KR20150026784A - 멀티 레벨 인코딩 및 디코딩을 위한 시스템 및 방법 - Google Patents

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KR20150026784A
KR20150026784A KR20140080201A KR20140080201A KR20150026784A KR 20150026784 A KR20150026784 A KR 20150026784A KR 20140080201 A KR20140080201 A KR 20140080201A KR 20140080201 A KR20140080201 A KR 20140080201A KR 20150026784 A KR20150026784 A KR 20150026784A
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Abstract

저장 시스템은 데이터 세트를 유지하도록 동작 가능한 저장 매체와, 데이터 세트를 저장 매체에 기록하고 저장 매체로부터 데이터 세트를 판독하도록 동작 가능한 판독/기록 헤드 조립체와, 데이터 세트가 저장 매체에 기록되기 전에 복수의 서로 다른 부호율에서 데이터 세트를 인코딩하도록 동작 가능한 멀티 레벨 인코더와, 저장 매체로부터 검색된 데이터 세트를 디코딩하고 더욱 높은 부호율로 인코딩된 값을 디코딩할 때 더욱 낮은 부호율로 인코딩되는 디코딩된 값을 적용하도록 동작 가능한 멀티 레벨 디코더를 포함한다.

Description

멀티 레벨 인코딩 및 디코딩을 위한 시스템 및 방법{SYSTEMS AND METHODS FOR MULTI-LEVEL ENCODING AND DECODING}
본 발명의 다양한 실시예는 데이터 처리를 위한 시스템 및 방법을 제공하는 것으로서, 특히 데이터 처리 시스템에서 데이터를 인코딩 및 디코딩하기 위한 시스템 및 방법에 관한 것이다.
저장 시스템, 셀룰러 전화 시스템 및 무선 전송 시스템을 포함하는 다양한 데이터 처리 시스템이 개발되었다. 이러한 시스템에서 데이터는 어떤 매체를 통해 송신자로부터 수신자로 전달된다. 예를 들면, 저장 시스템에서, 데이터는 저장 매체를 통해 송신자(즉, 기록 기능(write function))로부터 수신자(즉, 판독 기능)로 전송된다. 정보가 디지털 데이터의 형태로 저장되고 전송될 때, 에러가 유입되며, 에러가 정정되지 않으면 데이터를 손상시키고 정보를 사용할 수 없게 한다. 일부 전달의 효과는 다양한 요인에 의해 생성된 일부 데이터의 손실에 의해 영향을 받는다. 예를 들어, 데이터의 에러를 검출하고 다운스트림 정정하도록 하는 패리티 비트를 추가함으로써 데이터가 에러 정정이 가능하도록 인코딩 및 디코딩될 수 있다.
본 발명의 다양한 실시예는 멀티 레벨 인코딩 및 디코딩을 위한 시스템 및 방법을 제공한다.
저장 시스템은 데이터 세트를 유지하도록 동작 가능한 저장 매체와, 데이터 세트를 저장 매체에 기록하고 저장 매체로부터 데이터 세트를 판독하도록 동작 가능한 판독/기록 헤드 조립체와, 데이터 세트가 저장 매체에 기록되기 전에 복수의 서로 다른 부호율로 데이터 세트를 인코딩하도록 동작 가능한 멀티 레벨 인코더와, 저장 매체로부터 검색된 데이터 세트를 디코딩하고 더욱 높은 부호율로 인코딩된 값을 디코딩할 때 더욱 낮은 부호율로 인코딩되는 디코딩된 값을 적용하도록 동작 가능한 멀티 레벨 디코더를 포함한다.
이러한 요약은 본 발명의 일부 실시예의 일반적인 개요만을 제공한다. 어구 "일 실시예에서", "일 실시예에 따르면", "다양한 실시예에서", "하나 이상의 실시예에서", "특정 실시예에서" 등은 일반적으로 이러한 어구에 이어지는 특정한 특징, 구조 또는 특성이 본 발명의 적어도 하나의 실시예에 포함되고 본 발명의 둘 이상의 실시예에 포함될 수 있다는 것을 의미한다. 중요하게는, 이러한 어구는 반드시 동일한 실시예를 나타내는 것은 아니다. 이러한 요약은 본 발명의 일부 실시예의 일반적인 개요만을 제공한다. 추가적인 실시예는 다음의 상세한 설명, 첨부된 청구항 및 첨부된 도면에 개시되어 있다.
본 발명의 다양한 실시예에 대한 추가적인 이해는 명세서의 나머지 부분에서 설명되는 도면을 참조함으로써 실현될 수 있다. 도면에서, 여러 도면에 걸친 유사한 참조 번호는 유사한 구성 요소를 나타내는 데 사용될 수 있다.
도 1은 2차원 심볼 간 간섭이 본 발명의 일부 실시예에 따라 멀티 레벨 인코딩 및 디코딩에 의해 감소될 수 있는 자기 저장 매체 및 섹터 데이터 구조(sector data scheme)의 다이어그램이다.
도 2는 본 발명의 일부 실시예에 따라 멀티 레벨 인코딩 및 디코딩을 가진 판독 채널을 포함하는 저장 시스템을 도시한다.
도 3은 본 발명의 일부 실시예에 따라 저장 매체에 2차원 패턴으로 저장된 심볼 사이의 심볼 간 간섭을 보여주는 상태 그래프를 도시한다.
도 4a는 본 발명의 일부 실시예에 따른 멀티 레벨 인코더를 도시한다.
도 4b는 본 발명의 일부 실시예에 따른 멀티 레벨 디코더를 도시한다.
도 5는 본 발명의 일부 실시예에 따라 멀티 레벨 인코더에 의해 인코딩된 데이터를 위한 저장 매체 상의 기록 패턴을 도시한다.
도 6은 본 발명의 일부 실시예에 따라 제 1 검출 및 디코딩 레벨 후의 채널 모델을 도시한다.
도 7은 본 발명의 일부 실시예에 따라 제 2 검출 및 디코딩 레벨 후의 채널 모델을 도시한다.
도 8은 본 발명의 하나 이상의 실시예에 따라 멀티 레벨 데이터 인코딩을 위한 방법을 도시하는 흐름도이다.
도 9는 본 발명의 하나 이상의 실시예에 따라 멀티 레벨 데이터 디코딩을 위한 방법을 도시하는 흐름도이다.
본 발명의 다양한 실시예는 인코딩되는 데이터가 세분되는 멀티 레벨 인코딩 및 멀티 레벨 디코딩을 데이터 처리 시스템에 제공하고, 각각의 데이터의 결과 그룹은 서로 다른 부호율로 인코딩되고 일부 그룹으로부터의 디코딩된 데이터는 다른 그룹의 디코딩을 안내하는 데 사용된다. 일부 실시예에서, 멀티 레벨 인코딩은 다양한 부호율의 여러 서브코드를 가진 병렬 코딩 방식이며, 여기서 부호율은 얼마나 많은 인코딩된 출력 심볼이 특정 수의 입력 심볼에 대해 생성되는지를 정의한다. 멀티 레벨 인코딩 및 디코딩은 하드 디스크 드라이브와 같은 자기 저장 장치 내의 트랙 간 간섭(ITI)를 포함하는 일부 데이터 처리 시스템에서의 심볼 간 간섭(ISI)을 감소시키는 것과 같지만 이에 제한되지는 않는 이득을 제공하는 데 사용될 수 있다. 기록 밀도가 자기 저장소에서 증가될 때, 2차원 심볼 간 간섭, 또는 인접한 데이터 트랙에서 비트 또는 심볼 사이의 간섭은 증가한다. 멀티 레벨 인코딩을 사용하여, 모든 서브 코드로부터의 비트가 대안적으로 2차원 자기 기록 매체에 기록된다. 멀티 레벨 인코딩 및 디코딩은 서로 다른 레벨의 디코더 사이의 소프트 정보 또는 값 확률을 이용한다. 더욱 낮은 부호율의 서브 코드로부터의 멀티 레벨 디코딩 결과는 심볼 간 간섭을 감소시켜 검출을 향상시키기 위해 다음 레벨의 검출기를 안내하는 데 사용된다. 이것은 2차원 심볼 간 간섭을 단계적으로 감소시키고 의사 2차원 검출을 제공함으로써, 전체적으로 동일한 부호율에서 향상된 비트 에러율 성능을 제공한다.
도 1을 참조하면, 2차원 심볼 간 간섭이 멀티 레벨 인코딩 및 디코딩에 의해 감소될 수 있는 자기 저장 매체(100)가 본 발명의 일부 실시예에 따라 도시된다. 예시적인 데이터 트랙(116) 및 이의 두 개의 인접한 데이터 트랙(118, 120)은 파선으로 도시되어 있다. 트랙(116, 118, 120)은 서보 웨지(112, 114) 내에 기록된 서보 데이터에 의해 분리된다. 2개의 트랙(116, 120) 및 2개의 서보 웨지(112, 114)가 도시되지만, 수백 개의 웨지 및 수만 개의 트랙이 주어진 저장 매체에 포함될 수 있다는 것이 주목되어야 한다.
서보 웨지(112, 114)는 저장 매체(100)의 원하는 위치상의 판독/기록 헤드 조립체의 제어 및 동기화를 위해 사용되는 서보 정보(130)를 포함한다. 특히, 서보 정보(130)는 일반적으로 프리앰블 패턴(132), 서보 어드레스 마크(134), 그레이 코드(136), 버스트 필드(138) 및 반복 가능한 런-아웃(RRO) 필드(140) 순서로 이루어진 것을 포함한다. 서보 데이터 세트는 버스트 정보의 둘 이상의 필드를 가질 수 있다는 것이 주목되어야 한다. 더욱이, 서로 다른 정보는 서보 필드에 포함될 수 있다는 것이 주목되어야 한다. 서보 데이터 비트 패턴(130a 및 130b) 사이에는 사용자 데이터 영역(142)이 제공된다. 사용자 데이터 영역(142)은 저장 매체(100)에 저장되는 데이터의 하나 이상의 세트를 포함할 수 있다. 데이터 세트는 사용자 동기화 정보를 포함할 수 있으며, 이 중 일부는 사용자 데이터 영역(142) 내의 데이터의 처리가 시작할 수 있는 기준점(point of reference)을 설정하기 위한 마크로서 사용될 수 있다.
동작 시에, 저장 매체(100)는 저장 매체로부터의 정보를 감지하는 센서와 관련하여 회전된다. 판독 동작 시에, 센서는 웨지(112)로부터 서보 데이터(즉, 서보 데이터 기간 동안)를 감지한 후 웨지(112)와 웨지(114) 사이의 사용자 데이터 영역으로부터 사용자 데이터(즉, 사용자 데이터 기간 동안)를 감지하며, 그 후 웨지(114)로부터 서보 데이터를 감지한다. 기록 동작 시에, 센서는 웨지(112)로부터 서보 데이터를 감지한 다음, 데이터를 웨지(112)와 웨지(114) 사이의 사용자 데이터 영역에 기록하고, 사용자 데이터 영역의 위치 정보는 사용자 동기 마크(144) 및 사용자 프리앰블(146)에 의해 제공된다.
단일의 데이터 트랙(116) 내의 심볼 사이의 간섭은 본 명세서에서 1차원 심볼 간 간섭으로 지칭된다. 트랙(116)의 심볼과 트랙(120)의 심볼의 간섭, 또는 트랙(116)의 심볼과 트랙(118)의 심볼의 간섭과 같이 이웃한 트랙의 심볼 사이의 간섭은 본 명세서에서 2차원 심볼 간 간섭 또는 트랙 간 간섭으로 지칭된다. 용어 "심볼"은 본 명세서에서 데이터 검출기에서 검출된 값을 갖는 데이터의 객체를 나타내는 데 사용된다. 심볼은 다양한 실시예에서 단일 비트 또는 다수의 비트일 수 있다. 본 명세서에 개시된 멀티 레벨 인코딩 및 디코딩은 트랙(예를 들어, 120 및 116, 118 및 116) 사이의 2차원 심볼 간 간섭을 단계적으로 감소시키고, 의사 2차원 검출 및 전체적으로 동일한 부호율에서의 향상된 비트 에러율 성능을 제공한다.
도 2를 참조하면, 저장 시스템(200)은 본 발명의 일부 실시예에 따라 멀티 레벨 인코딩 및 디코딩의 예시적인 애플리케이션으로 도시된다. 저장 시스템(200)은 멀티 레벨 인코더 및 디코더를 가진 판독 채널 회로(202)를 포함한다. 저장 시스템(200)은 예를 들어 하드 디스크 드라이브일 수 있다. 저장 시스템(200)은 또한 프리앰프(204), 인터페이스 제어기(206), 하드 디스크 제어기(210), 모터 제어기(212), 스핀들 모터(214), 디스크 플래터(216) 및 판독/기록 헤드 조립체(220)를 포함한다. 인터페이스 제어기(206)는 디스크 플래터(216)로/로부터의 데이터의 어드레싱 및 타이밍을 제어한다. 디스크 플래터(216) 상의 데이터는 판독/기록 헤드 조립체(220)에 의해 검출될 수 있는 자기 신호의 그룹으로 구성되며, 이때 조립체는 디스크 플래터(216) 위에 적절히 위치된다. 일 실시예에서, 디스크 플래터(216)는 길이 방향 또는 수직 방향 기록 방식 중 하나에 따라 기록된 자기 신호를 포함한다.
통상의 판독 동작 시에, 판독/기록 헤드 조립체(220)는 모터 제어기(212)에 의해 디스크 플래터(216) 상의 원하는 데이터 트랙 위에 정확히 위치된다. 모터 제어기(212)는 둘 다 디스크 플래터(216)와 관하여 판독/기록 헤드 조립체(220)를 위치시키고, 하드 디스크 제어기(210)의 방향에 따라 판독/기록 헤드 조립체(220)를 디스크 플래터(216) 상의 적절한 데이터 트랙으로 이동함으로써 스핀들 모터(214)를 구동시킨다. 스핀들 모터(214)는 결정된 회전 속도(RPM)에서 디스크 플래터(216)를 회전시킨다. 판독/기록 헤드 조립체(220)가 적절한 데이터 트랙에 인접하여 위치되면, 디스크 플래터(216)에 대한 데이터를 나타내는 자기 신호는 디스크 플래터(216)가 스핀들 모터(214)에 의해 회전될 때 판독/기록 헤드 조립체(220)에 의해 감지된다. 감지된 자기 신호는 디스크 플래터(216) 상의 자기 데이터를 나타내는 연속적인 미세 아날로그 신호로 제공된다. 이러한 미세 아날로그 신호는 판독/기록 헤드 조립체(220)로부터 프리앰프(204)를 통해 판독 채널 회로(202)로 전달된다. 프리앰프(204)는 디스크 플래터(216)로부터 액세스되는 미세 아날로그 신호를 증폭하도록 동작 가능하다. 그 후, 판독 채널 회로(202)는 원래 디스크 플래터(216)에 기록된 정보를 재생성하기 위해 수신된 아날로그 신호를 디코딩하고 디지털화한다. 이러한 데이터는 판독 데이터(222)로서 수신 회로에 제공된다. 수신된 정보를 처리하는 부분으로서, 판독 채널 회로(202)는 멀티 레벨 디코딩을 수행한다. 기록 동작은 실질적으로 기록 데이터(224)가 판독 채널 회로(202)에 제공되는 이전의 판독 동작의 반대이다. 그 다음, 이러한 데이터는 멀티 레벨 인코더로 인코딩되고, 디스크 플래터(216)에 기록된다. 이러한 멀티 레벨 인코더 및 디코더는 도 3-7에 관하여 아래에 개시된 것과 일치하여 구현될 수 있다. 일부 실시예에서, 멀티 레벨 인코딩 및 디코딩은 도 8-9에 관하여 아래에 개시된 흐름도와 일치하여 수행된다.
저장 시스템(200)은 예를 들어 RAID(redundant array of inexpensive disk 또는 redundant array of independent disk) 기반의 저장 시스템과 같은 대형 저장 시스템에 통합될 수 있다는 것이 주목되어야 한다. 이러한 RAID 저장 시스템은 중복성을 통해 안정성 및 신뢰성을 증가시키고, 논리 유닛으로서 다수의 디스크를 조합한다. 데이터는 다양한 알고리즘에 따라 RAID 저장 시스템에 포함된 다수의 디스크에 걸쳐 분산될 수 있고, 단일 디스크인 것처럼 운영 체제에 의해 액세스될 수 있다. 예를 들면, 데이터는 RAID 저장 시스템 내의 다수의 디스크로 미러링될 수 있거나, 많은 기술에서 다수의 디스크에 걸쳐 분리되고 분산될 수 있다. RAID 저장 시스템의 소수의 디스크가 실패하거나 사용할 수 없게 될 경우에, 에러 정정 기술은 RAID 저장 시스템 내의 다른 디스크로부터의 데이터의 나머지 부분에 기초하여 누락된 데이터를 재생성하는 데 사용될 수 있다. RAID 저장 시스템의 디스크는 저장 시스템(200)과 같은 개별 저장 시스템일 수 있지만, 이에 제한되지 않으며, 서로에 근접하여 위치될 수 있거나 보안의 증대를 위해 보다 광범위하게 분산될 수 있다. 기록 동작 시에, 예를 들어, 기록 데이터를 미러링하거나 스트라이핑(striping)함으로써, 기록 데이터는 디스크에 기록 데이터를 저장하는 제어기에 제공된다. 판독 동작 시에, 제어기는 디스크로부터 데이터를 검색한다. 그 후, 제어기는 RAID 저장 시스템이 단일 디스크인 것처럼 생성된 판독 데이터를 산출한다.
게다가, 저장 시스템(200)은 디스크 플래터(216)에 의해 제공되는 저장소 이외에 데이터를 저장하는 데 사용되는 고체 상태 메모리를 포함하도록 수정될 수 있다는 것이 주목되어야 한다. 이러한 고체 상태 메모리는 추가적인 저장소를 제공하기 위해 디스크 플래터(216)와 병렬로 사용될 수 있다. 이러한 경우에, 고체 상태 메모리는 정보를 수신하여 판독 채널 회로(202)에 직접 제공한다. 대안적으로, 고체 상태 메모리는 디스크 플래터(216)에 의해 제공되는 것보다 더 빠른 액세스 시간을 제공하는 캐시로서 사용될 수 있다. 이러한 경우에, 고체 상태 메모리는 인터페이스 제어기(206)와 판독 채널 회로(202) 사이에 배치될 수 있으며, 여기서 고체 상태 메모리는 요청된 데이터가 고체 상태 메모리에 사용할 수 없을 때 또는 고체 상태 메모리가 새롭게 기록된 데이터 세트를 보유하기에 충분한 저장소를 갖지 않을 때에는 디스크 플래터(216)로의 통과부(pass through)로서 동작한다. 본 명세서에 제공된 개시에 기초해서, 당업자는 디스크 플래터(216) 및 고체 상태 메모리 둘 다를 포함하는 다양한 저장 시스템을 인식할 것이다.
도 3을 참조하면, 상태 그래프(300)는 본 발명의 일부 실시예에 따라 자기 저장 매체에 2차원 패턴으로 저장된 심볼 사이의 심볼 간 간섭을 보여준다. 상태 그래프(300)에서, 원(예를 들어, 302, 304)은 자기 저장 매체에 저장된 심볼을 나타내고, 두 원 사이의 라인(예를 들어, 306)은 원에 의해 나타내는 두 심볼 사이의 심볼 간 간섭을 나타낸다. 심볼 간 간섭은 데이터 트랙(316) 상에서 타겟 심볼(310) 및 이의 선행 심볼(312) 및 후행 심볼(314) 사이에서 발생한다. 심볼 간 간섭은 타겟 심볼(310)과 이웃한 트랙(334, 336) 상의 이웃한 심볼(320, 322, 324, 326, 330, 332) 사이에서 발생한다. 타겟 심볼(310)의 값을 검출하면, 8개의 이웃한 심볼(312, 314 및 320-332)의 효과는 멀티 레벨 인코딩 및 디코딩에 의해 간단하고 효과적인 방식으로 설명된다. 특히, 멀티 레벨 인코딩 및 디코딩은 기록 매체 상의 심볼의 어떤 2차원 패턴에 적용될 수 있고, 도 3에 도시된 규칙적인 그리드로 사용하는 것으로 제한되지 않는다.
도 4a를 참조하면, 멀티 레벨 인코더(400)는 본 발명의 일부 실시예에 따라 도시된다. 저장될 데이터는 데이터를 분할된 데이터(406 u1, 406 u2 및 406 u3)로 분리하는 입력(402)에서의 직렬-병렬 변환기(404)에 의해 수신된다. 입력(402)에서의 데이터는 어떤 콘텐츠를 가질 수 있고, 어떤 적절한 소스로부터 도출될 수 있다. 일부 실시예에서, 분할된 데이터(406, 414 및 422)는 입력(402)에서의 데이터의 비중첩 부분이다. 일부 실시예에서, 직렬-병렬 변환기(404)는 대안적으로 입력(402)에서의 심볼을 스트림에서의 서로 다른 분할된 데이터 신호(406, 414, 422)로 보내기 위해 멀티플렉서로서 동작한다. 일부 실시예에서, 입력(402)에서의 데이터는 메모리에 집계되고, 스트림 분리보다는 메모리 액세스 기술을 이용하여 직렬-병렬 변환기(404)에 의해 분리된다. 직렬-병렬 변환기(404)는 입력(402)에서의 데이터를 다중 분할된 데이터 신호(406, 414 및 422)로 분할하기 위한 어떤 회로를 포함할 수 있다. 본 명세서에 제공된 본 개시에 기초해서, 당업자는 본 발명의 서로 다른 실시예와 관련하여 사용될 수 있는 다양한 직렬-병렬 변환기를 인식할 것이다. 더욱이, 멀티 레벨 인코더 및 디코더는 본 명세서에서 예시적인 실시예에 개시된 3개의 레벨로 제한되지 않는다.
분할된 데이터(406, 414 및 422)는 제각기 데이터 인코더(410, 416, 424)에서 서로 다른 부호율로 인코딩되어, 인코딩된 데이터(412, 420, 426)를 산출한다. 데이터 인코더(410, 416, 424)는 본 기술 분야에 알려져 있는 바와 같이 저밀도 패리티 체크 인코더 회로 또는 리드 솔로몬(Reed Solomon) 인코더 회로일 수 있지만, 이에 제한되지 않는다. 본 명세서에 제공된 본 개시에 기초해서, 당업자는 본 발명의 서로 다른 실시예와 관련하여 사용될 수 있는 다양한 데이터 인코더 회로를 인식할 것이다. 일부 실시예에서, 데이터 인코더(410, 416, 424)는 패리티 심볼 또는 체크 심볼을 데이터에 추가하고, 대응하는 데이터 디코더가 패리티 심볼 또는 체크 심볼에 기초하여 데이터의 검색된 사본에서 에러를 검출하고 정정하도록 할 수 있다. 일부 실시예에서, 데이터 인코더(410, 416, 424)는 서로 다른 부호율로 동일한 인코딩 알고리즘을 적용한다. 일부 다른 실시예에서, 데이터 인코더(410, 416, 424)는 서로 다른 인코딩 알고리즘을 적용한다. 인코더 1(410)은 부호율 R1에서의 분할된 데이터(406)를 인코딩하고, 인코더 2(416)는 부호율 R2에서의 분할된 데이터(414)를 인코딩하고, 인코더 3(424)은 부호율 R3에서의 분할된 데이터(422)를 인코딩하며, R1 < R2 < R3이다. 일부 실시예에서, R1 = 0.25, R2 = 0.5, R3 = 075이다.
데이터 인코더(410, 416, 424)로부터의 인코딩된 데이터(412, 420, 426)는 병렬-직렬 변환기(430)에 의해 병합되거나 재조합되어, 인코딩된 데이터(432)를 산출한다. 인코딩된 데이터(432)는 멀티 부호율로 멀티 레벨 인코더(400)에서 인코딩된 입력(402)에서의 데이터의 인코딩된 버전이다. 인코딩된 데이터(432)는 입력(402)에서와 동일한 순서일 수 있지만, 이에 제한되지 않는다. 인코딩된 데이터(432)는 원한다면 더 처리되고, 하드 디스크 드라이브 플래터와 같은 자기 기록 매체와 같은 저장 장치에 저장될 수 있지만, 이에 제한되지 않는다.
도 4b를 참조하면, 멀티 레벨 디코더(440)는 본 발명의 일부 실시예에 따라 도시된다. 저장소로부터 검색된 인코딩된 데이터(432)에 기초하는 아날로그 신호(450)는 일련의 디지털 샘플(454)을 산출하기 위해 아날로그-디지털 변환기(452)에 샘플링된다. 일부 실시예에서, 아날로그 신호(422)는 저장 매체에 관하여 배치되는 (도시되지 않은) 판독/기록 헤드 조립체로부터 도출된다. 본 명세서에 제공된 본 개시에 기초해서, 당업자는 아날로그 신호(450)가 도출될 수 있는 다양한 소스를 인식할 것이다. 아날로그-디지털 변환기(452)는 아날로그 신호(450)를 대응하는 일련의 디지털 샘플(454)로 변환한다. 아날로그-디지털 변환기(452)는 아날로그 입력 신호에 대응하는 디지털 샘플을 생성할 수 있는 본 기술 분야에 알려진 임의의 회로일 수 있다. 본 명세서에 제공된 본 개시에 기초해서, 당업자는 본 발명의 서로 다른 실시예와 관련하여 사용될 수 있는 다양한 아날로그-디지털 변환기를 인식할 것이다.
디지털 샘플(454)은 일부 실시예에서 등화 회로(456)에 제공된다. 등화 회로(454)는 등화 알고리즘을 디지털 샘플(454)에 적용하여 등화된 출력(458)을 산출한다. 본 발명의 일부 실시예에서, 등화 회로(456)는 본 기술 분야에 공지된 바와 같이 디지털 유한 임펄스 응답 필터 회로이다.
다시 말하면, 심볼의 검색된 값은 심볼 간 간섭으로 인해 이웃한 비트에 의한 영향을 받는다. 3개의 탭, 2차원 등화기(456)의 출력으로부터의 등화된 샘플(458)은 다음과 같이 나타낼 수 있다:
Figure pat00001
여기서 ym ,n은 저장 매체 상에서 위치 m,n에 기록된 심볼에 대한 등화된 샘플이고, m은 트랙 인덱스이고, n은 심볼 인덱스이고, T는 타겟 심볼 및 이의 이웃한 심볼의 가중치를 나타내고, u는 타겟 심볼 및 이의 이웃한 심볼을 나타낸다. 트랙 오프셋 값 i 및 심볼 오프셋 값 j은 타겟 심볼(여기서 i 및 j = 0) 및 이의 8개의 이웃한 심볼을 참조하는 데 사용된다. 트랙 간 간섭이 없는 1차원 경우에, i는 0이다.
등화된 샘플(458)은 등화된 샘플(458)을 분할된 데이터(462, 474 및 486)로 분리하는 직렬-병렬 변환기(460)에 제공된다. 분할된 데이터(462)는 부호율 R1로 인코딩된 분할된 데이터(406 u1)에 대응하는 등화된 샘플을 포함한다. 분할된 데이터(474)는 부호율 R2로 인코딩된 분할된 데이터(414 u2)에 대응하는 등화된 샘플을 포함한다. 분할된 데이터(486)는 부호율 R3로 인코딩된 분할된 데이터(422 u3)에 대응하는 등화된 샘플을 포함한다. 일부 실시예에서, 직렬-병렬 변환기(460)는 대안적으로 등화된 샘플(458) 내의 심볼을 스트림에서의 서로 다른 분할된 데이터 신호(462, 474 및 486)로 보내기 위해 멀티플렉서로서 동작한다. 일부 실시예에서, 등화된 샘플(458)은 메모리에 집계되고, 스트림 분리보다는 메모리 액세스 기술을 이용하여 직렬-병렬 변환기(460)에 의해 분리된다. 직렬-병렬 변환기(460)는 등화된 샘플(458)을 다중 분할된 데이터 신호(462, 474 및 486)로 분할하기 위한 임의의 회로를 포함할 수 있다. 본 명세서에 제공된 본 개시에 기초해서, 당업자는 본 발명의 서로 다른 실시예와 관련하여 사용될 수 있는 다양한 직렬-병렬 변환기를 인식할 것이다. 더욱이, 멀티 레벨 인코더 및 디코더는 본 명세서에서 예시적인 실시예에 개시된 3개의 레벨로 제한되지 않는다.
다수의 데이터 검출기(464, 476, 488)는 멀티 레벨 디코더(440)에 포함된다. 데이터 검출기(464, 476, 488)는 데이터 세트의 값을 검출하기 위해 데이터 검출 알고리즘을 입력 데이터 세트에 적용하도록 동작 가능하다. 본 발명의 일부 실시예에서, 데이터 검출기(464)는 본 기술 분야에 공지된 바와 같이 비터비(Viterbi) 알고리즘 데이터 검출 회로이다. 본 발명의 다른 실시예에서, 데이터 검출기(464)는 본 기술 분야에 공지된 바와 같이 최대 사후 데이터 검출 회로(maximum a posteriori data detector)이다. 어구 "비터비 데이터 검출 알고리즘(Viterbi data detection algorithm)" 또는 "비터비 알고리즘 데이터 검출 회로(Viterbi algorithm data detector circuit)"는 가장 넓은 의미로 임의의 비터비 검출 알고리즘 또는 임의의 비터비 알고리즘 검출 회로를 의미하며, 양방향 비터비 검출 알고리즘 또는 양방향 비터비 알고리즘 검출 회로로 한정되지 않는다. 또한, 일반적인 어구 "최대 사후 데이터 검출 알고리즘(maximum a posteriori data detection algorithm)" 또는 "최대 사후 데이터 검출 회로(maximum a posteriori data detector circuit)"는 가장 넓은 의미로 임의의 최대 사후 검출 알고리즘 또는 검출 회로 또는 이의 변형을 의미하며 단순화된 최대 사후 검출 알고리즘 또는 최대-로그 최대 사후 데이터 검출 알고리즘 또는 대응하는 검출 회로에 제한되지 않는다. 본 명세서에 제공된 본 개시에 기초하여, 당업자는 본 발명의 서로 다른 실시예와 관련하여 사용될 수 있는 다양한 데이터 검출 회로를 인식할 것이다. 완료되면, 데이터 검출기(464, 476, 488)는 소프트 데이터를 포함하는 검출된 출력(466, 478, 490)을 제공한다. 본 명세서에서 사용되는 바와 같이, 어구 "소프트 데이터"는 가장 넓은 의미로 대응하는 비트 위치 또는 비트 위치의 그룹이 정확히 검출된 우도(likelihood)를 나타내는 신뢰도 데이터의 각 인스턴스를 가진 신뢰도 데이터를 의미하는 데 사용된다. 본 발명의 일부 실시예에서, 소프트 데이터 또는 신뢰도 데이터는 본 기술 분야에 공지된 바와 같이 로그 우도비(log likelihood ratio) 데이터이다.
다수의 데이터 디코더(468, 480, 492)는 또한 멀티 레벨 디코더(440)에 포함된다. 다양한 실시예에서 사용되는 데이터 디코더(468, 480, 492)는 각각 인코딩된 바와 같이 서로 다른 부호율로 인코딩된 데이터를 디코딩하도록 동작 가능한 저밀도 패리티 체크 디코더 또는 리드 솔로몬 디코더일 수 있으나 이에 제한되지 않으며 데이터 인코더(410, 416, 424)에 의해 수행되는 인코딩을 반전시키기 위한 임의의 타입의 디코더일 수 있다. 본 명세서에 제공된 본 개시에 기초해서, 당업자는 본 발명의 서로 다른 실시예와 관련하여 사용될 수 있는 다양한 데이터 디코더 회로를 인식할 것이다. 데이터 디코더(468, 480, 492)는 데이터 디코딩 알고리즘을 가변수의 로컬 디코딩 반복(local decoding iteration)에서 디코더 입력(466, 478, 490)에 적용한다. 일부 실시예에서, 데이터 디코더(468, 480, 492) 및 이의 대응하는 데이터 검출기(464, 476, 488)는 가변수의 글로벌 검출/디코딩 반복을 수행하며, 검출기(예를 들어, 464)는 이전의 전체 반복(a previous global iteration) 동안에 생성된 디코더(예를 들어, 468)로부터 디코딩된 출력으로부터 안내되어 데이터 검출 알고리즘을 분할된 데이터 입력(462)에 적용한다.
직렬-병렬 변환기(460)로부터의 부호율 R1에 대한 분할된 데이터(462)는 검출된 값(466)을 산출하기 위해 데이터 검출 알고리즘을 분할된 데이터(462)에 적용하는 데이터 검출기(464)에 제공된다. 검출된 값(466)은 데이터 디코딩 알고리즘을 검출된 값(466)에 적용하고, 인코더(410)에서 수행되는 인코딩을 반전시키고, 소프트 디코더 출력(472) 및 경판정(hard decision) 출력(470
Figure pat00002
)을 산출하는 디코더(468)에 제공된다. 소프트 디코더 출력(472)은 각 심볼에 대한 각각의 가능한 값에 관한 우도 정보를 포함하고, 경판정 출력(470)은 각 심볼의 가장 가능한 값을 포함한다. 따라서, 경판정 출력(470
Figure pat00003
)은 분할된 데이터(406 u1)에 정확히 또는 데이터 검출기(464) 및 디코더(468)의 최상의 수준으로 대응한다.
소프트 디코더 출력(472)은 데이터 검출기(476)가 분할된 데이터(474)에 대한 검출 프로세스를 안내하기 위해 데이터 디코더(480)로부터의 소프트 정보를 적용하는 것과 동일한 방식으로 일부 실시예에서 데이터 검출기(476)에 의해 사용된다. 예를 들면, 소프트 디코더 출력(472)이 이웃한 심볼이 +1의 값을 갖는 것을 나타내고, 특정 시스템에서 +1의 값을 갖는 심볼에 의한 심볼 간 간섭이 타겟 심볼상에 갖는 효과가 알려져 있다는 것을 고려하면, 간섭 값은 타겟 심볼에서 간섭이 제거되도록 소프트 출력으로부터 감산된다. 일부 실시예에서, 간섭 값은 검출기로부터 출력되기 전에 검출기 내의 소프트 값으로부터 감산된다. 간섭 심볼에 대한 판정이 정확하다면 이에 의하여 간섭이 제거된다.
직렬-병렬 변환기(460)로부터의 부호율 R2에 대한 분할된 데이터(474)는 검출된 값(478)을 산출하기 위해 데이터 검출 알고리즘을 분할된 데이터(474)에 적용하는 데이터 검출기(476)에 제공된다. 데이터 검출 프로세스 동안, 데이터 검출기(476)는 디코더(468)로부터의 소프트 디코더 출력(472)에 기초하여 이웃한 심볼로부터 분할된 데이터(474)에 대한 효과를 반전시킨다. 분할된 데이터(406 u1)가 가장 낮은 부호율 R1로 인코딩되었기 때문에, 그것은 분할된 데이터(474)보다 높은 중복 수준을 갖는다. 심볼 간 간섭이 소프트 디코더 출력(472) 및 경판정 출력(470)을 산출하는 제 1 디코딩 레벨에서 제거되지 않을지라도 이러한 높은 중복 수준은 소프트 디코더 출력(472) 및 경판정 출력(470)이 정확할 가능성을 증가시킨다. 그래서, 분할된 데이터(474)의 심볼 상에서 분할된 데이터(462)의 심볼로부터의 간섭은 데이터 검출기(476)에서 제거되거나 감소될 수 있다.
검출된 값(478)은 데이터 디코딩 알고리즘을 검출된 값(478)에 적용하고, 인코더(416)에서 수행되는 인코딩을 반전시키며, 소프트 디코더 출력(484) 및 경판정 출력(482
Figure pat00004
)을 산출하는 디코더(480)에 제공된다. 소프트 디코더 출력(484)은 각 심볼에 대한 각각의 가능한 값에 관한 우도 정보를 포함하고, 경판정 출력(482)은 각 심볼의 가장 가능한 값을 포함한다. 따라서, 경판정 출력(482
Figure pat00005
)은 분할된 데이터(414 u2)에 대응한다.
직렬-병렬 변환기(460)로부터의 부호율 R3에 대한 분할된 데이터(486)는 검출된 값(490)을 산출하기 위해 데이터 검출 알고리즘을 분할된 데이터(486)에 적용하는 데이터 검출기(488)에 제공된다. 데이터 검출 프로세스 동안, 데이터 검출기(488)는 디코더(480)로부터의 소프트 디코더 출력(484)에 기초하여 이웃한 심볼로부터 분할된 데이터(486)에 대한 효과를 반전시킨다. 분할된 데이터(474 u2)가 분할된 데이터(486)의 부호율 R3보다 낮은 부호율 R2로 인코딩되었기 때문에, 그것은 분할된 데이터(486)보다 높은 중복 수준을 갖는다. 그래서, 분할된 데이터(486)의 심볼 상에서 분할된 데이터(474) 및 분할된 데이터(462)의 심볼로부터의 간섭은 데이터 검출기(488)에서 제거되거나 감소될 수 있다.
데이터 디코딩 알고리즘을 검출된 값(490)에 적용하고, 인코더(424)에서 수행되는 인코딩을 반전시키며, 경판정 출력(494
Figure pat00006
)을 산출하는 디코더(492)에 검출된 값(490)을 제공한다. 경판정 출력(494)은 각 심볼의 가장 가능한 값을 포함한다. 따라서, 경판정 출력(494
Figure pat00007
)은 분할된 데이터(422 u3)에 대응한다.
경판정 출력(482 및 494)을 산출하는 디코딩의 낮은 부호율 레벨이 적어도 부분적으로 초기의 레벨에 의존하지만, 검출 및 디코딩 동작은 일부 실시예에서 병렬로 적어도 부분적으로 수행될 수 있다. 예를 들어, 검출기(464) 및 디코더(468)가 여전히 분할된 데이터(462) 상에서 동작하는 동안 검출기(476) 및 디코더(480)에서의 약간의 검출 및 디코딩 반복은 수행되고, 데이터가 수렴하고 디코딩이 디코더(468)에서 완료하자마자, 디코더(468)로부터의 소프트 디코더 출력(472)이 데이터 검출기(476)에 적용된다. 일부 다른 실시예에서, 적어도 하나의 반복이 디코더(468)에서 완료하고 소프트 디코더 출력(472)이 이용 가능하자마자 수렴하고, 디코딩이 디코더(468)에서 완료하기 전에 디코더(468)로부터의 소프트 디코더 출력(472)은 데이터가 데이터 검출기(476)에 적용된다. 또 다른 실시예에서, 각 레벨 또는 스테이지는 이전의 레벨의 스테이지에서 디코딩이 완료할 때까지 대기하며, 멀티 레벨 디코더(440)의 일부 실시예에서의 디코더 스테이지가 데이터 검출기 및 데이터 디코더를 포함한다.
데이터 디코더(468, 480, 492)로부터의 경판정 출력(470, 482, 494)은 병렬-직렬 변환기(496)에 의해 병합되거나 재조합되어, 멀티 레벨 인코더(400)에 제공된 입력(402)에서의 데이터에 대응하는 경판정(498)을 산출한다. 경판정(498)은 원한다면 추가적으로 처리되며 사용을 위해 출력될 수 있다. 예를 들면, 일부 실시예에서, 멀티 레벨 인코딩 및 디코딩은 섹터 단위로 수행되며, 섹터에 대한 데이터가 모두 3개의 디코더(468, 480, 492)에 수렴되면 전체 디코딩된 섹터는 경판정(498)으로 출력된다.
도 5를 참조하면, 본 발명의 일부 실시예에 따라 멀티 레벨 인코더에 의해 인코딩된 데이터를 위한 저장 매체 상의 기록 패턴(500)이 도시된다. 직렬-병렬 변환기(404) 및 병렬-직렬 변환기(430)는 데이터가 도 5에서와 같은 패턴으로 저장 매체 상에 기록되도록 하기 위해 데이터를 서로 다른 부호율로 인코딩되는 부분으로 분할한다. 이것은 멀티 레벨 디코더가 심볼 간 간섭의 영향을 제거하거나 감소시키기 위해 소프트 정보를 더 낮은 레벨 디코딩에서 후속 레벨 디코딩에 적용하도록 할 수 있다. 따라서, 서로 다른 부호율로 인코딩된 데이터는 더 낮은 부호율로 인코딩된 심볼의 값이 결정될 수 있고, 더 높은 부호율로 인코딩된 이웃한 심볼 상에서 갖는 간섭이 제거되거나 감소될 수 있도록 디스크에 기록될 때 인터리브(interleave)된다. 부호율 R1로 인코딩된 심볼은 도 5에서 번호 1로 표시된 원(예를 들어, 502)에 의해 표시되고, 부호율 R2로 인코딩된 심볼은 번호 2로 표시된 원(예를 들어, 504)에 의해 표시되고, 부호율 R3로 인코딩된 심볼은 도 5에서 번호 3으로 표시된 원(예를 들어, 506)에 의해 표시된다. 일부 실시예에서, 기록 패턴은 교대 트랙(alternating track)(510, 512, 514) 상에 최고 부호율로 인코딩된 심볼을 배치하고, 개재 트랙(intervening track)(516, 518)상에 더 낮은 부호율로 인코딩된 심볼로 교대시킨다. 그러나, 멀티 레벨 인코딩 및 디코딩은 도 5에 도시된 패턴으로 제한되지 않고, 검출 프로세스 동안에 2차원 심볼 간 간섭의 영향을 감소시킬 수 있는 임의의 기록 패턴이 사용될 수 있다.
따라서, 직렬-병렬 및 병렬-직렬 변환은 적어도 부분적으로 각 심볼이 자기 저장 매체 상에 저장되는 위치에 기초한다. 예를 들면, 데이터가 부호율 3에 할당되는 트랙(예를 들어, 512)에 기록되는 데이터 섹터에 완전히 대응할 경우, 데이터는 모두 인코더 3(424)에 의해 부호율 3으로 인코딩되고, 직렬-병렬 변환기(404)는 입력(402)으로부터의 모든 심볼을 데이터 스트림(422)으로 전달될 것이다. 데이터가 부호율 1 및 2에 할당되는 트랙(예를 들어, 516)에 기록되는 데이터 섹터에 완전히 대응할 경우, 직렬-병렬 변환기(404)는 교대로 입력(402)으로부터의 각 연속 심볼을 데이터 스트림(406) 또는 데이터 스트림(414)으로 전달될 것이다. 데이터가 2개의 인접한 트랙에 걸쳐 있는 경우에, 직렬-병렬 변환기(404)는 도 5에 도시된 패턴, 또는 검색된 데이터의 값을 검출할 때 2차원 심볼 간 간섭의 영향을 감소시키는 어떤 다른 패턴을 산출하기 위해 타겟 저장 위치에 따라 입력(402)으로부터의 심볼을 데이터 스트림(406, 414, 422)의 각각으로 전달될 것이다.
도 6을 참조하면, 채널 모델(600)은 제 1 검출 및 디코딩 레벨 후에 남아 있는 2차원 심볼 간 간섭을 도시한다. 특히, 부호율 R2 및 R3로 인코딩된 심볼 상에서 부호율 R1로 인코딩된 심볼의 영향은 제거되었다. 부호율 R1로 인코딩된 심볼로부터 제거된 2차원 심볼 간 간섭은 파선(예를 들어, 602)에 의해 도시된다.
도 7을 참조하면, 채널 모델(700)은 제 2 검출 및 디코딩 레벨 후에 남아 있는 1차원 심볼 간 간섭을 도시한다. 특히, 부호율 R3로 인코딩된 심볼 상에서 부호율 R1 및 R2로 인코딩된 심볼의 영향은 제거되었다. 부호율 R1 및 R2로 인코딩된 심볼로부터 제거된 2차원 심볼 간 간섭은 파선(예를 들어, 702)에 의해 도시된다. 따라서, 멀티 레벨 인코딩 및 디코딩은 2차원 검출기를 필요로 하지 않고 2차원 심볼 간 간섭을 제거하거나 감소시킨다. 또한 더 낮은 부호율 및 더 큰 중복 때문에, 더 높은 부호율로 인코딩된 심볼의 심볼 간 간섭이 더 낮은 부호율로 인코딩된 심볼 상에서 제거되지 않을지라도 부호율 R1 및 R2로 인코딩된 심볼은 멀티 레벨 인코딩 및 디코딩으로부터 이익을 얻을 것이다. 따라서, 비트 에러율 성능은 전체적인 부호율의 증가없이 향상된다.
도 8을 참조하면, 흐름도(800)는 본 발명의 하나 이상의 실시예에 따라 멀티 레벨 데이터 인코딩을 위한 방법을 개시한다. 흐름도(800)에 따라, 데이터 입력은 수신된다(블록 802). 데이터 입력은 다수의 데이터 세그먼트로 분할된다(블록 804). 데이터 입력은 분할되어, 저장 매체 상에 재조합되고 기록될 때, 서로 다른 데이터 레이트로 인코딩된 심볼이 멀티 레벨 검출 프로세스 동안에 2차원 심볼 간 간섭이 제거되도록 하는 패턴에 산재된다. 데이터 세그먼트의 각각은 서로 다른 부호율로 인코딩되고, 인코딩된 데이터 세그먼트를 산출한다(블록 806). 인코딩된 데이터 세그먼트는 인코딩된 데이터 출력을 산출하도록 조합된다(블록 808). 그 후, 인코딩된 데이터 출력은 자기 하드 디스크 플래터와 같은 저장 매체 상에 기록될 수 있다.
도 9를 참조하면, 흐름도(900)는 본 발명의 하나 이상의 실시예에 따라 멀티 레벨 데이터 디코딩을 위한 방법을 개시한다. 흐름도(900)에 따라, 인코딩된 데이터 샘플은 각각 서로 다른 부호율로 인코딩된 다수의 데이터 세그먼트로 분할된다(블록 902). 가장 낮은 데이터 레이트로 인코딩된 데이터 세그먼트의 값은 결정된다(블록 904). 일부 실시예에서, 이것은 비터비 또는 최대 사후 검출 알고리즘과 같지만, 이에 제한되지 않는 데이터 검출 프로세스, 및 저밀도 패리티 체크 또는 리드 솔로몬 디코딩 알고리즘과 같지만, 이에 제한되지 않는 데이터 디코딩 프로세스를 수행하는 것을 포함한다. 다음으로 높은 데이터 레이트로 인코딩된 데이터 세그먼트의 값은 다음으로 낮은 데이터 레이트에서의 심볼로부터 간섭을 감산하여 결정된다(블록 906). 모든 레벨이 디코딩되었는지, 또는 더 높은 데이터 레이트로 인코딩된 데이터 세그먼트가 남아 있는지에 대한 판정이 행해진다(블록 908). 그렇지 않다면, 프로세스는 다음으로 높은 데이터 레이트로 인코딩된 데이터 세그먼트에 대해 블록(906)에서 계속한다. 모든 레벨이 처리되었을 때, 각 서로 다른 데이터 레이트로 인코딩된 데이터 세그먼트의 값은 조합되고, 디코딩된 데이터를 산출한다(블록 910). 그 후, 디코딩된 데이터는 출력되거나(블록 912) 더 처리될 수 있다.
위의 응용에서 논의된 다양한 블록은 다른 기능과 함께 집적 회로로 구현될 수 있다는 점이 주목되어야 한다. 이러한 집적 회로는 주어진 블록, 시스템 또는 회로, 또는 블록, 시스템 또는 회로의 서브세트의 모든 기능을 포함할 수 있다. 더욱이, 블록, 시스템 또는 회로의 요소는 다수의 집적 회로에 걸쳐 구현될 수 있다. 이러한 집적 회로는 모놀리식(monolithic) 집적 회로, 플립 칩 집적 회로, 멀티 칩 모듈 집적 회로 및/또는 혼합된 신호 집적 회로를 포함하지만, 이에 제한되지 않는 본 기술 분야에 공지된 임의 타입의 집적 회로일 수 있다. 또한, 본 명세서에서 논의된 블록, 시스템 또는 회로의 다양한 기능은 소프트웨어 또는 펌웨어로 구현될 수 있다는 점이 주목되어야 한다. 일부 이러한 경우, 전체 시스템, 블록 또는 회로는 소프트웨어 또는 펌웨어 균등물을 이용하여 구현될 수 있다. 다른 경우, 주어진 시스템, 블록 또는 회로의 한 부분은 소프트웨어 또는 펌웨어로 구현될 수 있는 반면에 다른 부분은 하드웨어로 구현된다.
결론적으로, 본 발명은 멀티 레벨 인코딩 및 디코딩을 위한 새로운 시스템, 장치, 방법 및 배치를 제공한다. 본 발명의 하나 이상의 실시예에 대한 상세한 설명이 위에서 주어졌지만, 본 발명의 사상으로부터 변동되지 않는 다양한 대안, 수정, 및 균등물이 당업자에게 명백할 것이다. 따라서, 위의 설명은 첨부된 청구 범위에 의해 정의되는 본 발명의 범위를 제한하는 것으로 해석되지 않아야 한다.

Claims (20)

  1. 저장 시스템으로서,
    데이터 세트를 유지하도록 동작 가능한 저장 매체와,
    상기 데이터 세트를 상기 저장 매체에 기록하고 상기 저장 매체로부터 상기 데이터 세트를 판독하도록 동작 가능한 판독/기록 헤드 조립체(a read/write head assembly)와,
    상기 데이터 세트가 상기 저장 매체에 기록되기 전에 복수의 서로 다른 부호율(code rates)에서 상기 데이터 세트를 인코딩하도록 동작 가능한 멀티 레벨 인코더와,
    상기 저장 매체로부터 검색된 상기 데이터 세트를 디코딩하고 더 높은 부호율로 인코딩된 값을 디코딩할 때 더 낮은 부호율로 인코딩되는 디코딩된 값을 적용하도록 동작 가능한 멀티 레벨 디코더를 포함하는
    저장 시스템.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 멀티 레벨 인코더는 상기 데이터 세트에서 서로 다른 부호율로 인코딩된 심볼이 상기 저장 매체에 인터리브되도록(interleaved) 복수의 서로 다른 부호율로 상기 데이터 세트를 인코딩하도록 동작 가능한
    저장 시스템.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 저장 매체에 유지된 상기 데이터 세트의 각 심볼은 상기 복수의 부호율 중 다른 부호율로 인코딩된 상기 데이터 세트의 적어도 하나의 다른 심볼에 인접하여 기록되는
    저장 시스템.
  4. 제 2 항에 있어서,
    더 높은 부호율로 인코딩된 값을 디코딩할 때 더 낮은 부호율로 인코딩되는 디코딩된 값을 적용하는 것은 트랙 간 간섭을 감소시키는
    저장 시스템.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 멀티 레벨 인코더는 상기 데이터 세트를 상기 서로 다른 부호율로 인코딩될 복수의 데이터 세그먼트로 분할하도록 동작 가능한 직렬-병렬 변환기(a serial to parallel converter)를 포함하는
    저장 시스템.
  6. 제 1 항에 있어서,
    상기 멀티 레벨 인코더는 각각 상기 복수의 부호율 중 다른 부호율로 입력 데이터를 인코딩하도록 동작 가능한 복수의 데이터 인코더를 포함하는
    저장 시스템.
  7. 제 1 항에 있어서,
    상기 멀티 레벨 인코더는 인코딩된 데이터 세트를 산출하기 위해 상기 복수의 서로 다른 부호율로 인코딩된 데이터 세그먼트를 조합하도록 동작 가능한 병렬-직렬 변환기를 포함하는
    저장 시스템.
  8. 제 1 항에 있어서,
    상기 멀티 레벨 디코더는 각각 상기 복수의 부호율 중 다른 부호율로 인코딩되는 복수의 데이터 세그먼트로 상기 데이터 세트를 분할하도록 동작 가능한 직렬-병렬 변환기를 포함하는
    저장 시스템.
  9. 제 8 항에 있어서,
    상기 멀티 레벨 디코더는 상기 복수의 부호율 중 가장 낮은 부호율로 인코딩된 상기 복수의 데이터 세그먼트 중 제 1 데이터 세그먼트를 디코딩하도록 동작 가능한 제 1 검출기 및 제 1 디코더를 더 포함하는
    저장 시스템.
  10. 제 9 항에 있어서,
    상기 멀티 레벨 디코더는 상기 복수의 부호율 중 다음으로 가장 낮은 부호율로 인코딩된 상기 복수의 데이터 세그먼트 중 제 2 데이터 세그먼트를 디코딩하도록 동작 가능한 제 2 검출기 및 제 2 디코더를 더 포함하고, 상기 제 2 검출기는 상기 제 1 디코더로부터 디코딩된 값에 기초하여 상기 복수의 데이터 세그먼트 중 상기 제 2 데이터 세그먼트에서의 심볼 간 간섭을 제거하도록 동작 가능한
    저장 시스템.
  11. 제 10 항에 있어서,
    상기 멀티 레벨 디코더는 상기 복수의 부호율 중 가장 높은 부호율로 인코딩된 상기 복수의 데이터 세그먼트 중 제 3 데이터 세그먼트를 디코딩하도록 동작 가능한 제 3 검출기 및 제 3 디코더를 더 포함하고, 상기 제 3 검출기는 상기 제 2 디코더로부터 디코딩된 값에 기초하여 상기 복수의 데이터 세그먼트 중 상기 제 3 데이터 세그먼트에서의 심볼 간 간섭을 제거하도록 동작 가능한
    저장 시스템.
  12. 제 1 항에 있어서,
    상기 멀티 레벨 디코더는 디코딩된 데이터 세트를 산출하기 위해 상기 복수의 서로 다른 부호율로 인코딩된 데이터 세그먼트에 대해 디코딩된 값을 조합하도록 동작 가능한 병렬-직렬 변환기를 포함하는
    저장 시스템.
  13. 제 1 항에 있어서,
    상기 멀티 레벨 인코더 및 상기 멀티 레벨 디코더는 집적 회로로 구현되는
    저장 시스템.

  14. 멀티 레벨 인코더로서,
    데이터가 저장될 때 복수의 데이터 세그먼트의 심볼이 인터리브되도록 상기 데이터를 위한 저장 패턴에 기초하여 상기 데이터를 상기 복수의 데이터 세그먼트로 분할하도록 동작 가능한 직렬-병렬 변환기와,
    서로 다른 부호율로 상기 복수의 데이터 세그먼트 중 하나를 인코딩하도록 각각이 동작 가능한 복수의 데이터 인코더와,
    인코딩된 데이터 출력을 산출하기 위해 상기 복수의 데이터 인코더 각각으로부터 인코딩된 출력을 조합하도록 동작 가능한 병렬-직렬 변환기를 포함하는
    멀티 레벨 인코더.
  15. 제 14 항에 있어서,
    상기 복수의 데이터 인코더는 저밀도 패리티 체크 인코더를 포함하는
    멀티 레벨 인코더.
  16. 제 14 항에 있어서,
    상기 직렬-병렬 변환기는 상기 부호율 중 하나로 인코딩된 심볼이 상기 부호율 중 다른 하나로 인코딩된 적어도 하나의 심볼에 인접하도록 상기 심볼이 저장될 때 상기 심볼을 인터리브하도록 동작 가능한
    멀티 레벨 인코더.
  17. 멀티 레벨 디코더로서,
    각각 서로 다른 부호율로 인코딩된 복수의 인코딩된 데이터 세그먼트로 데이터를 분할하도록 동작 가능한 직렬-병렬 변환기와,
    복수의 디코더 출력을 산출하기 위해 상기 복수의 인코딩된 데이터 세그먼트 중 하나를 디코딩하도록 각각이 동작 가능한 복수의 디코더 스테이지 - 상기 복수의 디코더 스테이지 중 적어도 하나는 상기 서로 다른 부호율 중 하나의 더 낮은 부호율과 관련된 디코더 스테이지로부터의 디코더 출력에 기초하여 간섭을 제거하도록 동작 가능함 - 와,
    디코딩된 데이터를 산출하기 위해 상기 복수의 디코더 출력을 조합하도록 동작 가능한 병렬-직렬 변환기를 포함하는
    멀티 레벨 디코더.
  18. 제 17 항에 있어서,
    상기 복수의 디코더 스테이지 각각은 값이 정확하게 검출된 우도(a likelihood)를 계산하도록 동작 가능한 검출기와, 에러를 검출하고 정정하도록 동작 가능한 디코더를 포함하는
    멀티 레벨 디코더.
  19. 제 18 항에 있어서,
    상기 복수의 디코더 스테이지 중 상기 적어도 하나의 디코더 스테이지에서의 상기 검출기는 서로 다른 부호율 중 상기 적어도 하나의 더 낮은 부호율과 관련된 상기 디코더 스테이지로부터의 상기 디코더 출력에 기초하여 간섭 값을 감산함으로써 간섭을 제거하도록 동작 가능한
    멀티 레벨 디코더.
  20. 제 18 항에 있어서,
    상기 복수의 디코더 스테이지 중 상기 적어도 하나의 디코더 스테이지에서의 상기 검출기는 타겟 심볼에 인접하여 저장된 심볼의 디코딩된 값에 기초하여 간섭 값을 감산함으로써 상기 타겟 심볼에 대한 간섭을 제거하도록 동작 가능한
    멀티 레벨 디코더.
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