KR20030010520A - 디지털 데이터 재생 장치 - Google Patents

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KR20030010520A
KR20030010520A KR1020020043749A KR20020043749A KR20030010520A KR 20030010520 A KR20030010520 A KR 20030010520A KR 1020020043749 A KR1020020043749 A KR 1020020043749A KR 20020043749 A KR20020043749 A KR 20020043749A KR 20030010520 A KR20030010520 A KR 20030010520A
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Abstract

광 기록 매체에 기록된 디지털 데이터의 재생 성능을 향상시키고 또한, 소비 전력의 저감이 가능한 디지털 데이터 재생 장치를 제공한다.
광 기록 매체로부터, 디지털 데이터를 복조하는 디지털 데이터 재생 장치에 있어서, 주로 채널 비트 주파수의 절반의 주파수를 이용하여 데이터 복조 처리를 행하는 하프 레이트 처리용 오프셋 제어 수단(4)과, 하프 레이트 처리용 위상 동기 제어 수단(5)과, 하프 레이트 처리용 적응 등화 수단(9)과, 하프 레이트 처리용 최우 복호기(10)에 의해 고밀도 기록 재생에 유효한 PRML 신호 처리를 행하여 누락한 시간 방향의 신호 성분을 직선 보간 처리나 나이퀴스트 보간 처리에 의해 복원하면서 광 기록 매체에 기록된 디지털 데이터를 재생하도록 했다.

Description

디지털 데이터 재생 장치{APPARATUS FOR REPRODUCING DIGITAL DATA}
본 발명은 디지털 데이터 재생 장치에 관한 것으로 특히, 선 방향의 고밀도 기록 재생에 유효한 방식인 PRML (Partial Response Maximum Likelihood) 신호 처리 방식을 이용한 디지털 데이터 재생 장치로, 고배속 재생에 대하여 소비 전력을 저감할 수 있는 것에 관한 것이다.
광 기록 매체에 디지털 데이터를 기록하는 방식으로서, CD(Compact Disc)나 DVD (Digital Versatile Disk)에서는, 선 기록 밀도가 일정하도록 디지털 데이터를 마크 폭 변조하여 기록함으로써 기록 매체상의 기록 밀도를 동일하게 하는 방식이 통상 이용되고 있다. 이 방식에 따라 기록된 디지털 데이터를 재생 및 복조하는 경우, 재생 신호가 갖는 채널 비트 주파수에 상당하는 클럭 성분의 위상을 검출하여, 위상 동기 루프에 의한 위상 동기 맞춤을 실행하고 있었다.
그 경우, 재생 신호가 갖는 클럭 성분의 주파수와, 위상 동기 루프에 의해 생성되는 클럭의 주파수가 크게 다른 경우에는, 위상 동기 맞춤이 완료되지 않을 가능성이나, 다른 주파수에 의사(疑似) 맞춤할 가능성이 높다.
이것을 회피하여, 정상인 위상 동기 맞춤을 가능하게 하기 위해서, 재생 신호에 포함되는 특정의 펄스 길이나 펄스 간격에 근거하여 재생 선 속도 주기를 검출하여, 디스크의 회전 속도의 제어나 위상 동기 루프의 자주(自走) 주파수의 제어를 행하고 있었다.
도 14는 종래의 디지털 데이터 재생 장치의 구성을 나타내는 블럭도이다. 이 디지털 데이터 재생 장치는, 정상인 위상 맞춤을 가능하게 하고, 또한, 진폭 방향의 오프셋 보정을 정상으로 실행한다. 도 14에 있어서, 33은 선 기록 밀도가 일정하도록 마크 폭 변조한 디지털 데이터가 기록되는 광 기록 매체, 34는 광 기록 매체(33)에 기록되어 있는 디지털 데이터를 재생하여, 광 디스크 재생 신호를 출력하는 재생 수단, 2는 광 디스크 재생 신호의 고역의 주파수 성분을 강조하는 파형 등화 수단, 3은 고역 성분이 강조된 광 디스크 재생 신호를 표본화하여, 다수 비트의 표본화 신호로 변환시키는 아날로그·디지털 변환기, 35는 표본화 신호에 포함되는 진폭 방향의 오프셋 성분을 보정하는 오프셋 보정 수단, 36은 오프셋 보정 수단(35)이 출력하는 표본화 신호를 부분 반응 등화에 의해 다진화하는 트랜스버셜 필터, 37은 트랜스버셜 필터(36)를 구성하는 탭에, 그 가중 계수를 공급하는 탭의 가중 계수 설정 수단, 38은 트랜스버셜 필터(36)의 출력 신호를 2진화된 디지털 데이터로 복조하는 비터비 복호기, 39는 오프셋 보정 수단(35)의 출력 신호가 제로레벨을 크로스하는 제로 크로스 위치를 검출하고, 인접하는 2개의 제로 크로스 위치 사이의 표본 수를 카운트하는 제로 크로스 길이 검출기, 40은 제로 크로스 길이 검출기(39)의 출력에 근거하여, 표본화 신호와 동기한 재생 클럭을 생성하기 위한 주파수 오차량을 결정하는 주파수 오차 검출기, 41은 오프셋 보정 수단(35)의 출력 신호의 위상에 의해 표본화 신호가 갖는 클럭 성분과 재생 클럭의 위상 오차량을 검출하는 위상 비교기, 42는 주파수 오차량을 이용하여, 재생 클럭이 표본화 신호와 동기할 수 있는 영역까지 주파수의 제어를 행하는 주파수 제어용 루프 필터, 43은 위상 오차량을 이용하여, 재생 클럭이 표본화 신호에 동기하도록 위상의 제어를 행하는 위상 제어용 루프 필터, 44a 및 44b는 위상 제어용 루프 필터(43) 및 주파수 제어용 루프 필터(42)가 출력하는 신호를 아날로그 신호로 변환시키는 디지털·아날로그 변환기, 45는 디지털·아날로그 변환기(44a) 및 (44b)가 출력하는 아날로그 신호에 근거하여, 재생 클럭을 생성하는 전압 제어형 발진기(Voltage Controlled Oscillator; 이하, VCO라 칭한다)이다.
다음에, 이러한 구성을 갖는 종래의 디지털 데이터 재생 장치의 동작에 대하여, 도 14 및 도 15를 이용하여 설명한다. 도 15는 종래의 디지털 데이터 재생 장치의 기록 데이터 및 각 출력 단계에서의 출력 신호 파형을 설명하기 위한 도면이다.
종래, 광 기록 매체(33)에는, 도 15(a)에 도시한 바와 같은 디지털 데이터가, 선 기록 밀도가 일정하도록 기록되어 있다. 기록된 디지털 데이터는, 예컨대, 8-16 변조 방식과 같이, 연속하는 0 또는 1이 3개 이상 14개 이하로 규제된 데이터이다. 재생 수단(34)에 의해 디지털 데이터를 재생하여 얻어지는 광 디스크 재생 신호는 디지털 데이터의 선 방향의 고기록 밀도화에 따라 간섭이 발생하기 때문에, 도 15(a)에 도시하는 바와 같이 고역의 주파수 성분이 될수록 진폭이 감쇠한다. 이 때문에, 재생 수단(34)이 출력하는 광 디스크 재생 신호를, 도시하지 않는 프리 앰프에 의해 증폭한 후, 파형 등화 수단(2)에 의해, 고역의 주파수 성분을 강조하도록 보정을 실시한다. 고역 성분이 강조된 광 디스크 재생 신호를, 도 15(b)에 나타내었다. 다음에, 아날로그 신호를 디지털 신호로 변환시키는 아날로그·디지털 변환기(3)는 VCO(45)가 생성하는 재생 클럭을 이용하여, 고역 강조된 광 디스크 재생 신호를 다수 비트의 표본화 신호로 표본화한다. 이때, 재생 클럭의 위상과 표본화 신호가 갖는 클럭 성분의 위상이 동기하고 있으면, 도 15(c)에 도시한 바와 같은 표본화 데이터(표본화 신호)가 얻어진다. 도 15(c)에 도시된 표본화 데이터는, 특히, 부분 반응 맥시멈 라이크리후드(Partial Response Maximum Likelihood; 이하, PRML과 칭한다) 신호 처리 방식에 적합한 표본화 데이터이다.
여기서, PRML 신호 처리 방식은 선 기록 방향의 기록 밀도의 증가에 따라, 고역 성분의 진폭이 열화하여 신호 잡음비가 증가하는 재생계에서, 의도적으로 파형 간섭을 부가함으로써 고역 성분을 필요로 하지 않는 재생계를 실현하는 부분 반응 방식과, 파형 간섭을 고려한 확률 계산에 의해 가장 확실할 것 같은 계열을 추정하는 최우(最尤) 복호법을 조합시켜 적용함으로써 재생 데이터의 품질을 향상시키는 신호 처리 방식이다.
다음에, 아날로그·디지털 변환기(3)에 의해 표본화된 디지털 신호를 오프셋보정 수단(35)에 입력하여, 표본화 신호에 포함되는 진폭 방향의 오프셋 성분을 보정한다. 그리고 오프셋 보정을 실시한 표본화 신호를 트랜스버셜 필터(36)에 의해 부분 반응 등화한다. 이때, 도 15(d)에 도시하는 바와 같이 부분 반응 등화된 신호는 다진화되어 있다고 하는 특징을 갖는다. 또한, 트랜스버셜 필터(36)의 탭의 가중 계수는, 탭의 가중 계수 설정 수단(37)에 의해, 등화 오차의 자승 평균치를 최소로 하는 LMS(Least Mean Square) 알고리즘을 이용하여 결정된다. 그리고 트랜스버셜 필터(36)의 출력 신호는 최우 복호기의 일종인 비터비 복호기(38)에 의해 2진화되어 디지털 데이터로 복조된다.
여기서, 아날로그·디지털 변환기(3)가 표본화를 실행할 때에 이용하는 재생 클럭은 이하와 같이 제어된다.
제로 크로스 길이 검출기(39)는 오프셋 보정 수단(35)의 출력 신호로부터, 제로 레벨을 크로스하는 제로 크로스 위치를 검출하고, 인접하는 2개의 제로 크로스 위치 사이의 표본 수를 카운트한다. 주파수 오차 검출기(40)는 이 제로 크로스 길이 검출기(39)의 출력을 이용하여, 특정의 기간에서 동기 패턴 길이와 동기 패턴의 검출 주기를 검출하고, 재생 클럭의 주파수 제어를 하기 위한 주파수 오차량을 결정한다. 그리고 주파수 오차 검출기(40)가 출력하는 주파수 오차량을 이용하여, 주파수 제어용 루프 필터(42)에 의해 재생 클럭이 표본화 신호의 클럭 성분과 동기 가능해지는 영역까지 주파수의 제어를 행하고, 그 출력 신호를 디지털·아날로그 변환기(44b)에 의해 아날로그 신호로 변환시킨다.
한편, 표본화 신호의 위상 정보는 오프셋 보정 수단(35)의 출력 신호를 이용하여 위상 비교기(41)에 의해 검출되고, 재생 클럭과 표본화 신호의 위상 동기 제어를 하기 위한 위상 오차량이 결정된다. 그리고 위상 비교기(41)로부터 출력된 위상 오차량을 이용하여, 위상 제어용 루프 필터(43)에 의해 재생 클럭이 표본화 신호의 클럭 성분에 동기하도록 위상 제어를 행하여, 그 출력 신호를 디지털·아날로그 변환기(44a)에 의해 아날로그 신호로 변환시킨다.
그리고 VCO(45)는 재생 클럭이 표본화 신호의 클럭 성분과 동기될 수 있도록 주파수가 제어된 후 아날로그 신호로 변환된 디지털·아날로그 변환기(44b)의 출력 신호와, 재생 클럭이 표본화 신호에 동기하도록 위상이 제어된 후 아날로그 신호로 변환된 디지털·아날로그 변환기(44a)의 출력 신호에 근거하여, 표본화 신호에 동기한 재생 클럭을 생성한다.
이러한 일련의 동작에 의해, 재생 클럭의 위상을 광 디스크 매체(33)에 기록되어 있는 디지털 데이터가 갖는 클럭 성분의 위상에 동기시키는 것이 가능하다. 이하, 이 클럭 성분의 주파수를 채널 비트 주파수라 칭한다. 또한, 이에 수반하여 PRML 신호 처리 방식을 적용할 수 있기 때문에, 광 기록 매체(33)에 기록된 디지털 데이터를 안정되고 정밀도 좋게 재생할 수 있다.
종래의 디지털 데이터 재생 장치는, 이상과 같이 구성되어 있어, 광 기록 매체(33)로부터의 광 디스크 재생 신호가 갖는 클럭 성분과 동기한 클럭을 이용하여 아날로그·디지털 변환기(3)에서 표본화를 행함과 동시에, PRML 신호 처리를 행함으로써, 디지털 데이터의 복조를 행하였다. 또한, 디지털 데이터 재생 장치의 구성 요소인 PLL (Phase Locked Loop) 회로나 유한 임펄스 응답 필터(Finite Impulse Response 필터; 이하, FIR라 칭한다) 및 비터비 복호기는 채널 비트 주파수로 처리된다.
그러나 광 기록 매체(33)에 기록되어 있는 디지털 데이터의 클럭 성분에 동기한 재생 클럭을 이용하여, PRML 신호 처리를 적용한 데이터 복조를 행한 경우, 고배속 재생 시에는, 재생 클럭의 주파수가 높아지기 때문에, 그 주파수에 의존하는 디지털 회로의 소비 전력이 증가해 버린다.
고배속 재생 시에 소비 전력이 증가하는 것을 방지하기 위해서, 채널 비트 주파수의 절반의 주파수에 동기한 재생 클럭을 이용한 데이터 복조를 시도했다. 재생 클럭의 주파수를 채널 비트 주파수의 절반으로 한 경우, 아날로그·디지털 변환기(3)에 의해 표본화했을 때에, 시간 방향으로 데이터의 누락이 발생한다. 즉, 재생 클럭을 이용한 표본화로 얻어지는 표본화 신호에 대해서만 위상 동기 제어나 진폭 방향의 오프셋 보정을 하고, 그 신호를 이용하여 데이터 복조를 하는 방법에서는, 표본화를 할 때에 이용하는 재생 클럭이 절반의 주파수가 되는 것에 의존하여, 시간 방향의 정보량의 열화가 발생해 버린다. 이 때문에, 상술한 바와 같은 위상 동기 제어나, 오프셋 보정 등에서 성능 열화를 야기하므로, 충분한 재생 성능을 유지할 수가 없다. 따라서, 표본화를 할 때에 이용하는 재생 클럭의 주파수를 단순히 절반으로 하는 것만으로는 소비 전력의 저감과 재생 성능의 향상의 쌍방을 만족시키는 것이 불가능하다.
본 발명은, 상기한 바와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로, 광 기록 매체에 기록된 디지털 데이터의 재생 성능을 향상시키고, 또한 소비 전력을 저감시키는 디지털 데이터 재생 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.
본원의 청구항 1의 발명에 따른 디지털 데이터 재생 장치는 동일 부호가 적어도 3개 이상 연속하는 제약을 갖는 기록 부호에 의해 디지털 기록되어 있는 광 기록 매체로부터, 디지털 데이터를 복조하는 디지털 데이터 재생 장치에 있어서, 상기 광 기록 매체를 재생한 재생 신호를 채널 비트 주파수의 절반의 주파수의 재생 클럭으로 표본화한 표본화 신호에, 누락한 신호의 진폭 방향의 오프셋 정보를 보간하면서, 오프셋 보정 제어를 행하는, 하프 레이트 처리용 오프셋 제어 수단과, 상기 하프 레이트 처리용 오프셋 제어 수단에 의해 얻어진 신호에 대하여, 누락한 신호의 위상 오차 정보를 보간하면서, 위상 동기 제어를 행하는, 하프 레이트 처리용 위상 동기 제어 수단과, 상기 하프 레이트 처리용 오프셋 제어 수단 및 상기 하프 레이트 처리용 위상 동기 제어 수단에 의해 진폭 방향의 오프셋 보정 및 위상 동기된 신호에 대하여, 부분 반응 적응 등화를 행하는 하프 레이트 처리용 적응 등화 수단과, 상기 하프 레이트 처리용 적응 등화 수단이 출력하는 부분 반응 적응 등화 신호에 대하여, 부분 반응형에 따른 복호를 행하는, 하프 레이트 처리용 최우(最尤) 복호 수단을 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 본원의 청구항 2의 발명에 따른 디지털 데이터 재생 장치는 청구항 1에 기재된 디지털 데이터 재생 장치에 있어서, 상기 하프 레이트 처리용 적응 등화 수단은, 상기 재생 클럭으로 표본화한 상기 표본화 신호에 대하여 부분 반응 적응등화를 행하는, 제 1 하프 레이트 처리용 적응 등화 필터와, 표본화에 의해 상기 표본화 신호를 얻을 때에 누락한 신호를, 나이퀴스트 보간에 따른 보간을 하는 제 2 하프 레이트 처리용 적응 등화 필터를 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 본원의 청구항 3의 발명에 따른 디지털 데이터 재생 장치는, 청구항 1에 기재된 디지털 데이터 재생 장치에 있어서, 상기 하프 레이트 처리용 위상 동기 제어 수단은, 표본화에 의해 상기 표본화 신호를 얻을 때에 누락한 신호를 보간하는 직선 보간 필터를 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 본원의 청구항 4의 발명에 따른 디지털 데이터 재생 장치는, 청구항 1에 기재된 디지털 데이터 재생 장치에 있어서, 상기 하프 레이트 처리용 위상 동기 제어 수단은, 표본화에 의해 상기 표본화 신호를 얻을 때에 누락한 신호를 보간하는 나이퀴스트 보간 필터를 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 본원의 청구항 5의 발명에 따른 디지털 데이터 재생 장치는, 청구항 4에 기재된 디지털 데이터 재생 장치에 있어서, 상기 나이퀴스트 보간 필터는, 정밀도를 유지하기 위해서 필요한 최소한 탭수를 갖는 유한 임펄스 응답 필터에 의해 구성되는 것을 특징으로 한다.
또한, 본원의 청구항 6의 발명에 따른 디지털 데이터 재생 장치는, 청구항 3 내지 청구항 5의 어느 한 항에 기재된 디지털 데이터 재생 장치에 있어서, 상기 하프 레이트 처리용 위상 동기 제어 수단은, 상기 표본화 신호와, 상기 나이퀴스트 보간 필터 또는 상기 직선 보간 필터가 출력하는 신호를 가산한 가산 신호의 부호의 극성에 근거하여, 상기 위상 오차 정보를 결정하는 것을 특징으로 한다.
또한, 본원의 청구항 7의 발명에 따른 디지털 데이터 재생 장치는, 청구항 1에 기재된 디지털 데이터 재생 장치에 있어서, 상기 하프 레이트 처리용 오프셋 제어 수단은, 표본화에 의해 상기 표본화 신호를 얻을 때에 누락한 신호를 보간하는 직선 보간 필터를 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 본원의 청구항 8의 발명에 따른 디지털 데이터 재생 장치는, 청구항 1에 기재된 디지털 데이터 재생 장치에 있어서, 상기 하프 레이트 처리용 오프셋 제어 수단은, 표본화에 의해 상기 표본화 신호를 얻을 때에 누락한 신호를 보간하는 나이퀴스트 보간 필터를 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 본원의 청구항 9의 발명에 따른 디지털 데이터 재생 장치는, 청구항 8에 기재된 디지털 데이터 재생 장치에 있어서, 상기 나이퀴스트 보간 필터는, 정밀도를 유지하기 위해서 필요한 최소한의 탭수를 갖는 유한 임펄스 응답 필터에 의해 구성되는 것을 특징으로 한다.
또한, 본원의 청구항 10의 발명에 따른 디지털 데이터 재생 장치는, 청구항 7 내지 청구항 9의 어느 한 항에 기재된 디지털 데이터 재생 장치에 있어서, 상기 하프 레이트 처리용 오프셋 제어 수단은, 상기 표본화 신호가 제로 레벨을 크로스하는 제로 크로스 위치와, 상기 직선 보간 필터 또는 상기 나이퀴스트 보간 필터가 출력하는 보간 신호의 제로 크로스 위치를 병렬로 검출하는 제로 크로스 위치 검출 수단과, 상기 표본화 신호의 제로 크로스 위치와 상기 보간 신호의 제로 크로스 위치를 가산한 가산 신호의 부호의 극성에 근거하여, 오프셋 정보를 결정하는 오프셋 정보 선택 수단을 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 본원의 청구항 11의 발명에 따른 디지털 데이터 재생 장치는, 청구항 1에 기재된 디지털 데이터 재생 장치에 있어서, 상기 하프 레이트 처리용 오프셋 제어 수단은, 표본화에 의해 상기 표본화 신호를 얻을 때에 누락한 신호를 보간하는 보간 수단과, 상기 표본화 신호와 상기 보간 수단이 출력하는 보간 신호를, 임의의 기간에서 가산한 가산 신호의 부호의 극성이 정이면 1을 가산하고 부이면 1을 감산하는 극성값 출력 수단과, 카운터에 의해 설정되는 소정의 기간, 상기 극성 출력 수단으로부터의 출력 결과를 누적 가산하는 누적 가산 수단을 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 본원의 청구항 12의 발명에 따른 디지털 데이터 재생 장치는, 동일 부호가 적어도 3개 이상 연속하는 제약을 갖는 기록 부호에 의해 디지털 기록되어 있는 광 기록 매체로부터, 디지털 데이터를 복조하는 디지털 데이터 재생 장치에 있어서, 상기 광 기록 매체를 재생한 재생 신호를 채널 비트 주파수의 절반의 주파수의 재생 클럭으로 표본화한 표본화 신호에, 누락한 신호의 진폭 방향의 오프셋 정보를 보간하면서, 오프셋 보정 제어를 행하는, 하프 레이트 처리용 오프셋 제어 수단과, 상기 하프 레이트 처리용 오프셋 제어 수단 및 상기 하프 레이트 처리용 위상 동기 제어 수단에 의해, 진폭 방향의 오프셋 보정 및 위상 동기된 신호에 대하여, 부분 반응 적응 등화를 행하는, 제 1 하프 레이트 처리용 적응 등화 수단과, 표본화에 의해 상기 표본화 신호를 얻을 때에 누락한 신호를, 나이퀴스트 보간에 따라 보간하는, 제 2 하프 레이트 처리용 적응 등화 수단과, 상기 제 1 및 제 2 하프 레이트 처리용 적응 등화 수단에 의해 얻어진 신호에 근거하여, 상기 표본화신호의 위상 동기 제어를 행하는, 하프 레이트 처리용 위상 동기 제어 수단과, 상기 하프 레이트 처리용 적응 등화 수단이 출력하는 부분 반응 적응 등화 신호에 대하여, 부분 반응형에 따른 복호를 행하는, 하프 레이트 처리용 최우 복호 수단을 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 본원의 청구항 13의 발명에 따른 디지털 데이터 재생 장치는, 청구항 12에 기재된 디지털 데이터 재생 장치에 있어서, 상기 하프 레이트 처리용 오프셋 제어 수단은, 상기 제 1 및 제 2 하프 레이트 처리용 적응 등화 수단에 의해 얻어진 신호에 근거하여, 진폭 방향의 오프셋 보정을 행하는 것을 특징으로 한다.
도 1은 본 발명의 실시예 1에 따른 디지털 데이터 재생 장치의 구성을 도시한 블럭도,
도 2는 고차 리플 필터의 주파수 특성을 설명하는 도면,
도 3은 각종 부분 반응 방식의 주파수 특성 및 MTF 특성을 도시하는 도면,
도 4는 본 발명의 실시예 1에 따른 디지털 데이터 재생 장치에 있어서, 직선 보간 필터를 이용한 하프 레이트 처리용 오프셋 제어 수단(4)의 구성을 도시한 블럭도(a) 및 직선 보간의 원리를 설명하는 도면(b),
도 5는 본 발명의 실시예 1 및 2에 따른 디지털 데이터 재생 장치에 있어서, 나이퀴스트 보간 필터를 이용한 하프 레이트 처리용 오프셋 제어 수단(4)의 구성을 도시한 블럭도(a) 및 나이퀴스트 보간의 원리를 설명하는 도면(b),
도 6은 본 발명의 실시예 1 및 2에 따른 디지털 데이터 재생 장치에 있어서, 나이퀴스트 보간 필터(17)의 동작 원리를 설명하는 도면,
도 7은 본 발명의 실시예 1에 따른 디지털 데이터 재생 장치에 있어서, 나이퀴스트 보간 필터를 이용한 하프 레이트 처리용 오프셋 제어 수단(4)의 구성의 다른 일 예를 도시한 블럭도,
도 8은 본 발명의 실시예 1에 따른 디지털 데이터 재생 장치에 있어서, 직선 보간 필터(a), 및 나이퀴스트 보간 필터(b)를 이용한 하프 레이트 처리용 위상 오차 정보 검출 수단(6)의 동작 원리를 설명하는 도면,
도 9는 본 발명의 실시예 1 및 2에 따른 디지털 데이터 재생 장치에 있어서, 하프 레이트 처리용 적응 등화 수단(9)으로 실현하는 PR (a, b, b, a) 등화 방식과, 일반적인 2진화 판별 방식의 차이를 설명하는 도면,
도 10은 본 발명의 실시예 1 및 2에 따른 디지털 데이터 재생 장치에 있어서, 하프 레이트 처리용 적응 등화 수단(9)의 구성 요소인 FIR 필터의 구성을 도시한 블럭도,
도 11은 본 발명의 실시예 1 및 2에 따른 디지털 데이터 재생 장치에 있어서, 하프 레이트 처리용 적응 등화 수단(9)의 구성 요소인 필터 계수 학습 수단의 구성을 도시한 블럭도,
도 12는 본 발명의 실시예 1에 따른 디지털 데이터 재생 장치에 있어서, 하프 레이트 처리용 최우 복호기(10)를 비터비 복호기에 의해 실현하는 경우의 동작 원리를 설명하기 위한 상태 천이도(a) 및 트렐리스 선도 및 살아 남은 패스(b),
도 13은 본 발명의 실시예 2에 따른 디지털 데이터 재생 장치의 구성을 도시한 블럭도,
도 14는 종래의 디지털 데이터 재생 장치의 구성을 도시한 블럭도,
도 15는 종래의 디지털 데이터 재생 장치의 기록 데이터 및 각 출력 단계에서의 출력 신호 파형을 설명하는 도면이다.
도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명
1 : 프리 앰프
2 : 파형 등화 수단
3 : 아날로그·디지털 변환기
4 : 하프 레이트 처리용 오프셋 제어 수단
5 : 하프 레이트 처리용 위상 동기 제어 수단
6 : 하프 레이트 처리용 위상 오차 정보 검출 수단
7 : 루프 필터
8 : 클럭 발생 수단
9 : 하프 레이트 처리용 적응 등화 수단
10 : 하프 레이트 처리용 최우 복호기
11 : 직선 보간 필터
12 : 제로 크로스 위치 검출 수단
13 : 오프셋 정보 선택 수단
14 : 평활화 수단
15 : 감산 수단
16A, l6B, 16C, 16D, 16E, 16F : 직선 보간의 원리를 설명하는 데이터
17, 17a : 나이퀴스트 보간 필터
18A, 18B, 18C, 18D, 18E : 나이퀴스트 보간의 원리를 설명하는 데이터
19A, 19B, l9C, 19D, 19E, 19F : 나이퀴스트 보간 필터의 필터 계수
20 : 극성값 출력 수단
21 : 누적 가산 수단
22 : 카운터
23a∼23b, 23c, 23d, 23e, 23f : 지연 소자
24a, 24b, 24c, 24d, 24e, 24f, 24g : 승산 소자
25 : 가산 수단
26 : 가판정 회로
27 : 등화 오차 검출기
28 : 상관기
29 : 피드백 이득 조정기
30a, 30b, 30c, 30d, 30e, 30f, 30g : 필터 계수 갱신 수단
31a, 31b, 31c, 31d, 31e, 31f, 31g : 초기값 기억 수단
32 : 나이퀴스트 보간형 적응 등화 수단
33 : 광 기록 매체
34 : 재생 수단
35 : 오프셋 보정 수단
36 : 트랜스버셜 필터
37 : 탭의 가중 계수 설정 수단
38 : 비터비 복호기
39 : 제로 크로스 길이 검출기
40 : 주파수 오차 검출기
41 : 위상 비교기
42 : 주파수 제어용 루프 필터
43 : 위상 제어용 루프 필터
44a, 44b : 디지털·아날로그 변환기
45 : VCO
(실시예 1)
먼저, 본 발명의 청구항 1내지 청구항 11에 기재된 디지털 데이터 재생 장치에 대응하는 예를 실시예 1로서, 도면을 참조하면서 설명한다.
본 실시예 1에 따른 디지털 데이터 재생 장치는, PRML(Partial Response Maximum Likelihood) 신호 처리를 채널 비트 주파수의 절반의 주파수로 실행하고, 직선 보간 필터나 나이퀴스트 보간 필터를 이용하여 시간 방향으로 누락한 보간 신호를 복원하여, 오프셋 보정 제어나 위상 동기 제어를 하도록 한 것이며, 디지털 데이터의 재생 성능을 거의 열화시키지 않고 유지할 수 있다.
도 1은, 본 발명의 실시예 1에 따른 디지털 데이터 재생 장치의 구성을 도시한 블럭도이다.
도면에 있어서, 33은 선 기록 밀도가 일정하도록 마크 폭 변조한 디지털 데이터가 기록되는 광 기록 매체, 34는 광 기록 매체(33)에 기록되어 있는 디지털 데이터를 재생하여 광 디스크 재생 신호를 출력하는 재생 수단, 1은 광 디스크 재생 신호의 출력을 증폭하는 프리 앰프, 2는 프리 앰프(1)에서 증폭된 광 디스크 재생 신호의 고역의 주파수 성분을 강조하는 파형 등화 수단, 3은 고역 성분이 강조된 광 디스크 재생 신호를 채널 비트 주파수의 절반의 주파수의 재생 클럭으로 표본화하여, 다수 비트의 표본화 신호로 변환시키는 아날로그·디지털 변환기, 4는 표본화 신호에 포함되는 진폭 방향의 오프셋 성분을 보정하는 하프 레이트 처리용 오프셋 제어 수단, 5는 광 디스크 재생 신호에 포함되는 클럭 성분의 절반의 주파수의 위상에 동기한 표본화 신호를 생성하는 하프 레이트 처리용 위상 동기 제어 수단, 6은 표본화 시에 누락한 보간 신호를 복원하고, 보간 신호와 표본화 신호에 따라, 재생 클럭을 생성하기 위한 위상 오차 정보를 검출하는 하프 레이트 처리용 위상 오차 정보 검출 수단, 7은 하프 레이트 처리용 위상 오차 정보 검출 수단(6)이 생성하는 위상 오차 정보를 평활화하는 루프 필터, 8은 루프 필터(7)에 의해 평활화된 위상 오차 정보에 근거하여 재생 클럭을 생성하는 클럭 발생 수단, 9는 표본화 시에 누락한 보간 신호를 복원하여, 하프 레이트 처리용 오프셋 제어 수단(4)에 의해 보정된 표본화 신호에 대하여 부분 반응 등화를 행하는 하프 레이트 처리용 적응 등화 수단, 10은 부분 반응 등화된 등화 출력 신호에 대하여 데이터 복조를 행하는 하프 레이트 처리용 최우 복호기이다.
이하, 본 발명의 실시예 1에 따른 디지털 데이터 재생 장치의 동작에 대하여, 도 1∼도 12를 이용하여 설명한다.
재생 수단(34)은 광 기록 매체(33)에 기록되어 있는 디지털 데이터를 재생한다. 재생 수단(34)이 출력하는 광 디스크 재생 신호의 진폭을 프리 앰프(1)에 의해 강조한 후, 파형 등화 수단(2)에 의해, 고역의 주파수 성분을 강조하는 보정을 실시한다.
파형 등화 수단(2)은 부스트량과 컷오프 주파수를 임의로 설정할 수 있는 필터로 구성된다. 파형 등화 수단(2)을 구성하는 필터는 예컨대, 도 2에 실선으로 나타낸 주파수 특성을 갖는 고차 리플 필터이더라도 좋다. 이 고차 리플 필터는 부스트를 실행하지 않는 경우에는 도 2에 점선으로 나타낸 특성을 갖는다.
그리고 아날로그·디지털 변환기(3)는 클럭 발생 수단(8)이 생성하는 채널 비트 주파수의 절반의 주파수의 재생 클럭을 이용하여, 파형 등화 수단(2)에 의해 고역 강조된 광 디스크 재생 신호를 다수 비트의 표본화 신호로 표본화한다. 이때, 샘플링의 정리에 의해 이론상, 아날로그·디지털 변환기(3)에서 표본화한 디지털 데이터를 복조할 수 있는 것은 복조되어야 하는 디지털 데이터의 부호가 예컨대, DVD에서 이용되고 있는 8-16 변조 부호와 같이, 최소 런 렝스(run length)가 2로 제한된 부호이며, 또한 광 재생 특성인 MTF (Mutual Transfer Function) 특성이, 도 3에 도시하는 바와 같이 채널 비트 주파수의 약 1/4 이하의 대역에 분포되고 있는 신호를 채널 비트 주파수의 절반의 주파수 성분을 갖는 재생 클럭으로 표본화한 경우이다. 이것을 이용하여, 본 발명은 재생 클럭이 채널 비트 주파수의 절반의 주파수를 기준으로 생성되는 것을 특징으로 하고 있다.
다음에, 표본화된 다수 비트의 디지털 신호를 하프 레이트 처리용 오프셋 제어 수단(4)에 입력함으로써 표본화 신호에 포함되는 진폭 방향의 오프셋 성분을 보정한다.
이 하프 레이트 처리용 오프셋 제어 수단(4)은 예컨대, 도 4에 나타낸 구성 및 원리의 것이라도 좋다. 도 4(a)는, 직선 보간 필터를 이용한 하프 레이트 처리용 오프셋 제어 수단(4)의 구성의 일례를 나타내는 블럭도, (b)는, 직선 보간의 원리를 설명하기 위한 도면이다.
도 4에 나타낸 하프 레이트 처리용 오프셋 제어 수단(4)은 직선 보간을 행함으로써, 아날로그·디지털 변환기(3)가 생성하는 표본화 신호로부터 누락한 보간 신호를 복원하는 직선 보간 필터(11)와, 표본화 신호 및 보간 신호에 의해 센터 위치를 크로스하는 제로 크로스 위치에 존재하는 신호를 특정하는 제로 크로스 위치 검출 수단(12)과, 제로 크로스 위치 검출 수단(12)이 특정한 신호에 근거하여, 표본화 신호 및 보간 신호에 의해 진폭 방향의 오프셋을 나타내는 오프셋 정보 신호를 선택하는 오프셋 정보 선택 수단(13)과, 오프셋 정보 선택 수단(13)에 의해 선택된 오프셋 정보 신호를 평활화하는 평활화 수단(14)과, 평활화 수단(14)에 의해 평활화된 오프셋 정보 신호에 근거하여, 표본화 신호의 오프셋을 보정하는 감산 수단(15)을 갖는다.
즉, 직선 보간 필터(11)는 채널 비트 주파수의 절반의 주파수의 재생 클럭을 이용하여 표본화된 표본화 신호(백원 O; 16A 내지 16B 등)에 근거하여, 채널 비트 주파수의 광 디스크 재생 신호로부터 누락한 시간 방향의 성분인 보간 신호(흑원●; 16C 및 16F 등)을 복원한다. 그리고, 제로 크로스 위치 검출 수단(12)에 의해, 표본화 신호 및 보간 신호에 의해 제어 전의 제로 크로스 위치에 존재하는 신호를 특정하고, 오프셋 정보 선택 수단(13)에 의해, 표본화 신호 및 보간 신호로부터 진폭 방향의 오프셋 정보로 되어 얻어지는 오프셋 정보 신호를 선별함으로써 오프셋 보정 제어를 행한다. 이때, 제로 크로스 위치 검출 수단(12)의 동작 원리는 예컨대, 이웃하는 표본화 신호 16A와 보간 신호 16C를 가산하여 평균한 신호 16D의 부호의 극성과, 보간 신호 16C와 표본화 신호 16B를 가산하여 평균한 신호 16E의 부호의 극성이 다른 것을 이용하여, 진폭 방향의 오프셋 정보를 정확히 나타내는 제로 크로스 위치의 신호를 특정하는 것이더라도 좋다. 또한, 직선 보간 필터(11)를 이용하면, 보간 신호 16F와 같이 실제의 파형으로부터 벗어난 위치에 복원된 보간 신호가 발생하지만, 진폭 방향의 오프셋 정보에는 관계없는 신호로 처리되기 때문에 오프셋 정보 선택 수단(13)에 의한 신호 선별에는 거의 영향이 없다고 생각해도 좋다. 그리고 오프셋 정보 선택 수단(13)의 출력 신호는 평활화 수단(14)에 의해 평활화된다. 감산 수단(15)에서 그 평활화된 신호를 표본화 신호로부터 감산함으로써 표본화 신호에 포함되는 진폭 방향의 오프셋 성분을 저감한다.
또한, 하프 레이트 처리용 오프셋 제어 수단(4)은 예컨대, 도 5에 도시한 구성 및 원리의 것이라도 좋다. 도 5(a)는, 나이퀴스트 보간 필터를 이용한 하프 레이트 처리용 오프셋 제어 수단(4)의 구성의 일예를 나타내는 블럭도, (b)는 나이퀴스트 보간의 원리를 설명하기 위한 도면이다.
도 5에 도시한 하프 레이트 처리용 오프셋 제어 수단(4)은 나이퀴스트 보간을 행함으로써, 아날로그·디지털 변환기(3)가 생성하는 표본화 신호로부터 누락한 보간 신호를 복원하는 나이퀴스트 보간 필터(17)와, 표본화 신호 및 보간 신호에 의해 제로 크로스 위치에 존재하는 신호를 특정하는 제로 크로스 위치 검출 수단(12)과, 제로 크로스 위치 검출 수단(12)이 특정한 신호에 근거하여, 표본화 신호 및 보간 신호에 의해 진폭 방향의 오프셋을 나타내는 오프셋 정보 신호를 선택하는 오프셋 정보 선택 수단(13)과, 오프셋 정보 선택 수단(13)에 의해 선택된 오프셋 정보 신호를 평활화하는 평활화 수단(14)과, 평활화 수단(14)에 의해 평활화된 오프셋 정보 신호에 근거하여, 표본화 신호의 오프셋을 보정하는 감산 수단(15)을 갖는다.
즉, 나이퀴스트 보간 필터(17)는, 채널 비트 주파수의 절반의 주파수의 재생 클럭을 이용하여 표본화된 표본화 신호(백원 O; 18A 내지 18B 등)에 근거하여, 채널 비트 주파수의 광 디스크 재생 신호로부터 누락한 시간 방향의 성분인 보간 신호(흑원 ●; 18C 등)를 복원한다. 그리고 제로 크로스 위치 검출 수단(12)에 의해, 표본화 신호 및 보간 신호에 의한 제어 전의 제로 크로스 위치에 존재하는 신호를 특정하고, 오프셋 정보 선택 수단(13)에 의해, 표본화 신호 및 보간 신호로부터 진폭 방향의 오프셋 정보로 되어 얻어지는 신호를 선별함으로써 오프셋 보정 제어를 행한다. 이때, 제로 크로스 위치 검출 수단(12)의 동작 원리는 예컨대, 이웃하는 표본화 신호 18A와 보간 신호 18C를 가산하여 평균한 신호 18D의 부호의 극성과, 보간 신호 18C와 표본화 신호 18B를 가산하여 평균한 신호 18E의 부호의 극성이 다른 것을 이용하여, 진폭 방향의 오프셋 정보를 정확히 나타내는 제로 크로스위치의 신호를 특정하는 것이더라도 좋다. 또한, 나이퀴스트 보간 필터(17)를 이용한 경우, 보간 신호가 실제의 파형으로부터 벗어난 위치에 복원되기 어렵기 때문에 직선 보간 필터(11)를 이용한 경우 보다 오프셋 보정 제어의 정밀도가 향상된다. 오프셋 정보 선택 수단(13)의 출력 신호는 평활화 수단(14)에 의해 평활화된다. 그리고 오프셋 정보 선택 수단(13)의 출력 신호는 평활화 수단(14)에 의해 평활화된다. 감산 수단(15)에서 그 평활화된 신호를 표본화 신호로부터 감산함으로써, 표본화 신호에 포함되는 진폭 방향의 오프셋 성분을 저감한다.
여기서, 나이퀴스트 보간 필터(17)는, 예컨대 도 6에 도시한 나이퀴스트 특성을 기초로 하는 필터이더라도 좋다. 도 6에 나타낸 특성을 갖는 나이퀴스트 보간 필터(17)는 예컨대, 채널 비트 주기의 2배의 주기를 간격으로 하는, 백원 O 19A 내지 19F의 값을 반영하는 필터 계수를 적용한 FIR 필터에 의해 구성할 수 있다. 이에 의해, 시간 방향으로 누락된 신호를 복원하는 것이 가능해진다.
또한, 하프 레이트 처리용 오프셋 제어 수단(4)은 예컨대, 도 7에 도시한 구성의 것이라도 좋다. 도 7은 나이퀴스트 보간 필터를 이용한 하프 레이트 처리용 오프셋 제어 수단(4)의 구성의 다른 일 예를 나타내는 블럭도이다.
광 기록 매체(33)에 기록되는 디지털 데이터는, 저역 성분을 억제하도록 부호화되어 있다. 이 때문에 예컨대, 임의의 기간에서 기록되어 있는 2진 디지털 데이터의 “l"에 대해서는 1을 가산하고, 기록되어 있는 2진 디지털 데이터의 “0"에 대해서는 1을 감산하도록 하여 누적 연산을 한 경우에, 그 누적 결과가 평균적으로 영에 근접하는 특성을 갖고 있다. 도 7에 나타낸 하프 레이트 처리용 오프셋 제어수단은 이 특성을 이용한 것이다.
도 7에 도시한 하프 레이트 처리용 오프셋 제어 수단(4)은, 나이퀴스트 보간을 행함으로써, 아날로그·디지털 변환기(3)가 생성하는 표본화 신호로부터 누락한 보간 신호를 복원하는 나이퀴스트 보간 필터(17)와, 이웃하는 표본화 신호와 보간 신호를 가산하여 평균한 신호에 극성을 부여하는 극성값 출력 수단(20)과, 카운터(22)에 의해 설정되는 기간, 극성값 출력 수단(20)의 출력 신호를 가산하는 누적 가산 수단(21)과, 누적 가산 수단(21)의 출력 신호를 평활화하는 평활화 수단(14)과, 평활화 수단(14)의 출력 신호에 근거하여, 표본화 신호의 오프셋을 보정하는 감산 수단(15)을 갖는다.
즉, 나이퀴스트 보간 필터(17)는 채널 비트 주파수의 절반의 주파수의 재생 클럭을 이용하여 표본화된 표본화 신호(도 5참조, 백원 O; 18A 내지 18B 등)에 근거하여, 채널 비트 주파수의 광 디스크 재생 신호로부터 누락한 시간 방향의 성분인 보간 신호(흑원 ●; 18C 등)을 복원한다. 극성값 출력 수단(20)은 인접하는 표본화 신호와 보간 신호를 가산하여 평균한 신호에, “-1" 또는 “1"의 어느 하나를 할당한다. 즉, 표본화 신호 18A와 보간 신호 18C를 가산하여 평균한 신호 18D에 대하여 극성“-1"을 할당하고, 보간 신호 18C와 표본화 신호 18B를 가산하여 평균한 신호 18E에 대하여 극성“1"을 할당하며, 다른 시간 성분에 대해서도 동일한 처리를 실시한다. 그리고 극성값 출력 수단(20)의 출력 결과는, 카운터(22)에 의해 설정되는 임의의 기간, 누적 가산 수단(21)에 의해 누적된다. 그 누적 결과는, 평활화 수단(14)에 의해 평활화된다. 감산 수단(15)에 있어서, 그 평활화된 신호를표본화 신호로부터 감산함으로써 표본화 신호에 포함되는 진폭 방향의 오프셋 성분을 저감한다. 이 방법은 표본화 신호가 그것에 포함되는 클럭 성분의 절반의 주파수의 위상에 동기하지 않고 있는 경우에도 유효하기 때문에 표본화 신호의 위상 동기가 되지 않은 경우의 처리에 적용하는 것이 바람직하다.
PRML 신호 처리를 실현하기 위해서는, 광 디스크 재생 신호로부터 그것에 포함되는 클럭 성분의 절반의 주파수의 위상과 동기한 표본화 신호를 생성할 필요가 있다. 이것을 실현한 하프 레이트 처리용 위상 동기 제어 수단(5)은 이하와 같은 구성을 갖는 것이더라도 좋다.
하프 레이트 처리용 위상 오차 정보 검출 수단(6)에는 아날로그·디지털 변환기(3)에 의해 표본화되어 하프 레이트 처리용 오프셋 제어 수단(4)에 의해 오프셋을 보정한 표본화 신호가 입력된다. 그러면, 하프 레이트 처리용 위상 오차 정보 검출 수단(6)은 입력된 표본화 신호에 근거하여 시간 방향으로 누락한 보간 신호를 복원하고 표본화 신호 및 보간 신호를 이용하여 위상 오차 정보를 검출한다. 그리고 하프 레이트 처리용 위상 오차 정보 검출 수단(6)에 의해 생성된 위상 오차 정보를 루프 필터(7)에 의해 평활화하고, 클럭 발생 수단(8)에 의해 재생 클럭의 위상과 광 디스크 재생 신호가 갖는 클럭 성분의 절반의 주파수의 위상이 동기하도록 제어한다. 이렇게 하여, 광 디스크 재생 신호가 갖는 클럭 성분의 절반의 주파수의 위상과 동기한 다수 비트의 표본화 신호를 생성함으로써 PRML 신호 처리를 실현할 수 있다.
또한, 하프 레이트 처리용 위상 오차 정보 검출 수단(6)은 시간 방향으로 누락한 신호를 복원하는 보간 처리에, 도 4에 도시한 직선 보간 필터(11)를 적용해도 좋고, 도 5에 도시한 나이퀴스트 보간 필터(17)를 적용해도 좋다. 또한, 도 8에 도시한 바와 같은 원리에 근거하여, 광 디스크 재생 데이터가 갖는 클럭 성분의 절반의 주파수의 위상과 재생 클럭의 위상을 동기시키기 위한 위상 오차 정보를 검출하는 것이더라도 좋다. 도 8은 재생 클럭의 주파수가 광 디스크 재생 데이터가 갖는 클럭 성분의 절반의 주파수에 비교하여 간신히 낮게 되어 있는 상태를 나타내고 있다. 또한, 도 8(a)는 직선 보간 필터(11)에 의해 보간 처리를 한 경우의 동작 원리이며, 도 8(b)는 나이퀴스트 보간 필터(17)에 의해 보간 처리를 한 경우의 동작 원리이다. 또한, 도 8은, 재생 데이터가 4T(T는 1 채널 비트에 상당하는 시간)의 연속하는 단일 주파수에 의해 구성되어 있는 경우의 신호를 나타내고 있고, 백원 O는 아날로그·디지털 변환기(3)에서 표본화된 표본화 신호의 오프셋 성분을 보정한 표본화 신호이며, 흑원 ●는 시간 방향으로 누락한 신호를 보간 처리에 의해 복원한 보간 신호이다.
여기서, 원으로 둘러싼 제로 크로스 근방의 신호에 있어서, 상승 에지에서는 그 자체로 정보로 하고, 하강 에지에서는 신호의 정부를 반전시키면, 위상의 어긋남량에 따라서 도 8에 점선으로 나타낸 위상 오차 곡선이 관측된다. 원으로 둘러싸인 신호의 진폭 성분은 제로 크로스 위치 근방의 재생 파형의 직선성을 이용함으로써 시간 방향에서의 위상 성분의 어긋남을 바꿔 놓고 생각할 수 있다. 그래서, 상승 에지와 하강 에지를 고려하여, 제로 크로스 근방의 표본화 신호와 보간 신호의 진폭 성분을 그 자체의 위상 오차 정보라고 하면, 위상 오차 정보가 정으로 관측된 경우는 위상이 지연되어 있는 것으로 되고, 부로 관측된 경우는 위상이 앞서 있는 것으로 된다. 이렇기 때문에, 정으로 관측된 경우는 재생 클럭의 주파수를 높여 위상을 진행시키는 방향으로 피드백 시키면 좋다. 반대로, 부로 관측된 경우는, 재생 클럭의 주파수를 낮춰 위상을 늦추는 방향으로 피드백 시키면 좋다. 이러한 제어를 행함으로써 위상 오차 신호는 영에 근접하여, 재생 클럭의 위상과 재생 데이터가 갖는 클럭 성분의 절반의 주파수의 위상을 동기시키는 것이 가능해진다. 도 8(a)에 있어서는 직선 보간 필터(11)에 의해 복원된 보간 신호가 실제의 파형으로부터 벗어난 위치로 복원되어 버리는 경우가 발생하지만, 위상 오차 곡선에 포함되는 위상 오차 정보에는 관계없는 신호로서 처리되기 때문에 위상 동기 제어의 정밀도에는 거의 영향이 없다고 생각해도 좋다. 한편, 도 8(b)에 있어서는 나이퀴스트 보간 필터(17)에 의해 보간 처리하는 것에 의해 실제의 파형과 거의 같은 위치에 복원되기 때문에, 직선 보간 필터(11)를 이용한 경우보다 위상 오차 정보의 정밀도가 향상된다.
또한, 하프 레이트 처리용 위상 오차 정보 검출 수단(6)에 있어서의 나이퀴스트 보간 필터는 하프 레이트 처리용 오프셋 제어 수단(4)의 나이퀴스트 보간 필터(17)와 동일한 구성의 것이더라도 좋으며 예컨대, 도 6에 도시된 바와 같은 나이퀴스트 특성에 근거해서, 채널 비트 주기의 2배의 주기를 간격으로 하는 백원 O 19A 내지 19F와 같은 필터 계수를 적용한 FIR 필터에 의해 구성되는 것이더라도 좋다.
다음에, 하프 레이트 처리용 오프셋 제어 수단(4)의 출력 신호를 하프 레이트 처리용 적응 등화 수단(9)에 입력하여 부분 반응 등화를 실행한다. 도 9는 하프 레이트 처리용 적응 등화 수단(9)으로 실현하는 PR (a, b, b, a) 등화 방식(c)과, 일반적인 2진화 판별 방식(a), (b)의 차이를 설명하는 도면이다. 여기서, 부분 반응 등화는 예컨대, DVD에 대하여, 도 9(c)에 도시하는 바와 같이 등화 후의 파형 진폭이 5진에 걸치는 PR (a, b, b, a)방식을 이용하는 것으로 한다. 또한, 도 9에 있어서, 백원 O은 재생 신호가 갖는 클럭 성분의 절반의 주파수의 위상과 동기한 표본화 신호를 부분 반응 등화한 신호이며, 흑원 ●은 하프 레이트 처리용 적응 등화 수단(9)이 갖는 나이퀴스트 보간 필터(17a)에 의해 시간 방향으로 누락한 신호를 복원한 보간 신호이다.
종래의 디지털 데이터 재생 장치에서 이용되고 있는 리드 채널에 있어서는 도 9(a)에 도시된 바와 같은 파형 등화 출력 신호로부터 슬라이스 레벨을 이용한 2진화 판별에 의해 디지털 데이터 복조를 실행하고 있었다. 표본화하는 경우도, 도 9(b)에 도시하는 바와 같이 표본화하여, 그 다수 비트 디지털 신호를 슬라이스(slice level)에 의해, 2진화 판별을 실행하고 있다. 이에 대하여, PR (a, b, b, a)방식은 상이한 4개의 시간의 표본화 신호를 a : b : b : a의 비율로 더하여 합친 특징(a + b * D + b * D2+ a * D3)을 갖고 있고, 재생 신호에 대하여 도 3에 도시한 바와 같이 저역 통과형 필터의 특성을 부가한 것이다. 도 3에서는 PR (1, 2, 2, 1)방식 및 PR (3, 4, 4, 3) 방식이 이것에 상당한다. 도 3에서 도시하는 MTF 특성에 가까운 주파수 특성을 갖는 방식일수록 유리한 부분 반응 방식이라고 생각되고 있다. 도 3에 도시한 PR (a, b, b, a) 방식이외에도 다종 다양한 부분 반응의 형이 존재하나, 특정한 방식에 한정하는 것은 아니며, 성능이 적당한 것이면, 다른 방식을 이용하더라도 문제는 없다. 이들 재생 데이터의 시간 방향에 상관성을 부가하는 부분 반응 방식과, 후술하는 최우 복호법(맥시멈 라이크리후드)의 하나이며, 부가한 데이터의 상관성을 이용하여 가장 확실할 것 같은 계열을 추정하는 비터비 복호기를 합쳐서, 선 기록 방향의 고밀도 기록 재생에 유리한 PRML 신호 처리를 실현하게 된다.
상술한 바와 같이 PRML 신호 처리 방식은 재생 파형의 특성이나 변조 부호에 따른 여러 가지 조합이 존재하기 때문에 각종 기록 재생계에 대하여 적절한 방식을 선택할 필요가 있다.
이와 같은 부분 반응 등화를 행하는 하프 레이트 처리용 적응 등화 수단(9)은 예컨대, 부분 반응 등화를 행하기 위한 유한 탭으로 구성되는 FIR 필터와, LMS 알고리즘을 이용함으로써 FIR 필터로부터 출력되는 부분 반응 등화 신호(등화 출력 신호)에 존재하는 등화 오차가 최소가 되도록 적응적으로 제어하는 필터 계수 학습 수단과, FIR 필터의 출력 신호에 근거하여, 시간 방향으로 누락한 보간 신호를 복원하기 위한 나이퀴스트 보간 필터(17a)를 갖는 것이더라도 좋다.
여기서, 이 FIR 필터에 의한 등화 특성은 필터 계수를 가변으로 하는 것으로 실현되는 것이다. FIR 필터는, 도 10에 도시하는 바와 같이 재생 클럭의 1주기분(본 발명의 경우는, 2T의 주기)을 지연시키기 위한 지연 소자(23a) 내지 (23f)와, 승산 소자(24a) 내지 (24g)와, 가산 수단(25)을 갖는 것이더라도 좋다. 이 FIR 필터에 있어서는 가산 수단(25)의 출력 신호를 나이퀴스트 보간 필터(17a)에 입력하고, 나이퀴스트 보간 필터(17a)에 의해 보간 신호를 생성한다.
또한, FIR 필터의 필터 계수 S1 내지 S7은, 가산 수단(25)으로부터 출력되는 부분 반응 등화 출력 신호에 존재하는 등화 오차가 최소가 되도록 적응적으로 제어하는 LMS 알고리즘을 이용한 필터 계수 학습 수단에 의해 설정된다. 하프 레이트 처리용 적응 등화 수단(9)의 구성 요소인 필터 계수 학습 수단은 예컨대, 도 11에 도시한 구성의 것이라도 좋다. 이 필터 계수 학습 수단은 가산 수단(25)이 출력하는 등화 출력 신호에 근거하여 부분 반응 방식에 대응한 등화 목표값을 검출하는 가판정 회로(26)와, 그 등화 목표값에 의해 가산 수단(25)의 출력 신호를 감산하여 등화 오차를 검출하는 등화 오차 검출기(27)와, 등화 오차 검출기(27)의 출력 신호(등화 오차)와 FIR 필터의 입력 신호(등화 출력 신호)의 상관을 연산하는 상관기(28)와, 상관기(28)의 출력을 이득 배(倍)하여 피드백 이득을 조정하는 피드백 이득 조정기(29)와, 그 출력을 각 탭의 필터 계수에 가산함으로써 필터 계수를 갱신하는 필터 계수 갱신 수단(30a) 내지 (30g)로 구성된다. 또한, 이 필터 계수 학습 수단은, 적응 제어 개시 시에는 초기값 기억 수단(31a) 내지 (31g)에 저장되어 있는 필터 계수의 초기값을 로드하여, 필터 계수의 적응 자동 등화 제어를 행한다. 여기서, 가산 수단(25)으로부터 출력된 등화 출력 신호가, 도 9(c)에 있어서의 백원 O가 되고, 나이퀴스트 보간 필터(17)에 의해 보간된 보간 신호가 도 9(c)에 있어서의 흑원 ●이 된다.
이상, 일련의 동작에 의해 출력된 부분 반응 등화 신호를 이용하여, 부분 반응의 형에 따른 복호를 실행하는 하프 레이트 처리용 최우 복호기(10)를 통해서 데이터 복조를 실행한다.
여기서, 하프 레이트 처리용 최우 복호기(10)는 예컨대, 채널 비트 주파수의 절반의 주파수를 이용하여 복조 처리를 하는 비터비 복호기이더라도 좋다. 비터비 복호기는 부분 반응의 형에 따라 의도적으로 부가된 부호의 상관의 법칙에 따라서 확률 계산을 행하고, 가장 확실할 것 같은 계열을 추정하는 것이다. 도 12는 하프 레이트 처리용 최우 복호기(10)를 비터비 복호기로 실현하는 경우의 동작 원리를 설명하는 도면이다. 도 12(a)는 상태 천이도, (b)는 트렐리스 선도 및 살아 남은 패스이다. 예컨대, 적용한 부분 반응의 형이 PR (a, b, b, a) 방식의 경우, 도 12(a)에 나타낸 상태 천이도에 근거하여 상태가 변화된다. 이것은 특히, DVD에서 이용되고 있는 8-16 변조 부호를 고려한 것으로, 최소 런 랭스 길이를 2로 제한하고 있는 것과 관련하여, S0 내지 S5까지의 6 상태의 상태 천이로 표현 가능하다. 또한, X/Y는 X가 기록 부호의 천이를, Y가 그때의 신호 진폭을 나타내고 있다. 또한, 하나의 상태는 인접하는 3개의 시간의 부호로 나타내지고 예컨대, S4 「110」부터 S3「100」으로의 상태 천이에서는 「110」에 부호“0"가 가해지는 것에 의해 왼쪽으로 시프트하여, 좌단의 “1"이 소거되어, 상태 S3 「100」으로 되는 것을 의미하고 있다. 단, 처리 레이트가 채널 비트 주파수의 절반의 주파수인 경우는, 도 12(a)에 도시한 상태 천이에 있어서, 인접하는 2개의 상태를 하나로 통합하여 생각할 필요가 있다. 예컨대, 도 1에 도시한 바와 같이 하프 레이트 처리용 적응 등화 수단(9)이 정규의 표본화 위치에서 표본화된 표본화 신호와, 보간에 의해 복원된 보간 신호를 병렬로 출력하고 있는 경우에는 인접하는 2개의 상태에 대하여, 정규의 표본화 위치에 있어서의 정규 데이터(표본화 신호)와 보간 데이터(보간 신호)를 각각 입력하고, 병렬 처리를 하는 방법을 이용하여도 좋다. 그때의 시간적 변화는 도 12(b)에 도시한 바와 같이 정규 데이터와 보간 데이터를 병렬로 처리하는 것을 특징으로 하는 트렐리스 선도로 나타내진다. 그래서, 이 각 패스의 확률적인 길이 l kab (이하, 브랜치 메트릭이라 칭한다.)를 계산하고, 각각의 상태로 추이(推移)하는 경우에, 브랜치 메트릭을 가산해 간다. 여기서, k는 시간적인 추이를, ab는, 상태 Sa에서 Sb로의 천이로의 브랜치 메트릭을 나타내고 있다. 그 브랜치 메트릭의 각 상태에 있어서의 가산값은 메트릭이라 불리고, 이 메트릭이 최소가 되는 패스를 살아 남은 패스로 하여, 순차적으로 출력해 감으로써 2진 디지털 데이터로 복조해 가는 것이다. 결국, 도 12(b)의 기록 부호에 의해서 복조된 경우, 실선으로 나타낸 패스가 살아 남은 패스라 불리게 된다.
이와 같이, 본 실시예 1에 의한 디지털 데이터 재생 장치는 광 기록 매체(33)로부터 재생한 광 디스크 재생 신호의 진폭을 프리 앰프(1)에 의해 증폭하고, 파형 등화 수단(2)에서 고역을 강조하는 보정을 실시하여, 클럭 발생 수단(8)에 의해 채널 비트 주파수의 절반의 주파수를 기초로 생성한 재생 클럭을 이용하여, 파형 등화 수단(2)의 출력 신호를 아날로그·디지털 변환기(3)에 의해 다수 비트의 표본화 신호로 표본화하고, 하프 레이트 처리용 오프셋 제어 수단(4)에 의해, 아날로그·디지털 변환기(3)가 출력하는 표본화 신호에 포함되는 진폭 방향의 오프셋 성분의 보정을 한 후, 하프 레이트 처리용 적응 등화 수단(9)에 의해 부분 반응등화 처리를 하여, 하프 레이트 처리용 최우 복호기(10)로 최우 복호법에 의한 복호를 하기 때문에, PRML 신호 처리를 적용하여, 복조 데이터의 품질을 향상시킬 수 있고 또한, 소비 전력을 대폭 저감할 수 있다.
또한, 채널 비트 주파수의 절반의 주파수 성분을 기초로 생성되는 재생 클럭으로 광 디스크를 표본화했기 때문에 시간 방향으로 누락한 신호를 직선 보간 필터(11)나 나이퀴스트 보간 필터(17)에 의해 복원하고, 복원된 보간 신호와 표본화 신호를 이용하여 오프셋 보정 제어나 위상 동기 제어를 하도록 함으로써 디지털 데이터의 재생 성능의 열화를 방지할 수 있다.
(실시예 2)
다음에, 본 발명의 청구항 12 및 청구항 13에 기재된 디지털 데이터 재생 장치에 대응하는 예를 실시예 2로서 도면을 참조하면서 설명한다.
본 실시예 2에 의한 디지털 데이터 재생 장치는, PRML 신호 처리를 채널 비트 주파수의 절반의 주파수로 실행하여 정규의 표본화 신호에 대한 적응 등화 수단과, 시간 방향으로 누락한 보간 신호를 복원하기 위한 나이퀴스트 특성을 기본으로 하는 적응 등화 수단을 이용하여, 부분 반응에 적합한 오프셋 보정 제어나 위상 동기 제어를 하도록 한 것으로, 디지털 데이터의 재생 성능을 향상시킬 수 있는 것이다.
도 13은 본 발명의 실시예 2에 따른 디지털 데이터 재생 장치의 구성을 나타내는 블럭도이다.
도면에 있어서, 33은 선 기록 밀도가 일정하여지도록 마크 폭 변조한 디지털 데이터가 기술되는 광 기록 매체, 34는 광 기록 매체(33)에 기록되어 있는 디지털 데이터를 재생하여 광 디스크 재생 신호를 출력하는 재생 수단, 1은 광 디스크 재생 신호의 출력을 증폭하는 프리 앰프, 2는 프리 앰프(1)에서 증폭된 광 디스크 재생 신호의 고역의 주파수 성분을 강조하는 파형 등화 수단, 3은 고역 성분이 강조된 광 디스크 재생 신호를 채널 비트 주파수의 절반의 주파수의 재생 클럭으로 표본화하고, 다수 비트의 표본화 신호로 변환시키는 아날로그·디지털 변환기, 4는 표본화 신호에 포함되는 진폭 방향의 오프셋 성분을 보정하는 하프 레이트 처리용 오프셋 제어 수단, 9는 하프 레이트 처리용 오프셋 제어 수단(4)에 의해 보정된 표본화 신호에 대하여 등화 처리를 하는 하프 레이트 처리용 적응 등화 수단, 32는 시간 방향으로 누락한 보간 신호를 복원하고, 복원된 보간 신호에 대하여 등화 처리를 하는 나이퀴스트 보간형 적응 등화 수단, 5는 광 디스크 재생 신호에 포함되는 클럭 성분의 절반의 주파수의 위상에 동기한 표본화 신호를 생성하는 하프 레이트 처리용 위상 동기 제어 수단, 6은 하프 레이트 처리용 적응 등화 수단(9)의 출력 신호와 나이퀴스트 보간형 적응 등화 수단(32)의 출력 신호에 따라 재생 클럭을 생성하기 위한 위상 오차 정보를 검출하는 하프 레이트 처리용 위상 오차 정보 검출 수단, 7은 하프 레이트 처리용 위상 오차 정보 검출 수단(6)이 생성하는 위상 오차 정보를 평활화하는 루프 필터, 8은 루프 필터(7)에 의해 평활화된 위상 오차 정보에 근거하여 재생 클럭을 생성하는 클럭 발생 수단, 10은 하프 레이트 처리용 적응 등화 수단(9)과 나이퀴스트 보간형 적응 등화 수단(32)에 의해 부분 반응 등화된 등화 출력 신호에 대하여 데이터 복조를 행하는 하프 레이트 처리용 최우 복호기이다.
이하, 본 발명의 실시예 2에 따른 디지털 데이터 재생 장치의 동작에 대해서 도 2, 3, 5, 6, 및 도 9∼도 11, 및 도 13을 이용하여 설명한다.
재생 수단(34)은 광 기록 매체(33)에 기록되어 있는 디지털 데이터를 재생한다. 재생 수단(34)이 출력하는 광 디스크 재생 신호의 진폭을 프리 앰프(1)에 의해 강조한 후, 파형 등화 수단(2)에 의해 고역의 주파수 성분을 강조하는 보정을 실시한다.
파형 등화 수단(2)은 부스트량과 컷오프 주파수를 임의로 설정할 수 있는 필터로 구성된다. 파형 등화 수단(2)을 구성하는 필터는 예컨대, 도 2에 실선으로 나타낸 주파수 특성을 갖는 고차 리플 필터이더라도 좋다. 이 고차 리플 필터는 부스트를 실행하지 않는 경우에는 도 2에 점선으로 나타낸 특성을 갖는다.
그리고 아날로그·디지털 변환기(3)는 클럭 발생 수단(8)이 생성하는 채널 비트 주파수의 절반의 주파수의 재생 클럭을 이용하여, 파형 등화 수단(2)에 의해 고역 강조된 광 디스크 재생 신호를 다수 비트의 표본화 신호로 표본화한다. 이때, 샘플링의 정리에 의해 이론상, 아날로그·디지털 변환기(3)로 표본화한 디지털 데이터를 복조하는 것이 가능한 것은 복조되어야 할 디지털 데이터의 부호가 예컨대 DVD에서 이용되고 있는 8-16변조 부호와 같이, 최소 런 렝스가 2로 제한된 부호이며, 또한, 광 재생 특성인 MTF (Mutual Transfer Function) 특성이 도 3에 도시하는 바와 같이 채널 비트 주파수의 약 1/4 이하의 대역에 분포되고 있는 경우에,채널 비트 주파수의 절반의 주파수 성분을 갖는 재생 클럭을 이용하여 아날로그·디지털 변환기(3)로 표본화한 경우이다. 이것을 이용하여 본 발명은 재생 클럭이 채널 비트 주파수의 절반의 주파수를 기준으로 생성되는 것을 특징으로 하고 있다.
다음에, 표본화된 다수 비트의 디지털 신호를 하프 레이트 처리용 오프셋 제어 수단(4)에 입력함으로써 표본화 신호에 포함되는 진폭 방향의 오프셋 성분을 보정한다.
하프 레이트 처리용 오프셋 제어 수단(4)의 출력 신호를 하프 레이트 처리용 적응 등화 수단(9)과 나이퀴스트 보간형 적응 등화 수단(32)에 입력하여 부분 반응 등화를 실행한다. 여기서, 부분 반응 등화는 예컨대, DVD에 대하여, 도 9(c)에 도시하는 바와 같이 등화 후의 파형 진폭이, 5진에 걸친 PR (a, b, b, a)방식을 이용하는 것으로 한다. 또한, 도 9에 있어서, 백원 0은 재생 신호가 갖는 클럭 성분의 절반의 주파수의 위상과 동기한 표본화 신호를 부분 반응 등화한 신호이며, 흑원 ●은 나이퀴스트 보간형 적응 등화 수단(32)에 의해 시간 방향으로 누락한 신호를 복원한 보간 신호이다.
PR (a, b, b, a)방식은 상이한 4개의 시간의 표본화 신호를, a : b : b : a의 비율로 더하여 합친 특징(a + b * D + b * D2+ a * D3)을 갖고 있고, 재생 신호에 대하여, 도 3에 나타내는 바와 같이 저역 통과형 필터의 특성을 부가한 것이다. 도 3에 있어서는, PR (1, 2, 2, 1)방식과, PR (3, 4, 4, 3)방식이 이것에 상당한다. 도 3에 도시한 MTF 특성에 가까운 주파수 특성을 갖는 방식일수록, 유리한 부분 반응 방식이라고 생각되고 있다. 도 3에 나타낸 PR (a, b, b, a)방식 이외에도, 다종 다양한 부분 반응의 형은 존재하나, 특정한 방식에 한정하는 것은 아니며, 성능에 적당한 것이면 다른 방식을 이용하더라도 문제없다. 이들 재생 데이터의 시간 방향에 상관성을 부가하는 부분 반응 방식과, 후술하는 최우 복호법(맥시멈 라이크리후드)의 하나이며, 부가한 데이터의 상관성을 이용하여 가장 확실할 것 같은 계열을 추정하는 비터비 복호기를 합쳐서, 선 기록 방향의 고밀도 기록 재생에 유리한 PRML 신호 처리를 실현하게 된다.
상술한 바와 같이, PRML 신호 처리 방식은, 재생 파형의 특성이나 변조 부호에 의해, 여러 가지 조합이 존재하기 때문에 각종 기록 재생계에 대하여, 적절한 방식을 선택할 필요가 있다.
이러한 부분 반응 등화를 하는 하프 레이트 처리용 적응 등화 수단(9)은 예컨대, 부분 반응 등화를 하기 위한 유한 탭으로 구성되는 FIR 필터와, LMS 알고리즘을 이용함으로써 FIR 필터로부터 출력되는 부분 반응 등화 신호(등화 출력 신호)에 존재하는 등화 오차가 최소가 되도록 적응적으로 제어하는 필터 계수 학습 수단을 갖는 것이더라도 좋다.
또한, 나이퀴스트 보간형 적응 등화 수단(32)은 예컨대, 도 6에 도시한 나이퀴스트 특성을 갖는 FIR 필터와, FIR 필터로부터 출력되는 보간 출력 신호에 존재하는 등화 오차가 최소가 되도록 적응적으로 제어하는 LMS 알고리즘을 이용한 필터 계수 학습 수단에 의해 구성되는 것이더라도 좋다.
여기서, 이 FIR 필터에 의한 등화 특성은 필터 계수를 가변으로 하는 것으로실현되는 것이다. FIR 필터는 도 10에 도시하는 바와 같이 재생 클럭의 1주기분(본 발명의 경우는, 2T의 주기)을 지연시키기 위한 지연 소자(23a) 내지 (23f)와, 승산 소자(24a) 내지 (24g)와, 가산 수단(25)을 갖는 것이더라도 좋다.
또한, FIR 필터의 필터계수 S1 내지 S7은 가산 수단(25)으로부터 출력되는 부분 반응 등화 신호에 존재하는 등화 오차가 최소가 되도록 적응적으로 제어하는 LMS 알고리즘을 이용한 필터 계수 학습 수단에 의해 설정된다. 필터 계수 학습 수단은 예컨대, 도 11에 도시한 바와 같은 구성의 것이라도 좋다. 이 필터 계수 학습 수단은 가산 수단(25)이 출력하는 등화 출력 신호에 근거하여 부분 반응 방식에 대응한 등화 목표값을 검출하는 가판정 회로(26)와, 그 등화 목표값에 의해 가산 신호(25)의 출력 신호를 감산하여 등화 오차를 검출하는 등화 오차 검출기(27)와, 등화 오차 검출기(27)의 출력 신호(등화 오차)와, FIR 필터의 입력 신호(등화 출력 신호)의 상관을 연산하는 상관기(28)와, 상관기(28)의 출력을 이득 배(倍)하여 피드백 이득을 조정하는 피드백 이득 조정기(29)와, 그 출력을 각 탭의 필터 계수에 가산하는 것에 의해 필터 계수를 갱신하는 필터 계수 갱신 수단(30a) 내지 (30g)에 의해 구성된다. 또한, 이 필터 계수 학습 수단은 적응 제어 개시 시에는 초기값 기억 수단(31a) 내지 (31g)에 저장되어 있는 필터 계수의 초기값을 로드하여, 필터 계수의 적응 자동 등화 제어를 한다. 여기서, 하프 레이트 처리용 적응 등화 수단(9)의 출력 신호는 도 9(c)에 있어서의 백원 O가 되고, 나이퀴스트 보간형 적응 등화 수단(32)의 출력 신호는 도 9(c)에 있어서의 흑원 ●이 된다.
이상, 일련의 동작에 의해 출력된 부분 반응 등화 신호를, 부분 반응의 형에 따른 복호를 실행하는 하프 레이트 처리용 최우 복호기(10)를 통해서 데이터 복조를 행한다. 여기서, 하프 레이트 처리용 최우 복호기(10)는 예컨대, 실시예 1에 기재한 바와 같이 채널 비트 주파수의 절반의 주파수를 이용하여 복조 처리를 행하는 비터비 복호기이더라도 좋다.
또한, 실시예 2에 있어서의 하프 레이트 처리용 오프셋 제어 수단(4)은 예컨대, 실시예 1에 의한 하프 레이트 제어 수단의 표본화 신호 대신에 하프 레이트 처리용 적응 등화 수단(9)의 등화 출력 신호를 입력 신호로 하고, 나이퀴스트 보간 필터(17) 대신에 나이퀴스트 보간형 적응 등화 수단(32)의 출력 신호를 이용하는 것을 특징으로 하는 것이더라도 좋다. 이것에 의해, 부분 반응 등화된 신호를 직접 오프셋 보정 제어에 이용하는 것이 가능해지기 때문에 오프셋 보정 제어의 정확성을 향상시킬 수 있다.
PRML 신호 처리를 실현하기 위해서는, 광 디스크 재생 신호로부터 그것에 포함되는 클럭 성분의 절반의 주파수의 위상과 동기한 표본화 신호를 생성할 필요가 있다. 이것을 실현한 하프 레이트 처리용 위상 동기 제어 수단(5)은 이하와 같은 구성을 갖는 것이더라도 좋다.
하프 레이트 처리용 위상 오차 정보 검출 수단(6)에는 아날로그·디지털 변환기(3)와 하프 레이트 처리용 오프셋 제어 수단(4)을 경유하여 생성된 출력 신호에 근거하여 하프 레이트 처리용 적응 등화 수단(9)과 나이퀴스트 보간형 적응 등화 수단(32)이 생성하는 등화 출력 신호가 입력된다. 그러면, 하프 레이트 처리용 위상 오차 정보 검출 수단(6)은 하프 레이트 처리용 적응 등화 수단(9)과 나이퀴스트 보간형 적응 등화 수단(32)이 생성한 등화 출력 신호에 의해 위상 오차 정보를 검출한다. 그리고, 하프 레이트 처리용 위상 오차 정보 검출 수단(6)에 의해 생성된 위상 오차 정보를 루프 필터(7)에 의해 평활화하고, 클럭 발생 수단(8)에 의해 재생 클럭의 위상과 광 디스크 재생 신호가 갖는 클럭 성분의 절반의 주파수의 위상이 동기하도록 제어한다. 이렇게 함으로써 광 디스크 재생 신호가 갖는 클럭 성분의 절반의 주파수의 위상과 동기한 다수 비트의 표본화 신호를 생성하는 것에 의해, PRML 신호 처리를 실현하는 것이 가능해 진다.
또한, 하프 레이트 처리용 위상 오차 정보 검출 수단(6)은, 도 8에 도시한 바와 같은 원리에 근거하여, 광 디스크 재생 데이터가 갖는 클럭 성분의 절반의 주파수의 위상과, 재생 클럭의 위상을 동기시키기 위한 위상 오차 정보를 검출하는 것이더라도 좋다.
이와 같이, 본 실시예 2에 의한 디지털 데이터 재생 장치는 광 기록 매체(33)로부터 재생한 광 디스크 재생 신호의 진폭을 프리 앰프(1)에 의해 증폭하고, 파형 등화 수단(2)으로 고역을 강조하는 보정을 실시하여, 클럭 발생 수단(8)에 의해 채널 비트 주파수의 절반의 주파수를 기초로 생성한 재생 클럭을 이용하여, 파형 등화 수단(2)의 출력 신호를 아날로그·디지털 변환기(3)에 의해 다수 비트의 표본화 신호로 표본화하여, 하프 레이트 처리용 오프셋 제어 수단(4)에 의해, 아날로그·디지털 변환기(3)가 출력하는 표본화 신호에 포함되는 진폭 방향의 오프셋 성분의 보정을 행한 후, 하프 레이트 처리용 위상 동기 제어 수단(5)에 의해, 재생 신호에 포함되는 채널 비트 주파수의 절반의 주파수의 위상과 동기한 표본화신호를 생성시켜, 하프 레이트 처리용 적응 등화 수단(9) 및 나이퀴스트 보간 적응 등화 수단(32)에 의해 부분 반응 등화 처리를 하여, 하프 레이트 처리용 최우 복호기(10)에서 최우 복호법에 의한 복호를 하기 때문에, PRML 신호 처리를 적용하는 것에 의해, 복조 데이터의 품질을 향상시킬 수 있고 또한, 소비 전력을 대폭 저감할 수 있다.
또한, 하프 레이트 처리용 적응 등화 수단(9)에 의한 표본화 신호에 대하여 등화 처리를 행한 등화 출력 신호와, 나이퀴스트 보간형 적응 등화 수단(32)에 의해 보간 신호를 복원하고, 그 보간 신호에 대하여 등화 처리를 한 등화 출력 신호를 하프 레이트 처리용 오프셋 제어 수단(4)과 하프 레이트 처리용 위상 오차 정보 검출 수단(6)에 입력하도록 했기 때문에, 부분 반응 등화된 신호를 오프셋 보정 제어나 위상 동기 제어에 이용하는 것에 의해 재생 성능을 더욱 향상시킬 수 있다.
이상과 같이, 본 발명의 청구항 1에 따른 디지털 데이터 재생 장치에 의하면, 동일한 부호가 적어도 3개 이상 연속하는 제약을 갖는 기록 부호에 의해 디지털 기록되어 있는 광 기록 매체로부터, 디지털 데이터를 복조하는 디지털 데이터 재생 장치에 있어서, 상기 광 기록 매체를 재생한 재생 신호를 채널 비트 주파수의 절반의 주파수의 재생 클럭으로 표본화한 표본화 신호에 누락한 신호의 진폭 방향의 오프셋 정보를 보간하면서, 오프셋 보정 제어를 행하는 하프 레이트 처리용 오프셋 제어 수단과, 상기 하프 레이트 처리용 오프셋 제어 수단에 의해 얻어진 신호에 대하여 누락한 신호의 위상 오차 정보를 보간하면서 위상 동기 제어를 행하는 하프 레이트 처리용 위상 동기 제어 수단과, 상기 하프 레이트 처리용 오프셋 제어 수단 및 상기 하프 레이트 처리용 위상 동기 제어 수단에 의해 진폭 방향의 오프셋 보정 및 위상 동기된 신호에 대하여 부분 반응 적응 등화를 행하는 하프 레이트 처리용 적응 등화 수단과, 상기 하프 레이트 처리용 적응 등화 수단이 출력하는 부분 반응 적응 등화 신호에 대하여 부분 반응의 형에 따른 복호를 행하는, 하프 레이트 처리용 최우 복호 수단을 구비한 것으로 하였기 때문에, 채널 비트 주파수의 절반의 주파수의 상기 재생 클럭을 이용하여 데이터 복조 처리를 행하는 것이 가능하여 상기 디지털 데이터 재생 장치의 소비 전력을 저감할 수 있다.
또한, 본 발명의 청구항 2에 따른 디지털 데이터 재생 장치에 의하면, 청구항 1에 기재된 디지털 데이터 재생 장치에 있어서, 상기 하프 레이트 처리용 적응 등화 수단은 상기 재생 클럭으로 표본화한 상기 표본화 신호에 대하여 부분 반응 적응 등화를 행하는 제 1 하프 레이트 처리용 적응 등화 필터와, 표본화에 의해 상기 표본화 신호를 얻을 때에 누락한 신호를 나이퀴스트 보간에 의해 보간하는 제 2 하프 레이트 처리용 적응 등화 필터를 구비한 것으로 하였기 때문에 상기 재생 클럭을 이용하여 표본화할 때에 누락한 보간 신호를 정확히 복원할 수 있어 채널 비트 주파수의 클럭으로 표본화한 경우에 상당하는 디지털 데이터 복조의 성능을 유지할 수 있다.
또한, 본 발명의 청구항 3에 따른 디지털 데이터 재생 장치에 의하면, 청구항 1에 기재된 디지털 데이터 재생 장치에 있어서, 상기 하프 레이트 처리용 위상동기 제어 수단은 표본화에 의해 상기 표본화 신호를 얻을 때에 누락한 신호를 보간하는 직선 보간 필터를 구비한 것으로 하였기 때문에, 채널 비트 주파수의 절반의 주파수의 상기 재생 클럭으로 표본화된 상기 표본화 신호뿐만 아니라 상기 보간된 신호도 이용하여 위상 동기 제어를 할 수 있어 위상 동기 성능이 보증된다.
또한, 본 발명의 청구항 4에 따른 디지털 데이터 재생 장치에 의하면, 청구항 1에 기재된 디지털 데이터 재생 장치에 있어서, 상기 하프 레이트 처리용 위상 동기 제어 수단은 표본화에 의해 상기 표본화 신호를 얻을 때에 누락한 신호를 보간하는 나이퀴스트 보간 필터를 구비한 것으로 하였기 때문에 직선 보간 필터를 이용한 경우보다 위상 동기 성능이 향상된다.
또한, 본 발명의 청구항 5에 따른 디지털 데이터 재생 장치에 의하면, 청구항 4에 기재된 디지털 데이터 재생 장치에 있어서, 상기 나이퀴스트 보간 필터는, 정밀도를 유지하기 위하여 필요한 최소한의 탭수를 갖는 유한 임펄스 응답 필터에 의해 구성했기 때문에 상기 나이퀴스트 보간 필터의 회로 규모를 작은 것으로 하여, 지연량을 억제할 수 있다.
또한, 본 발명의 청구항 6에 따른 디지털 데이터 재생 장치에 의하면, 청구항 3 내지 청구항 5의 어느 한 항에 기재된 디지털 데이터 재생 장치에 있어서, 상기 하프 레이트 처리용 위상 동기 제어 수단은, 상기 표본화 신호와, 상기 나이퀴스트 보간 필터 또는 상기 직선 보간 필터가 출력하는 신호를 가산한 가산 신호의 부호의 극성에 근거하여 상기 위상 오차 정보를 결정하는 것으로 하였기 때문에, 상기 표본화 신호 및 상기 보간 신호에 의해 정확한 위상 오차 정보를 나타내는 신호를 취득할 수 있어 안정된 위상 동기 제어를 할 수 있다.
또한, 본 발명의 청구항 7에 따른 디지털 데이터 재생 장치에 의하면, 청구항 1에 기재된 디지털 데이터 재생 장치에 있어서, 상기 하프 레이트 처리용 오프셋 제어 수단은 표본화에 의해 상기 표본화 신호를 얻을 때에 누락한 신호를 보간하는 직선 보간 필터를 구비한 것으로 하였기 때문에 채널 비트 주파수의 절반의 주파수의 상기 재생 클럭으로 표본화된 상기 표본화 신호뿐만 아니라 상기 보간된 신호도 이용하여 오프셋 보정을 할 수 있어 오프셋 보정 성능이 보증된다.
또한, 본 발명의 청구항 8에 따른 디지털 데이터 재생 장치에 의하면, 청구항 1에 기재된 디지털 데이터 재생 장치에 있어서, 상기 하프 레이트 처리용 오프셋 제어 수단은 표본화에 의해 상기 표본화 신호를 얻을 때에 누락한 신호를 보간하는 나이퀴스트 보간 필터를 구비한 것으로 하였기 때문에 직선 보간 필터를 이용한 경우보다 정밀도 좋게 오프셋 보정할 수 있다.
또한, 본 발명의 청구항 9에 따른 디지털 데이터 재생 장치에 의하면, 청구항 8에 기재된 디지털 데이터 재생 장치에 있어서, 상기 나이퀴스트 보간 필터는, 정밀도를 유지하기 위하여 필요한 최소한의 탭수를 갖는 유한 임펄스 응답 필터에 의해 구성하였기 때문에, 상기 나이퀴스트 보간 필터의 회로 규모를 작은 것으로 하여 지연량을 억제할 수 있다.
또한, 본 발명의 청구항 10에 따른 디지털 데이터 재생 장치에 의하면, 청구항 7 내지 청구항 9의 어느 한 항에 기재된 디지털 데이터 재생 장치에 있어서, 상기 하프 레이트 처리용 오프셋 제어 수단은 상기 표본화 신호가 제로 레벨을 크로스하는 제로 크로스 위치와, 상기 직선 보간 필터 또는 상기 나이퀴스트 보간 필터가 출력하는 보간 신호의 제로 크로스 위치를 병렬로 검출하는 제로 크로스 위치 검출 수단과, 상기 표본화 신호의 제로 크로스 위치와 상기 보간 신호의 제로 크로스 위치를 가산한 가산 신호의 부호의 극성에 근거하여, 오프셋 정보를 결정하는 오프셋 정보 선택 수단을 구비한 것으로 하였기 때문에 상기 표본화 신호 및 상기 보간 신호에 의해 정확한 오프셋 정보를 나타내는 신호를 취득할 수 있어 안정된 오프셋 보정 제어를 할 수 있다.
또한, 본 발명의 청구항 11에 따른 디지털 데이터 재생 장치에 의하면, 청구항 1에 기재된 디지털 데이터 재생 장치에 있어서, 상기 하프 레이트 처리용 오프셋 제어 수단은 표본화에 의해 상기 표본화 신호를 얻을 때에 누락한 신호를 보간하는 보간 수단과, 상기 표본화 신호와 상기 보간 수단이 출력하는 보간 신호를 임의의 기간에서 가산한 가산 신호의 부호의 극성이 정이면 1을 가산하고, 부이면 1를 감산하는 극성값 출력 수단과, 카운터에 의해 설정되는 소정의 기간, 상기 극성 출력 수단으로부터의 출력 결과를 누적 가산하는 누적 가산 수단을 구비한 것으로 하였기 때문에, 상기 표본화 신호가 상기 재생 클럭에 동기하지 않고 있는 경우에도 오프셋 보정을 할 수 있다.
또한, 본 발명의 청구항 12에 따른 디지털 데이터 재생 장치에 의하면, 동일한 부호가 적어도 3개 이상 연속하는 제약을 갖는 기록 부호에 의해 디지털 기록되어 있는 광 기록 매체로부터, 디지털 데이터를 복조하는 디지털 데이터 재생 장치에 있어서, 상기 광 기록 매체를 재생한 재생 신호를 채널 비트 주파수의 절반의주파수의 재생 클럭으로 표본화한 표본화 신호에, 누락한 신호의 진폭 방향의 오프셋 정보를 보간하면서, 오프셋 보정 제어를 행하는, 하프 레이트 처리용 오프셋 제어 수단과, 상기 하프 레이트 처리용 오프셋 제어 수단 및 상기 하프 레이트 처리용 위상 동기 제어 수단에 의해 진폭 방향의 오프셋 보정 및 위상 동기된 신호에 대하여 부분 반응 적응 등화를 행하는 제 1 하프 레이트 처리용 적응 등화 수단과, 표본화에 의해 상기 표본화 신호를 얻을 때에 누락한 신호를 나이퀴스트 보간에 의해 보간하는 제 2 하프 레이트 처리용 적응 등화 수단과, 상기 제 1 및 제 2 하프 레이트 처리용 적응 등화 수단에 의해 얻어진 신호에 근거하여 상기 표본화 신호의 위상 동기 제어를 행하는 하프 레이트 처리용 위상 동기 제어 수단과, 상기 하프 레이트 처리용 적응 등화 수단이 출력하는 부분 반응 적응 등화 신호에 대하여 부분 반응의 형에 따른 복호를 행하는 하프 레이트 처리용 최우 복호 수단을 구비한 것으로 하였기 때문에 부분 반응에 적합한 등화 출력 신호에 근거하여 위상 오차 정보를 생성할 수 있어 위상 동기 제어의 신뢰성을 향상시킬 수 있다.
또한, 본 발명의 청구항 13에 따른 디지털 데이터 재생 장치에 의하면, 청구항 12에 기재된 디지털 데이터 재생 장치에 있어서, 상기 하프 레이트 처리용 오프셋 제어 수단은, 상기 제 1 및 제 2 하프 레이트 처리용 적응 등화 수단에 의해 얻어진 신호에 근거하여, 진폭 방향의 오프셋 보정을 행하는 것으로 하였기 때문에, 부분 반응에 적합한 등화 출력 신호에 근거하여 오프셋 정보를 생성할 수 있어 오프셋 보정 제어의 신뢰성을 향상시킬 수 있다.

Claims (13)

  1. 동일 부호가 적어도 3개 이상 연속하는 제약을 갖는 기록 부호에 의해 디지털 기록되어 있는 광 기록 매체로부터, 디지털 데이터를 복조하는 디지털 데이터 재생 장치에 있어서,
    상기 광 기록 매체를 재생한 재생 신호를 채널 비트 주파수의 절반의 주파수의 재생 클럭으로 표본화한 표본화 신호에, 누락한 신호의 진폭 방향의 오프셋 정보를 보간하면서, 오프셋 보정 제어를 행하는, 하프 레이트 처리용 오프셋 제어 수단과,
    상기 하프 레이트 처리용 오프셋 제어 수단에 의해 얻어진 신호에 대하여, 누락한 신호의 위상 오차 정보를 보간하면서, 위상 동기 제어를 행하는, 하프 레이트 처리용 위상 동기 제어 수단과,
    상기 하프 레이트 처리용 오프셋 제어 수단 및 상기 하프 레이트 처리용 위상 동기 제어 수단에 의해 진폭 방향의 오프셋 보정 및 위상 동기된 신호에 대하여, 부분 반응 적응 등화를 행하는 하프 레이트 처리용 적응 등화 수단과,
    상기 하프 레이트 처리용 적응 등화 수단이 출력하는 부분 반응 적응 등화 신호에 대하여, 부분 반응형에 따른 복호를 행하는, 하프 레이트 처리용 최우(最尤) 복호 수단
    을 포함하는 것을 특징으로 하는 디지털 데이터 재생 장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 하프 레이트 처리용 적응 등화 수단은,
    상기 재생 클럭으로 표본화한 상기 표본화 신호에 대하여 부분 반응 적응 등화를 행하는, 제 1 하프 레이트 처리용 적응 등화 필터와, 표본화에 의해 상기 표본화 신호를 얻을 때에 누락한 신호를, 나이퀴스트 보간에 의한 보간을 행하는 제 2 하프 레이트 처리용 적응 등화 필터
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 디지털 데이터 재생 장치.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 하프 레이트 처리용 위상 동기 제어 수단은, 표본화에 의해 상기 표본화 신호를 얻을 때에 누락한 신호를 보간하는 직선 보간 필터를 포함하는 것을 특징으로 하는 디지털 데이터 재생 장치.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 하프 레이트 처리용 위상 동기 제어 수단은, 표본화에 의해 상기 표본화 신호를 얻을 때에 누락한 신호를 보간하는 나이퀴스트 보간 필터를 포함하는 것을 특징으로 하는 디지털 데이터 재생 장치.
  5. 제 4 항에 있어서,
    상기 나이퀴스트 보간 필터는, 정밀도를 유지하기 위해서 필요한 최소한의 탭수를 갖는 유한 임펄스 응답 필터에 의해 구성되는 것을 특징으로 하는 디지털 데이터 재생 장치.
  6. 제 3 항 내지 제 5 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 하프 레이트 처리용 위상 동기 제어 수단은,
    상기 표본화 신호와, 상기 나이퀴스트 보간 필터 또는 상기 직선 보간 필터가 출력하는 신호를 가산한 가산 신호의 부호의 극성에 근거하여, 상기 위상 오차 정보를 결정하는 것을 특징으로 하는 디지털 데이터 재생 장치.
  7. 제 1 항에 있어서,
    상기 하프 레이트 처리용 오프셋 제어 수단은, 표본화에 의해 상기 표본화 신호를 얻을 때에 누락한 신호를 보간하는 직선 보간 필터를 포함하는 것을 특징으로 하는 디지털 데이터 재생 장치.
  8. 제 1 항에 있어서,
    상기 하프 레이트 처리용 오프셋 제어 수단은, 표본화에 의해 상기 표본화 신호를 얻을 때에 누락한 신호를 보간하는 나이퀴스트 보간 필터를 포함하는 것을 특징으로 하는 디지털 데이터 재생 장치.
  9. 제 8 항에 있어서,
    상기 나이퀴스트 보간 필터는, 정밀도를 유지하기 위해서 필요한 최소한의 탭수를 갖는 유한 임펄스 응답 필터에 의해 구성되는 것을 특징으로 하는 디지털 데이터 재생 장치.
  10. 제 7 항 내지 제 9 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 하프 레이트 처리용 오프셋 제어 수단은,
    상기 표본화 신호가 제로 레벨을 크로스하는 제로 크로스 위치와, 상기 직선 보간 필터 또는 상기 나이퀴스트 보간 필터가 출력하는 보간 신호의 제로 크로스 위치를 병렬로 검출하는 제로 크로스 위치 검출 수단과,
    상기 표본화 신호의 제로 크로스 위치와 상기 보간 신호의 제로 크로스 위치를 가산한 가산 신호의 부호의 극성에 근거하여, 오프셋 정보를 결정하는 오프셋정보 선택 수단
    을 포함하는 것을 특징으로 하는 디지털 데이터 재생 장치.
  11. 제 1 항에 있어서,
    상기 하프 레이트 처리용 오프셋 제어 수단은,
    표본화에 의해 상기 표본화 신호를 얻을 때에 누락한 신호를 보간하는 보간 수단과, 상기 표본화 신호와 상기 보간 수단이 출력하는 보간 신호를, 임의의 기간에서 가산한 가산 신호의 부호의 극성이 정이면 1을 가산하고 부이면 1을 감산하는 극성값 출력 수단과,
    카운터에 의해 설정되는 소정의 기간, 상기 극성 출력 수단으로부터의 출력 결과를 누적 가산하는 누적 가산 수단
    을 포함하는 것을 특징으로 하는 디지털 데이터 재생 장치.
  12. 동일 부호가 적어도 3개 이상 연속하는 제약을 갖는 기록 부호에 의해 디지털 기록되어 있는 광 기록 매체로부터, 디지털 데이터를 복조하는 디지털 데이터 재생 장치에 있어서,
    상기 광 기록 매체를 재생한 재생 신호를 채널 비트 주파수의 절반의 주파수의 재생 클럭으로 표본화한 표본화 신호에, 누락한 신호의 진폭 방향의 오프셋 정보를 보간하면서, 오프셋 보정 제어를 행하는 하프 레이트 처리용 오프셋 제어 수단과,
    상기 하프 레이트 처리용 오프셋 제어 수단 및 후술하는 하프 레이트 처리용 위상 동기 제어 수단에 의해, 진폭 방향의 오프셋 보정 및 위상 동기된 신호에 대하여, 부분 반응 적응 등화를 행하는, 제 1 하프 레이트 처리용 적응 등화 수단과,
    표본화에 의해 상기 표본화 신호를 얻을 때에 누락한 신호를, 나이퀴스트 보간에 의한 보간을 행하는, 제 2 하프 레이트 처리용 적응 등화 수단과,
    상기 제 1 및 제 2 하프 레이트 처리용 적응 등화 수단에 의해 얻어진 신호에 근거하여, 상기 표본화 신호의 위상 동기 제어를 행하는, 하프 레이트 처리용 위상 동기 제어 수단과,
    상기 하프 레이트 처리용 적응 등화 수단이 출력하는 부분 반응 적응 등화 신호에 대하여, 부분 반응형에 따른 복호를 행하는, 하프 레이트 처리용 최우 복호 수단
    을 포함하는 것을 특징으로 하는 디지털 데이터 재생 장치.
  13. 제 12 항에 있어서,
    상기 하프 레이트 처리용 오프셋 제어 수단은, 상기 제 1 및 제 2 하프 레이트 처리용 적응 등화 수단에 의해 얻어진 신호에 근거하여, 진폭 방향의 오프셋 보정을 행하는 것을 특징으로 하는 디지털 데이터 재생 장치.
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