등화를 통과한 후 대상 출력 신호는 시간 간격만큼 지연된 입력 신호 빼기 입력 신호와 같다. 부분적으로 공간지어진 이퀄라이저는 마크 공간지어진 이퀄라이저 당 한번 이상의 두 이점들을 갖는다. 첫 번째로, 노이즈 특성이 좋아지고 두 번째로, FSE는 타이밍 오프셋들에 대한 수정을 할 수 있다. 또한, 데이터 블록의 개시 시에 특정 시퀀스 상의 타이밍에 의해, FSE 필터는 개별적인 리코더들과 마크들을 판독하고 기록하는 플레이어들에서의 차이에 개조가능하고 또한 디스크/매체 변화들에 개조가능하다. 또한, FSE 필터는 각각의 플레이어가 노후화(wear)을 경험하는 것과 같이 시간 경과를 일으키는 변화들에 개조가능하다. 또 다른 실시예에서, 선보상(precompensation)과 함께 가능한 FSE는 데이터 신호에서의 부호간 간섭을 원상태로 돌린다. 이것이 제로 강제 이퀄라이저(zero forcing equalizer)이다. FSE는 프로아키스(Proakis), "Digital Communications", 3판, pp.617-620에 개재되어 있으며, 본 명세서에서 참보문헌로서 통합되었으며, 또한 Lee & Messerschmitt, "Digital Communication", 2판 pp.482, 484, 544에 개재되어 있으며, 본 명세서에서 참조문헌으로 통합되었다.
도 2로 돌아가서, FSE로부터 출력된 신호는 비터비 검출기(234)에 의해 해석된다. 비터비 검출기는 신호 레벨들을 해석하고 미터법(metric)에 근거하여 데이터의 가장 유사한 시퀀스를 결정한다. 약간의 시간 경과 후, 모든 경로들의 조합들에 대한 이 미터법을 연산하고, 경로-미터법 연산에 의해 결정된 것과 같이 가장 유사한 경로를 선택한다.
비터비 검출기는 FSE로부터 출력된 균등화된 신호 상의 비 데이터 마크의 효과를 제거하는 마크 핸드러를 포함한다. 일 실시예에서, 비터비는 비데이터 마크들이 존재하는 것으로 알려진 위치들에서 주기적으로 마크들을 무시함으로써 이를 달성한다.
비터비로부터의 출력 신호는 에러 수정 코드(ECC) 복호기에 보내진다. ECC 복호기는 데이터를 복호하고 그 데이터의 에러들에 대해 검사한다. 일 실시예에 사용된 이러한 에러 수정 코드는 Welch 등의 미국 특허출원 넘버 09/083,699에서 Method And Apparatus For Modulation Encoding Data For Storage On A Multi-Level Optical Recording Medium이란 부제로 개재되어 있으며, 본 명세서에서 참조문헌으로 통합되었다.
자동 이득 제어 필드들을 포함하는 다중레벨 마크들을 판독하고 이들 마크들로부터 데이터를 복호하는 시스템이 개시된다. 다음으로, 마크들 자신 및 이러한 마크들을 기록하기 위한 시스템이 개시된다. 이러한 기록 시스템에 의해 생성되고 상술한 판독 시스템에 의해 판독된 통상의 마크 패턴이 제공된다.
일 실시예에서, 상술된 시스템은 데이터 마크들 각각이 동일한 길이인 디스크에 데이터 마크들을 판독하고 기록하기 위해 사용된다. 연속적으로 기록될 이상적인 데이터 마크들의 최소 수를 요구하거나, 서로 옆에 위치될 수 있는 이상적인 데이터 마크들의 최대 수를 한정하는 것을 강제로 부과하지 않는다. 제로 코드로 복귀하는 것과 같이 임의의 레벨에 주기적으로 복귀하기 위해 데이터 마크들을 요청하도록 강제하는 것이 아니다. 다른 실시예에서, 실행 길이 제한 코드들(runlength limited codes) 또는 복귀 대 제로 코드들(return to zero codes)들이 사용될 수 있다. 데이터 마크들에 부가하여, 시스템 마크들은 도한 상술한 변조 동작을 용이하게 하는 데이터 시스템에 주기적으로 포함된다. 기능을 함께 수행하는 마크들의 세트들은 필드로서 언급된다. 시스템 마크들은 데이터 스트림에 주기적으로 삽입되는 타이밍, AGC, 및 DC 제어 마크들을 포함할 수 있다.
도 5a는 일 실시예에서 사용된 데이터 블록 형식을 도시하는 블록도이다. 프리엠블(도 5b에 도시됨)은 클록 습득, 레벨 연산, 이퀄라이저 타이밍, 정렬, 블록 어드레스, 및 몇몇 실시예들에서의 섹션들을 포함하고, 또한 데이터 패턴의 개시(start)를 포함할 수 있다. 클록 습득부는 진폭 변조가 제거될 수 있고 클록이 습득될 수 있도록 그들 사이에 데이터가 없는 AGC 필드들 및 타이밍을 포함한다. 레벨 연산 패턴은 그 시스템을 연산하기 위해 각 레벨에서 긴 신호들을 포함한다. 정렬 시퀀스는 정렬 시퀀스가 스스로 상관될 때, 상관(correlation)이 샤프한 피크를 갖는, 즉 그 수정이 정확한 정렬을 나타내는 위치에서만 실질적으로 높은 값을 갖도록 응답하는 의사랜덤 스퀀스이다. 이퀄라이저 타이밍 시퀀스는 판독되는 플레이어 조합과 특정 디스크에 이퀄라이저의 조정을 인에이블한다. 블록 어드레스는 시스템이 디스크 상의 ECC 블록을 훌륭히 식별할 수 있도록 한다. 몇몇 실시예에서, 데이터 패턴 시퀀스의 개시는 데이터 패턴의 개시를 식별한다. 다른 실시예에서, 데이터 패턴의 개시는 정렬 블록으로부터의 오프셋에 의해 결정된.
ECC 블록은 변조 부호화 마크들 및 물리적 형식(physical format) 마크들을 포함한다. 변조 부호화 마크들은 그들 형식이 변조 코드에 의해 바뀌도록 변조에의해 부호화되고, 물리적 형식 마크들은 그들 형식이 변조 코드에 의해 바뀌지 않도록 변호 코드 후에 데이터 스크림에 주기적으로 삽입된다. ECC 블록(도 5c에 도시됨)은 부호화 어드레스부, 주기적인 ECC 데이터 동기 필드들, 주기적인 타이밍 필드들, 주기적인 AGC 필드들, 주기적인 DC 제어 필드들, 부호화 데이터 마크들, 부호화 ECC 마크들, 및 부호화 격자 정돈(trellis clean-up) 마크들을 포함한다. 물리적 형식 ECC 블록 마크들은 주기적인 ECC 데이터 동기 필드들, 주기적인 타이밍 필드들, 주기적인 AGC 필드들, 및 주기적인 DC 제어 필드들을 포함한다. 물리적인 형식 마크들 더하기 변조 부호화 마크들은 ECC 블록을 포함한다.
데이터 마크들(g)은 다른 형식 마크들 또는 필드들(마크들의 그룹) 사이에 산재해 있다. 어드레스부(a)는 ECC 블록의 어드레스를 복제하고(duplicate), 또한 에러 검출 코드를 포함한다. ECC 데이터 동기(b) 필드들은 데이터 회복을 돕기 위해 ECC 블록 내에 위치 정보를 제공한다. 상술한 바와 같이, 타이밍 필드들(c)은 클록을 회복하기 위해 사용되고, AGC(d) 필드들은 엔벨로프 내의 낮은 주파수 드리프트(drift)를 제거하기 위해 사용된다. DC 제어(e) 필드들은 신호의 DC 제어를 제어하기 위해 사용된다. ECC(f) 필드들은 데이터 스트림에서의 에러들을 위치시키고 수정할 수 있는 에러 수정 바이트(byte)들을 포함한다. 마지막으로, 부호화 격자 정돈 마크들(h)은 ECC 블록 내의 주기적인 점들에서 알려진 상태로 격자 코드화된 마크들을 복귀시키기 위해 사용된다.
도 5d는 포스트엠블(postamble) 시퀀스를 도시한다. 그 시퀀스는 타이밍 필드들(c), AGC 필드들(d), 필터 데이터 마크들(g), 및 DC 제어 필드들(e)을 포함한다. DC 제어 필드들은 데이터 블록 구조의 출력 DC 레벨을 줄이기 위해 사용된다. 몇몇 실시예들에서, 포스트엠블은 알려진 상태 내의 격자를 남기기(leave) 위해 부호화 격자 정돈 마크들(h)을 또한 포함한다. 도 6은 디스크에 다중레벨 마크들을 기록하기 위한 시스템을 도시하는 블록도이다. 데이터 버퍼(600)로부터의 데이터는 ECC 검사 바이트(check byte)들이 데이터 스트림에 부가되는 ECC 부호화 블록(601)에 입력된다. 이 데이터는 이후에 다중레벨 변조 블록(602)에 제공된다. 다중레벨 변조 블록(602)은 ECC 데이터 동기 필드들 부가하는 회선(convolution) 코딩 블록(604)과 마크 블록(605), DC 제어 필드들, 및 속박(constraint)들이 구현된다면 실행 길이 제한(RLL) 속박들을 포함한다. 상술한 바와 같은 타이밍 및 자동 이득 제어 필드들은 블록(606)에 부가된다. 데이터 스트림은 이후에 선보상기(precompensator)(608)에 전달되고 선보상기의 출력은 기록되는 디스크에 대해 선택된 레이저 기록 전략에 따라 비트 스트림으로 데이터 스트림을 전송하기 위해 다중레벨 기구(implementer)(610)로 전달된다.
이 실시예에서, ECC 부호화 데이터는 곤볼루션적으로 부호화된다. 회선적 부호화는 데이터 마크들 사이에 상관(correlation)들을 부가한다. 이들 상관들 및 광 채널의 고유한 부호간 간섭으로 인한 상관들은 비터비 복호기와 같은 최대치 가능(maximum likelihood) 검출기에 의해 데이터 시퀀스의 더욱 정확한 복호화를 인에이블할 수 있다. 일 실시예에서, M=12 레벨들을 갖는 3 비트/마크의 데이터 속도를 달성하기 위해, 변조는 6 비트들 더하기 1 패리티(parity) 비트가 두 개의 인접한 마크들로 구성되는 기호로 부호화되도록 2차원적이다. 7 비트들은 128개의 기호들 요구하기 때문에, 가능한 12x12=144 개 중 16개의 기호들이 사용되지 않는다. 128-크로스(cross) 변조 배치가 아래에 주어진다. 우선 열을 취하고 그 값에 대한 행의 수를 취함으로써 그 기호 배치를 찾는다. 예를 들어, 7비트 값 64는 레벨 4와 7의 두 개의 마크들로 부호화된다. 999는 무효한 기호를 타나낸다.
콘볼루션 부호화는 IEE Communications Magazine의 1987년 2월호에서, Gottfried Ungerboeck의 "Trellis-Coded Modulation with Redundant Signal Sets, Part 1"의 Table Ⅲ로부터 선택된다.
마크 블록(605)은 변조 배치에서 발견되지 않은 16개의 기호들로부터 선택된 기호들로 구성되어 있다.
다음으로 DC 제어 필드들이 부가된다. 데이터 신호의 DC 콘텐트는 실행 디지털 합(RDS)을 사용하여 측정될 수 있다. 12 레벨 시스템에서, 각각의 레벨은 DC 콘텐트 값을 할당받는다. 예를 들어, 레벨 0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11은 각각 할당된 DC 콘켄트 값들 -11, -9, -7, -5, -3, -1, 1, 3, 5, 7, 9, 11 이다. RDS는 데이터 레벨들이 판독되는 것과 같이 DC 콘텐트 값들의 실행 합이다. 제로 근처로 RDS를 유지함으로써, 평균 데이터 신호 레벨은 그 신호의 진폭 영역의 중심 근처이다. 일 실시예에서, DC 제어 필드들은 하나의 DC 제어 필드 이후에 발견되는 데이터의 반전(inversion) 또는 반전이 아님을 나타낸다. 12 레벨 변조 코드 이상에 대해, 반전은 데이터 마크 레벨 k가 데이터 마크 레벨 11-k로 됨을 의미한다. 달리 말해서, 레벨 11은 1 이 되고, 레벨 3은 8이 된다. 반전은 데이터 스트림의 DC 콘텐트를 제어하는 것을 돕는다. RLL 마크들은 데이터 스트림에서의 특정 위치에서 상이한 레벨의 마크를 삽입함으로써 동일한 레벨에 데이터의 실행들(runs)을 종료할 수 있다. 일 실시예에서, 타이밍, AGC, 및 DC 제어 필드들은 자주 RLL 마크들로서 행동하기에 충분하다. 다른 실시예들에서, 개별적인 RLL 마크들이 부가될 필요가 있다.
마크들은 이후에 부호간 간섭 효과를 제거하기 위해 이웃하는 마크들을 고려하여 요구된 레벨들을 조정하는 선보상기 상에 전달되거나 그밖에도 임의의 부호간 간섭 대상이 실현되도록 한다.
부호간 간섭이 특정 대상 부호간 간섭에 대해 선보상되면, 부호간 간섭은 데이터가 더 잘 복호하기 위해 비터비 복호기에 의해 사용될 수 있다. 부호간 간섭은 비터비 복호기를 사용할 때 행해지는 것과 같이 최대치 가능 검출이 데이터 신호를 더 잘 해석할 수 있도록 데이터 스트림에 상관들을 부가한다. 상관들은 또한콘볼루션 코드를 명백하게 사용하여 데이터 스트림에 도입될 수 있다. 다양한 실시예들에서, 상관들은 여러 상이한 방법들 또는 이러한 방법들의 조합들을 사용하여 도입된다. 예를 들어, 상관들은 광 시스템에 의해 도입될 수 있고, 선보상을 이용함으로써 형성될 수 있고, 콘볼루션 코드를 이용하여 도입될 수 있고, ISI 와 콘볼루션 부호화 모두에 의해 도입될 수 있다.
또한, 임의의 실시예에서, 기록 연산은 다중레벨 기구를 이용하여 포함된다. 기록 연산은 디스크 특성들에서의 변화들뿐만 아니라 노후화 또는 마모(age or wear)로 인해 디스크 상의 마크들의 기록에 있어 변화들에 대해 보상한다. 기록 연산 과정은 3개의 반복적인 단계들, 즉 1)디스크에 알려진 패턴을 기록, 2)그 패턴을 판독, 3)기록된 패턴이 요구된 판독 패턴이 되도록 판독되는 패턴을 야기하는 것을 보장하기 위해 기록 전략을 조정하는 단계들을 갖는다. 일 실시예에서, 판독패턴은 기록된 패턴의 선형 필터링된 버전과 비교된다. 이 실시예에서, 시스템의 비선형 효과들이 연산에 의해 제거되거나 보상되도록 조정(adjustment)들이 이뤄진다. 다른 실시예에서, 판독과 기록 시스템의 선형 및 비선형 효과들 모두는 이 방법을 이용하기 위해 연산되거나 보상될 수 있다.
이 과정은 플레이어 및 디스크 조합이 디스크 상의 데이터의 기록 및 판독에 영향을 미칠 수 있는 변화들에 대한 조정을 가능하게 한다. 이 과정을 이용하여 연산될 수 있는 인자(factor)들은 레이저 에이지(age), 레이저 온도, 렌즈 또는 디스크 상의 먼지, 및 디스크 재료의 변화를 포함한다.
마지막으로, 조정된 레벨들은 선보상기 및 기록 연산기를 이용하여 결정된 레벨들을 특정 시간에서 특정 존속기간(durations)의 특정 레이저 전력들의 일련의 펄스들로 바꾸는 다중레벨 기구로 보내진다.
다중레벨 디스크에 데이터를 기록하고 다중레벨 디스크로부터의 데이터를 판독하기 위한 시스템이 상술하였다. 판독 시스템은 적응가능한 FSE를 이용함으로써 판독 신호에 도입된 노이즈에 대해 보상한다. 또한, 선보상은 시호가 디스크에 기록되기 전에 행해진다. 특정 필드들은 클록 회복 및 자동 이득 보상을 용이하게 하는 디스크에 기록된다. 다른 필드들은 디스크로부터 판독된 신호의 DC 바이어스를 제어한다.
앞서 말한 발명은 이해를 돕기 위해 다소 상세하게 상술되었지만, 임의의 변환들 및 변형예들이 첨부된 청구범위의 범위 내에서 실행될 수 있음은 명확하다. 본 발명의 방법 및 장치 모두를 구현하기 위해 많은 대안의 방식들이 있음을 주지해야 한다. 따라서, 본 실시예들은 예시적이고 제한적이지 않는다고 사려되며, 본 발명은 상세한 주어진 상세한 설명에 제한되지 않으며, 첨부된 청구범위의 범위 및 등가물들 내에서 변형될 수 있다.

Claims (41)

  1. 광 디스크로부터 다중레벨 신호를 판독하는 방법에 있어서,
    광 검출기를 이용하여 디스크로부터 가공되지 않은 아날로그 데이터 신호를 판독하는 단계,
    예비적으로 수정된 아날로그 데이터 신호를 얻기 위해 상기 아날로그 데이터 신호로 진폭 변조에 대해 예비적으로 수정하는 단계,
    상기 예비적으로 수정된 아날로그 데이터 신호로부터 타이밍 신호를 회복시키는 단계, 및
    상기 가공되지 않은 아날로그 데이터 신호 및 상기 타이밍 신호를 처리함으로써 상기 가공되지 않은 아날로그 데이터 신호의 진폭 변조에 대해 수정하는 단계를 포함하는, 다중레벨 신호 판독 방법.
  2. 제 1항에 있어서, 상기 가공되지 않은 아날로그 데이터 신호의 진폭 변조에 대한 수정 단계는 이득 제어 필드들에 대응하여 결정된 시간들에서 상기 가공되지 않은 아날로그 데이터 신호의 값을 평가하는 단계를 포함하는, 다중레벨 신호 판독 방법.
  3. 제 1항에 있어서, 이득 제어 필드들에 대응하여 결정된 상기 시간들은 상기 회복된 타이밍 신호를 이용하여 결정되는, 다중레벨 신호 판독 방법.
  4. 제 3항에 있어서, 상기 조정되지 아날로그 데이터 신호의 진폭 변조를 위한 수정 단계는 상기 가공되지 않은 아날로그 데이터 신호의 엔벨로프를 검출하고 상기 가공되지 않은 데이터 신호를 정상화하는 단계를 포함하는, 다중레벨 신호 판독 방법.
  5. 제 1항에 있어서, 상기 진폭 조정된 아날로그 데이터 신호로 진폭 변조에 대해 더 수정하기 위해 상기 타이밍 신호를 이용하는 단계는 이득 제어 필드에서 판독된 상기 신호의 세기에 근거하여 상기 조정된 아날로그 데이터 신호를 정상화하는 단계를 더 포함하는, 다중레벨 신호 판독 방법.
  6. 제 5항에 있어서, 이득 제어 필드에서 판독된 상기 신호의 세기에 근거하여 상기 조정된 아날로그 데이터 신호를 정상화하는 단계는 상기 이득 제어 필드의 중심 근처 지점에서 상기 신호의 세기를 검출하는 단계를 포함하며, 상기 이득 제어 필드의 중심은 상기 타이밍 신호를 이용하여 발견되는, 다중레벨 신호 판독 방법.
  7. 광 디스크로부터 다중레벨 신호를 판독하는 방법에 있어서,
    광 검출기를 이용하여 디스크로부터 가공되지 않은 신호를 판독하는 단계,
    상기 가공되지 않은 데이터 신호로부터 타이밍 신호를 회복하는 단계,
    A/D 변환기를 이용하여 상기 아날로그 신호를 디지털 데이터 신호로 변환하는 단계, 및
    진폭 조정된 디지털 데이터 신호를 얻기 위해 상기 디지털 데이터 신호를 처리함으로써 상기 가공되지 않은 아날로그 데이터 신호의 진폭 변조를 수정하는 단계를 포함하는, 다중레벨 신호 판독 방법
  8. 제 7항에 있어서, 상기 타이밍 신호는 상기 A/D 변환기에 입력되는, 다중레벨 신호 판독 방법.
  9. 제 7항에 있어서, 상기 가공되지 않은 아날로그 데이터 신호의 진폭은 상기 타이밍 신호가 회복되기 전에 조정되는, 다중레벨 신호 판독 방법.
  10. 광 디스크로부터 다중레벨 신호를 판독하는 방법에 있어서,
    광 검출기를 이용하여 디스크로부터 가공되지 않은 데이터 신호를 판독하는 단계,
    진폭 조정된 아날로그 데이터 신호를 얻기 위해 상기 가공되지 않은 아날로그 데이터 신호를 처리함으로써 상기 가공되지 않은 아날로그 데이터 신호의 진폭 변조에 대해 수정하는 단계,
    상기 진폭 조정된 아날로그 데이터 신호로부터 타이밍 신호를 회복시키는 단계, 및
    상기 진폭 조정된 아날로그 데이터 신호로 진폭 변조에 대해 더 수정하기 위해 상기 타이밍 신호를 사용하는 단계를 포함하는, 다중레벨 신호 판독 방법.
  11. 광 디스크로부터 다중레벨 신호를 판독하는 방법에 있어서,
    광 검출기를 사용하여 디스크로부터 가공되지 않은 아날로그 데이터 신호를 판독하는 단계,
    진폭 조정된 아날로그 데이터 신호를 얻기 위해 상기 가공되지 않은 아날로그 데이터 신호를 처리함으로써 상기 가공되지 않은 아날로그 데이터 신호의 진폭 변조에 대해 수정하는 단계,
    상기 진폭 조정된 아날로그 데이터 신호로부터 타이밍 신호를 회복시키는 단계,
    상기 진폭 조정된 아날로그 데이터 신호를 디지털 데이터 신호로 변환하는 단계, 및
    균등화된 데이터 신호를 얻기 위해 부분적으로 공간지어진 이퀄라이저로 상기 디지털 데이터 신호를 처리하는 단계를 포함하는, 다중레벨 신호 판독 방법.
  12. 제 11항에 있어서, 상기 부분적으로 공간지어진 이퀄라이저는 적응성이 있는(adaptive) 것인, 다중레벨 신호 판독 방법.
  13. 제 11항에 있어서, 상기 부분적으로 공간지어진 이퀄라이저는 탭(tap)들을 가지며, 상기 부분적으로 공간지어진 이퀄라이저는 상기 탭들을 설정하기 위해 훈련 시퀀스(training sequence) 상에서 훈련하는, 다중레벨 신호 판독 방법.
  14. 제 11항에 있어서, 회복된 데이터 시퀀스를 출력하기 위해 비터비(Viterbi) 복호기를 이용하여 상기 균등화된 데이터 신호를 처리하는 단계를 더 포함하는, 다중레벨 신호 판독 방법.
  15. 재 14항에 있어서, 상기 비터비 복호기는 상기 균등화된 데이터 신호로부터 비 데이터(non data) 마크들의 효과를 제거하는, 다중레벨 신호 판독 방법.
  16. 제 11항에 있어서, 상기 균등화된 데이터 신호는 1+D의 대상과 균등화되는, 다중레벨 신호 판독 방법.
  17. 제 11항에 있어서, 상기 균등화된 데이터 신호는 부호간(intersymbol) 간섭의 효과를 제거하기 위해 균등화되는, 다중레벨 신호 판독 방법.
  18. 제 11항에 있어서, 상기 회복된 데이터 시퀀스를 복호하는 단계 및 상기 회복된 데이터 시퀀스에서의 에러들을 검출하는 단계를 더 포함하는, 다중레벨 신호 판독 방법.
  19. 제 11항에 있어서, 상기 회복된 데이터 시퀀스를 복호하는 단계 및 상기 회복된 데이터 시퀀스에서의 에러들을 수정하는 단계를 더 포함하는, 다중레벨 신호 판독 방법.
  20. 광 디스크로부터 신호를 판독하는 방법에 있어서,
    광 검출기를 이용하여 디스크로부터 가공되지 않은 아날로그 데이터 신호를 판독하는 단계로서, 상기 가공하지 않은 아날로그 데이터 신호는 상기 정렬 시퀀스가 정렬 시퀀스의 자동상관(autocorrelation)이 단일의 정렬 지점에서 실질적으로 높은 값을 갖도록 선택되는 정렬 시퀀스를 포함하는, 상기 판독 단계,
    상기 가공되지 않은 아날로그 데이터 신호를 디지털 데이터 신호로 변환하는 단계를 포함하여,
    데이터 시퀀스의 개시가 결정될 수 있는, 신호 판독 방법.
  21. 제 20항에 있어서, 상기 신호는 다중레벨 신호인, 신호 판독 방법.
  22. 광 디스크에 기록된 마크들의 다중레벨 패턴에 있어서,
    필드들의 타이밍 습득 시퀀스(timing acquisition sequence)와,
    정렬 시퀀스와,
    마크들의 연산 시퀀스와,
    이퀄라이저 타이밍부를 포함하는 프리엠블, 및
    데이터 블록을 포함하는, 다중레벨 패턴
  23. 제 22항에 있어서, 상기 프리엠블은 데이터 블록 어드레스를 더 포함하는, 다중레벨 패턴.
  24. 광 디스크에 기록된 마크들의 다중레벨 패턴에 있어서,
    데이터 블록, 및
    상기 데이터 블록의 전체 dc 레벨 및 실질적으로 제로로 임의의 관련 플리엠블과 포스트엠블을 조정하는 dc 보상 영역을 포함하는, 다중레벨 패턴.
  25. 제 24항에 있어서, 알려진 상태로 상기 격자 부호화 데이터를 복귀시키는 하나 이상의 격자 코드 정돈 마크들(trellis code clean-up marks)을 포함하는, 다중레벨 패턴.
  26. 부호화 데이터 마크들을 포함하는 변조 부호화 마크들, 및
    주기적인 ECC 데이터 동기 필드들, 주기적인 타이밍 필드들, 주기적인 AGC 필드들, 및 주기적인 DC 제어 필드들을 포함하는 물리적인 형식 마크들을 포함하는, ECC 블록에 조직화된 광 디스크에 기록된 마크들의 다중레벨 패턴.
  27. 제 26항에 있어서, 상기 변조 부호화 마크들은 부호화 어드레스부를 더 포함하는, ECC 블록에 조직화된 광 디스크에 기록된 마크들의 다중레벨 패턴.
  28. 제 27항에 있어서, ECC 블록은 알려진 상태로 상기 격자 코드를 복귀시키는 하나 이상의 격자 코드 정돈 마크를 더 포함하는, ECC 블록에 조직화된 광 디스크에 기록된 마크들의 다중레벨 패턴.
  29. 광 디스크 상의 데이터를 기록하는 방법에 있어서,
    소망의 데이터 시퀀스를 정의하는 단계,
    기록 전략을 사용하여 상기 소망의 데이터 시퀀스로부터 기록 신호를 도출하는 단계,
    상기 기록 신호를 사용하여 상기 광 디스크를 기록하는 단계,
    회복된 시퀀스를 얻기 위해 상기 광 디스크를 판독하는 단계,
    상기 회복된 시퀀스와 상기 소망의 데이터 시퀀스를 비교하는 단계, 및
    상기 회복된 시퀀스가 상기 소망의 데이터 시퀀스 쪽으로 수렴하도록 상기 회복된 시퀀스와 상기 소망의 데이터 시퀀스의 비교에 근거하여 상기 기록 전략을 조정하는 단계를 포함하는, 데이터 기록 방법.
  30. 광 디스크 상의 데이터를 기록하는 방법에 있어서,
    소망의 데이터 시퀀스를 정의하는 단계,
    기록 전략을 이용하여 상기 소망의 데이터 시퀀스로부터 기록 신호를 도출하는 단계,
    상기 기록 신호를 사용하여 상기 광 디스크를 기록하는 단계,
    회복된 시퀀스를 얻기 위해 상기 광 디스크를 판독하는 단계,
    상기 소망의 데이터 시퀀스를 선형적으로 필터링하는 단계,
    상기 회복된 시퀀시와 상기 선형적으로 필터링된 소망의 데이터 시퀀스를 비교하는 단계, 및
    상기 회복된 시퀀스와 상기 회복된 시퀀스가 상기 선형으로 필터링된 소망의 데이터 시퀀스 쪽으로 수렴하도록 상기 선형으로 필터링된 소망의소망의 시퀀스의 비교에 근거하여 상기 기록 전략을 조정하는 단계를 포함하는, 데이터 기록 방법.
  31. 광 디스크에 기록된 마크들의 다중레벨 패턴에 있어서,
    두 개 이상의 데이터 레벨들을 포함하는 데이터 마크들,
    상기 데이터 마크들 사이에서 주기적으로 일어나는 타이밍 필드들, 및
    상기 마크들 사이에서 주기적으로 일어나는 자동 이득 제어 필드들로서, 상기 자동 이득 제어 필드들은 특정 데이터 레벨에 대응하는, 상기 자동 이득 제어 필드들을 포함하는, 다중레벨 패턴.
  32. 제 31항에 있어서, 상기 특정 데이터 레벨은 최대 데이터 레벨 또는 최소 데이터 레벨인, 다중레벨 패턴.
  33. 제 31항에 있어서, 상기 광 디스크가 판독될 때 실질적으로 일정한 dc 레벨을 유지하는 dc 제어 필드들을 포함하는, 다중레벨 패턴.
  34. 제 31항에 있어서, 상기 타이밍 필드들은 마크들의 연속적인 시퀀스에 대해 가장 낮은 레벨에서 기록된 데이터에 뒤따르는 마크들의 연속적인 시퀀스에 대해 가장 높은 레벨에서 기록된 데이터를 포함하는, 다중레벨 패턴.
  35. 제 31항에 있어서, 상기 자동 이득 제어 필드들은 임의의 타이밍 필드들 중에서 주기적으로 일어나는, 다중레벨 패턴.
  36. 제 31항에 일어서, DC 제어 필드 출력 신호에 대응하는 DC 제어 필드들을 포함하며, DC 제어 필드들에 대응하는 상기 출력 신호 레벨은 출력 신호에서의 DC 변화에 대해 보상하는, 다중레벨 패턴.
  37. 제 31항에 있어서, 마크들의 정렬 시퀀스를 더 포함하는, 다중레벨 패턴.
  38. 제 31항에 있어서, 상기 마크들의 정렬 시퀀스는 자신과 상관되면 상기 상관이 하나의 위치에서만 높은 값을 제공하도록 응답하는 의사랜덤 시퀀스인, 다중레벨 패턴.
  39. 광 디스크에 다중레벨 신호를 기록하는 방법에 있어서,
    두 개의 레벨들 이상을 포함하는 복수의 레벨들에 상기 데이터를 매핑함으로써 데이터를 부호화하는 단계,
    상기 부호화되 데이터에 동기 필드들을 부가하는 단계,
    상기 부호화된 데이터의 DC 레벨을 결정하는 단계, 및
    상기 부호화된 데이터의 DC 레벨을 실질적으로 일정하게 유지하기 위해 DC 제어 필드들을 부가하는 단계를 포함하는, 다중신호 기록 방법.
  40. 제 39항에 있어서, 판독 신호의 이득을 조정하기 위해서 소정의 판독 신호를 제공하기 위한 상기 부호화된 데이터에 자동 이득 제어 필드들을 부가하는 단계를 더 포함하는, 다중신호 기록 방법.
  41. 광 디스크에 다중레벨 신호를 기록하는 방법에 있어서,
    가공되지 않은 데이터 시퀀스 성분(element)들을 갖는 가공되지 않은 데이터 시퀀스를 결정하는 단계,
    상관된 데이터 시퀀스를 얻기 위해 콘볼루션 코드를 이용하여 상기 가공되지 않은 데이터 시퀀스를 부호화하는 단계로서, 상기 상관된 데이터 시퀀스는 상기 가공되지 않은 데이터 시퀀스의 한 성분 이상의 함수인 상과된 데이터 시퀀스 성분들을 갖는, 상기 부호화 단계, 및
    상기 광 디스크에 상기 상관된 데이터 시퀀스를 기록하는 단계를 포함하는, 다중레벨 신호 기록 방법.
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