PL197549B1

PL197549B1 - Sposób i urządzenie do detekcji sygnału otrzymywanego z sygnału kanałowego

Info

Publication number: PL197549B1
Application number: PL344713A
Authority: PL
Inventors: Alexander Kravtchenko; Marten Kabutz; Bruno Peytavin
Original assignee: Thomson Brandt Gmbh
Priority date: 1999-12-22
Filing date: 2000-12-20
Publication date: 2008-04-30
Also published as: TW504677B; PL344713A1; MXPA00012464A; MY126992A; US20010034870A1; CN1301020A; ID29910A; CN1191683C; KR20010085268A; EP1111605A1; US6718511B2; JP2001210025A; HK1035956A1; KR100740190B1

Abstract

1. Sposób detekcji sygna lu otrzymywanego z sygna lu kana lowego, który jest sygna lem strumienia bitów, w któ- rym to sposobie przeprowadza si e cyfryzacj e sygna lu otrzymanego z kana lu za pomoc a przetwornika analogowo- cyfrowego z wyj sciowym cyfryzowanym sygna lem kana lo- wym, oblicza si e za pomoc a bloku segmentacji sredni a wartosc Am cyfryzowanego sygna lu kana lowego, nast ep- nie, za pomoc a subtraktora oblicza si e cyfryzowany sygna l przez odejmowanie sredniej warto sci od cyfryzowanego sygna lu kana lowego i generuje si e za pomoc a korektora skorygowany sygna l z cyfryzowanego sygna lu, znamienny tym, ze generuje si e za pomoc a bloku obliczania warto sci metryk galezi (4) pierwsz a warto sc metryki galezi (b_mp) i drug a wartosc metryki galezi (b_pm) ze skorygowanego sygna lu (Bk) z wykorzystaniem sredniej warto sci (Am) i zanegowanej warto sci sredniej (-Am), wyznacza si e mini- maln a wartosc (b_ml) wygenerowanej pierwszej warto sci metryki galezi (b_mp) i drugiej warto sci metryki galezi (b_pm), wyznacza si e za pomoc a bloku wyznaczania przej- scia (5) przej scie (m-, m+, m0) z uwzgl ednieniem minimal- nej warto sci (b_ml) i uprzednio okre slonej minimalnej war- to sci, a ponadto generuje si e za pomoc a bloku detekcji przej scia (6) sygna l strumienia bitów (EBS) z uwzgl ednie- niem kolejnych przej sc (m-, m+, m0). PL PL PL PL PL PL PL

Description

Opis wynalazku

Przedmiotem wynalazku jest sposób i urządzenie do detekcji sygnału odebranego z sygnału kanałowego.

We współczesnych systemach zapisu i odtwarzania informacji, w celu zabezpieczenia się przed błędami, stosuje się różnego rodzaju kodowanie. Odebrany lub odtworzony zakodowany sygnał w postaci strumienia bitów informacyjnych poddaje się transformacji na binarną sekwencję kodową. W procesie i urządzeniu do odbioru zakodowanego sygnału następuje przetwarzanie sygnału, podczas którego przeprowadza się detekcję maksymalnego prawdopodobieństwa danych np. odtwarzanych z dysku optycznego.

Idealizowany kanał zapisu ma charakter dolnoprzepustowy, na przykład charakter odpowiedzi cząstkowej (1+D) (klasa PR1), wyrażonej w kodzie uzupełnień do dwóch, a zatem, w przypadku danych odczytanych z dysku optycznego, możliwe jest wykorzystywanie sygnalizacyjnej metody z odpowiedzią cząstkową (1+D).

Sposób i architektura odpowiednia do implementacji znanego sposobu wymaga wielu obliczeń, zwłaszcza w przypadku obliczeń metryk gałęzi i w przypadku obliczeń metryki różnicowej ścieżki, wymaga zatem dodatkowego czasu i prowadzi do zmniejszenia wydajności detektora.

W znanym detektorze maksymalnego prawdopodobieństwa zwanym również detektorem ML lub urządzeniem MLD, zaimplementowano sposób, który jest nazywany detekcją Viterbiego, tak zwaną detekcją z maksymalną wiarygodnością ML. Sposób ten oparty jest na założeniu, że kanał zapisu zaopatrzony jest w koder wstępny. Sposób ten jest niezwykle czuły na zmiany amplitudy sygnału wejściowego, ze względu na stosowanie dużej liczby warunków progowych, na przykład bloków komparacji.

W opisie patentowym nr US 5 926 490 przedstawiono kanał odczytu z detektorem maksymalnego prawdopodobieństwa sekwencji, który zawiera próbkujące urządzenie dla próbkowania analogowego sygnału odczytu i blok korektora dla korekcji sygnału cyfrowego.

W opisie patentowym nr EP 0750306 przedstawiono cyfrowe urządzenie odtwarzania, które zawiera analogowo-cyfrowy konwerter sygnału odczytu, korektor cyfrowy i kalkulator metryk gałęzi.

Sposób detekcji sygnału otrzymywanego z sygnału kanałowego, który jest sygnałem strumienia bitów, w którym to sposobie przeprowadza się cyfryzację sygnału otrzymanego z kanału za pomocą przetwornika analogowo-cyfrowego z wyjściowym cyfryzowanym sygnałem kanałowym, oblicza się za pomocą bloku segmentacji średnią wartość Am cyfryzowanego sygnału kanałowego, następnie, za pomocą subtraktora oblicza się cyfryzowany sygnał przez odejmowanie średniej wartości od cyfryzowanego sygnału kanałowego i generuje się za pomocą korektora skorygowany sygnał z cyfryzowanego sygnału, według wynalazku charakteryzuje się tym, że generuje się za pomocą bloku obliczania wartości metryk gałęzi pierwszą wartość metryki gałęzi i drugą wartość metryki gałęzi ze skorygowanego sygnału, z wykorzystaniem średniej wartości i zanegowanej wartości średniej, następnie wyznacza się minimalną wartość wygenerowanej pierwszej wartości metryki gałęzi i drugiej wartości metryki gałęzi, wyznacza się za pomocą bloku wyznaczania przejścia przejście z uwzględnieniem minimalnej wartości i uprzednio określonej minimalnej wartości. Ponadto generuje się za pomocą bloku detekcji przejścia sygnał strumienia bitów z uwzględnieniem kolejnych przejść.

Korzystnym jest, że wartości metryk gałęzi oblicza się tylko dla przejść ze zmianą stanu.

Korzystnym jest, że podczas wyznaczania minimalnej wartości sumuje się za pomocą sumatora pierwszą bezwzględną wartość wydzieloną z pierwszej wartości metryki gałęzi i drugą bezwzględną wartość wydzieloną z drugiej wartości metryki gałęzi. Ponadto przyjmuje się znak sumy jako wskazanie minimalnej wartości.

Korzystnym jest, że pierwszą bezwzględną wartość generuje się przez inwersję najmniej znaczących bitów pierwszej wartości metryki gałęzi w przypadku, kiedy jej bit najbardziej znaczący jest ustawiony na poziomie wysokim, a drugą bezwzględną wartość generuje się przez inwersję najmniej znaczących bitów drugiej wartości metryki gałęzi w przypadku, kiedy jej bit najbardziej znaczący jest ustawiony na poziomie niskim.

Urządzenie do detekcji sygnału otrzymywanego z sygnału kanałowego, który jest sygnałem strumienia bitów, w którym to urządzeniu do wejściowego przetwornika analogowo-cyfrowego jest dołączony blok segmentacji mający wejście cyfryzowanego sygnału kanałowego i wyjście średniej wartości tego cyfryzowanego sygnału kanałowego, połączone z jednym wejściem subtraktora, którego drugie wejście jest połączone z wyjściem cyfryzowanego sygnału przetwornika analogowo-cyfrowego, przy czym wyjście subtraktora, będące wyjściem przeliczonego w procesie odejmowania cyfryzowaPL 197 549 B1 nego sygnału, jest połączone z wejściem korektora mającego wyjście skorygowanego sygnału, połączone z wejściem bloku obliczania wartości metryk gałęzi, który ponadto ma wejście średniej wartości połączone z wyjściem bloku segmentacji i wejście zanegowanej średniej wartości połączone z drugim wyjściem bloku segmentacji, według wynalazku charakteryzuje się tym, że blok obliczania wartości metryk gałęzi ma pierwsze wyjście generowanej pierwszej wartości metryki gałęzi i drugie wyjście generowanej drugiej wartości metryki gałęzi, dołączone do wejść bloku wyznaczania przejścia mającego pierwsze wyjście sygnału wyznaczonego z minimalnej wartości pierwszej metryki gałęzi i drugie wyjście sygnału wyznaczonego z minimalnej wartości drugiej metryki gałęzi z wyznaczonymi przejściami. Wyjścia bloku wyznaczania przejścia są połączone z wejściami bloku detekcji przejścia mającego wyjście sygnału strumienia bitowego.

Korzystnym jest, że blok obliczania wartości metryk gałęzi zawiera pierwszy sumator, którego jedno wejście jest połączone z wyjściem średniej wartości bloku segmentacji, a którego drugie wejście jest połączone z wyjściem skorygowanego sygnału korektora i jednym wejściem drugiego sumatora, którego drugie wejście jest połączone z wyjściem zanegowanej średniej wartości bloku segmentacji, przy czym wyjście pierwszego sumatora jest pierwszym wyjściem bloku obliczania wartości metryki gałęzi obliczonej pierwszej wartości metryki gałęzi, a wyjście drugiego sumatora jest drugim wyjściem bloku obliczania wartości metryki gałęzi obliczonej drugiej wartości metryki gałęzi.

Korzystnym jest, że blok wyznaczania przejścia zawiera sumator, którego jedno wejście jest poprzez pierwszy multiplekser połączone z wyjściem pierwszej wartości metryki gałęzi bloku obliczania wartości metryk gałęzi, a którego drugie wyjście jest poprzez drugi multiplekser połączone z wyjściem drugiej wartości metryki gałęzi bloku obliczania wartości metryk gałęzi, przy czym przed jednym wejściem pierwszego multipleksera jest włączony pierwszy obwód negacji i przed jednym wejściem drugiego multipleksera jest włączony drugi obwód negacji.

Zgodnie z wynalazkiem opracowano detektor maksymalnego prawdopodobieństwa o minimalnym stopniu złożoności sprzętowej i maksymalnej prędkości obliczeń, przy czym detektor maksymalnego prawdopodobieństwa nie jest wrażliwy na zmiany amplitudy sygnału wejściowego.

Tak zwana detekcja maksymalnego prawdopodobieństwa sprowadza się do znalezienia dopuszczalnej sekwencji x=X0, x1,..., xn, która jest najbliższa wejściowej sekwencji detektora B=B0,

Bn w znaczeniu euklidesowym. Odległość euklidesowa λ między wejściem B detektora a dopuszczalną sekwencją x jest określona wyrażeniem λ = Σ (Bk - Xk 3 (1) k=o

Jest to suma tak zwanych metryk gałęzi bk, przy czym b^k = (β,-χ,)² (2)

Wszystkie metryki gałęzi bk można wyliczyć, kiedy tylko stanie się dostępny k^ty sygnał Bk detektora. Detektor wyznacza prowadzącą przez kratownicę ścieżkę, dla której suma wszystkich metryk gałęzi jest najmniejsza. Na fig. 5 załączonego rysunku przestawiono przykład wykresu zmiany stanu dla dwóch stanów, 0 i 1, które oznaczono również, odpowiednio jako p i m. Różne przejścia oznaczono jako b_pp, b_mp, b_pm i b_mp, przy czym pierwszy indeks wskazuje stan aktualny, a drugi indeks wskazuje stan poprzedni.

Dla dwustanowej detekcji (1+D) największego prawdopodobieństwa, metrykami gałęzi są:

1. Ścieżka przejścia danych z 1 na 0 na wykresie przejść międzystanowych ^b_m^p = β+Am)² (3)

2. Ścieżka przejścia danych z 0 na 1 na wykresie przejść międzystanowych ^b_^pm = IBk-Arn)' (4)

3. Ścieżka przejścia danych z 0 na 0 na wykresie przejść międzystanowych b_mm = (B_k+2*Am⁾² (3)

4. Ścieżka przejścia danych z 1 na 1 na wykresie przejść międzystanowych b_^pp = (B.,-2*Am)^y (6)

PL 197 549 B1 przy czym danymi wejściowymi detektora MLD są dane wyjściowe korektora (1+D), Bk = Ak ⁺ Ak-1 (7) gdzie

Ak = Yk - Am 8) i przy czym Yk jest próbkowaną wartością sygnału HF odczytaną z nośnika zapisu po konwersji analogowo-cyfrowej, a A_m jest wartością odniesienia, zwłaszcza bieżącą wartością tak zwanego bloku segmentacji.

W celu zwiększenia sprawności detektora maksymalnego prawdopodobieństwa, określanego w niniejszym dokumencie jako detektor ML lub MLD, bez utraty możliwości detekcji i w celu zmniejszenia złożoności sprzętowej, w bloku obliczania metryk gałęzi, zgodnie z wynalazkiem zaimplementowano pewne modyfikacje i usunięto blok obliczania metryki innej ścieżki.

Zgodnie z wynalazkiem obliczenia wartości metryk gałęzi upraszcza się w sposób następujący:

Po pierwsze zostaje usunięta znana operacja podnoszenia do kwadratu. Jest to korzystne ze względu na zmniejszenie złożoności detektora maksymalnego prawdopodobieństwa. W procesie obliczeniowym eliminuje się cztery operacje mnożenia.

Po drugie, nie wyznacza się wartości metryk gałęzi dla stanów niezmieniających się. Nie ma to negatywnego wpływu na detekcję maksymalnego prawdopodobieństwa, ponieważ prawie żadne z takich przejść się nie zdarza, ponieważ kształt przebiegu wejściowego sygnału HF nie jest płaski. Ta właściwość pozwala na usunięcie obliczeń metryk gałęzi według wzorów (5) i (6).

Ponadto, wartości metryk gałęzi oblicza się przy wykorzystaniu pewnych właściwości arytmetycznego systemu sprzętu.

Minimalne wartości metryk gałęzi wyznacza się przez wyliczenie sumy wartości bezwzględnych dwóch metryk gałęzi i wykorzystanie znaku tej sumy do wyznaczania minimalnych wartości metryk gałęzi. Ten znak jest korzystnie wskazany przez najbardziej znaczący bit w kodzie uzupełnień do dwóch, lub w inny sposób, zależnie od rodzaju zastosowanego kodu. Zaletą tej cechy jest, że operacje sumowania i określania znaku zmiennej są operacjami łatwymi do implementacji i szybkimi do przeprowadzenia.

Korzystnie, wartość bezwzględna, wejściowa dla procesu sumowania, jest różnie generowana dla różnych metryk gałęzi. Dla pierwszej metryki gałęzi wybrany jest najbardziej znaczący bit. Jeśli jest on ustawiony na „niskim” poziomie, pozostałe mniej znaczące bity, które odpowiadają bezwzględnemu poziomowi, są również traktowane jako poziom bezwzględny dla sumowania. Jeśli najbardziej znaczący bit jest ustawiony na poziom „wysoki”, wówczas odwrócone mniej znaczące bity są traktowane jako bezwzględna wartość do sumowania. W przypadku wartości metryki drugiej gałęzi wybór odbywa się odwrotnie. W tym przypadku wartość bezwzględną przyjmuje się bez zmiany, jeżeli najbardziej znaczący bit jest ustawiony na poziomie „wysokim”. W przeciwnym przypadku przyjmuje się jego wartość odwróconą. Jest to ważne w przypadku notacji w kodzie uzupełnień do dwóch, jednak podobną ocenę znaku odpowiadającego bitowi najbardziej znaczącemu, i transformację wartości bezwzględnej można z łatwością wykonać wykorzystując zapis inny, niż w kodzie uzupełnień do dwóch.

Zgodnie z wynalazkiem, typ przejścia jest wykrywany na podstawie dwóch kolejnych minimów generowanych metryk gałęzi. Umożliwia to określenie typu przejścia, nawet jeżeli są generowane nie wszystkie możliwe typy metryk gałęzi. Typy przejść w przypadku dwóch stanów są następujące: zmiana stanu z „wysokiego” na „niski”, zmiana stanu z „niskiego” na „wysoki” i brak zmiany stanu. W przypadku, kiedy gałęzie są generowane tylko dla „zmiany stanu”, zmiana stanu jest określona tylko, jeżeli zmienia się typ dwóch kolejnych minimalnych wartości metryk gałęzi. Jeżeli kolejne minimalne wartości metryk gałęzi są identyczne, to zostaje określony brak zmiany stanu.

Zgodnie z wynalazkiem, opracowano również urządzenie do realizowania detekcji sygnału strumienia bitowego otrzymywanego z sygnału kanałowego. Zaletą tego urządzenia jest jego stosunkowo prosta konstrukcja, niewymagająca stosowania elementów złożonych, lub wymagających dużo przestrzeni. Korzystne jest, jeśli korektor jest liniowym korektorem (1+D), sumującym dwie kolejne wartości wejściowe i tym prostym sposobem zmniejszającym szum. Kalkulator wartości metryk gałęzi zawiera korzystnie sumator do obliczania wartości metryk gałęzi z sygnału skorygowanego i wartości średniej lub zanegowanej wartości średniej. Zaletą zastosowania sumatora do generowania wartości metryki gałęzi jest to, że jest to element prosty i tani. Jakkolwiek obliczony rezultat mógłby nie być dokładnie taki, jak obliczony zgodnie ze znanymi sposobami, to jak stwierdzono, jest dostatecznie

PL 197 549 B1 dokładny do otrzymania rzetelnych wyników roboczych. Blok wyznaczający przejście zawiera sumator, dwa multipleksery i dwa obwody negacji, do wyznaczania minimalnej wartości bezwzględnej dwóch wartości metryk gałęzi.

Przedmiot wynalazku w przykładzie realizacji został uwidoczniony na rysunku, na którym fig. 1a) do fig. 1e) przedstawiają przykładowe sygnały, które występują w różnych etapach sposobu według wynalazku, fig. 2 przedstawia schemat blokowy detektora maksymalnego prawdopodobieństwa, fig. 3 - schemat korektora wykorzystywanego w detektorze maksymalnego prawdopodobieństwa maksymalnego fig. 2, fig. 4 - schemat bloku detekcji przejścia detektora maksymalnego prawdopodobieństwa z fig. 2, a fig. 5 - przykładowy schemat zmian międzystanowych.

Na fig. 1 przedstawiono sygnały, odpowiednio, cyfryzowany sygnał kanałowy Y_k, cyfryzowany sygnał A_k, skorygowany sygnał Bk. Oś czasowa kT dzielona jest podrzędnie na części równoodległe, przy czym każda linia pionowa wskazuje k-ty punkt czasowy, w którym pobierana jest z sygnału ciągłego pojedyncza próbka oznaczona plamką. Równocześnie w każdym punkcie decyzyjnym (k) obliczane są cztery wartości metryk gałęzi b_mp, b_pp, b_pm, b_mm i b_pp. Można zauważyć, że te wartości metryk gałęzi są wartościami bezwzględnymi, które są zawsze dodatnie. Powoduje to operacja podnoszenia do kwadratu. Wartości bezwzględne zostają poddane operacji zgodnie ze wzorem:

b_ml = MIN(b_mp, b_pm, b_pp, b_mm), (9)) gdzie b_ml jest wartością, która odpowiada najmniejszej wartości metryki gałęzi. Wartość b_ml jest zatem wartością metryki gałęzi o największym maksymalnym prawdopodobieństwie odpowiadającym poprawnemu przejściu. Ta wartość b_ml jest wykorzystywana do operacji wyznaczania przejścia.

W rozwiązaniu według wynalazku, do obliczenia są tylko dwie wartości metryk gałęzi: ścieżka przejściowa danych z 1 na 0 na wykresie stanów przejściowych b_mp = B_k + Am, (10) oraz ścieżka przejściowa danych z 0 na 1 na wykresie stanów przejściowych b_pm = Bk - Am. (11)

Z tych wartości, najmniejszą wartość metryki gałęzi b_ml wyznacza się zgodnie z wyrażeniem b_ml = MIN (b_mp,b_pm), (12) gdzie b_mp i b_pm są wartościami bezwzględnymi.

W każdym punkcie decyzyjnym należy obliczyć wartości równań (10) i (11), a następnie obliczyć wartość równania (12). Informacja uzyskana z równania (12) wystarcza do wyznaczenia przejść m-, m+ lub m0, przy czym m0 oznacza przejście bez zmiany stanu, m- oznacza przejście od stanu „niskiego” do stanu „wysokiego”, a m+ wskazuje przejście od stanu „wysokiego” do „niskiego”. Przejścia te są wyznaczane pod następującymi warunkami (patrz również fig. 1d):

1) jeżeli b_ml(k+1) = b_pm i b_ml(k) = b_mp to przejście jest typu m-;

2) jeżeli b_ml(k+1) = b_pm i b_ml(k) = b_pm to przejście jest typu m0;

3) jeżeli b_ml(k+1) = b_mp i b_ml(k) = b_pm to przejście jest typu m+;

4) jeżeli b_ml(k+1) = b_mp i b_ml(k) = b_mp to przejście jest typu m0;

Sekwencja przejść jest wykrywana i transformowana na sekwencję bitów. Na fig. 1e) przedstawiono estymowaną sekwencję bitów na wyjściu pamięci metryk ścieżki.

Na fig. 2 przedstawiono schemat detektora maksymalnego prawdopodobieństwa ML, według wynalazku. Detektor ML składa się z sześciu bloków głównych, bloku segmentacji 1, subtraktora 2, liniowego korektora (1+D) 3, bloku obliczania metryk gałęzi 4, bloku wyznaczania przejścia 5, i bloku detekcji przejścia 6.

Dla opisania jednego z korzystnych przykładów wykonania wynalazku zakłada się, że w urządzeniu z detektorem ML stosuje się arytmetykę stałoprzecinkową w kodzie uzupełnień do dwóch. Wykorzystywanie innych systemów zapisu liczb wymaga dokonania niewielkiej modyfikacji, mieszczącej się w zakresie wiedzy specjalisty.

Sygnał HF danych wielkiej częstotliwości jest odczytywany z optycznego nośnika zapisu w znany sposób. Wysokoczęstotliwościowy sygnał HF danych podawany jest do przetwornika analogowocyfrowego 7, który próbkuje swój sygnał wejściowy z określoną szybkością, dając na wyjściu próbkowany sygnał dacyjny Y. Każda próbka sygnału dacyjnego Y jest zaopatrzona we wskaźnik k, wskazujący że jest to k-ta pobrana próbka. Wszystkie inne wartości danych stosowane w opisie i zaopatrzone

PL 197 549 B1 we wskaźnik k, odnoszą się do k-tej próbki. Każdy próbkowany sygnał dacyjny Y_k jest podawany do bloku segmentacji 1, jak również do subtraktora 2.

Za pomocą bloku segmentacji 1 oblicza się wartość średnią Am próbkowanego sygnału dacyjnego Yk. Równocześnie, za pomocą bloku segmentacji 1 oblicza się zanegowaną wartość -Am. Średnia wartość Am jest podawana do subtraktora 2. Zarówno wartość średnia Am, jak i zanegowana wartość średnia -Am są podawane do bloku obliczania metryk gałęziowych 4. Za pomocą subtraktora 2 oblicza się wartość Ak, jako:

Ak = Yk - Am.

Za pomocą liniowego korektora 3 generuje się wartości wejściowe Bk z dwóch kolejnych wartości Ak, A(k-1). Za pomocą bloku obliczania wartości metryk gałęzi 4 oblicza się z wartości wejściowej detektora Bk wartości metryk gałęzi b_mp i b_pm, z wykorzystaniem wartości średniej Am i zanegowanej wartości średniej -Am.

Za pomocą bloku wyznaczania przejścia 5 generuje się z wartości metryk gałęzi b_mp, b_pm, sygnały wyznaczania przejść, BR0, BR1, które są podawane do bloku detekcji przejścia 6. Blok detekcji przejścia 6 zawiera blok sterujący 8 i pamięć metryk ścieżki 9, a jego sygnał wyjściowy stanowi estymowaną sekwencję bitów EBS.

Na fig. 3 przedstawiono bardziej szczegółowo schemat liniowego korektora 3, bloku obliczania wartości metryk gałęzi 4 i bloku wyznaczania przejścia 5. Liniowy korektor 3 przetwarza dane zgodnie z wyrażeniem:

Bk = Ak + A(k-1), k=1,2, ...

Jest on zaopatrzony w dwa rejestry REG1, REG2 i sumator ADD1. Wartość Ak jest podawana do pierwszego rejestru REG1, którego wartość wyjściowa Ak jest podawana do pierwszego sumatora ADD1, jak również do drugiego rejestru REG2. Wartość z wyjścia drugiego rejestru REG2 jest również podawana do sumatora ADD1, którego sygnał wyjściowy jest wartością wejściową Bk detektora.

Blok obliczania wartości metryk gałęzi 4 zawiera dwa sumatory ADD2, ADD3 do obliczania wartości metryk gałęzi b_mp i b_pm według b_mp = Bk + Am; b_pm = Bk - Am z wartości wejściowej Bk detektora, wartości średniej Am i zanegowanej wartości średniej -Am.

Za pomocą bloku wyznaczania przejść 5 ocenia się przejścia próbkowanych danych Yk. Wartości metryk gałęzi b_mp i b_pm wykorzystuje się do obliczania przejść m0, m+, m-danych próbkowanych (patrz fig. 1d).

Na fig. 3 przedstawiono blok wyznaczania przejść 5. Blok ten zawiera dwa obwody negacji 10, 11 oznaczone przez X(-1), sumator ADD4, dwa multipleksery MUX1, MUX2 oraz dwa rejestry REG3 i REG4. Dwa obwody negacji 10, 11, dwa multipleksery MUX1, MUX2 i sumator ADD4 są wykorzystywane do sprawdzania, która z metryk gałęziowych b_mp i b_pm jest tą, która ma minimalną wartość bezwzględną.

Dla realizacji tego określania, w charakterze sygnału sterującego dla multiplekserów MUX1, MUX2 przyjmuje się znak każdej metryki gałęzi b_mp, b_pm. W zapisie uzupełnień do dwóch, stosowanym w przedstawianym przykładzie, znak jest reprezentowany przez najbardziej znaczący bit msb_mp, msb_pm. Znak reprezentowany przez najbardziej znaczący bit b_mp, b_pm, pobierany jest z metryk gałęzi b_mp i b_pm w separatorach 12, 13. Wartość metryki gałęzi b_mp jest doprowadzana do drugiego wejścia multipleksera MUX1, a jej wartość zanegowana, po przepuszczeniu przez obwód negacji 10, jest doprowadzona do pierwszego wejścia multipleksera MUX1. Wartość metryki gałęzi b_mp zostaje podana do drugiego wejścia multipleksera MUX1, natomiast jej wartość zanegowana, po przepuszczeniu przez obwód negacji 10, jest podana do pierwszego wejścia multipleksera MUX1. Wartość metryki gałęzi b_pm jest podana bezpośrednio do pierwszego wejścia multipleksera MUX2, natomiast jej wartość zanegowana jest podana do drugiego wejścia tego multipleksera MUX2.

Jeżeli wartość metryki gałęzi b_mp jest ujemna, to znaczy, jeżeli jego najbardziej znaczący bit jest równy 1, to zanegowana wartość metryki gałęzi b_mp przechodzi przez pierwsze wejście multipleksera MUX1 do pierwszego wejścia sumatora ADD4. Jeżeli wartość metryki gałęzi b_mp jest dodatnia, to znaczy jeżeli msb_mp jest równe 0, to wartość metryki gałęzi b_mp dochodzi przez drugie wejście multipleksera MUX1 do pierwszego wejścia sumatora ADD4.

Minimalna wartość bezwzględna jest określona po dokonaniu sumowania w sumatorze ADD4 w następujący sposób: ocenia się znak sumy, która stanowi wartość wyjściową sumatora. W niniejszym przypadku jest to najbardziej znaczący bit msb_s sumy.

PL 197 549 B1

Jeżeli msb_s jest równe 0, to wartość bezwzględna metryki gałęzi b_pm jest minimalna.

Znak sumy, w niniejszym przypadku msb_s, jest zapisywany do rejestru REG3 bloku wyznaczania przejścia 5.

Sygnał wyjściowy rejestru REG3 jest wyprowadzany z bloku wyznaczania przejścia 5 jako sygnał BR1 wyznaczania przejścia, jak również podawany jest do rejestru REG4, którego sygnał wyjściowy jest wyprowadzany w charakterze sygnału BR0 wyznaczania przejścia.

Sygnały BR1 i BR0 wyznaczania przejścia, wyznaczają wartości metryk gałęzi, które są wyprowadzane do bloku detekcji przejścia 6. Wartości metryk gałęzi są wyznaczane pod następującymi warunkami:

Jeżeli BR1=1 a BR0=0, to znaczy jeżeli minimalna wartość metryki gałęzi b_mp jest poprzedzana minimalną wartością metryki gałęzi b_pm, patrz fig. 1d, to występuje przejście dodatnie m+.

Jeżeli BR1=0 a BR0=1, to znaczy jeżeli minimalna wartość metryki gałęzi b_pm jest poprzedzaną minimalną wartością metryki gałęzi b_mp (patrz fig. 1d), to występuje przejście ujemne m-.

Jeżeli (BR1=0 i BR0=0) lub jeżeli (BR1=1 i BR0=1), to znaczy, jeżeli dwie kolejne minimalne wartości metryki gałęzi są identyczna, czyli obie są typu b_mp, b_mp lub b_pm, b_pm, to znaczy, że wystąpiło przejście m0, bez zmiany stanu.

Na fig. 4 przedstawiono schemat bloku detekcji przejścia 6, który zawiera blok sterujący 8 i sprzężone krzyżowo rejestry przesunięcia SH_SP, SH_SM, które stanowią pamięć metryk ścieżki 9. Pamięć metryk ścieżki 9 jest sterowana poprzez blok sterujący 8. Zależnie od połączeń m0, m+, m-, oznaczonych sygnałami wyznaczającymi BRO, BR1, blok sterujący 8 generuje następujące sygnały, oznaczone na fig. 4:

LD_SP: załaduj równolegle rejestr SH_SP z rejestru SH_SM;

LD_SM: załaduj równolegle rejestr SH_SM z rejestru SH_SP;

SHT_SP: przesuń zawartość rejestru SH_SP w prawo;

SHT_SM: przesuń zawartość rejestru SH_SM w prawo;

SHT_PM: przesuń zawartość rejestru SH_SM i rejestru SH_SP w prawo.

Rejestry te sterowane są w następujący sposób: Jeżeli występuje przejście m0, to znaczy sygnały BR0 i BR1 wyznaczania przejścia mają jednakową wartość, to obydwa rejestry SH_SP i SH_SM są przesuwane równocześnie i do rejestru SH_SP wprowadzana jest wartość poziomu „wysokiego”, a do rejestru SH_SM wprowadzana jest wartość poziomu „niskiego”. Odpowiednim algorytmem wykorzystującym znane operatory i warunki jest następujący:

if(((BR1==0)&&(BR0==0)|| (BR1==1,&&(BR0==1)){ for(j=0; j<14; ++j) { sh sp[14-j]=sh_sp[13-j]; sh sm[14-j]=sh_sm[13-j];

} sh_sp[0]=1; sh_sm=0;

}

W przypadku przejścia m-, to znaczy, kiedy za poziomem „niskim” BR0=0 występuje poziom „wysoki” BR1=1, rejestr SH_SM zostaje przesunięty, i obydwa rejestry mają na wejściu poziom „niski”. Odpowiednim algorytmem jest algorytm następujący:

if((BR1==1)&&(BR0==0)) { for(j=0; j<14; ++j) sh_sp[j+1]=sh_sm[j]; for(j=0; j<14; ++j) sh_sm[14-j]=sh_sm[13-j]; sh_sp[0]=0; sh_sm[0]=0;

}

W przypadku przejścia m+, to znaczy przejścia od poziomu „wysokiego” do „niskiego”, rejestr SH_SM jest ładowany z rejestru SH_SP i następuje przesunięcie w rejestrze SH_SP. W tym przypadku obydwa rejestry mają poziom wejściowy wysoki.

Odpowiednim algorytmem jest algorytm następujący: if((BR1==0)&&(BR0==1)) { for(j=0; j<14; ++j) sh_sm[j+1]=sh_sp[j]; for(j=0; j<14; ++j) sh_sp[14-j]=sh_sp[13-j]; sh_sp[0]=1; sh_sm[0]=1;

}

PL 197 549 B1

Estymowana sekwencja bitów EBS stanowi sygnał wyjściowy ostatniego elementu SH_SP [14] rejestru SH_SP.

Detektor maksymalnego prawdopodobieństwa według wynalazku nie jest wrażliwy na zmiany amplitudy sygnału wejściowego. Jest on niezależny od warunków progowych. Ma prostą budowę i prostą zasadę działania, ponieważ w detektorze maksymalnego prawdopodobieństwa oblicza się tylko dwie wartości metryk gałęzi. Operacja podnoszenia do kwadratu, stosowana dotychczas przy obliczaniu wartości bezwzględnych, w rozwiązaniu według wynalazku, przy obliczeniach wartości metryk gałęzi nie odbywa się. Według wynalazku obliczanie wartości bezwzględnych przeprowadza się przy wykorzystaniu pewnych możliwości sprzętowego systemu arytmetycznego, takich jak sumowanie, multipleksowanie itp.

Wspomniane korzystne właściwości tego rozwiązania prowadzą do zwiększenia prędkości działania detektora ML i zmniejszenia złożoności sprzętu, bez utraty zdolności detekcji ML.

Ogólna zasada wynalazku może być stosowana również w przypadku zastosowań fonicznych lub wizyjnych CD i DVD, w części akwizycyjnej, dla poprawy jakości detekcji danych odczytywanych z nośnika zapisu, zwłaszcza optycznego nośnika zapisu.

Claims

1. Sposób detekcjj sygnału otrzymywanego z sygnału kanałowego. który jest sygnałem strumienia bitów, w którym to sposobie przeprowadza się cyfryzację sygnału otrzymanego z kanału za pomocą przetwornika analogowo-cyfrowego z wyjściowym cyfryzowanym sygnałem kanałowym, oblicza się za pomocą bloku segmentacji średnią wartość Am cyfryzowanego sygnału kanałowego, następnie, za pomocą subtraktora oblicza się cyfryzowany sygnał przez odejmowanie średniej wartości od cyfryzowanego sygnału kanałowego i generuje się za pomocą korektora skorygowany sygnał z cyfryzowanego sygnału, znamienny tym, że generuje się za pomocą bloku obliczania wartości metryk gałęzi (4) pierwszą wartość metryki gałęzi (b_mp) i drugą wartość metryki gałęzi (b_pm) ze skorygowanego sygnału (Bk) z wykorzystaniem średniej wartości (Am) i zanegowanej wartości średniej (-Am), wyznacza się minimalną wartość (b_ml) wygenerowanej pierwszej wartości metryki gałęzi (b_mp) i drugiej wartości metryki gałęzi (b_pm), wyznacza się za pomocą bloku wyznaczania przejścia (5) przejście (m-, m+, m0) z uwzględnieniem minimalnej wartości (b_ml) i uprzednio określonej minimalnej wartości, a ponadto generuje się za pomocą bloku detekcji przejścia (6) sygnał strumienia bitów (EBS) z uwzględnieniem kolejnych przejść (m-, m+, m0).

2. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że wartości metryk gałęzi (ia_rm^- b_pm) obllcza się tylko dla przejść ze zmianą stanu.

3. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że podczas wyznaczania minimalnej wartości (b_ml) sumuje się za pomocą sumatora (ADD4) pierwszą bezwzględną wartość wydzieloną z pierwszej wartości metryki gałęzi (b_mp) i drugą bezwzględną wartość wydzieloną z drugiej wartości metryki gałęzi (b_pm), a ponadto przyjmuje się znak sumy jako wskazanie minimalnej wartości (b_ml).

4. Sposób według zass:rz. 3, znamienny tym, że pierwszą bezwzględną wartość generuje się przez inwersję najmniej znaczących bitów pierwszej wartości metryki gałęzi (b_mp) w przypadku, kiedy jej bit najbardziej znaczący jest ustawiony na poziomie wysokim, a drugą bezwzględną wartość generuje się przez inwersję najmniej znaczących bitów drugiej wartości metryki gałęzi w przypadku, kiedy jej bit najbardziej znaczący jest ustawiony na poziomie niskim.

5. Urządzę nie do d^e^l^<ci sygnału otrzymywanego z sygnału kanałowego, który jess sygnałem strumienia bitów, w którym to urządzeniu do wejściowego przetwornika analogowo-cyfrowego jest dołączony blok segmentacji mający wejście cyfryzowanego sygnału kanałowego i wyjście średniej wartości tego cyfryzowanego sygnału kanałowego, połączone z jednym wejściem subtraktora, którego drugie wejście jest połączone z wyjściem cyfryzowanego sygnału przetwornika analogowo-cyfrowego, przy czym wyjście subtraktora, będące wyjściem przeliczonego w procesie odejmowania cyfryzowanego sygnału, jest połączone z wejściem korektora mającego wyjście skorygowanego sygnału, połączone z wejściem bloku obliczania wartości metryk gałęzi, który ponadto ma wejście średniej wartości połączone z wyjściem bloku segmentacji i wejście zanegowanej średniej wartości połączone z drugim wyjściem bloku segmentacji, znamienne tym, że blok obliczania wartości metryk gałęzi (4) ma pierwsze wyjście generowanej pierwszej wartości metryki gałęzi (b_mp) i drugie wyjście generowanej drugiej wartości metryki gałęzi (b_pm), dołączone do wejść bloku wyznaczania przejścia (5) mającego

PL 197 549 B1 pierwsze wyjście sygnału wyznaczonego z minimalnej wartości (b_ml) pierwszej metryki gałęzi (b_mp) i drugie wyjście sygnału wyznaczonego z minimalnej wartości (b_ml) drugiej metryki gałęzi (b_pm) z wyznaczonymi przejściami (m0, m+, m-), które to wyjścia bloku wyznaczania przejścia (5) są połączone z wejściami bloku detekcji przejścia (6) mającego wyjście sygnału strumienia bitowego (EBS).

6. U rządzenie według zastrz. 5, znamienne tym, że blok obllczania wartości metryk gałęzi (-4) zawiera pierwszy sumator (ADD2), którego jedno wejście jest połączone z wyjściem średniej wartości (Am) bloku segmentacji (1), a którego drugie wejście jest połączone z wyjściem skorygowanego sygnału (Bk) korektora (3) i jednym wejściem drugiego sumatora (ADD3), którego drugie wejście jest połączone z wyjściem zanegowanej średniej wartości (-Am) bloku segmentacji (1), przy czym wyjście pierwszego sumatora (ADD2) jest pierwszym wyjściem bloku obliczania wartości metryki gałęzi (4) obliczonej pierwszej wartości metryki gałęzi (b_mp), a wyjście drugiego sumatora (ADD3) jest drugim wyjściem bloku obliczania wartości metryki gałęzi (4) obliczonej drugiej wartości metryki gałęzi (b_pm).

7. U rządzenie według zassirz. 5 albo 6, znamienne tym, że blok wyznaczania przejścia (15) zawiera sumator (ADD4), którego jedno wejście jest poprzez pierwszy multiplekser (MUX1) połączone z wyjściem pierwszej wartości metryki gałęzi (b_mp) bloku obliczania wartości metryk gałęzi (4), a którego drugie wyjście jest poprzez drugi multiplekser (MUX2) połączone z wyjściem drugiej wartości metryki gałęzi (b_pm) bloku obliczania wartości metryk gałęzi (4), przy czym przed jednym wejściem pierwszego multipleksera (MUX1) jest włączony pierwszy obwód negacji (10) i przed jednym wejściem drugiego multipleksera (MUX2) jest włączony drugi obwód negacji (11).