TWI304208B - Method for compensating an offset in an asymmetric reproduction signal - Google Patents

Description

1304208 五、發明說明（1) 發明所屬之技術領域 本發明係關於來自光學記錄媒體的重製信號中不對稱 之補償方法。本發明又關於使用此方法讀/寫於光學記錄 媒體用之裝置。 先前技術 由於光學記錄媒體上的資料儲存密度高，調變轉移功 能陡降。所以，類比重製信號之高頻成份，較之低頻成份 有相當大的減弱。以目前開發中的藍輝光碟（BD)而言，儲 存容量大約250億位元組，最短的運轉長度成份（2T)與最 長的運轉長度成份（8T)相較，衰減因數在20dB以上。此造 成大量的符號間干擾。眼睛圖案，即光學記錄媒體讀/寫 裝置所用光檢波器陣列輸出信號合計所得高頻信號（「重 製信號」），甚至在接近閉合時亦無雜訊。此外，重製信 號亦為非線型，以致眼睛圖案乃強烈不對稱。此會特別是 因過度書寫功率等非最適記錄狀況所造成，導致在光學記 錄媒體上標諸、和空間的不同長度。此不對稱量會比最短運 轉長度信號的波幅為大。 為可靠資料檢波起見，進一步處理重製信號所必要的 位階中間信號，必須正確位於重製信號的最短運轉長度成 份的中間。此可由重製信號減去偏離補償器所產生的偏離’ 補償信號而達成。 此項解決方案例如載於美國專利第6, 324, 1 44號，此 項前案顯示利用數位形式處理重製信號，校正重製信號中 所存在不對稱用之裝置。類比/數位轉換器把類比重製信

1304208 五、發明說明（2) 號轉換成數位重製信號。預定不對稱補償信號即加在數位 信號，獲得不對稱補償過信號。最後，從不對稱補償信號 檢波二進位非歸零反相（NRZ I )資料信號。此二進位資料信 號利用裝置輸出。為測定不對稱補償信號，檢波數位重製 信號之零交叉點。零交叉點需用來控制符號位元計數操作 ，以供控制不對稱校正器。 該前案揭示之解決方案，係為最短運轉長度為3T的 DVD-RAM而開發，其缺點為，若最短運轉長度成份之波幅 小於重製信號之不對稱，即無法可靠進行零交叉點之檢波 。在此情況下，最短運轉長度成份在雜訊地板幾乎消失， 不容易檢測零交叉點。 發明内容 所以，本發明之目的，在於擬議不對稱重製信號内偏 離之補償方法，即使在最短運轉長度成份的波幅較重製信 號的不對稱為小，即無法為最短運轉長度成份進行零交叉 點檢波時，亦可補償偏離。 按照本發明，此目的是由不對稱重製信號中偏離之補 償方法達成，於此，從重製信號減去偏離補償器所產生之 偏離補償信號，包括步驟為： 從不對稱重製信 '號檢測二進位資料信號；和 使用二進位資料信號以獲得偏離補償信號。 使用只假設二個別數值之二進位資料信號獲得偏離補 償信號的優點是，可以遠較假設複數個別數值之數位重製 信號為高的可靠性，獲得偏離補償信號。即使不可能檢測

1304208 五、發明說明（3) 零交叉點，仍可得偏離補償信號。 此方法宜又包括步驟：檢測二進位資料信號之最短運 轉長度成份，以獲得偏離補償信號。由於最短運動長度成 份最受重製信號不對稱之影響，只用為獲得偏離補償信號 之此等成份已夠。在此情況下，每次檢測最短運轉長度成 份，即產生施能信號，以施能於偏離補償。當然，亦可檢 測具有另一運轉長度之信號成份，並產生個別施能信號。 如先前技藝所知，最短運轉長度成份的波幅比重製信號的 不對稱為小時，即不可在檢測二進位資料信號之前，基於 數位重製信號之安全運轉長度檢波。 此方法宜又包括步驟，即在獲得偏離補償信號之前和 /或從重製信號減去偏離補償信號之前，延遲不對稱重製 信號。如此即可補償因從不對稱重製信號檢測二進位資料 信號，以及運轉長度檢波，所造成之處理延遲，故施能信 號和相對應不對稱補償信號，與重製信號之最短運轉長度 樣品正確一致。延遲不對稱重製信號可例如利用暫存器 鍵。 此方法宜又包括步驟，在檢測二進位資料信號之前， 把不對稱重製信號相對於數位零定中心。此定中心是例如 令重製信號通過截剪器為之。把不對稱重製信號定'中心， 不補償偏離，即足夠可靠運轉長度檢波，直至偏離補償已 安定至最後偏離補償信號。 部份反應最大輕易檢波或逐一位元檢波器，宜用於檢 測二進位資料信號。二種檢波器均在其輸出處輸送不歸零

1304208 五、發明說明（4) (NRZ )資料流，可用於獲得不對稱補償信號。雖然部份反 應最大輕易檢波器，例如部份反應均衡器組合Vi terbi檢 波器，輸送較低位元誤差率，並具有較高效能，惟逐一位 元檢波器較廉價，並簡化重製信號樣本之必要延遲。 按照本發明又一精進，檢測複數運轉長度的二進位資 料信號，以獲得運轉長度依賴性偏離補償信號，因而能夠 偏離補償。對於各信號樣本，使用相當於信號樣本運轉長 度之偏離補償信號，以供偏離補償。如此一來，偏離不但 為最短的運轉長度補償，而且對波道調變所容許的其他運 轉長度選擇性補償，以致更加可靠之資料檢波，因而導致 較低之位元誤差率。在此情況下，可完美使用部份反應最 大輕易檢波器，以檢測用來獲得不同的偏離補償信號之二 進位資料信號，並使用簡單逐一位元檢波器，以控制用來 選擇適當偏離補償信號之多工器。 按照本發明另一要旨，不對稱重製信號中偏離之補償 所用偏離補償器，包括偏離補償信號發生器。以發生偏離 補償信號，以及減法器，供從重製信號減去偏離補償信號 ，又包括二進位資料信號檢波器，以供從不對稱重製信號 發生二進位資料信號，於是使用二進位資料信號以獲得偏 離補償信號。 ' 此偏離補償器的優點是，其作用較使用數位重製信號 以獲得偏離重製信號之偏離補償器為可靠。 偏離補償器又包括最短運轉長度檢波器，供檢測二進 位資料信號之最短運轉長度成份，以獲偏離補償信號。最

1304208 五、發明說明（5) 短的運轉長度檢波器會發生施能信號，每次檢測到最短運 轉長度時，即施能於偏離補償。此外，亦宜設備其他運轉 長度成份用之檢波器。 偏離補償器宜又包括延遲機構，於獲得偏離補償信號 之前和/或從重製信號減去偏離補償信號之前，把不對稱 重製信號延遲。以此方式，考慮到二進位資料信號檢波器 和/或最短運轉長度檢波器内信號處理造成的延遲，故施 能信號和相對應不對稱補償信號，即與重製信號之最短運 轉長度樣本正確一致。暫存器鏈即可例如用作延遲機構。 當然，其他延遲機構亦可用。在檢測另一運轉長度時，亦 宜設備相對應延遲機構。 偏離補償器宜包括定中心機構，在產生二進位資料信 號之前，把不對稱重製信號相對於數位零定在中心。可能 之定中心機構是截剪器，甚至不需為可靠運轉長度檢波充 分補償重製之偏離中心，直至偏離補償已安定在最後偏離 補償信號。 按照本發明一具體例，偏離補償器最好使用部份反應 最大輕易檢波器，或逐一位元檢波器，以供發生二進位資 料信號。雖然部份反應最大輕易檢波器，例如部份反應均 衡器組合Viterbi檢波器，輸送較低位元誤差率，和具有 較高效能，但逐一位元檢波器較廉，並簡化重製信號樣本 之必要延遲。當然，其他類型之二進位資料信號檢波器亦 可用。 宜使用複數運轉長度檢波器，以檢測二進位資料信號

1304208_ 五、發明說明（6) 之複數運轉長度，俾獲得運轉長度依賴性偏離補償信號， 因此施能於偏離補償。如此，可為任何所需運轉長度補償 ，以致更加可靠之資料檢波。 按照本發明，記錄媒體之讀/寫裝置進行方法，或包 括本發明偏離補償器。此裝置之優點為，容許更為可靠之 資料檢波，因而在高密度光學記錄媒體重製時，有較低的 位元誤差率。 實施方式 為更加明瞭本發明起見，參照附圖詳述較佳造型如下 。須知本發明不限於此等具體例，其特點亦可權宜組合和 /或修飾，不悖本發明之範圍。 第1圖表示由光學記錄媒體重製資料所得不對稱眼睛 圖型1。圖示為信號波幅A對時間t。由圖可見最長運轉長 度成份的高峯至高峯數值18PP，即最高位階18B和最低位階 18L間之差異，遠比最短運轉長度成份的相對應高峯至高峯 值I2PP為大，後者當然是由最短運轉長度成份的最高位階 I2B和最低位階I2L算出。此差異主要由調變傳送功能陡降所 造成，即高頻成份較低頻成份大為衰減。此外，由圖可見 最長運轉長度成份之中間位階2，與最短運轉長度成份之 中間位階3有明顯差異。此項不對稱是重製信號的非線型 所造成。由於眼睛圖案1幾近閉合，此項不對稱對可靠資 料檢波有嚴重限制。 第2圖為本發明偏離補償器之方塊圖。類比重製信號 ARS以類比/數位轉換器（ADC)4，轉換成數位領域。為簡

第11頁 1304208 五、發明說明（7) 別名化。‘上：: 1 j比『均衡化和’或低通濾波以防 鐘回復鎖相迴i(PIm有鏟報時和數位邏輯用之位元時 位預均衡器5，以中产& A J =重製信號可視需要通過數 0 中度放大尚頻成份。 数位重製信號DRS通過截剪5§β， 零位階定中心。此6砰見苐3圖，繞數位 償雷路U已句可罪之運轉長度檢波，直至偏離補 m定在最後2τ偏離補償信號2τ〇。 a ^ I I ^ ^ ^ 9處理。Vit K 應目標，並以viterbi檢波器

。部份反；# = ^檢波15 9在其輸出處輸送不歸零資料流NRZ 反器和 ^易松波盎。由於此等檢波器不但分析單一位元 2Τ0之位疋元誤列差位率元，可以輸送足夠檢測2Τ偏離補償信號 A 流通到第4圖詳示的最短運轉長度檢波電路1 2 丄^ ^犒電路產生迴路施能信號LE。每當檢測到Η運轉 長度成伤，此信號^即高。來自截剪器6的數位重妒 ,RS0，以暫存器鏈丨〇延遲，以補償部份反應均衡器8，儿 iterbi檢波器9和運轉長度檢波電路12之處理延遲。如此 念在偏離補償電路n輸入、處，2T成份與迴路施能信號^正 石一致。偏離補償電路i i輸出偏離補償信號2T〇，利用減 法器7從定中心數位重製信號讪讥減去，並調節到最後零 仇階已正確置於最短運轉長度波幅之中間為止。 在第3圖内表示數位重製信號DRS相關於數位零之定中

第12頁 1304208 -------- 一" '~ ~ 五、發明說明（8) 一 ' ~~ " 一-- 用截剪器6。數位重製信號DRS通過延遲62， 位 檢波器63，以檢測數位重製信號DRS之符號位元s^。〜由位/ 久=6一4輸$正亡（+ 〇. 〇〇〇1)或負值（一〇 〇〇〇1)，視符號位元 夕 器之輸出#號通到限制器6 6和儲存元件6 7。 儲存之輸出信號一方面利用加法器65加=^764 Ϊ輸ΪΪΪμΞ ί面利用減法器61從數位重製信號 $ :限制器66用來保持儲存元件67之輸出信號於預定限度 ^ 「表^示運轉長度2T《運轉長度檢波電路丨2。三個

Hi、甬閘124。第一信號是二進位資料流NRZ。第 '说為通過苐遲121和「非」閘123之二進 NRZ弟二仏唬是通過第一延遲121和第二 位資料流I「和」閉124的輸出一方面二22或之，進 i26果在另方隹面通過第三延遲125饋至「或」閘126。所以， 料流NRZ内發現2T成份，電路11即發射「1 」f 凊況下，迴路施能信號LE在二時鐘循環之際為右 釕〔、他連轉長度，檢波電路相對應操作。 2T0之電ί示ΐ ί最短運轉長度成份2T用偏離補償信號 即包二L此電Λ11與第3圖所示截剪器6大部份相似 器76、儲存元件77。秋而，雷‘ η 、加法益Μ、限制 用篦4円斛-姑”、、而電路11包括另一多工器78，利 2 2 H+所不運轉長度檢波電路12發射之迴路施能 控制。若迴路施能信號LE無源，另一多工器78輸出。零值。

第13頁 1304208 發明說明（9) 右1路施能信號LE有源，則另一多工器輸出多工器74之輸 出信號。所以，如測得最短運轉長度成份2T，則只好更新 偏離補償信號2T0。 、&第6圖表示複數運轉長度偏離補償器之方塊圖。偏離 補償器大部份相當於第2圖所示偏離補償器。然而，在此 情況下，運轉長度檢波器1 2可檢測2T至5T之運轉長度。此 外’在戴剪器6和減法器7之間引進又一延遲元件1 6 Γ各檢 測過運轉長度成份而言，檢波器丨2可把相對應迴路施能信 號2TLE至5TLE送至偏離補償電路11。此電路^可為各運^ 長度成份產生偏離補償信號。多工器13用來選擇各信號樣 本用之適當偏離補償信號〇 F S。為此目的，定中心數位重 製信號DRS0通到逐一位元檢波器14，在其輸出處輸送不歸 零資料流NRZ。此資料流NRZ饋送至又一運轉長度檢波器15 ，控制多工器1 3。利用運轉長度檢波器1 5進行運轉長度檢 波所需處理時間，必須又一延遲元件1 6來補償。如此一來 ，偏離不但可為最短運轉長度，而且可選擇性為其他運轉 長度補償，此為波道調變所容許。 第7圖表示偏離補償不同階段之信號。圖示為信號波 幅A對時間t。所有信號均正常化至最大波幅值「1」，以 求簡明。第7a圖表彔理想的重製信號，相當於光學記錄媒 體上之標諸、和空間。在第7 b圖中，表示在類比/數位轉換 器4之後，但在截剪器6之前的數位重製信號DRS。信號DRS 不相關於數位零線定中心。而是有所偏離△，可由截剪器 6除去，而由眼睛圖案1中不對稱造成的又一偏離2T0，不

第14頁 1304208 五、發明說明（ίο) 能由截剪器6除去。第7 c圖表示截剪器6後的數位重製信號 DRS0。由圖上可見，偏離△已除去。然而，眼睛圖案1中 不對稱造成的又一偏離2T0仍在。在第7d圖中，表示偏離 補償後之數位重製信號。從數位重製信號DRS0減去偏離補 償信號2T0，即已除去又一偏離2T0。

第15頁 1304208 圖式簡單說明 第1圖表示具有不同運轉長度成份之不對稱眼睛圖案； 第2圖表示本發明偏離補償器之方塊圖； 第3圖表示數位重製信號相關於數位零定中心用之截 剪器； 第4圖表示運轉長度2T用之運轉長度檢波電路； 第5圖表示獲得偏離補償信號用之電路； 第6圖表示複數運轉偏離補償器之方塊圖； 第7圖表示偏離補償不同階段之信號例。

第16頁

Claims (1)

1304208 、申睛專利範圍 -'>---—一 於 1 · 一種不對稱重製信號（DRS0)中值抓^ j 償β it唬（DRS0)減去偏離補償信號（〇FS)，偏離補 ;“…彳用偏離補償器產生，其特徵:“包括如下步 資料信號 rMDr7從不對稱重製信號（DRS0)檢測 UNKZ);以及 (0FS)者使用二進位資料信號（NRZ)，以獲得偏離補償信號 测二m:!專利範圍第1項之方法，又包括步驟為 進位貝料信號（NRZ)的最短運轉長度份，以獲得偏 信號彳npc、土 1 又m w 檢 離補償信號（0FS)者。 在赛得I 1 i ί利粑圍第1或2項之方法，又包括步驟為， %，侍偏離補償信號（〇FS)之前和/或從重製赛（） 減去偏離補償俨驊^ CDKS0) 者。 1貝L唬（〇FS)之刖，延遲不對稱補償信號（0FS) 4·如申請專利範圍第1項之方法，又句杠丰_ fj;二進位資料信號(_之前，把不對稱為’在 (so)相關於數位零線定中心者。 I “號 5·如申請專利範圍第i項之方法，又 用部份反應最大輕易檢波器、（8, 9)或逐一位二，，，使 以檢測二進位資料信號（NRZ )者。 波器（9 )， 6 ·如申請專利範圍第1項之方法，又 測二進位資料信號（NRZ)的複數運轉長度，以& =為，檢 度依賴性偏離補償信號（〇FS)，並因而施能於長

第17頁 1304208 六、申請專利範圍 者。 補e 1· 一 ί f不對稱重製信號（DRS0)中偏離之補償用偏離 俨離補償信號發生器（11)，供發生偏離補償 i = 二:減法器，可供從重製信號（DRSO)減去偏 波哭& ^广 ，其特徵為，又包括二進位資料信號檢 ί i 以ΐ不對稱重製信號（DRS0)發生二進位資 信ifoisH ό 一 資料信號（NRZ)係用來獲得偏離補償 ^ ^ i ： I ：1 Ϊ a f)^ 5 χ^" 遲機m:;圍第7或8項之偏離補償器，又包括延 從重製>r节（DRSO^i Ϊ得偏離補償信號（0FS)之前和/或 ΐ=ί;==偏離補償信_之前， 心機ϋΓ)申ϊΐΐ範圍第7項之偏離補償器，又包括定中 重製信號⑽州相關於數位Vyyv=z者前，令不對稱 ^ m k1 ///J|T( 81 f) ^ ^ ^ ^ ^ 二進位資料信號（NRZ)者。$、位兀檢波器（8)，供發生 1 2 ·如申請專利範圍繁7 tg々μ必、、、， 運轉長度檢波器（1 2 )，以供拎離補^器，又包括複數 複數運轉長度，俾獲得運“二二=進位資料信號（NRZ)之 軺長度依賴性偏離補償信號

第18頁 1304208 六、申請專利範圍 (0FS)，並因而施能於偏離補償者。 1 3. —種光學記錄媒體讀/寫裝置，其特徵為，進行 申請專利範圍第1項之方法，或包括申請專利範圍第7項之 偏離補償器者。

第19頁