CN1254157A - 使用样本内插的数据检测装置及其方法 - Google Patents

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Abstract

提供了一种使用样本内插的数据检测装置及其方法。以小于数据再现速率的速率将RLL编码数据提供给模/数(A/D)转换,以提供采样数据,相对于减少了一半的样本,使用内插对具有数据再现速率的样本进行估计,并从估计的样本来恢复记录记录介质上的数据。从而,由于以两倍于给定A/D转换速率的速率再现数据,因此该装置和方法对高速数据再现有益。

Description

使用样本内插的数据检测装置及其方法
本发明涉及数据检测，尤其涉及一种在恢复原始信号时使用的用于以再现速率的一半速率检测游程长度限制(RLL)编码数据并采用样本内插估计具有高再现速率的数据的装置。
在作为一种商业化DVD***的4.7千兆字节(Gbyte)数字通用盘只读存储器(DVD-ROM)***中，再现信号的大多功率谱能量集中在低频频谱域中，其中数据以小于或等于1/4再现速率的速率进行再现。
参照图1，该图表示的是一般的DVD***，编码器和调制器102对用户数据进行纠错码(ECC)编码，并采用预定调制方案(如8至16调制)对ECC编码的数据进行调制，并提供RLL编码数据ak。数/模转换器(DAC)104将从编码器和调制器102输出的RLL编码数据转换成模拟数据。
在使用半导体激光的光功率进行记录的DVD***中，必须优化地调节写入功率以适应记录介质，以便优化记录域。因此，写脉冲发生器106产生对应于DAC 104的输出的写脉冲。对应于所产生的写脉冲的二进制数据通过光盘通道108记录在盘上。
使用在盘再现期间获得的信号z(t)来检测存储在盘中的通道比特序列{ak}。为了保证检测器的性能和信号边际，采用诸如PRML(部分响应最大似然度)技术的数字信号处理算法。换句话说，通过光盘通道108从盘再现的再现信号z(t)经过滤波器110，该滤波器110的带宽为1/2T，其中T是符号周期。这是因为，再现信号，即RLL编码数据，集中在低频频谱域中。
模/数转换器(ADC)112将通过滤波器110的再现信号z(t)以与符号周期为T的符号时钟信号同步地转换成数字信号，该符号同步器114用于反馈和接收ADC 112的输出，从而提取出数字样本序列{zk}，其中该符号时钟信号由符号同步器114提供。符号检测器116使用最大似然解码算法对数字样本进行维特比(Viterbi)解码，以恢复记录在盘上的通道比特序列k。解码器和解调器118对从符号检测器116提供的所恢复的通道比特序列{k}进行16至8解码，并对解调数据进行ECC解码，以提供最终用户数据。
在图1所示的4.7G字节DVD-ROM***中，从光盘通道108获得的再现信号z(t)的功率谱表现为其大多数信号功率谱集中在低频频谱域，其中信号以小于或等于1/4再现速率的速率进行再现，如图2所示。因此，即使以再现速率(即1/T)的一半速率而不是以再现速率进行模/数(A/D)转换，由A/D转换引起的损耗仍可忽略。
但是，现有的DVD***或数字接收机并不基于这种特性，而是以与再现速率相同的速率执行A/D转换以检测数据。因此，在给定ADC的最大操作速率情况下，传统检测器的数据再现速率被限制在A/D转换的最大采样速率内。
为了解决上述问题，本发明的一个目的是提供一种数据检测装置，它能够高速地再现数据而不受限于模/数(A/D)转换的采样速率。
本发明的另一目的是提供一种数据检测装置，用于以对应于数据再现速率的一半的速率对再现信号进行采样，使用样本内插来检测具有与再现速率一样的速率的数据，并使用检测数据来恢复原始信号。
本发明的又一目的是提供一种数据检测方法，该方法允许高速数据再现，并且数据再现速率不受限于模/数(A/D)转换的采样速率。
本发明再一目的是提供一种数据检测方法，用于以对应于数据再现速率一半的速率对再现信号进行采样，使用样本内插来检测具有与再现速率一样的速率的数据，并使用检测数据来恢复原始信号。
因此，为了实现上述目的，提供了一种用于检测游程长度限制(RLL)编码数据的装置，该装置包括：采样器，用于以小于再现速率的速率对所接收到的RLL编码数据进行采样，以提供采样数据；及估计器，用于使用样本内插以采样数据对具有再现速率的采样值进行估计。
根据本发明的另一发明，提供了一种用于检测游程长度限制(RLL)编码数据的方法，该方法包括如下步骤：(a)以小于再现速率的速率对所接收到的RLL编码数据进行采样，以提供采样数据；及(b)使用样本内插以采样数据对具有再现速率的采样值进行估计。
参照附图对本发明优选实施例的详细描述，本发明的上述目的和优点将变得更加清楚，附图中：
图1是一般DVD***的框图；
图2表示再现信号的功率谱；及
图3是根据本发明优选实施例的数据检测装置的电路图。
下面将参照附图来描述使用样本内插的数据检测装置和方法的优选实施例。
如图3所示，本发明提出的数据检测装置包括模拟低通滤波器202、ADC 204、数字内插滤波器206、符号同步器212和符号检测器214。首先，使从盘再现的模拟再现信号z(t)通过带宽为1/4T(符号周期)的模拟滤波器，具体地讲为模拟低通滤波器(LPF)202。这里，可以使用带宽为1/4T的模拟滤波器的原因是RLL编码数据的再现信号的大多数功率谱能量集中在小于1/4再现速率的低频频谱域，如图2所示。
ADC 204根据其周期为2T的符号时钟信号对通过模拟低通滤波器202的再现信号z(t)进行采样，以产生采样的符号序列{xk}，其中该符号时钟信号由与数字内插滤波器206的输出同步的符号同步器212产生。数字内插滤波器206的内插器208在从ADC 204提供的以2T周期采样的符号序列{xk}之间内插0，然后使内插器208的输出通过带宽为1/4T的数字滤波器(具体地讲为数字低通滤波器210)，以产生速率为1/T的估计样本序列
Figure A9912445600061
。使用内插获得通过以速率1/T进行采样提取出的{zk}的估计样本序列
Figure A9912445600062
。数字内插滤波器206被设计成使用Parks-McClellan算法或最小二乘算法，该算法公开于Andrea Antoniou的“Digital Filters(数字滤波器)”，Analysis(分析)，Design(设计)and Application(应用)，McGraw-Hill，1993。
这样获得的1/T速率的估计样本序列 被提供给符号检测器214。然后，符号检测器214采用最大似然解码算法来恢复存储在盘中的通道比特序列{k}。本发明的数据检测装置除以下几个方面外与传统装置相同，模拟低通滤波器203的带宽为1/4T，这对应于传统模拟低通滤波器带宽的一半，还设置数字内插滤波器206，并且符号同步环路具有轻度延时。
根据本发明，由于使用传统ADC以两倍于传统再现速率的速率来再现数据，因此，本发明的有益之处在于可用来实现高速数字接收机。特别是，在高密度DVD***中，由于再现信号的大多数能量集中在小于或等于1/4T的低频频谱域中，因此，本发明的数据检测装置对高密度DVD相当有益。除DVD***外，本发明还可应用于用于接收RLL编码数据并检测该数据的数字接收机。
如上所述，根据本发明，以数据再现速率一半的速率对RLL编码再现信号进行采样，相对于减少了一半的样本，通过使用内插来估计具有数据再现速率的样本，并且从估计的样本来恢复记录在记录介质上的数据。从而，由于可以以两倍于传统再现速率的速率来再现数据，因此，本发明对高速数据再现有益。

Claims (12)

1.一种用于检测游程长度限制(RLL)编码数据的装置，包括：
采样器，用于以小于再现速率的速率对所接收到的RLL编码数据进行采样，以提供采样数据；及
估计器，用于使用样本内插以采样数据对具有再现速率的采样值进行估计。
2.如权利要求1所述的装置，其中所述采样器以再现速率一半的速率对所接收到的RLL编码数据进行采样。
3.如权利要求1所述的装置，其中所述采样器是模/数转换器(ADC)，用于以两倍于符号周期的周期对RLL编码数据进行采样。
4.如权利要求1所述的装置，其中所述估计器是数字内插滤波器，所述数字内插滤波器包括：
内插器，用于在采样数据之间内插0；及
滤波器，其带宽相对于符号周期T为1/4T，所述滤波器用于对内插器的输出进行低通滤波。
5.如权利要求1所述的装置，还包括：
模拟滤波器，其带宽相对于符号周期T为1/4T，所述模拟滤波器用于对所接收到的RLL数据进行低通滤波；及
符号检测器，用于从估计的样本使用最大似然解码算法来恢复原始信号。
6.如权利要求1所述的装置，还包括符号同步器，用于反馈和提供估计器的输出，以将具有两倍于符号周期的周期的采样时钟信号提供给采样器。
7.如权利要求1所述的装置，其中所述装置用于数字通用盘(DVD)***。
8.如权利要求1所述的装置，其中所述装置用于接收机，用于接收RLL编码数据。
9.一种用于检测游程长度限制(RLL)编码数据的方法，包括如下步骤：
(a)以小于再现速率的速率对所接收到的RLL编码数据进行采样，以提供采样数据；及
(b)使用样本内插以采样数据对具有再现速率的采样值进行估计。
10.如权利要求9所述的方法，其中在所进步骤(a)中，以再现速率一半的速率对所接收到的RLL编码数据进行采样。
11.如权利要求9所述的方法，其中所述步骤(b)还包括如下子步骤：
(b1)在采样数据之间内插0，以提供具有再现速率的内插数据；及
(b2)以相对于符号周期T的1/4T带宽，对内插数据进行低通滤波。
12.如权利要求9所述的方法，还包括如下步骤：
以相对于符号周期T的1/4T带宽，对所接收到的RLL编码数据进行低通滤波；及
从估计的样本，使用最大似然解码算法来恢复原始信号。
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