KR20030044206A

KR20030044206A - 부분응답 등화기와 비터비 검출기가 구비된 고밀도광디스크 장치

Info

Publication number: KR20030044206A
Application number: KR1020010074876A
Authority: KR
Inventors: 이종한
Original assignee: 주식회사 엘지이아이
Priority date: 2001-11-29
Filing date: 2001-11-29
Publication date: 2003-06-09
Also published as: KR100839693B1

Abstract

본 발명은, 부분응답 등화기와 비터비 검출기가 구비된 고밀도 광디스크 장치에 관한 것으로, 고밀도 디브이디(HD-DVD)와 같은 광디스크의 제작 및 데이터 기록조건과, 상기 고밀도 광디스크에 기록된 데이터를 독출하기 위한 광픽업의 광 파장 및 개구수(NA)에 따라 가변되는 채널 주파수 응답 특성을 검출 확인한 후, 그 채널 주파수 응답 특성에 최적한 PR 등화방식을 선정 적용하여, 고밀도 기록에 따른 부호간 간섭을 효율적으로 보상하게 되는 매우 유용한 발명인 것이다.

Description

부분응답 등화기와 비터비 검출기가 구비된 고밀도 광디스크 장치{High density optical disc driver having partial response equalizer and viterbi detector}

본 발명은, 고밀도 디브이디(HD-DVD)와 같은 광디스크로부터 독출되는 신호들간의 부호간 간섭(ISI: Inter-Symbol Interference)을 보상하기 위한 부분응답 등화기(Partial Response Equalizer)와 비터비 검출기(Viterbi Detector)가 구비된 고밀도 광디스크 장치에 관한 것이다.

일반적으로 광디스크는, 디지털 오디오 데이터 및 비디오 데이터를 기록 저장할 수 있는 대용량의 광 기록매체로서, 일반 씨디(CD)의 경우, 약 650M 바이트의 기록용량을 가지며, 또한 일반 디브이디(DVD)의 경우, 약 4.7G 바이트의 기록용량을 갖는다.

상기와 같은 광디스크의 광 기록 채널은, 기록밀도가 급격히 증가함에 따라 고주파 영역의 응답이 크게 감소하게 되어, 기록 데이터 사이에 부호간 간섭(ISI)이 증가하게 되는 데, 상기 부호간 간섭을 보상하기 위한 일반적인 등화방식에는, 파형슬림(Wave Slim) 등화방식과 부분응답(Partial Response) 등화방식이 있다.

상기 파형슬림(Wave Slim) 등화방식을 이용하여, 부호간 간섭을 보상하게 되는 경우, 고주파 영역의 잡음이 상대적으로 크게 증가하게 되므로, 일반 씨디(CD)에 비해 기록밀도가 훨씬 높은 디브이디(DVD)에서는, 통상적으로 부분응답 등화방식이 널리 사용되고 있다.

상기 부분응답 등화방식은, 광 기록 채널의 주파수 특성과 유사한 목표응답을 선정하여, 등화기를 포함한 광디스크 장치의 전체 응답 특성을 목표응답 특성으로 변형시키는 방식으로서, 적은 수의 탭(Tap)을 갖는 비교적 간소화된 구성으로 구현시킬 수 있게 된다.

상기 부분응답 등화방식에서는, 도 1에 도시한 바와 같이, 부분응답 등화기(PR Equalizer)(10)와 비터비 검출기(Viterbi Detector)(20)가 함께 연결 사용되는 데, 상기 부분응답 등화기(10)에서는, 예를 들어 채널 등화 특성이 PR(1,1,1)인 경우, 순차적으로 입력되는 데이터(a₁,a₂,a₃)를, 이전에 입력되어 지연 누적된 데이터와 합산한 후, X_k= 1+D+D²(D: Delay)의 데이터를 출력하게 된다.

한편, 상기 출력 데이터(X_k= 1+D+D²)에 랜덤 노이즈(n_k)가 유입된 데이터가 입력되는, 상기 비터비 검출부(20)는, 데이터 저장 채널에서 잡음 면역성(Noise Immunity)을 증가시키기 위하여 부분응답 등화기와 함께 연결 사용되는 것으로, 상기 비터비 검출기(20)에서는, 도 2에 도시한 바와 같이, 트레리스(Trellis) 도에서 가장 누적 에러(Distance)가 적은 하나의 경로, 즉 가능성이 가장 높은 하나의 경로를 찾는 최대 유사 시퀀스 검출(MLSD: Maximum Likelihood Sequence Detection) 동작을 수행하게 된다.

상기 최대 유사 시퀀스 검출(MLSD) 동작은, 상기 검출 에러(Distance)를 구하는 BMC(Branch Metric Computation) 부분과, 누적된 에러(Path Metric)를 가지고생존 경로(Surviving Path)를 결정하는 ACS(Add-Compare-Select) 부분에 의해 동작 수행되는 것으로, 상기 비터비 검출기(20)에서는 일정시간이 지난 후 생존경로가 저장된 경로 메모리(Path Memory)를 역 추적하여, 각 포인트에서 해당 시점에 수신된 데이터를 검출함으로써, 원래의 데이터를 검출하게 된다.

한편, 광디스크의 제작 및 데이터 기록조건, 그리고 상기 광디스크에 기록된 데이터를 독출하기 위한 광픽업의 광 파장과 개구수(NA) 등에 의해 채널 주파수 응답 특성이 달라지게 되는 데, 약 4.7G 바이트의 기록용량을 갖는 일반 디브이디(DVD)의 경우에는, 상기 부분응답 등화기(10)와 비터비 검출기(20)에 적용되는 채널 등화 방식을 PR(1,1)로 선정하여 사용하고 있다.

그러나, 최근에 개발되고 있는 고밀도 디브이디(HD-DVD)는, 일반 디브이디(DVD)에 비해 훨씬 높은 기록밀도를 갖는 25G 바이트의 기록용량을 갖기 때문에, 상기 고밀도 디브이디(HD-DVD)에, PR(1,1) 방식을 그대로 적용하는 경우, 고밀도 기록에 따른 부호간 간섭(ISI)을 정상적으로 보상하지 못하게 되는 문제점이 있다.

따라서, 본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 창작된 것으로서, 고밀도 디브이디(HD-DVD)와 같은 광디스크의 제작 및 데이터 기록조건과, 상기 고밀도 광디스크에 기록된 데이터를 독출하기 위한 광픽업의 광 파장 및 개구수(NA)에 따라 가변되는 채널 주파수 응답 특성을 검출 확인한 후, 그 채널 주파수 응답 특성에 최적한 PR 등화방식을 선정 적용하는 부분응답 등화기와 비터비 검출기가 구비된 고밀도 광디스크 장치를 제공하는 데, 그 목적이 있는 것이다.

도 1은 일반적인 부분응답 등화기와 비터비 검출기에 대한 구성을 도시한 것이고,

도 2는 일반적인 비터비 검출기에서의 트레리스(Trellis) 도를 도시한 것이고,

도 3은 본 발명에 따른 고밀도 광디스크 장치에 대한 구성을 도시한 것이고,

도 4는 본 발명이 적용되는 고밀도 디브이디와 광픽업에 대한 파라미터를 테이블 형태로 도시한 것이고,

도 5는 본 발명에 따른 고밀도 광디스크 장치에서의 채널 응답 특성을 검출하기 위한 검출장치에 대한 구성을 도시한 것이고,

도 6은 본 발명에 따른 고밀도 광디스크 장치에서의 채널 응답 특성을 검출하기 위한 검출장치로부터 검출 출력되는 채널 특성을 타임 도메인으로 도시한 것이고,

도 7은 본 발명에 따른 고밀도 광디스크 장치에서의 채널 응답 특성을 검출하기 위한 검출장치로부터 검출 출력되는 채널 특성을 주파수 도메인으로 도시한 것이다.

※ 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

10,54 : 부분응답 등화기20,55 : 비터비 검출기

50 : 고밀도 디브이디51 : 광픽업

52 : RF 증폭기53 : A/D 변환기

56 : 복조기57 : 디코더

60 : 프리코딩부61 : NRZI 변환부

62 : 특성 검출부63 : 지연부

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 부분응답 등화기와 비터비 검출기가 구비된 고밀도 광디스크 장치는, 25G 바이트의 데이터 기록용량과, 커버 층으로부터 0.1mm±3um의 이격거리를 갖는 기록층, 그리고 70nm∼90nm의 채널 비트 길이와, d= 1 또는 d= 2의 코드 기록방식으로 데이터가 기록된 고밀도 광디스크로부터 데이터를 독출 재생하기 위한 광디스크 장치에 있어서, 405nm±10nm의 청색 파장과, 0.85±0.01의 개구수를 갖는 광픽업; 및 PR(1,1,1) 등화방식이 적용되는 부분응답 등화기와 비터비(Viterbi) 검출기가 포함 구성된 것을 특징으로 한다.

이하, 본 발명에 따른 부분응답 등화기와 비터비 검출기가 구비된 고밀도 광디스크 장치에 대한 바람직한 실시예에 대해, 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명한다.

도 3은, 본 발명에 따른 고밀도 광디스크 장치에 대한 일부 구성을 도시한 것으로, 상기 고밀도 광디스크 장치에는, 고밀도 디브이디(50)에 기록된 데이터를 독출하기 위한 광픽업(51); 상기 광픽업에 의해 독출되는 RF 신호를 증폭한 후, 자동이득제어(AGC) 동작을 수행하는 RF 증폭기(52); 상기 증폭 및 자동 이득 조절된RF 신호를 디지털 신호로 A/D 변환하기 위한 A/D 변환기(53); 상기 A//D 변환된 디지털 신호를 임의의 한 PR 등화방식으로 등화하여 부호간 간섭(ISI)을 보상하기 위한 부분응답 등화기(54)와 비터비 검출기(55); 그리고 상기 부호화 간섭이 보상된 재생신호를 복조 및 디코딩하기 위한 복조기(56)와 디코더(57)가 포함 구성된다.

한편, 상기 고밀도 디브이디(HD-DVD)(50)는, 도 4에 도시한 바와 같이, 25G 바이트의 기록용량과, 커버 층으로부터 0.1mm±3um의 이격거리를 갖는 기록층, 그리고 70nm∼90nm의 채널 비트 길이와, d= 1 또는 d= 2의 코드 기록방식으로 데이터가 기록된 디스크 제작 및 데이터 기록조건을 갖으며, 또한, 상기 광픽업(51)은, 405nm±10nm의 청색 파장과, 0.85±0.01의 개구수를 갖는다.

따라서, 상기와 같은 고밀도 디브이디(50)의 제작 및 데이터 기록조건과, 상기 광픽업(51)의 광 파장 및 개구수(NA)에 따라 가변되는 RF 신호의 채널 주파수 응답 특성을 확인하여, 그에 최적한 PR 등화방식을 결정한 후, 상기 고밀도 광디스크 장치에 포함 구성되는 부분응답 등화기(54)와 비터비 검출기(55)에서의 PR 등화방식을 선정 적용하게 되는 데, 상기 PR 등화방식을 선정 적용하는 과정에 대해 상세히 설명하면 다음과 같다.

먼저, 도 5는 본 발명에 따른 고밀도 광디스크 장치에서의 RF 채널의 주파수 응답 특성을 검출하기 위한 검출장치를 도시한 것으로, 상기 검출장치에는, 상기 고밀도 디브이디(50)에 기록된 소오스 데이터를 0 또는 1로 프리 코딩(Pr-Coding)하기 위한 프리코딩부(60); 상기 프리코딩부를 거쳐 출력되는 '0' 또는 '1'의 데이터를 '-1' 또는 '+1'의 데이터로 변환하기 위한 NRZI(Non-Return to Zero Inverse) 변환부(61); 상기 NRZI 변환부(61)를 거쳐 출력되는 -1 또는 +1의 데이터와, 상기 고밀도 디브이디(50)로부터 독출 재생되는 데이터를 비교 연산한 값에 근거하여, 채널 특성을 검출하는 특성 검출부(62); 그리고 상기 프리코딩부(60), NRZI 변환부(61) 및 특성 검출부(62)에서의 동작 수행에 따른 시간 지연을 고려하여, 상기 재생 데이터를 소정시간 지연시키기 위한 지연부(63)가 포함 구성된다.

한편, 상기 소오스 데이터는, 현재 독출 재생되는 재생 데이터에 대한 기록 이전의 오리지널 데이터로서, 상기와 같이 구성되는 검출장치에서는, 상기 고밀도 광디스크 장치에서의 부분응답 등화기(54)와 비터비 검출기(55)에 적용되는 PR 등화방식에 따라, 서로다른 채널 특성을 검출하게 된다.

예를 들어, 상기 부분응답 등화기(54)와 비터비 검출기(55)에 PR 등화방식을 PR(1,1,1)로 선정 적용한 경우, 도 6에 도시된 한 바와 같은, 타임 도메인(Time Domain)에서의 채널 특성을 검출하게 된다.

한편, 이를 주파수 도메인(Frequency Domain)으로 변환하는 경우, 도 7에 도시된 바와 같은, 주파수 응답 특성을 검출 확인할 수 있게 되는 데, 상기 부분응답 등화기(54)와 비터비 검출기(55)에 PR 등화방식을 PR(1,1), PR(1,1,1), PR(1,1,1,1) 및 PR(1,1,1,1,1)로 각각 선정 적용한 경우, 검출되는 주파수 응답 특성에 대해 설명하면 다음과 같다.

예를 들어, 상기 부분응답 등화기(54)와 비터비 검출기(55)에, PR 등화방식을 PR(1,1)로 선정 적용한 경우, 상기 검출장치에 의해 검출되는 주파수 응답 특성은, 일반 주파수(Normalized Frequency)가 0.5 일 때의 지점, 즉 고밀도 디브이디에서의 최소 데이터의 비트 길이(2T)가 되는 지점에서 과도한 노이즈의 증폭이 발생되는 주파수 응답 특성을 갖게 된다.

또한, 상기 부분응답 등화기(54)와 비터비 검출기(55)에, PR 등화방식을 PR(1,1,1,1) 또는 PR(1,1,1,1,1)로 선정 적용한 경우, 상기 검출장치에 의해 검출되는 주파수 응답 특성은, 일반 주파수가 0.5 일 때의 지점에서 2T 주파수를 통과시킬 수 없게 되는 주파수 응답 특성을 갖게 된다.

반면, 상기 부분응답 등화기(54)와 비터비 검출기(55)에, PR 등화방식을 PR(1,1,1)로 선정 적용한 경우, 상기 검출장치에 의해 검출되는 주파수 응답 특성은, 일반 주파수가 0.5 일 때의 지점에서 2T 주파수를 통과시킴과 아울러, 과도한 노이즈의 증폭이 발생되지 않는 최적의 주파수 응답 특성을 갖게 된다.

따라서. 상기 고밀도 광디스크 장치에 포함 구성되는 부분응답 등화기(54)와 비터비 검출기(55)에서의 PR 등화방식을 PR(1,1,1)로 선정하여 적용하게 된다.

이상, 전술한 본 발명의 바람직한 실시예는, 예시의 목적을 위해 게시된 것으로, 당업자라면, 이하 첨부된 특허청구범위에 개시된 본 발명의 기술적 사상과 그 기술적 범위 내에서, 다양한 다른 실시예들을 개량, 변경, 대체 또는 부가 등이 가능할 것이다.

상기와 같이 구성되는 본 발명에 따른 부분응답 등화기와 비터비 검출기가 구비된 고밀도 광디스크 장치는, 고밀도 디브이디(HD-DVD)와 같은 광디스크의 제작 및 데이터 기록조건과, 상기 고밀도 광디스크에 기록된 데이터를 독출하기 위한 광픽업의 광 파장 및 개구수(NA)에 따라 가변되는 채널 주파수 응답 특성을 검출 확인한 후, 그 채널 주파수 응답 특성에 최적한 PR 등화방식을 적용하여, 고밀도 기록에 따른 부호간 간섭을 효율적으로 보상할 수 있게 되는 매우 유용한 발명인 것이다.

Claims

25G 바이트의 데이터 기록용량과, 커버 층으로부터 0.1mm±3um의 이격거리를 갖는 기록층, 그리고 70nm∼90nm의 채널 비트 길이와, d= 1 또는 d= 2의 코드 기록방식으로 데이터가 기록된 고밀도 광디스크로부터 데이터를 독출 재생하기 위한 광디스크 장치에 있어서,

405nm±10nm의 청색 파장과, 0.85±0.01의 개구수를 갖는 광픽업; 및

PR(1,1,1) 등화방식이 적용되는 부분응답 등화기와 비터비(Viterbi) 검출기가 포함 구성된 것을 특징으로 하는 부분응답 등화기와 비터비 검출기가 구비된 고밀도 광디스크 장치.
제 1항에 있어서,

상기 PR(1,1,1) 등화방식은, 2T 주파수를 통과시킴과 아울러, 노이즈의 증폭이 발생되지 않는 주파수 응답 특성을 갖도록 선정된 것을 특징으로 하는 부분응답 등화기와 비터비 검출기가 구비된 고밀도 광디스크 장치.