KR20080040666A - 저장 매체로부터의 샘플링 신호 복조 - Google Patents

저장 매체로부터의 샘플링 신호 복조 Download PDF

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KR20080040666A KR1020087000130A KR20087000130A KR20080040666A KR 20080040666 A KR20080040666 A KR 20080040666A KR 1020087000130 A KR1020087000130 A KR 1020087000130A KR 20087000130 A KR20087000130 A KR 20087000130A KR 20080040666 A KR20080040666 A KR 20080040666A
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만프레드 페히네르
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톰슨 라이센싱
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Abstract

본 발명은 샘플링 신호(HF)를 복조하기 위한 방법으로서, PLL의 사용을 필요 없게 하는 저장 매체로부터 이러한 방법을 사용하는 저장 매체로부터 판독하고 및/또는 이 저장 매체로 기록하기 위한 디바이스에 신호를 복조한다. 저장 매체로부터 샘플링 신호(HF)를 복조하는 방법으로서, 샘플링 신호(HF)에서의 정보는 상기 변조 주파수의 주기(T)의 정수배의 펄스 길이로 코딩되며, 현재 펄스 길이(pb1) 및/또는 두 개의 연속적인 펄스의 현재 전체 길이(pb2)를 결정하는 단계(2)와, 샘플링 신호(HF)에서 발생하는 최대 펄스 길이(mpb1) 및/또는 연속적인 두 개의 펄스의 최대 전체 길이(mpb2)를 결정하는 단계(3)와, 샘플링 신호의 타입을 결정하거나 또는 동기화 비트 시퀀스를 수립하기 위해 결정된 적어도 두 개의 값(pb1,pb2,mpb1,mpb2)를 비교하는 단계를 포함한다.
샘플링 신호, 펄스, PLL, 동기화 비트 시퀀스

Description

저장 매체로부터의 샘플링 신호 복조{DEMODULATION OF A SAMPLING SIGNAL FROM A STORAGE MEDIUM}
본 발명은 저장 매체, 특히 광학 저장 매체로부터 샘플링 신호를 복조하기 위한 방법, 및 이러한 방법을 사용하는 저장 매체로부터 판독(reading) 및/또는 저장 매체로 기록(writing)하기 위한 디바이스에 대한 것이다.
광학 저장 매체, 예컨대 CD(콤팩트 디스크) 또는 DVD(디지털 다용도 디스크)로부터 변조된 샘플링 신호에서, 정보는 변조 주파수의 주기 T의 정수배의 펄스 길이로 코딩된다. 1 비트가 각각 하나의 주기 T에 대응하는 코드 워드(code word)에서, 펄스의 종단(end)은 "1"로 표시(mark)되고, 상기 펄스 내 시간은 "0"으로 표시된다. 데이터 프레임(프레임)을 개시하는 명백한 동기 비트 시퀀스, 및 데이터 프레임의 절대 길이(absolute length)가 한정된다. 대응 코드는 광학 저장 매체에서 사용될 뿐만 아니라, 예를 들어, 자기 저장 매체 (예컨대, 자기 테이프) 또는 자기-광학 저장 매체(예컨대, 자기 광학 디스크) 및 데이터 송신시 발견될 수 있다. 상기 샘플링 신호를 디코딩하기 위해, 다음 요지와 같은 지식이 요구된다.
1. 신호 타입(예컨대, CD 또는 DVD)
2. 데이터 프레임의 시작 포인트
3. 주기 T의 기간
상기 신호 타입은 일반적으로 판독기(reader)의 펌웨어에 의해 설정된다. 따라서, 올바른 설정은 상기 기능을 위한 선행조건(prerequisite)이다. 주기 기간 T 는 상기 샘플링 신호에 동기시키는 PLL(위상 동기 루프)을 사용하여 결정된다. 따라서 상기 PLL의 품질이 결정적으로 중요하다. 주기 기간 T가 알려지는 경우, 동기화 비트 시퀀스가 검출되고 디코딩이 영향을 받을 수 있다.
PLL은 상기 신호에 동기하므로, 따라서, 신호 내의 간섭에 민감하게 반응한다. 시스템 클럭의 주파수 안정성은 이와 유사하게 더 이상 달성될 수 없는데, 왜냐하면, 상기 PLL이 기준으로서 상기 시스템 클록을 사용함에도 불구하고, 상기 기준의 안정성은 신호 간섭, 제어 변동(fluctuation) 및 제어 에러로 인해 달성될 수 없기 때문이다.
본 발명의 목적은 저장 매체로부터 샘플링 신호를 복조하기 위한 방법을 제안하는 것이며, 이는 PLL의 사용을 필요 없게 한다.
본 발명에 따라, 이러한 목적은 저장 매체로부터의 샘플링 신호를 복조하기 위한 방법에 의해 달성되고, 상기 샘플링 신호 내의 정보는 변조 주파수의 주기 T의 정수배의 펄스 길이로 코딩되며, 상기 방법은 :
- 현재 펄스 길이 및/또는 두 개의 연속적인 펄스의 현재 전체 길이를 결정하는 단계와,
- 샘플링 신호에서 발생하는 최대 펄스 길이 및/또는 두 개의 연속적인 펄스의 최대 전체 길이를 결정하는 단계와,
- 샘플링 신호의 타입을 결정하거나 동기화 비트 시퀀스를 수립하기 위해 결정된 적어도 두 개의 값을 비교하는 단계를 포함한다.
본 명세서에서 제시된 방법은 PLL의 사용을 필요 없게 한다. 즉, 이 방법은 고정된 클럭, 바람직하게는 시스템 클럭을 사용하여 측정된 펄스 길이를 사용한다. 상기 시스템 클럭은 ppm 범위에서 시간에 대해 안정적이며, 신호 간섭에 독립적이다. 따라서, PLL의 변동(fluctuation)의 결과로서의 부정적인 영향이 제외된다. 결정 유닛은 바람직하게는 우선 샘플링 신호를 2-단(two-stage) 신호로 변조하는데 사용된다. 2-단 신호는 펄스 길이의 측정을 간편하게 한다. 분해능을 증가시키기 위해 상기 결정 유닛의 기준 레벨을 통과하는 샘플링 신호의 지점의 위치는 이 경우 클럭 펄스의 일부에 보간된다(interpolated). 다음에, 특정 기준에 대해 상기 펄스 열을 분석하는 것은 다음의 개별 혹은 복수의 데이터 항목을 결정한다.
1. 신호 타입
2. 동기화 시간(동기화 비트 시퀀스)
3. 시스템 클럭 펄스에서의 주기(T)
이들 데이터는 상기 샘플링 신호의 신뢰성 있는 디코딩을 가능하게 한다.
샘플링 신호 타입은 바람직하게는 두 개의 연속적인 펄스의 최대 전체 길이를 샘플링 신호에서 발생하는 최대 펄스 길이와 비교함으로써 결정된다. 이 경우, 상기 두 개의 연속적인 펄스의 최대 전체 길이가 발생한 최대 펄스 길이의 두 배와 같다면, 샘플링 신호는 제 1 타입으로 지정된다. 이는 예컨대, 상기 샘플링 신호가 콤팩트 디스크 또는 블루레이 디스크로부터 유래한 경우이다. 반면, 상기 두 개의 연속적인 펄스의 최대 전체 길이가 발생한 최대 펄스 길이의 두 배보다 작은 경우, 샘플링 신호는 제 2 타입으로 지정된다. 이는 예컨대 상기 샘플링 신호가 디지털 다용도 디스크 또는 고밀도 디지털 다용도 디스크로부터 유래한 경우이다.
샘플링 신호의 타입에 따라, (제 1 신호 타입에 대해) 두 개의 연속적인 펄스의 현재 전체 길이 중 어느 하나가 두 개의 연속적인 펄스의 최대 전체 길이의 한정된 일부보다 훨씬 크다면, 또는 (제 2 신호 타입에 대해)현재 펄스 길이가 발생한 최대 펄스 길이의 한정된 일부보다 훨씬 크다면, 동기화 비트 시퀀스가 수립된다.
변조 주파수의 주기 기간을 결정하기 위해, 두 개의 동기화 비트 시퀀스 사이의 펄스 길이는 데이터 프레임의 지속기간에 유리하게 가산되고, 이러한 방식으로 결정된 지속 기간은 샘플링 신호의 타입에 종속적인 값으로 나누어진다. 이는 PLL의 도움없이 변조 주파수의 주기 지속기간을 결정할 수 있게 한다. 샘플링 신호의 타입에 종속적인 상기 값은 결정된 저장 매체에 의해 사용된 데이터 프레임의 주기의 개수로부터 초래된다.
저장 매체, 특히 광학 저장 매체로부터 판독하고/하거나 이 저장 매체에 기록하기 위한 디바이스는 본 발명에 따른 방법을 실행하기 위한 수단을 구비한다.
더 나은 이해를 위해, 본 발명은 도 1 및 도 2를 참조하여 아래에서 설명될 것이다.
도 1은 본 발명에 따른 방법의 흐름도.
도 2는 진보성 있는 방법을 사용하는 광학 저장 매체로부터 판독하고/하거나 이 저장 매체로 기록하기 위한 디바이스를 도시하는 도면.
도 1은 본 발명에 따른 방법의 흐름도를 도시하는데, 광학 저장 매체로부터 판독하고 및/또는 이 매체에 기록하기 위한 (도 2에서 다이어그램으로 도시된) 디바이스(10)에서 구현된다. 광학 스캐너(11)를 사용하는 광학 저장 매체(12)로부터 판독된 샘플링 신호(HF)는 결정 유닛(13)(슬라이서)의 도움으로 2-단(two-stage) 신호(BS)로 변환된다. 분해능을 증가시키기 위해, 신호가 상기 결정 유닛(13)의 기준 레벨을 통과하는 지점의 위치는 보간기(interpolator)(14)를 사용하여 클럭 펄스의 일부에 삽입된다. 측정 유닛(15)은 상기 삽입을 고려하여 클럭 펄스에서 펄스 길이 및 이것의 일부를 결정하기 위해 마지막 두 개의 신호의 교점 사이의 구간을 사용한다. 이러한 방식으로 획득된 측정 값(MW)의 시퀀스는 발생한 최대 펄스 길이(mpb1) 및 발생한 두 개의 연속적인 펄스의 최대 전체 길이(mpb2)를 결정한다. 최대 펄스 길이는 동기화 비트 시퀀스에서만 사용된다.
CD에 대해 사용된 코딩(EFM, 8 - 14 변조)에서, 발생한 최대 펄스 길이는 (싱크 헤더에서) 11T이며, 두 개의 연속적인 펄스의 최대 길이는 (싱크 헤더에서와 마찬가지로) 시퀀스 11T/11T에 대해 22T이다. 펄스 길이 10T, 9T, 및 8T 역시 정상적인 데이터 스트림에서 발생할 수 있지만, 두 개의 연속적인 펄스의 전체 길이(pb2)는 정상적인 데이터 스트림에서 22T보다 훨씬 더 작다. 이것의 상세 내용은 ECMA-130: 판독 전용 120mm 광학 데이터 디스크(CD-ROM)상의 데이터 교환에서 발견된다.
DVD에 대해 사용되는 코딩(EFM+, 8-16변조)에서, 발생하는 최대 펄스 길이는 (싱크 코드에서)14T이며, 두 개의 연속적인 펄스의 최대 길이는 (싱크 코드에서와 마찬가지로) 시퀀스 14T/4T에 대해 18T이다. 펄스 길이 13T, 12T, 및 11T가 정상적인 데이터 스트림에서 발생하지 않기 때문에, 동기화 비트 시퀀스는 14T의 길이를 사용하여 쉽게 검출될 수 있다. 상세 내용에 대해서는 ECMA-337: RW+ 포맷을 사용하는 120mm 및 80mm 광학 디스크에서의 데이터 교환 - 용량: 면당 4.7 및 1.46 기가바이트를 참조하라.
이제, 평가 유닛(16)은 신호 타입을 검출하기 위해, 발생한 최대 펄스 길이(mpb1) 및 두 개의 연속적인 펄스의 최대 전체 길이(mpb2)를 사용한다(4). 만약 신호가 CD로부터 온 것이면,
mpb2=2*mpb1
이다.
반면, 만약 신호가 DVD로부터 온 것이면,
mpb2<2*mpb1
이다.
신호 타입 간의 이러한 차이는 필요한 경우, 신호 타입을 결정하는데 이용된다.
상기 신호 타입에 따라, 상기 평가 유닛(16)은 상기 두 개의 연속적인 펄스 의 현재 전체 길이(pb2)를 두 개의 연속적인 펄스의 최대 전체 길이(mpb2)와 비교함으로써 또는 현재 펄스 길이(pb1)를 최대 펄스 길이(mpb2)와 비교함으로써 데이터 프레임의 시작점을 결정한다(5).
CD의 경우, 현재 펄스 또는 이전 펄스의 전제 길이(pb2)가 결정된다. 만약,
pb2 > 0.9*mpb2
인 경우 동기화 비트 시퀀스가 존재한다.
DVD의 경우, 현재 펄스의 단순한 길이(pb1)가 결정된다.
만약,
pb1 > 0.9*mpb1
인 경우 동기화 비트 시퀀스가 존재한다.
두 개의 동기화 비트 시퀀스 간의 펄스 길이는 데이터 프레임의 지속기간(TF)을 형성하기 위해 통합된다. 이러한 방식으로 결정된 값은 변조 주파수의 주기 기간(T)를 결정(6)하기 위해 사용된다. 한 CD의 데이터 프레임은 588T의 길이를 가진다. 상기 주기 기간(T)은 따라서 다음과 같이 계산될 수 있다.
T = TF / 588
반면, DVD의 데이터 프레임은 1488T의 길이를 가지므로, 주기 기간(T)은
T = TF / 1488
로 계산된다.
설명된 상기 방법은 또한 다른 타입(광학 및 비광학 둘 다)의 저장 매체에 쉽게 적용될 수 있다. 예를 들어, BD(블루레이 디스크)에 사용되는 코딩(17pp, RLL(1,7) 패리티 유지/금지 반복되는 최소 천이 런 길이(runlength) 코드)에서 발생하는 최대 펄스 길이는 9T이며, 두 개의 연속적인 펄스의 최대 길이는 시퀀스 9T/9T에 대해 18T이다. 17pp 코딩의 세부 사항은 US 6,879,637호에 개시된다.
반면, HD-DVD(고밀도 디지털 다용도 디스크)에서, 발생하는 최대 펄스 길이는 (싱크 코드에서) 13T이며, 두 개의 연속적인 펄스의 최대 길이는 (동기 비트 시퀀스 내에서) 시퀀스 8T/13T에 대해 21T이다. 펄스 길이 12T는 정상적인 데이터 스트림에서 발생하지 않는다. 이 사항에 있어서는 US 2005/0105423호를 살펴보라.
발생하는 최대 펄스 길이(mpb1)와 두 개의 연속적인 펄스의 최대 길이(mpb2)는 신호 타입을 검출하기 위해 다시 사용될 수 있다. 만약 신호가 BD로부터 온 것이라면,
mpb2 = 2*mpb1
이다.
반면, 만약 신호가 HD-DVD로부터 온 것이라면,
mpb2 < 2*mpb1
이다.
BD의 데이터 프레임이 1932T의 길이를 가지므로, 따라서, 주기 기간(T)는:
T = TF/ 1932
이다.
다음은 1116T의 데이터 프레임 길이를 가지는 HD-DVD에 대한 결과이다.
T = TF/1116
동기화 비트 시퀀스는 CD와 DVD의 경우에서의 검출에 대해 유사한 방식으로 검출된다. BD에 대해, 현재 펄스 및 이전 펄스의 전체 길이(pb2)가 결정된다. 만약
pb2 >0.9*mpb2
라면, 이 경우 동기화 비트 시퀀스가 존재한다.
HD-DVD의 경우, 현재 펄스의 단순한 길이(pb1)가 결정된다. 만약
pb1 >0.9*mpb1
라면, 이제, 동기화 비트 시퀀스가 존재한다.
알려진 바와 같이 이전 데이터의 클럭 펄스를 잠그는(동기화시키는) PLL이 사용될 때와 같이, 이전 데이터의 T값은 또한 디코딩을 위해 사용된다. 이는 현재 측정된 런 길이를 즉시 디코딩할 수 있게 하며, 버퍼 저장소에 대한 필요성을 제거한다. 예를 들어, 만약 주기 기간의 (이전 데이터로부터 결정된) 값이 T = 2.314 ts이고, ts가 시스템 클록의 주기이며, 측정된 펄스 폭이 pb= 6.875 ts라면, 런 길이(rl)는
rl = (pb / T) = 2.97
=> rl= 3 T
로 계산된다.
본 발명은 저장 매체, 특히 광학 저장 매체로부터 샘플링 신호를 복조하기 위한 방법, 및 이러한 방법을 사용하는 저장 매체로부터 판독(reading) 및/또는 저장 매체로 기록(writing)하기 위한 디바이스에 이용가능하다.

Claims (10)

  1. 저장 매체로부터 샘플링 신호(HF)를 복조하기 위한 방법으로서, 상기 샘플링 신호(HF)에 있는 정보는 변조 주파수의 주기(T)의 정수배의 펄스 길이로 코딩되며, 상기 방법은
    - 현재 펄스 길이 (pb1) 및/또는 두 개의 연속적인 펄스의 현재 전체 길이(pb2)를 결정하는 단계와,
    - 샘플링 신호(HF)에서 발생하는 최대 펄스 길이(mpb1) 및/또는 두 개의 연속적인 펄스의 최대 전체 길이(mpb2)를 결정하는 단계, 및
    - 샘플링 신호의 타입을 결정하거나 또는 동기화 비트 시퀀스(를 수립하기 위해 결정된 적어도 두 개의 값(pb1, pb2, mpb1, mpb2)을 비교하는 단계
    를 포함하는, 저장 매체로부터 샘플링 신호를 복조하기 위한 방법.
  2. 제1항에 있어서, 상기 샘플링 신호(HF)를 2-단(two-stage) 신호(BS)로 변환시키기 위해 결정 유닛이 사용되는, 저장 매체로부터 샘플링 신호를 복조하기 위한 방법.
  3. 제2항에 있어서, 상기 샘플링 신호가 상기 결정 유닛의 기준 레벨을 교차하는 지점의 위치가 보간되는(interpolated), 저장 매체로부터 샘플링 신호를 복조하기 위한 방법.
  4. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 샘플링 신호(HF)의 타입은 두 개의 연속적인 펄스의 최대 전체 길이(mpb2)를 상기 샘플링 신호에서 발생하는 최대 펄스 길이(mpb1)와 비교함으로써 결정되는, 저장 매체로부터 샘플링 신호를 복조하기 위한 방법.
  5. 제4항에 있어서, 상기 샘플링 신호(HF)는, 두 개의 연속적인 펄스의 최대 전체 길이(mpb2)가 발생하는 최대 펄스 길이(mpb1)의 두 배인 경우 제 1 타입으로 지정되고, 두 개의 연속적인 펄스의 최대 전체 길이(mpb2)가 발생하는 최대 펄스 길이(mpb1)의 두 배보다 작은 경우 제 2 타입으로 지정되는, 저장 매체로부터 샘플링 신호를 복조하기 위한 방법.
  6. 제5항에 있어서, 제 1 타입의 샘플링 신호(HF)는 콤팩트 디스크 또는 블루레이 디스크로부터 발생되고, 제 2 타입의 샘플링 신호(HF)는 디지털 다용도 디스크 또는 고밀도 디지털 다용도 디스크로부터 발생하는, 저장 매체로부터 샘플링 신호를 복조하기 위한 방법.
  7. 제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서, 현재 펄스 길이(pb1)가 발생한 최대 펄스 길이(mpb1)의 한정된 부분보다 큰 경우 혹은 두 개의 연속적인 펄스의 현재 전체 길이(pb2)가 두 개의 연속적인 펄스의 최대 전체 길이(mpb2)의 한정된 부분보다 훨씬 큰 경우, 동기화 비트 시퀀스가 수립(5)되는, 저장 매체로부터 샘플링 신호를 복조하기 위한 방법.
  8. 제1항 내지 제7항 중 어느 한 항에 있어서,
    - 두 개의 동기화 비트 시퀀스 사이의 펄스 길이를 데이터 프레임의 지속 기간(TF)에 가산하는 단계와,
    - 상기 변조 주파수의 주기 기간(T)을 결정(6)하기 위해, 샘플링 신호(HF)의 타입에 종속적인 값으로 데이터 프레임의 지속 기간(TF)을 분할하는 단계
    를 더 포함하는, 저장 매체로부터 샘플링 신호를 복조하기 위한 방법.
  9. 제1항 내지 제8항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 펄스 길이(pb1, pb2, mpb1, mpb2)는 시스템 클럭 펄스로 측정되는, 저장 매체로부터 샘플링 신호를 복조하기 위한 방법.
  10. 저장 매체로부터 판독하고, 및/또는 이 저장 매체에 기록하기 위한 디바이스로서, 제1항 내지 제9항 중 어느 한 항에 따른 방법을 실행하기 위한 수단을 구비하는 것을 특징으로 하는, 판독 및/또는 기록 디바이스.
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