KR20040098555A - 데이터 검출 방법 - Google Patents

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안남페두비스완나스
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에이저 시스템즈 인크
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Abstract

반복가능 런-아웃(RRO) 검출기는 RRO 어드레스 마크(AM) 및 RRO 데이터를 나타내는 비동기 샘플값들을 보간하는 하나 이상의 디지털 보간기들, RRO AM을 검출하는 비동기 최대 우도(AML) 검출기, 및 RRO 데이터를 복호하는 RRO 데이터 복호기를 채용한다. AML 검출기는 관측된 피크들의 전체 시퀀스의 검출에 근거하여 RRO AM의 일련의 피크들을 검출하기 위해, 비터비 알고리즘과 같은, AML 알고리즘을 채용한다. AML 검출은 이상적인 RRO AM 샘플 시퀀스까지 거리에서 가장 가까운 비동기 또는 보간된 샘플 시퀀스들 중 하나를 선택한다. 일단 RRO AM이 검출되면, AML 검출기는 RRO 데이터를 검출하여 복호하기 위한 최상의 위상을 갖는 샘플 시퀀스들 중 선택된 하나뿐만 아니라 RRO AM으로 발견된 신호를 제공한다.

Description

데이터 검출 방법{Maximum likelihood detection of asynchronous servo data employing interpolation}
본 발명은 통신 시스템에서 데이터 검출에 관한 것으로, 특히 채널로부터 서보 반복가능 런 아웃(repeatable run out:RRO) 정보의 검출에 관한 것이다.
판독 채널 집적회로(IC)는 많은 PC들에서 볼 수 있는 하드 디스크 드라이와 같은 모뎀 하드 디스크 드라이브의 성분이다. 판독 채널 성분은 (예를 들면, 자기) 기록 헤드(들)가 데이터를 디스크에 기입하고 다시 데이터를 정확하게 판독할 수 있게 데이터를 변환하고 부호화한다. 하드 디스크 드라이브 내 디스크들은 통상 부호화된 데이터를 포함하는 많은 트랙들을 포함하고, 각각의 트랙은 하나 이상의 사용자(또는 "판독") 데이터 섹터들 및 판독 섹터들 사이에 개재된 "서보" 데이터 섹터들을 포함한다. 서보 섹터들의 정보는 판독 섹터들에 저장된 정보를 정확하게 불러들일 수 있게 디스크 상의 트랙 상에 자기 기록 헤드를 정치시키는데 사용된다.
반복가능 런 아웃(RRO)이란 디스크가 회전할 때 불완전한 스핀들(imperfect spindle)에 기인하여 발생하는 현상을 일컫는다. 불완전한 스핀들은 하드 드라이브 내 디스크를 디스크의 중심에서 적합하게 회전하지 못하게 할 수도 있다. 디스크가 중심에서 회전하지 않는다면, 헤드 밑에서 회전하는 트랙은 원형 궤적에 추종하지 않을 것이며, 따라서 헤드는 서보 정보를 적합하게 읽지 못할 수도 있다. 서보 정보가 디스크에 기입될 때 스핀들 불완전함이 존재하였을 때 유사한 현상이 발생한다. 서보 정보를 읽는 중에 디스크가 다른 하드 디스크 드라이브에서 적합하게 회전할 수 있더라도, 정보가 원형 트랙 상에 적합하게 기입되지 않았기 때문에, 헤드는 서보 정보를 정확하게 판독하지 못할 수도 있다. 이에 따라, 트랙의 궤적에 추종하게 헤드를 적합하게 안내하는 메카니즘에 대한 필요성이 있다. 서보 정보 내 RRO 데이터 필드는 이러한 목적에 사용된다.
도 1a-1d는 불완전한 스핀들에 기인하는 RRO의 한 형태(1 'f" 런 아웃이라 함)를 도시한 것이다. 도 1a는 도 1b의 디스크(103) 상의 점선으로 표시한원(102)으로 도시한 바와 같은 원형 궤적에 헤드 트랙킹에 대응하는 것인, 에러가 제로일 때의 방사상(radial) 위치 대 에러를 도시한 것이다. 도 1c에 도시한 바와 같이, 1 "f" 런 아웃에 대한 에러는 방사상 위치의 함수로서 변하지만, 주어진 위치에서의 에러는 디스크의 1 회전 후에 반복한다. 도 1d에 도시된 바와 같이, 1 "1" 런 아웃은 디스크(103) 상의 점선으로 표시한 경로(104)로 보인, 타원 경로를 트랙킹하는 헤드로부터 비롯된다. 에러는 1회전마다 "반복"하기 때문에, 이 문제를 해결하는 기술이 고안될 수 있다. 서보 제어 회로에 "반복가능" 에러에 관한 위치설정 정보를 공급함으로써, 에러를 정정하여 서보 트랙 상에 적합하게 헤드를 위치시킬 수 있다. 현 자기 기록 시스템들은 아날로그 기술을 채용하는 이전의 시스템들과는 반대로 서보 데이터를 검출하기 위해 디지털 신호 처리를 채용한다.
도 2는 종래기술의 자기 기록 시스템을 도시한 것이다. 서보 데이터는 블록 부호화기(201)에 의해 부호화된다. 블록 부호화기(201)는 서보 데이터의 서로 다른 필드들에 연관된 몇몇의 서로 다른 부호화기들을 통칭할 수 있다. 부호화된 서보 정보는 서보 섹터 정보로서 디스크(또는 이외 다른 기록 매체)에 기입된다.
도 3은 서보 섹터 정보(300)의 포맷을 도시한 것이다. 서보 섹터 정보(300)는 시스템에서 타이밍 및 기입된 서보 데이터의 이득을 복구할 수 있게 하는 프리앰블(301)(예를 들면, 2T 패턴)을 포함한다. 프리앰블(301) 다음엔 일반적으로 모든 서보 섹터들에 대해 동일한 식별 어드레스(고정된 수의 비트들)인 부호화된 서보 어드레스 마크(SAM)가 올 수 있다. SAM(302)에 이어 부호화된 그레이 데이터(Gray data:303)가 올 수 있다. 그레이 데이터(303)는 트랙 번호/실린더 정보를 나타내는 것으로 자기 헤드에 대한 대략적인 위치설정 정보로서 사용될 수 있다. 그레이 데이터(303) 다음엔 하나 이상의 버스트 복조 필드들(burst demodulation fields:304)이 온다. 버스트 복조 필드들(304)은 트랙 상에 헤드에 대한 미세 위치설정 정보로서 채용된다. 버스트 복조 필드들(304) 다음엔 RRO 데이터 필드(305)가 온다. RRO 데이터 필드(305) 내 정보는 RRO를 정정하기 위한 헤드 위치설정 정보를 제공하는데, 이 정보는 그레이 데이터에 의해 제공되는 것보다 더욱 미세하고 버스트 복조 필드들에 의해 제공되는 것보다는 개략적이다.
RRO 데이터 필드(305)의 포맷을 도 4에 도시하였다. RRO 데이터 필드(305)는 DC 소거(DC erase:401)로 시작하는데, 이는 일반적으로 전부 0이거나 전부 1인 패턴인 기 정의된 패턴이다. DC 소거(401) 다음엔 모든 서보 섹터들에 대해 동일한 비트 패턴인 RRO 어드레스 마크(RRO AM:402)가 온다. RRO AM(402)는 RRO 데이터 복호를 언제 시작할 것인가를 지시하며 RRO 데이터(403) 복호에 가장 좋은 샘플링 위상(phase)을 선택할 수 있게 한다. RRO AM(402) 다음엔 헤드-위치설정 정보를 포함하는 RRO 데이터(403)가 온다. RRO 데이터(403) 다음엔 에러 검출/정정에 사용되는 패리티 비트들을 포함하는 패리티 필드(404)가 온다. 패리티 필드(404) 다음엔 DC 소거(401)에 사용되는 디스크의 어떠한 자화레벨이든 이 레벨로 자화레벨을 가져가는 토글 비트(405)가 온다.
서보 프리앰블, SAM, 그레이 데이터, 및 버스트 복조 필드들은 통상 서보 트랙 기입기에 의해 기입된다. 그러나, 마지막 복조 필드에 이은 RRO 데이터 필드는 통상 판독 채널 성분에 의해 기입된다. 서보 프리앰블, SAM, 그레이 데이터, 및복조 필드들을 검출함에 있어, 디지털 위상 동기 루프(digital phase-locked loop:DPLL)는 프리앰블에 의해 제공되는 타이밍 정보에 근거하여 적합한 샘플링 위상을 획득한다. 그러나, RRO 검출에 있어서, 포맷 효율의 이유로 프리앰블을 기입하는 것은 바람직하지 않다. 그러므로, 검출기는 RRO 정보를 판독하기 위한 적합한 샘플링 위상(타이밍)을 선험적으로 알 수 없다. 따라서, RRO 정보를 판독하는 것은 "비동기(asynchronous)" 데이터 검출 프로세스이다. 또한, RRO 어드레스 마크의 검출은 RRO 검출기가 적합한 샘플링 위상이 없이(즉, 타이밍 루프를 안내하는 프리앰블이 없다) DC 소거 필드에서 검출을 시작할 수도 있기 때문에 검출 에러로 되기 쉽다. 검출 에러 수는 포맷 효율 이유로 소수의 비트들이 RRO 어드레스 마크로서 기입될 때 증가한다.
도 2로 가서, 부호화된 서보 정보는 자기 기록 헤드에 의해 다시 읽혀진다. 기록 헤드에 의해 디스크에 기입, 이에 저장, 및 이로부터 판독하는 과정은 자기 기록 채널(202)로서 모델화될 수 있다. 디스크로부터의 판독한 데이터를 리드백 데이터(readback data)라 한다. 리드백 데이터는 연속 시간 필터(continous time filter:CTF)(220) 및 이에 이은 이산 시간, 유한 임펄스 응답(finite impulse response:FIR) 필터(221)를 포함하는 등화기(203)에 의해 원하는 목표 부분 응답과 같게 된다. CTF(220)로부터의 신호의 샘플링(도 2에 스위치(222)로 나타낸)은 서보 그레이 및 복조 버스트 데이터가 판독될 때는 DPLL(도 2에 도시되지 않았음)로부터의 타이밍 정보를 사용하여 동기되나, RRO 데이터가 판독될 때는 비동기이다. 등화기(203)의 출력은 'Y' 값들로부터 출력하는 A/D 변환기(204)에 의해 디지털화되고 양자화된다.
Y 값들은 부분 응답 최대 우도(partial-response maximum-likelihood:PRML) 검출기인 비터비 검출기(205)에 인가된다. 블록 부호화기(201)의 서보 부호화기에 의해 부과되는 제약조건이, 서보 데이터를 최적으로 복호하기 위해 비터비 검출기의 설계에서 채용될 수도 있다. 비터비 검출기(205)의 출력은 복호된 SAM 및 그레이 데이터를 생성하기 위해 블록 복호기(207)에 인가된다. 비터비 검출기(205)(이 비터비 검출기는 RRO 부호화기의 부호화 제약조건이 반영되게 하기 위해 가지치기된(pruned) 트렐리스를 채용할 수도 있음)의 출력은 또한 RRO 검출기(208)에 인가된다. RRO 검출기(208)는 RRO 어드레스 마크를 검출함과 동시에 BP(RRO 부호워드의 중간 위상 비트에 대응함)를 검출하는 RRO 어드레스 마크(AM) 및 최상의 위상(BP) 검출기(209)를 포함한다. RRO 검출기(208)의 RRO 데이터 검출기(210)는 RRO 데이터로 복호하기 위한 샘플들을 선택하기 위해 RRO AM 및 BP를 채용한다. 'Y' 값들은 또한 트랙 상의 헤드에 대한 미세 위치설정 정보를 생성하기 위해 버스트 복조기(206)로 보내진다.
서보 정보의 검출을 위해 채용되는 다른 검출기들은 피크 검출기들을 포함한다. 피크 검출기들에서, 피크의 위치 및 극성(서보 부호화기 제약조건에 따름)은 데이터의 복호를 행할 수 있게 한다. 피크 검출기의 출력은 RRO 정보를 검출하기 위해 RRO 검출기에 또한 공급될 수 있다. 피크 및 비터비 검출기들은 이들이 비트들을 검출하기 위해 적합하게 샘플링된 신호들을 사용할 때 매우 좋은 성능을 제공한다. 이들 검출기들의 성능은 샘플들이 타이밍 에러들로 생성될 땐 현저히 저하된다.
RRO 부호화기(블록 부호화기(201)에 포함된 것과 같은)는 RRO 데이터의 각각의 1비트 값을, 1비트 값을 3번 반복함으로써(즉, "1"은 "111"이 되고 "0"은 "000"이 됨) 3비트 값들로 변환할 수도 있다. 부호화된 RRO 데이터의 검출에서 어떠한 두 개의 천이도 인접하지 않는다라는 제약조건이 부과되면(d=1 제약조건이라 칭하고 NRZ(non-return-to-zero) 라인 부호화에 흔히 사용됨), 비터비 검출기(205)에 의해 채용되는 트렐리스는 이러한 제약조건(즉, "010" 또는 "101" 비트 패턴들 어느 것도 비터비 검출기의 출력 비트 스트림 내에 허용되지 않는다는 제약조건)을 반영함으로써 간결하게 된다. 16-상태 비터비 검출기에서 d=1 제약조건을 반영하는 것은 d=1 제약조건에 대한 무효 상태들을 0010, 0100, 0101, 1101, 1011, 1010으로서 정의한다. d=1 제약조건에 대한 유효 상태들은 0000, 0001, 0011, 0110, 0111, 1111, 1110, 1100, 1001, 1000이다.
도 5는 d=1 제약조건에서 비터비 검출기의 트렐리스의 가지치기를 도시한 것이다. 좌측의 열은 시간 [k-1]에서 16가지의 가능한 상태를 나타내고, 우측의 열은 시간 [k]에서 16가지의 가능한 상태들을 나타낸다. 각 상태에서 비트 패턴은 검출기 내 현재 4비트를 나타내고, 최하위 비트(LSB)는 가장 최근에 수신된 비트(즉, 시간 [n-1]에서 어떤 상태의 LSB는 Y[n-1])를 나타낸다. 이에 따라, 단일 비트 사이클이 보여진다. 일반적으로, 좌측 열 내 무효 상태들로부터의 천이들은 상태 2 (1101) 및 상태 13 (1101)의 천이들에 의해 각각의 상태가 적어도 한 경로에 의해 도달할 수 있게 되는 이들 상태들을 제외하곤, 우측 열로 가지치기된다(천이 없음). 이들 예외에 있어서, 천이들은 다음 사이클에서 가지치기되는 무효 상태들로 된다. 가지치기된 경로를 갖는 유효 상태들은 굵은 실선으로 표시되고, 유효에서 무효 상태로의 경로는 가지치기된다. 좌측 열 내 다른 유효 상태들은 우측 열 내 무효 상태들로 천이되게 함으로써 각 상태가 적어도 한 경로에 의해 도달될 수 있게 한다. 무효 상태들로의 천이들은 다음 사이클에서 가지치기된다.
RRO 데이터 필드를 판독할 때 샘플링 위상을 모르기 때문에, 비터비 검출기는 에러를 내기가 더 쉽다. 부과된 d=1 제약조건에 기인하여, 어떤 유형의 에러들만이 있을 수 있다. 각 비트는 3번 기입되고 비터비 디코더에서 d=1 제약조건 때문에, 제1 및 제3 비트들이 가장 영향받기 쉽고 제2 (중간) 비트는 부적절한 샘플링 위상에 기인하여 가장 유지되기가 쉽다. 예를 들면, d=1 제약조건의 가지치기된 비터비 검출기에 입력되는 부호화된 사용자 데이터 스트림 111 000 111 000 000...은 011 100 111 100 000...(도 5의 가지치기된 16 상태 트렐리스를 사용하여)로서 출력된다. 중간 비트의 식별로 대응하는 RRO 데이터 필드가 검출된다. RRO 어드레스 마크는 비터비 검출기 출력의 어느 비트들이 중간 비트들인지를 식별하는데 채용된다.
중간 비트들, 또는 최상 위상으로서 "중간 위상("middle phase")을 식별하기 위해 RRO AM 및 BP 검출기(209)에 의해 채용되는 종래 기술의 한 기술은 중간 위상 선택 로직(middle phase seletion logic)을 채용한다. 예를 들면, 0101001이 RRO 어드레스 마크에 사용되는 패턴이라면, 부호화 후에, 이 패턴은000111000111000000111(21비트임)이 된다. 검출기(209)에 의한 RRO 동기 및 위상 센터링은 가지치기가 된 비터비 검출기의 출력으로부터의 데이터를 슬라이딩 윈도우를 통과시킴으로써 달성된다. 윈도우 내 데이터는 비트의 각각의 위상(3T/비트, T는 비트 주기)에 대해 RRO 어드레스 마크와 비교된다. RRO 어드레스 마크는 오 일치되는 수가 임계값 미만(또는 이와 동등하게, 일치하는 비트들의 수가 임계값 이상)일 때 발견된다. 예를 들면, 판독된 RRO 어드레스 마크에서 에러들에 대해 어떠한 공차도 허용되지 않는다면, RRO 어드레스 마크의 모든 7비트들은 일치해야 하며, 일치하는 비트들의 수에 대한 임계값은 7로서 설정된다. 위상 센터링(어느 것이 중간 비트인가를 선택하는 것)은 이웃한 위상들에 일치 수를 평가함으로써 달성된다.
도 6은 "중간 위상"을 최상의 위상으로서 검출하기 위해 RRO AM 및 BP 검출기(209)에 의해 사용되는 종래 기술의 위상 센터링의 한 기술을 도시한 것이다. 데이터(C)는 비터비 검출기로부터 출력되는 비트 스트림이다. "0101001"이 RRO 어드레스 마크에 사용되는 패턴이라면, 부호화 후에, 이 패턴은 데이터(C) 비트 패턴으로서 보인, 000111000111000000111이 된다. 데이터(B) 및 데이터(A) 비트 스트림들은 각각 1 비트 및 2 비트 기간들만큼 시간적으로 지연된 데이터(C) 비트 스트림이다. 비트 스트림들은 슬라이딩 윈도우(601)를 통과하여 예상 RRO 어드레스 마크 값과 비교된다. 슬라이딩 윈도우는 효과적으로 매 비트 기간 T에서 다음의 동작을 행한다. A=B, B=C, 및 C는 비터비 검출기로부터 다음 비트를 얻는다. RRO 어드레스 마크 값은 오일치 수가 임계값 미만, 또는 이와 동등하게 일치 수가 임계값 이상일 때 발견된다. 도 6의 예에서, 일치하는 비트들의 수에 대한 7의 임계값은 어떠한 오일치도 존재하지 않을 것을 요할 것이다. 위상 센터링(즉, 부호화된 중간 비트를 검출하는 것)은 인접 위상에서 일치 수를 카운트함으로써 달성된다.
다른 기술들은 피크-피크 기반으로 RRO AM의 일련의 피크들을 검출하기 위해 비트 피크 검출에 의한 디지털 보간을 채용한다. 비동기 샘플들 사이에 하나 이상의 보간된 샘플들을 생성하기 위해 수신기의 A/D 변환기로부터 비동기 샘플들을 보간하기 위해 하나 이상의 디지털 보간들이 사용된다. 이에 따라, 각각의 디지털 보간기는 A/D 변환기의 샘플 타이밍에 대한 어떤 위상에 대응하는 보간된 샘플을 생성한다. 보간의 한 면은 동기된 보간된 샘플들을 생성하기 위해 위상 에러 검출에 의한 위상 고정 루프를 채용한다. 이러한 방법은 참조로 전체를 여기 포함시키는, 11/18/96 출원된 "Zero Phase Restart Interpolated Timing Recovery in a Sampled Amplitude Read Channel" 명칭의 Behrens의 미국특허 5,835,295에 기술되어 있다.
본 발명은 RRO 어드레스 마크(AM) 및 데이터를 나타내는 비동기 샘플값들을 보간하는 하나 이상의 디지털 보간기들, AM을 검출하는 비동기 최대 우도(AML) 검출기, 및 데이터를 복호하는 데이터 복호기를 채용하는 반복가능 런-아웃(RRO) 검출기에 관한 것이다. AML 검출기는 관측된 피크들의 전체 시퀀스의 검출에 근거하여 AM의 일련의 피크들을 검출하기 위해, 비터비 알고리즘과 같은, AML 알고리즘을 채용한다. AML 검출은 이상적인 AM 샘플 시퀀스까지 거리가 가장 가까운 비동기 또는 보간된 샘플 시퀀스들 중 하나를 선택한다. 일단 AM이 검출되면, AML 검출기는 데이터를 검출하여 복호하기 위한 최상의 위상을 갖는 샘플 시퀀스들 중 선택된 한 시퀀스뿐만 아니라 AM으로 발견된 신호를 제공한다.
본 발명의 일 실시예에 따라서, 기록 채널로부터 판독된 샘플 시퀀스내 데이터는 판독된 샘플 시퀀스로부터, 각각이 판독된 샘플 시퀀스에 대해 다른 대응하는 위상을 갖는 하나 이상의 보간된 샘플 시퀀스들을 발생시킴으로써 검출된다. 최대 우도(ML) 검출 알고리즘은 각각의 샘플 시퀀스의 부분과 이상적인 샘플 시퀀스 간 거리 측정을 발생하고, 이상적인 샘플 시퀀스는 데이터 내 피크들에 대응한다. 판독된 샘플 시퀀스 또는 보간된 샘플 시퀀스 중 하나는 데이터를 검출하는데 사용하기 위한 최소 거리 측정에 근거하여 선택된다.
도 1a는 에러가 제로일 때 회전하는 디스크 상의 궤적을 추종하는 헤드의 방사상 위치 대 에러를 도시한 도면.
도 1b는 도 1a의 그래프에 대한 원형 궤적을 트랙킹하는 헤드를 도시한 도면.
도 1c는 디스크의 1회전 후에 제로로 되는 가변 에러에 대한 회전 디스크 상의 궤적을 추종하는 헤드의 방사상 위치 대 에러를 도시한 도면.
도 1d는 도 1c의 그래프에 대한 타원 경로를 트랙킹하는 헤드를 도시한 도면.
도 2는 종래 기술의 종래의 자기 기록 시스템을 도시한 도면.
도 3은 도 2의 자기 기록 시스템에 채용되는 서보 섹터 정보에 대한 포맷을 도시한 도면.
도 4는 도 3의 반복가능 런 아웃(RRO) 데이터 필드의 포맷을 도시한 도면.
도 5는 d=1 제약조건을 부과하는 도 2의 비터비 검출기의 가지치기된 트렐리스도.
도 6은 종래 기술의 중간 비트에 근거한 최상의 위상을 설정하는 도면.
도 7은 본 발명의 실시예들에 따라 데이터 검출 및 복호를 위한 반복가능 런 아웃(RRO) 검출기를 포함하는 수신기를 도시한 도면.
도 8은 도 7의 디지털 보간기 블록에 의해 제공된 비동기 샘플 점들 및 보간된 샘플 점들을 포함하는 파형의 그래프도.
도 9는 도 7의 RRO AM 검출기의 제1 구현예를 도시한 도면.
도 10은 도 7의 RRO AM 검출기의 제2 구현예를 도시한 도면.
* 도면 주요 부분에 대한 부호의 설명 *
701 : RRO 검출기 702 : 디지털 보간기 블록
703 : ML RRO AM 검출기 704 : RRO 데이터 복호기
705 : 최상 위상(BP) 검출기 710 : 등화기
711 : A/D 변환기
도 7은 본 발명의 실시예들에 따라 RRO 데이터 필드 정보를 검출하여 복호하기 위한 반복가능 런 아웃(RRO) 검출기(701)를 포함하는 수신기(700)를 도시한 것이다. RRO 검출기(701)는 RRO 어드레스 마크(AM) 및 RRO 데이터를 포함하는, 도 4에 도시한 바와 같은 RRO 데이터 필드 정보를 검출하여 복호할 수 있다. 수신기(700)는 등화기(710) 및 아날로그 디지털(A/D) 변환기(711)를 포함한다. 등화기(710)는 자기 기록 채널(매체)에 신호의 통과에 의해 야기되는 심볼 간 간섭(ISI) 및 신호 분산 영향들을 보상하기 위해서 자기 기록 디스크와 같은 자기기록 매체로부터 읽은 신호에 등화를 적용한다. 신호는 이를테면 도 3 및 도 4에 도시한 바와 같은 부호화된 SAM, 그레이, 및 RRO 데이터를 나타내는 일련의 심볼들일 수 있다. 등화기(710)는 아날로그 신호를 샘플링할 수 있게 하기 위한 스위치(도 7에 도시없음)를 포함할 수 있다. A/D 변환기(711)는 등화기(710)로부터 등화된 신호로부터 심볼 레이트 T로 디지털 샘플들을 발생한다. 등화기(710)로부터의 신호의 샘플링은 서보 SAM, 그레이, 및 복조 버스트 데이터가 판독될 때는 디지털 위상 고정 루프(DPLL, 도 7에 도시없음)로부터의 타이밍 정보를 사용하여 동기될 수 있는데, RRO 데이터가 판독될 땐 비동기일 수도 있다.
A/D 변환기(711)로부터의 비동기 샘플 시퀀스는 RRO 검출기(701)에 입력된 'Y' 값들의 시퀀스로서 보여진다. A/D 변환기(711)로부터의 'Y' 값들의 시퀀스는 RRO 데이터 필드 정보에 대해 임의의 위상을 갖는 비동기 샘플값들을 나타낸다.
RRO 검출기(701)는 디지털 보간기 블록(702), 최대 우도(ML) RRO 어드레스 마크(AM) 검출기(703), RRO 데이터 복호기(704), 및 선택적인 최상의 위상(BP) 검출기(705)를 포함한다. 디지털 보간기 블록(702)은 하나 이상의 디지털 보간기들을 포함할 수 있고, 그 각각은 비동기 샘플값들의 위상과는 다른 위상의 대응하는 보간된 샘플 시퀀스를 생성하기 위해 A/D 변환기(711)로부터의 'Y' 값들의 시퀀스를 보간한다. ML RRO AM 검출기(703)는 'Y' 값들의 시퀀스에서 RRO AM를 검출한다. 디지털 보간기 블록(702)은 M 샘플 시퀀스들(M은 양의 정수)로서, 위상 τ0를 갖는 A/D 변환기(711)로부터의 비동기 샘플들 및 위상들 τ1내지 τM-1을 갖는 M-1개의 서로 다른 보간된 샘플 시퀀스들을 제공한다.
ML RRO AM 검출기(703)는 디지털 보간기 블록(702)으로부터 M 개의 샘플 시퀀스들 중 하나에서 RRO 데이터 필드(DC 소거 필드 다음에 있는)의 RRO AM을 검출한다. ML RRO AM 검출기(703)는 피크-피크 기반이 아닌, 관찰된 피크들의 전체 시퀀스의 검출에 근거하여 RRO AM의 일련의 피크들을 검출하기 위해 비터비 알고리즘과 같은 비동기 최대 우도(asynchronous maximum-likeihood:AML) 검출 알고리즘을 채용한다. RRO AM의 AML 검출은 예를 들면 이상적인 RRO AM 샘플 시퀀스까지의 유클리드 거리에 "가장 가까운" 디지털 보간기 블록(702)에서 M 샘플 시퀀스들 중 하나를 선택한다. "가장 가까운"의 관계는 후술하는 바와 같이, 거리 및 코스트 함수에 관하여 서로 다르게 표현될 수 있다. 일단 RRO AM이 검출되면, ML RRO AM 검출기(703)는 최상의 위상을 갖는 M 샘플 시퀀스들 중 선택된 것뿐만 아니라 RRO AM으로 발견된 신호 r(k)를 제공한다(즉, RRO 데이터를 검출하여 복호하기에 최상의 샘플들을 제공한다).
예를 들면, 한 비트가 3비트로 부호화되면, 중간 비트가 거의 검출 및 복호되지 않아 비트 에러를 야기한다. 최상의 위상 선택은 참조로 여기 포함시키는 1/14/03 출원된 "Asynchronous Servo RRO Detection Employing Interpolation" 명칭의 Viswanath Annampedu 및 Pervez의 미국특허출원 10/342,153에 기술되어 있다. 선택적으로, BP 검출기(705)는 RRO 데이터 복호기(704)에 의한 사용을 위해 디지털 보간기 블록(702)에서, 최상 샘플들이라 하는, 최상의 위상 샘플 시퀀스를 결정하기 위해 채용될 수 있다. BP 검출기(705)는 RRO 어드레스 마크의 검출시 ML RROAM 검출기(703)에 의해 발생된 최상의 위상 정보를 채용한다.
RRO AM으로 발견된 신호 r(k)와, RRO 부호화기의 부호화 제약조건에 관한 선험 정보에 근거하여, RRO 데이터 복호기(704)는 최상의 위상에 대응하는 M 샘플 시퀀스 중 선택 것을 RRO 데이터로 복호한다. 본 발명의 실시예에 따른 디지털 보간기 블록(702), ML RRO AM 검출기(703), 및 RRO 데이터 복호기(704)의 동작을 기술한다.
예를 들면, 디지털 보간기 블록(702)은 값들이 심볼 레이트 T로 샘플된 A/D 변환기(711)로부터 비동기 샘플들인 4개의 'Y' 값들 Y0, Y1, Y2, Y3을 수신한다. 이들 샘플들은 A/D 변환기(711)에 입력된 아날로그 파형의 피크들 및 제로 크로싱들에 대응할 필요가 없고 시간 T로 떨어진 임의의 샘플들일 수 있다. 이들 4개의 비동기 샘플들을 사용하여, 디지털 보간기 블록(702)은 보간된 샘플들(예를 들면, Y11, Y12 및 Y13)에 대한 추정들을 발생한다. 예를 들면, 수학식 1 내지 수학식 3의 다음의 필터링 동작은 보간된 샘플들 Y11, Y12, Y13을 발생한다.
[수학식 1]
[수학식 2]
[수학식 3]
수학식 1 내지 수학식 3에 의해 표현된 필터 동작 각각은 디지털 보간이다.수학식 1 내지 수학식 3의 분모에서 "16"은 A/D 변환기로부터의 6비트 샘플 값들에 호환되게 보간된 샘플 값들을 조정하는데 사용되는 이득 항이다. 호환가능한 샘플들은 A/D 변환기에 보내진 오버 샘플된 신호의 샘플들과 같아야 한다. 다른 실시예들은 판독한 원래의 샘플들을 스케일링할 수도 있다(예를 들면, 수학식 1, 수학식 2, 수학식 3의 분모는 "4"가 되고, 샘플들 Y0, Y1, Y2, Y3은 보간에 앞서 4로 스케일링된다). 디지털 보간기 블록(702)은, 별도의 일련의 처리가 사용될 수도 있을 지라도(예를 들면, 모든 식들을 구현하는 하나의 보간기), 보간할 샘플링 점들 각각(즉, 식 당 하나의 보간기)에 하나의 디지털 보간 필터를 포함할 수 있다. 본 발명은 수학식 1, 수학식 2, 수학식 3에 기술된 이들 형태의 필터링 동작들로 한정되지 않으며, 이 기술에 숙련된 자는 보간된 샘플들을 발생하기 위해 다른 유형들의 보간을 채용할 수도 있다.
보간된 샘플 Y11은 비동기 샘플 Y1 이후에 T/4 떨어진 샘플에 대응한다. 유사하게, 보간된 샘플들 Y12 및 Y13은 Y1 다음에 T/2 및 3T/4 떨어져 있다. 따라서, 샘플 Y1이 시간 kT에 대응한다면, 샘플 Y11은 Y1(kT+T/4)에 대응하며, 샘플 Y12는 Y1(kT+T/2)에 대응하며, Y13은 Y1(kT+3T/4)에 대응하며, 샘플 Y2는 Y1(kT+T)에 대응한다. 도 8은 I) 비동기 샘플 점들 Y1, Y2, ii) 보간된 샘플 점들 Y11, Y12, Y13을 포함하는 A/D 변환기에 인가되는 파형의 그래프이다. 본연의 필터 및 구현 지연들을 처리한 후에, 디지털 보간기 블록(702)은 서로 간에 T/4 떨어진 연속한 샘플들 스트림을 발생한다. 대안으로, 유사한 연속한 샘플 스트림을 발생하기 위해 오버 샘플링이 사용될 수도 있으나, A/D 변환기(711)의 속도(클럭 주파수)를 4만큼 증가시킬 것을 포함한다.
본 발명은 T/4 간격으로 떨어진 샘플들로 한정되지 않으며, 다른 샘플링 경우들에 샘플 점들을 추정하기 위해 추가의 보간기들이 채용될 수도 있다. 예를 들면, T/8 분해능으로 샘플들을 추정하기 위해서(즉, 두 개의 샘플들 간 간격은 T/8), A/D 변환기(711)로부터의 비동기 샘플들에 더하여 사용되는 보간된 샘플들을 생성하기 위해 7개의 보간기들이 채용된다. 이들 7개의 디지털 보간기들에 가능한 필터 계수들을 다음 표 1에 나타내었다.
[표 1]
보간 단순 디지털 필터들(탭 수: 4)
T/8 -1/16 2/16 15/16 -1/16
T/4 -2/16 5/16 13/16 -2/16
3T/8 -2/16 7/16 11/16 -2/16
T/2 -2/16 9/16 9/16 -2/16
5T/8 -2/16 11/16 7/16 -2/16
3T/4 -2/16 13/16 5/16 -2/16
7T/8 -1/16 15/16 2/16 -1/16
본 발명의 실시예들에 따라, A/D 변환기(711)로부터의 비동기 샘플 시퀀스 및 M-1 보간된 샘플 시퀀스들은 ML RRO AM 검출기(703)에 적용된다. ML RRO AM 검출기(703)는 관찰된 피클들의 전체 시퀀스의 검출에 근거하여 RRO AM의 일련의 피크들을 검출하기 위해 AML 검출 알고리즘을 적용한다. AML 검출 알고리즘은 I) A/D로부터 비동기 샘플들 및 ii) 예를 들면 이상적인 RRO AM 샘플 시퀀스까지 유클리드 거리에 가장 가까운 복수 세트의 보간된 샘플들 중 한 세트의 샘플들 중 하나를 선택한다. 가장 가까운 관계는 이를테면 유클리드 거리의 최소화한 제곱 또는 유클리드 거리의 최소화한 절대값과 같이, 코스트 함수의 최소화에 관하여 여러 가지 표현될 수 있고, 여기서 시간 k에서, 관찰된 샘플 y(k)과 이상적인 샘플간의 유클리드 거리 em(k)는 다음 수학식 4로 주어진다.
[수학식 4]
심볼 주기와 동등한 주기 T의 비동기 샘플링에 있어서, 시간 k에서 비동기 샘플들의 위상에 관하여 제m 위상의 한 피크에 대한 제곱한 유클리드 거리는 다음 수학식 5로 주어진다.
[수학식 5]
RRO 데이터 검출기(704)의 주어진 구현뿐만 아니라 RRO AM 검출기(703)의 주어진 구현은 RRO AM 및 RRO 데이터 부호화기(들)에 의해 채용된 부호화 유형에 근거한다. RRO AM 부호화에 있어서, 주어진 입력 비트는 반복되거나 길이 NT 비트들의 부호워드로 전환되며, 이에 따라 피크들은 NT로 서러 떨어져 있다. 또한, 수 B는 RRO AM에서 정의 피크들의 총 수( 및 음의 피크들의 총 수)로서 정의된다.
예를 들면, RRO AM 및 데이터 부호화기가, "0"이 "0011"이 되고 "1"이 "1100"이 되는 부호화 같이, 입력비트를 수신하여 4개의 출력비트를 발생하는 1/4 부호화기라면, 피크들은 4T로 떨어져 있다. 이에 따라, 4T로 떨어진 모든 피크들에 대한, 샘플링의 제 m 위상의 유클리드 거리의 합산된 제곱은 다음 수학식 6으로 주어진다.
[수학식 6]
유클리드 거리의 제곱의 최소값은 수학식 7로 주어진다.
[수학식 7]
여기서 min(·)은 시간 k에서 모든 m 시퀀스 위상들에 대해 계산된 "·"의 수학적인 최소값이다.
일반적으로 검출기는 검출된 값들에서 소정의 에러 확률에 종종 관계될 수도 있는 소정의 수행 레벨로 동작하도록 설계된다. 결국, 주어진 구현에 대해서, ML RRO AM 검출기(703)는 비동기 샘플 시퀀스 또는 수학식 8과 같이, 최소화된 유클리드 거리의 제곱이 기정의된 임계값 thr 미만인 경우 보간된 샘플 시퀀스들 중 하나를 선택한다.
[수학식 8]
에 대해,< thr
여기서, 임계값 thr은 계산을 통해서 또는 실제 및/또는 모의 시스템들의 관측을 통해 결정될 수도 있을 것이다. 초기에, 변수 t(k)는 "0"으로 설정되고,< thr일 때, 변수 t(k)는 "1"로 설정된다.
예를 들면, RRO 검출기(701)는 디지털 보간기 블록(702)에 3개의 보간기들을채용할 수 있다. 이에 따라, m={0, 1, 2, 3}, 및 디지털 보간기 블록(702)은 위상들 τm을 가진 4개의 샘플 시퀀스들, 위상 τ0을 가진 A/D 변환기(711)로부터의 비동기 샘플들, 및 τ1=T/4, τ2=T/2, τ3=3T/4를 가진 3개의 서로 다른 보간된 샘플 시퀀스들을 제공한다. ML RRO AM 검출기(703)는 모든 샘플 시퀀스들에 대해 수학식 6을 평가하여 수학식 8이 맞을 때 임시 RRO AM 검출을 단언한다. ML RRO AM 검출기(703)은 임시 결정에 근거하여 RRO AM으로 발견된 신호 r(k)를 설정할 수도 있고 그렇지 않을 수도 있다. 어떤 실시예들에 있어서, 임계값 thr 미만으로 되는의 발생은 최상의 위상 샘플 시퀀스인 위상 τm의 샘플 시퀀스에 대응하지 않을 수도 없다. 결국, 어떤 실시예들에 있어서, ML RRO AM 검출기(703)은 또 다른 클럭 사이클 동안 모든 샘플 시퀀스들에 대해 수학식 8을 평가한다. RRO AM으로 발견된 신호 r(k)는 수학식 9의 결정 규칙에 근거하여 설정된다.
[수학식 9]
여기서 mk는 시간 k에서 유클리드 거리의 최소 제곱의 위상 번호에 대응하고, mk-1은 시간 k-1에서 유클리드 거리의 최소 제곱의 위상 번호에 대응한다. 이 기술에 숙련된 자에게 명백한 바와 같이, 수학식 6은 수학식 10의 식으로 보인 바와 같이, 다소 4T로 떨어진 피크들을 처리하게 수정될 수도 있다.
[수학식 10]
여기서 Sb는 이전 피크 샘플로부터의 b번째 피크 샘플의 간격이다. 예를 들면, 5T( 및 Sb=5)의 피크 간격은 EPR4 목표 채널 응답의 향상된 검출에 잇점이 있을 수 있다.
도 9는 도 7의 ML RRO AM 검출기(703)의 제1 구현(900)을 도시한 것이다. ML RRO AM 검출기(900)는 디지털 보간기 블록(702)로부터의 4개의 샘플 시퀀스들, A/D 변환기(711)로부터의 비동기 샘플들(y(kT+τ0), 및 3개의 서로 다른 보간된 샘플 시퀀스들(y(kT+τ1), y(kT+τ2), y(kT+τ3))을 처리한다. RRO AM 검출기(900)는 yb(k)에 대해-여기서 첨자 b는 피크 번호를 나타냄- 이상적인 샘플 값들을 사용하여, 수학식 6 내지 수학식 9의 관계에 따라 4개의 샘플 시퀀스들을 처리한다. 표 2는 EPR4 채널 응답(즉, EPR4([5 5 -5 -5]))에 대해 피크 값들에서에 대한 상대적으로 이상적인 샘플 값들을 제공하며, 여기서 각각의 비트(행)은 시간적으로 T로 이격되어 있다. RRO AM 및 BP 검출기(900)는 이 시퀀스를 처리하여 피크 값들(이를테면 표 2에서 피크 값들)을 검출한다.
[표 2]
비트들 이상적인 Y
0
0
1
1 20
0
0
1
1 20
1
1
0
0 -20
1
1
0
0 -20
0
0
1
1 20
1
1
0
0 -20
ML RRO AM 검출기(900)는 4개의 유클리드(EUC) 거리 모듈(901-904), 최소값 계산기(906), 임계값 검출기(906), 및 지연(908), 및 결정 로직(907)을 포함한다. 각각의 EUC 모듈들(901-904)은 수학식 6에서 주어진 바와 같은 대응하는 샘플 시퀀스에 대한 제곱한 유클리드 거리 계산을 실행한다. 샘플 시퀀스 위상 τ0에 대한 구현(예를 들면, A/D 변환기(711)로부터 비동기 샘플 시퀀스)은 도 9에 EUC 모듈(901)로서 도시되었고, 위상들 τ1- τ3를 갖는 보간된 샘플 시퀀스들에 대한 EUC 모듈들(902-904)은 유사한 방식으로 구현될 수 있다. 도면들에서, 가산은 "" 요소(예를 들면 가산기 또는 감산기로서의 결합기)로 도시되었고, 곱셈은 "" 요소(예를 들면, 곱셈기)로서 도시되었고, 한 샘플의 지연 "D"는 D 요소(예를 들면, 플립플롭)로 도시되었다. 도 9에 도시된 구현은 파이프라인 처리 구현이며, 여기서 지연 요소들은 처리의 클럭 사이클 및 지연 체인들을 통한 있을 수 있는 전파지연을 고려하여 채용된다.
EUC 모듈들(901-904)은 4개의 샘플 시퀀스들에 대해 제곱한 유클리드 거리들내지을 생성하며, 최소값 계산기(905)는 제곱한 유클리드 거리들내지의 최소값을 결정하여, 수학식 7의 계산을 구현한다. 제곱한 유클리드 거리들내지의 최소값은 시간 k에서 최소값이 임계값 thr 미만인지를 판정하기 위해 임계값 검출기(906)에 인가되어 수학식 8의 계산을 구현한다. 임계값 검출기(906)는 임계값 비교에 근거하여 트루 또는 폴스(T/F) 신호를 발생한다. 지연(908)은 시간 k-1에서, 제곱한 유클리드 거리들의 최소값을 제공하기 위해 채용된다. 결정 로직(907)은 시간 k 및 k-1에서 최소값들을 비교하여 RRO AM이 검출되었음을 나타내기 위해 RRO AM으로 발견된 신호 r(k)를 발생하여, 임계값 검출기(906)의 T/F를 사용하여 수학식 8 및 수학식 9의 계산을 구현한다. RRO AM으로 발견된 신호 r(k)가 RRO AM이 발견되었음을 나타낼 때, 최소의 제곱한 유클리드 거리에 대응하는 위상 τm을 가진 샘플 시퀀스는 최상의 위상에 대응할 수도 있을 것이고, 후속의 동기 또는 이 우상을 가진 보간된 샘플 시퀀스들은 RRO 데이터 검출 및 RRO 데이터 복호기(704)(도 7)에 의한 복호를 위해 RRO에 대한 최상의 샘플들로서 채용될 수도 있을 것이다.
본 발명의 또 다른 실시예는 유클리드 거리의 제곱 대신 유클리드 거리에 대한 절대 메트릭을 채용한다. 예를 들면, 유클리드 거리의 절대값, dam(k)은 수학식 11와 같이 표현될 수 있다.
[수학식 11]
또한, 수학식 7, 수학식 8, 수학식 9는을 dam(k)로 대치시킴으로써 수정될 수 있다.
도 10은 유클리드 거리의 절대값 dam(k)을 채용하는 도 7의 RRO AM 검출기(703)의 제2 구현(1000)을 도시한 것이다. 제2 구현(1000)은 4개의 절대(ABS) 모듈들(1001-1004), 최소값 계산기(1005), 임계값 검출기(1005), 지연(1008), 및 결정 로직(1007)을 포함한다. ABS 모듈들(1001-1004) 각각은 수학식 11)에 주어진 바와 같이 대응하는 샘플 시퀀스에 대한 절대 유클리드 거리 계산을 구현한다. 샘플 시퀀스 위상 τ0에 대한 구현(예를 들면, A/D 변환기(711)로부터 비동기 샘플 시퀀스)가 도 11에 ABS 모듈(1001)로서 도시되었고, 위상들 τ1-τ3을 갖는 보간된 샘플 시퀀스들에 대한 ABS 모듈들(1002-1004)은 유사하게 구현될 수 있다. 도 10에 도시한 구현은 처리의 클럭 사이클 및 지연 체인들을 통한 있을 수 있는 전파지연을 고려하여 지연 요소들이 사용된 파이프라인 처리 구현이다. ABS 모듈(1001)에서, 각각의 |abs| 요소는 입력값의 절대값을 발생한다.
ABS 모듈들(1001-1004)은 4개의 샘플 시퀀스들에 대해 절대 유클리드 거리들da0(k) 내지 da1(k)를 발생시키고, 최소값 계산기(1005)는 절대 유클리드 거리들 da0(k) 내지 da1(k)의 최소값을 결정하여 수학식 7의 것과 유사한 계산을 구현한다. 절대 유클리드 거리들 da0(k) 내지 da1(k)의 최소값은 임계값 검출기(1006)에 적용되어 시간 k에서 절대 유클리드 거리들의 최소값이 임계값 thr 미만인지 결정하여 수학식 8의 것과 유사한 계산을 구현한다. 지연(1008)은 시간 k-1에서 절대 유클리드 거리들의 최소값을 발생시키는데 사용된다. 결정 로직(1007)은 시간 k 및 k-1에서 최소값들을 비교하여 RRO AM 이 검출되었음을 나타내는 RRO AM으로 발견된 신호 r(k)를 발생하여, 수학식 9의 것과 유사한 계산을 구현한다. RRO AM으로 발견된 신호 r(k)가 RRO AM이 검출된 것을 나타낼 때, 최소 절대 유클리드 거리에 대응하는 위상 τm을 갖는 샘플 시퀀스는 최상의 위상(BP)에 대응할 수 있을 것이며, 대응하는 최상의 샘플들은 RRO 데이터 검출 및 RRO 데이터 복호기(704)(도 7)에 의한 복호에 사용될 수 있다.
도 7에서, RRO 데이터 복호기(704)는 샘플들의 BP 시퀀스, 또는 ML RRO AM 검출기(703)로부터 최상의 샘플들로부터 RRO 데이터를 검출하여 복호하는데 사용된다. RRO 데이터 복호기(704)에 의한 복호는 RRO 데이터를 부호화하는데 사용된 RRO 데이터 부호화기(도 7에 도시없음)에 따른다. 다음은 이 기술에 숙련된 자가 특정 부호화기의 제약조건에 근거하여 다른 부호화기들에 여기 개시된 바를 쉽게 확장할 수 있어도, 부호화 및 복호를 위한 방법들의 두 가지 형태에 대한 검출을 기술한다. RRO 데이터 검출은 일반적으로 비동기 데이터 검출일 수도 있다.
제1 부호화기는 전술한 바와 같은 RRO 데이터 부호화기에 사용된 1/4 부호화기이다. 1/4 부호화기는 입력 비트를 수신하여 다음과 같이 4출력 비트들을 발생한다. "0"은 "0011"이 되고 "1"은 "1100"이 된다. 이러한 부호화기를 와이드 바이페이즈 부호화기(Wide Biphase encoder)라고도 한다. 이 부호화기에 있어서, 매 4T에서(즉, 매 워드 경계에서), 양의 피크 또는 음의 피크가 있다. 피크 값은 EPR4 목표 부분 응답에 대해 ±20이다. 따라서, 이 부호화기에 있어서, 데이터 비트는 다음과 같이 비동기적으로 검출될 수 있다. 먼저, 최상의 샘플 Y(BP+n4T+4T)를 불러들인다(n은 RRO 어드레스 마크 검출의 마지막 피크 동안 선택된 최상의 위상으로부터 매 4T에 카운트하는 정수). 샘플이 제로보다 크다면, RRO 데이터 비트는 "0"으로 선언되고, RRO 데이터는 "1"로 선언된다.
제2 RRO 데이터 부호화기는 두 개의 입력 비트들을 수신하여 아래 표 3에 나타낸 바와 같이 8개의 출력 비트들을 발생하는 2/8 부호화기이다. 표 3에, 입력된 비트들의 모든 조합에 대한 EPR4 목표 부분 응답에 대해(Y1 내지 Y9로서)의 대응하는 이상적인 값들을 나타내었다.
[표 3]
입력 비트들 코드화된 비트들 Y1 Y2 Y3 Y4 Y5 Y6 Y7 Y8
00 00111100 X X X 20 10 0 -10 -20
11 11000011 X X X -20 -10 0 10 20
01 00001111 X X X 0 10 20 10 0
10 11110000 X X X 0 -10 -20 -10 0
2/8 부호화기는 8비트의 워드 경계를 갖는다. 따라서, 매 8비트의 끝에서, 모든 RRO 데이터 비트들이 검출될 때까지 다음 동작이 반복된다. 먼저, 최상의 샘플들 Y(BP+n8T+4T), Y(BP+n8T+5T), Y(BP+n8T+7T), Y(BP+n8T+8T)를 불러들인다(n은RRO 어드레스 마크 검출의 마지막 피드 동안 선택된 최상의 위상으로부터 매 4T를 카운트한 정수). 이들 값들은 표 3에 주어진 바와 같은 대응하는 이상적인 값들과 비교된다. 비교는 2/8 데이터 부호화기 및 이의 제약조건에 근거하여 정의될 수 있는 대응하는 "매트릭들(metrics)"의 계산을 포함한다. 예를 들면, 한 이러한 메트릭은 최상의 샘플들과 이상적인 값들의 시퀀스 간 절대 에러들의 계산된 합일 수 있다. 이러한 경우에 최상의 메트릭은 이들 계산된 합들의 최소값일 수도 있을 것이다. 최상의 메트릭에 대응하는 부호워드들은 RRO 데이터로서 복호될 수도 있을 것이다.
실시예들을 1/4 부호화된 RRO AM으로 T/4 떨어진 샘플들에 대해 기술하였지만, 본 발명은 이것으로 한정되지 않는다. 이 기술에 숙련된 자는 여기 교시된 바를 1) 임의의 수의 보간기들에 대해서, 2) 양의 피크 및 음의 피크를 포함하는 임의의 RRO 어드레스 마크 패턴(예를 들면, 천이들에 의해 특징지어지는 패턴)에 대해 수정할 수도 있다. 또한, 본 발명을 20 및 -20의 피크 값들을 가진 EPR4([5 5 -5 -5]) 목표 부분 채널 응답을 채용하여 기술하였지만, 본 발명은 이것으로 한정되지 않는다. 이 기술에 숙련된 자는 여기 교시된 바를 다른 피크 값들의 다른 목표 채널 응답으로 확장시킬 수도 있다.
본 발명을 자기 기록 매체로부터 부호화된 RRO 데이터의 검출 및 복호에 대해 기술하였는데, 본 발명은 이것으로 한정되지 않는다. 이 기술에 숙련된 자는 여기 교시된 바를 이를테면 광학 기록 매체와 같은 다른 유형들의 기록 매체들로부터 판독한 샘플된 데이터에 쉽게 확장시킬 수 있다. 또한, 다음의 실시예들을 비동기적으로 샘플한 서보 RRO 데이터 검출에 대해 기술하나, 여기 기술한 본 발명의 교시는 동기적으로 샘플한 RRO 데이터 검출에도 채용될 수 있다.
본 발명의 하나 이상의 실시예들을 사용한 수신기는 비동기적으로 샘플한 서보 RRO 정보에 대해 상당히 향상된 성능을 가질 수 있다. 어떤 구현들에 있어서, 수신기는 피크-피크 기반의 검출을 채용하는 시스템들에 비해, RRO 데이터 에러 레이트에 대략 0.4 dB 이득 및 RRO 어드레스 마크 미스 레이트에 3dB 이득을 가질 수 있다. 디지털 보간기들을 사용하는 수신기는 아날로그 신호를 오버 샘플링하기 위해 채용될 수 있는 고속( 및 높은 코스트) 샘플링 회로를 대치한다.
본 발명은 이들 방법들을 실시하기 위한 방법들 및 장치들의 형태로 실현될 수 있다. 본 발명은 또한 플로피 디스켓들, CD-ROM들, 하드 드라이브들, 또는 이외 어떤 다른 기계 검출가능 저장 매체와 같은 실체적인 매체들에 구현되는 프로그램 코드 형태로 실현될 수 있고, 프로그램 코드가 컴퓨터와 같은 기계에 로딩되어 실행될 때, 기계는 본 발명을 실시하는 장치가 된다. 본 발명은 프로그램 코드가 저장매체에 저장되든, 기계에 로딩 및/또는 실행되든, 이를테면 전기 배선 또는 케이블로, 광섬유를 통해, 또는 광자기 방사를 통한 어떤 송신 매체로 송신되건 간에 프로그램 코드 형태로 구현될 수도 있고, 프로그램 코드가 컴퓨터와 같은 기계에 로딩되어 실행될 때, 기계는 본 발명을 실시하는 장치가 된다. 범용 프로세스로 구현될 때, 프로그램 코드 세그먼트들은 프로세서와 조합하여 특정의 로직 회로들과 유사하게 동작하는 유일무이의 장치를 제공한다.
이 발명의 특성을 설명하기 위해 기술 및 예시된 부분들의 상세, 물질, 및 배열에 다양한 변화는 다음 청구항들에 표현된 본 발명의 원리 및 범위 내에서 이 기술에 숙련된 자들에 의해 행해질 수 있음을 알 것이다.

Claims (10)

  1. 기록 채널로부터 판독된 샘플 시퀀스에서 데이터를 검출하는 방법에 있어서,
    (a) 상기 판독된 샘플 시퀀스로부터 하나 이상의 보간된 샘플 시퀀스들을 발생하는 단계로서, 각각의 보간된 샘플 시퀀스는 상기 판독된 샘플 시퀀스에 관하여 상이한 대응 위상을 갖는, 상기 보간된 샘플 시퀀스들 발생 단계와,
    (b) 최대-우도(maximum-likelihood:ML) 검출 알고리즘에 의해, 각각의 샘플 시퀀스의 부분과 이상적인 샘플 시퀀스 사이의 거리 측정을 발생하는 단계로서, 상기 이상적인 샘플 시퀀스는 상기 데이터에서 피크들에 대응하는, 상기 거리 측정 발생 단계와,
    (c) 상기 데이터를 검출하는데 사용하기 위해 상기 최소 거리 측정에 기초하여 상기 보간된 샘플 시퀀스들 중 하나 또는 상기 판독된 샘플 시퀀스를 선택하는 단계를 포함하는, 데이터 검출 방법.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 단계 (c)는, 상기 데이터 검출에 사용하기 위해 상기 보간된 샘플 시퀀스들 중 하나 또는 상기 판독된 샘플 시퀀스를 선택하기 위해 상기 거리 측정들의 최소값을 결정하는 단계를 포함하는, 데이터 검출 방법.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 단계 (c)에서, 상기 데이터는 어드레스 마크 및 부호화된 데이터 필드를 포함하는 서보 데이터이고, 상기 단계 (c)는 상기 선택된 샘플 시퀀스로부터 상기 어드레스 마크를 검출하는 단계를 포함하며, 상기 방법은 상기 선택된 샘플 시퀀스로부터 상기 부호화된 데이터를 복호화하는 단계를 더 포함하는, 데이터 검출 방법.
  4. 제 3 항에 있어서,
    상기 복호화 단계는 상기 부호화된 데이터를 발생하기 위해 2/8 부호화기 또는 1/4 부호화기의 제약 조건들을 채용하는, 데이터 검출 방법.
  5. 제 3 항에 있어서,
    상기 단계 (c)에서, 상기 어드레스 마크는 반복가능 런 아웃(repeatable run out:RRO) 어드레스 마크이고, 상기 부호화된 데이터는 부호화된 RRO 데이터인, 데이터 검출 방법.
  6. 제 1 항에 있어서,
    상기 단계 (a)에서, 상기 판독된 샘플들은 비동기 샘플들인, 데이터 검출 방법.
  7. 제 1 항에 있어서,
    상기 단계 (c)에서, 상기 거리 측정은 상기 각각의 샘플 시퀀스의 부분과 이상적인 샘플 시퀀스 사이의 유클리드 거리(Euclidean distance)이고, 상기 단계 (c)는 상기 각각의 샘플 시퀀스의 부분과 이상적인 샘플 시퀀스 사이의 제곱한 유클리드 거리의 최소값을 결정하는 단계를 포함하는, 데이터 검출 방법.
  8. 제 7 항에 있어서,
    상기 단계 (c)는 시간 k에서 상기 제곱한 유클리드 거리의 최소값을,
    의 수학식으로 결정하는 단계를 포함하고, 상기 수학식에서은 관찰된 샘플 또는 보간된 샘플이고,은 이상적인 샘플이고, B는 피크들의 수에 대응하는 양의 정수이며, T는 심볼 주기이고, Sb는 이전 피크 샘플부터 b번째 피크 샘플의 간격이고(0≤b≤B), τm은 판독된 샘플 시퀀스 또는 상기 보간된 샘플 시퀀스들 중 하나의 위상인(m은 정수, 0≤m≤M, M은 샘플 시퀀스들의 수에 대응하는 양의 정수), 데이터 검출 방법.
  9. 제 7 항에 있어서,
    상기 단계 (c)는 상기 각각의 샘플 시퀀스의 부분과 이상적인 샘플 시퀀스사이의 시간 k에서 상기 유클리드 거리 dam(k)의 최소값을,
    의 수학식으로 결정하는 단계를 포함하고, 상기 수학식에서은 관찰된 샘플 또는 보간된 샘플이고,은 이상적인 샘플이고, B는 피크들의 수에 대응하는 양의 정수이며, T는 심볼 주기이고, Sb는 이전 피크 샘플부터 b번째 피크 샘플의 간격이고(0≤b≤B), τm은 판독된 샘플 시퀀스 또는 상기 보간된 샘플 시퀀스들 중 하나의 위상인(m은 정수, 0≤m≤M, M은 샘플 시퀀스들의 수에 대응하는 양의 정수), 데이터 검출 방법.
  10. 제 7 항에 있어서,
    상기 단계 (c)는, 상기 최소값이 검출 에러 확률에 기초하여 문턱값 이하일 때 현재 시간 k 또는 이전 시간 k-1에 대한 유클리드 거리의 최소값을 선택하는 단계를 포함하는, 데이터 검출 방법.
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