KR100202545B1

KR100202545B1 - 기록매체의 재생신호 판정 장치 및 방법

Info

Publication number: KR100202545B1
Application number: KR1019950051434A
Authority: KR
Inventors: 강기원
Original assignee: 구자홍; 엘지전자주식회사
Priority date: 1995-12-18
Filing date: 1995-12-18
Publication date: 1999-06-15
Also published as: KR970055627A; US5907567A

Abstract

본 발명은 RLL(Run-Length Limited) 부호화와 NRZI를 사용하고 (1+D)PR채널을 적용하고 있는 디스크 저장 시스템에서, 비터비 검출기의 구현 기술에 관한 것으로, 종래의 비터비 검출기에 있어서는 어느정도의 시간이 경과된 후에라야 복원된 값을 얻을 수 있고, A값에 따라 성능상에 많은 차이가 발생되고, 그 A값을 찾는데 어려움이 있었는 바, 본 발명은 이를 해결하기 위하여, 현재 입력에 -1을 곱하는 인버터(601)와, 상기 인버터(601)의 출력을 소정시간 지연시켜 출력하는 지연기(602)와, 현재 입력값과 상기 지연기(602)를 통해 공급되는 이전 입력값을 비교하여 이전 입력값이 작을 경우에는 논리치 1을 출력하고, 이전 입력값이 클 경우에는 -1을 출력하는 비교기(603)로 변형된 비터비 검출기를 구현함으로써 회로를 간단하게 구현하면서도 성능을 저하시키지 않게 된다.

Description

기록매체의 재생신호 판정 장치 및 방법

제1도는 일반적인 기록매체의 재생신호 판정장치의 트렐리스도

제2도는 (1+D)의 경우에 대한 트렐리스도

제3도는 제1도에서 발생될 수 있는 각 경우의 분석도로서,

(a)는 부극성 합병도.

(b)는 크로스 오버도.

(c)는 정극성 합병도.

(d)는 합병이 없을때의 메트릭도.

제4도는 △_k'= △_k/4A로 정의 된 결과표.

제5도는 일반적인 기록매체의 재생신호 판정장치의 일실시예를 보인 비터비 검출기의 블록도.

제6도는 본 발명에 의한 기록매체의 재생신호 판정장치의 일실시 예를 보인 비터비 검출기의 블록도.

제7도의 (a)는 RLL(2,10) 부호의 결과 표.

(b)는 (a)를 NRZI로 생성하였을때의 결과 표.

(c)는 (b)가 (1+D) 채널을 통과하였을때의 표.

(d)는 (c)의 변형된 결과 표.

제8도의 (a) 및 (b)는 제7도 ⓐ의 경우에 대한 Ferguson 비터비 검출기의 동작설명도.

제9도의 (a) 및 (b)는 제7도 ⓑ의 경우에 대한 Ferguson 비터비 검출기의 동작설명도.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

600 : (1+D)등화기 601 : 인버터

602 : 지연기 603 : 비교기

본 발명은 RLL(Run-Length Limited) 부호화되어 NRZI 방식으로 기록된 데이터를 판독할 때 보다 간략하게 판독하는 기술에 관한 것으로, 특히 기록매체로부터 재생되는 신호를 소정 간격으로 표본화하여 이를 PR등화하고, 그 NRZI로 기록된 신호를 PR등화할 때 신호가 반전되는 구간에만 0가 되는 것에 착안하여 보다 간략하게 신호를 판독할 수 있도록한 기록매체의 재생신호판정 장치 및 방법에 관한 것이다.

일반적으로, 저밀도의 정보 저장 시스템에 있어서, 신호간섭(ISI:Inter-Symbol Interference) 현상이 별로 나타나지 않아 복호기에서 원래의 신호를 검출할때 파형을 등화할 필요가 없다.

그러나, 제한된 면에 보다 많은 정보를 저장하기 위하여 고밀도 저장 시스템이 연구되면서 신호간섭 현상을 간과할 수 없게 되었는데, 이를 해결하기 위한 여러가지의 방법이 제안되었는데, 그 중에서 하나인 PRML(Partial Response Maximum Likelihood)은 비터비 검출기를 이용하는 것이다.

Ferguson은 우리가 목표로 하는 신호 간섭이 (1D)인 경우 비터비 검출기를 간단하게 구현하는 방법을 제안하였는데, 여기서는 (1+D)의 경우에 대하여 설명한다.

제1도는 2개의 상태(state)를 갖는 비터비 검출기의 트렐리스도를 보인 것으로, 여기서, X_k ⁺⁺, X_k ^+-,X_k ^-+와 X_k ^--는 비터비 검출기의 입력( _k)에 대해서 그 브렌치를 지나갈 가능성을 표시한 것으로, 이를 브렌치 메트릭(brench metric)이라 칭하며, 윗 첨자(++,+-,-+,--)는 브렌치가 어떤 상태에서 어떤 상태로 변화되는가를 보여주는 것이다. 또한, _k ⁺와 _k ^-는 그 노드(Node)에 오는 동안의 모든 브렌치 메트릭을 더하여 생성한 값으로 이를 패스 메트릭이라고 한다.

일반적인 비터비 검출기에서 상기 패스 메트릭은 다음과 같이 결정된다.

상기 (식1)에를 적용하면,

즉, 트렐리스도에서 보면, 한 노드에 두개의 브렌치가 만나는데 각각의 브렌치 메트릭에 그 이전의 패스 메트릭을 더하여 그 값이 적은 것을 새로운 패스로 선택하는 알고리즘이다.

제2도는 (1+D)의 경우에 대한 트렐리스도로서 이는 브렌치 메트릭스 값을로 정의한 것이다.

따라서, 상기 (식2)는,

이 된다.

제3도는 제1도에서 발생할 수 있는 모든 경우를 보인 것으로, 각각의 경우를 상기 (식3)과 제2도의 메트릭으로 분석하면,

첫째, 부극성 합병(negative merge)은 제3도의 (a)에서와 같이,

둘째, 크로스 오버(Cross Over)는 제3도의 (b)에서와 같이,

세째, 정극성 합병(positive merge)는 제3도의 (c)에서와 같이,

넷째, 합병이 없을때(no merge)는 제3도의 (d)에서와 같이,

로 정의하면 제4도와 같은 결과를 얻을 수 있으며, 이것을 실제 회로로 구현한 예를 제5도에서 보여주고 있다.

그러나, 이와 같은 종래의 비터비 검출기에 있어서는 어느정도의 시간이 경과된 후에라야 복원된 값을 얻을 수 있고, A값에 따라 성능상에 많은 차이가 발생되고, 그 A값을 찾는데 어려움이 있었다. 다시말해서, (1+/-D) 등화되어 출력되는 값에 대해 소정의 연산을 수행하여 최적의 경로를 선택하고 이로부터 기록신호를 판독하는 방식을 사용하기 때문에 경로 선택을 위한 다수의 저장장치를 필요로 하고 그 로직이 매우 복잡하여 판독시간이 지연되는 결함이 있었다.

따라서, 본 발명의 목적은 저장 시스템의 다른 특성인 RLL의 특성과 (1+D)의 특성을 이용하여 회로를 간단하게 구현하고 성능저하가 발생되지 않는 기록 매체의 재생신호 판정 장치 및 방법을 제공함에 있다.

본 발명의 목적을 달성하기 위한 기록매체의 재생신호 판정장치는 RLL부호화되어 NRZI방식에 의해 기록매체 상에 기록된 데이터를 독출하는 장치에 있어서, 상기 기록매체로 부터 재생되는 신호의 소정 주기 표본치를 검출하는 표본화 장치와; 상기 표본화되어 취해진 값을 상기 소정 주기만큼 지연시킨 후 그 표본화되어 취해진 값과 합하여 합신호를 생성하는 생성장치와; 상기 출력되는 합신호를 소정 주기로 지연시키는 지연장치와; 상기 합신호 생성장치로부터 출력되는 합신호와 상기 지연장치으로 부터 출력되는 신호를 비교하여 그 비교 결파에 따라 특정값을 출력하는 비교기를 포함하여 구성하였다.

또한, 본 발명의 또 다른 목적을 달성하기 위한 기록매체의 재생신호 판정 방법은 RLL 부호화되어 NRZI방식에 의하여 기록매체 상에 기록된 데이터를 독출하는 방법에 있어서, 기록매체로 부터 재생되는 신호의 소정 주기 표본치를 검출하는 단계와; 상기 표본화되어 취해진 값을 상기 소정 주기만큼 지연시킨 후 그 표본화되어 취해진 값과 합하여 합신호를 생성하는 단계와; 상기 출력되는 합신호를 소정 주기 지연시키는 단계와; 상기 생성된 합신호와 상기 지연 출력되는 신호를 비교하여 그 비교 결과에 따라 특성값을 출력하는 단계를 포함하여 이루어진다.

제6도는 본 발명에 의한 기록매체의 재생신호 판정장치의 일실시 구현예를 보인 변형된 비터비 검출기의 회로도로서 이에 도시한 바와 같이, 현재 입력에 대해 (1+D) 등화를 실시하는 (1+D) 등화기(600)와; 현재 입력에 -1을 곱하는 인버터(601)와, 상기 인버터(601)의 출력을 소정시간 지연시켜 출력하는 지연기(602)와; 상기 등화기(600)의 출력값과 상기 지연기(602)를 통해 공급되는 이전 입력값을 비교하여 이전 입력값이 작을 경우에는 논리치 1을 출력하고, 이전 입력값이 클 경우에는 -1을 출력하는 비교기(603)로 구성한 것으로, 이와 같이 구성한 본 발명의 작용 및 효과를 첨부한 제7도 내지 제9도를 참조하여 상세히 설명하면 다음과 같다.

RLL부호화와 NRZI 기록방법을 사용하고, (1+D)PR 채널을 적용하고 있는 디스크 저장 시스템에 있어서, NRZI방법으로 디스크에 정보를 기록하고, 기록된 정보를 광픽업의 특성은 (1+D)의 채널 특성으로 근사화 시키기 위하여, 제6도에서와 같이 인버터(601)와 지연기(602)를 통해 비교기(603)의 반전입력단자에 공급되는 이전 입력과 그 비교기(603)의 비반전입력단자에 공급되는 현재입력을 비교하여 그 반전입력단자에 공급되는 값 즉, 이전 입력에 -1을 곱한 값이 현재 입력값보다 작은 경우에는 1을 출력하고, 반대로 큰 경우에는 0을 출력하게 된다.

즉, NRIZ로 기록된 신호를 소정 주기로 샘플링하여 표본값을 취하고 이를 상기 소정 주기로 지연시킨 값과 합하여 합신호를 생성하는 (1+D) 등화를 실시하는데, 실제로 (1+D) 등화되어 출력되는 신호가 이상적이지 못하고 다소 불안정하기 때문에(제7도 ⓒ') 0 포인트를 검출하는 대신 원(source)신호가 RLL부호화되어 있다면 부호화된 신호의 1과 1 사이에는 최소 2개 이상의 0가 포함되어 있어야 하고(제7도 ⓐ), RLL 부호화된 것을 NRZI 신호 검출방식으로 검출하면 0 포인트에서 최소값을 갖게 되는 점을 이용하고(제7도 ⓒ 및 ⓒ'),(1+D) 등화된 출력과 이를 소정 시간 지연시켜 출력된 값을 비교하여(1+D) 등화된 출력값이 정(+),부(-) 반전되는 지점을 검출하는 것제 의해 0포인트를 검출할 수 있게 된다.

따라서, 이러한 정(+),부(-) 반전되는 시점에 1의 값을 출력하고 그 외에는 0의 값을 출력하면 RLL 부호화되어 기록된 원신호를 정확하게 독출할 수 있게 된다(제7도 ⓐ).

결국, 제6도는 디스크와 같이 읽을때의 픽업 특성이 (1+D)의 특성을 갖고, 쓰는 것도 NRZI의 형식으로 쓴 경우에 비터비와 같은 성능을 발휘하는 검출기로서 이의 원리를 설명하면 다음과 같다.

제7도는 RLL(2,10) 부호의 결과와 그것을 NRZI로 만들었을때의 결과와 이것이 (1+D) 채널을 통과되었을때의 출력예를 보인 것이다.

디스크의 저장 시스템에서 디스크에 정보를 수록하는 방법은 NRZI이고, 이것을 읽을때 광픽업(Pick up)의 특성은 (1+D)의 채널특성으로 근사화 할 수 있다. 그러므로 여기서 목적하는 바는 ⓒ의 비트열에서 b의 비트열을 검출하는 수단이다.

종래 Ferguson 비터비 검출기는 ⓒ를 입력으로 받아서 ⓑ를 출력으로 하는 검출기이다. 제4도에서와 같이 A란 값은 비터비 검출기의 문턱값으로 이는 성능을 결정하는 척도가 되며, 이를 적절한 값으로 설정할 경우 최고의 성능을 나타내게 된다.

제7도와 같은 입력을 받으면 A는 1의 값을 갖는 것이 가장 바람직하다. 그러나, 광픽업이 정확하게 (1+D) 채널이 아니므로 ⓒ의 값이 아닌 조금 차이가 있는 입력 ⓒ'가 검출기의 입력이 된다. 이런 경우에는 A의 값을 바꾸어야 더 좋은 성능을 발휘할 수 있다. 이와 같이 채널의 상태에 따라 A값을 변화시켜야 가장 우수한 성능을 발휘할 수 있다.

일반적인 비터비 검출기에 있어서는 A값이 매우 중요하며, 그 A값이 너무 작거나 너무 크면 우수한 성능을 발휘할 수 없다. 그러나, ⓒ'와 같은 성능을 가진 입력에서는 A의 값이 어느정도 이하의 값을 가질때 최고의 성능을 발휘한다. 즉, A의 값이 그 값에서 커지면 성능이 저하되지만 그 값보다 적은 경우에는 항상 우수한 성능이 유지된다.

회로를 간단하게 구현할 수 있는 가장 작은 값 0을 A에 대입해서 결과를 분석해 보자.

A의 값이 0이면 상기 (식4),(식5),(식6)은 다음과 같이 된다.

즉, A의 값이 작아질수록 크로스오버로 구별되는 영역은 줄어들고, 부극성 또는 정극성합병 영역은 늘어남을 알 수 있다. A=0인 경우 크로스오버는 존재하지 않으며, 이 경우에도 잘 동작하는 것을 제8도에서 보여주고 있다.

제8도에서 (a)는 제7도에서 ⓐ의 경우에 대한 Ferguson 비터비 검출기의 동작을 보여주는 것이며, 이 경우에 본 발명에서 제안한 검출기의 동작을 살펴보면 하기와 같다.

그러므로 제8도의 (b)와 같은 동작을 하게 되며, 제8도의 (a)와 (b)는 동일한 결과를 얻는다.

제9도의 (a) 및 (b)는 제7도의 ⓑ의 경우에 대한 결과를 보인 것이며, 이 밖의 여러 경우에 대해서도 동일한 결과를 얻을 수 있다.

이상에서 상세히 설명한 바와 같이, 본 발명은 RLL부호화와 NRZI 기록방법을 사용하고, (1+D)PR 채널을 적용하고 있는 디스크 저장 시스템에 있어서, NRZI방법으로 디스크에 정보를 기록하고, 기록된 정보를 광픽업의 특성은(1+D)의 채널 특성으로 근사화 시킴으로써 회로를 간단하게 구현할 수 있는 효과가 있을 뿐더러 성능이 저하되는 것을 방지할 수 있는 효과가 있다.

Claims

RLL 부호화되어 NRZI 방식에 의하여 기록매체 상에 기록된 데이터를 독출하는 장치에 있어서, 기록매체로 부터 재생되는 신호의 소정 주기 표본치를 검출하는 표본화 수단과; 상기 표본화되어 취해진 값을 상기 소정 주기만큼 지연시킨 후 그 표본화되어 취해진 값과 합하여 합신호를 생성하는 생성수단과; 상기 출력되는 합신호를 소정 주기로 지연시키는 지연수단과; 상기 합신호 생성수단으로 부터 출력되는 합신호와 상기 지연수단으로 부터 출력되는 신호를 비교하여 그 비교 결과에 따라 특정값을 출력하는 비교수단을 포함하여 구성한 것을 특징으로 하는 기록매체의 재생신호 판정 장치.
RLL 부호화되어 NRZI방식에 의하여 기록매체 상에 기록된 데이터를 독출하는 방법에 있어서, 기록매체로 부터 재생되는 신호의 소정 주기 표본치를 검출하는 단계와; 상기 표본화되어 취해진 값을 상기 소정 주기만큼 지연시킨 후 상기 그 표본화되어 취해진 값과 합하여 합신호를 생성하는 단계와; 상기 출력되는 합신호를 소정 주기 지연시키는 단계와; 상기 생성된 합신호와 상기지연 출력되는 신호를 비교하여 그 비교 결과에 따라 특성값을 출력하는 단계를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 기록매체의 재생신호 판정 방법.