KR20010064329A - Apparatus Of Reproducing Digital Signal And Method Thereof - Google Patents

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Abstract

PURPOSE: A digital signal regeneration apparatus and method is provided to improve data restoring performance by adjusting level of expected value to be used for branch matric calculation using maximum mean and minimum mean of regeneration signal and center value of 3T regeneration signal. CONSTITUTION: An optical pickup(12) reads information recorded at an optical disk(10). A signal processing part(14) detects high frequency regeneration signal and servo signal combining signal which is output from the optical pickup(12). An analog to digital converter(16) converts high frequency regeneration signal of the signal processing part(14) into digital signal. An equalizer(18) equalizes digital signal of A/D converter(16) to be proper to frequency characteristic of PR(partial response) target. A level measuring part(20) measures maximum mean, minimum mean, central value of 3T from the equalized digital signal. An expected value level adjustment part(22) adjusts expected value adjustment based on measuring value of the level measuring part(20). A viterbi decoder(24) restores digital signal of the equalizer(18) to original data using expected value of the expected value level adjustment part(22). A digital signal processing part(26) processes data restored from the viterbi decoder(24) to the desired purpose.

Description

디지털 신호 재생 장치 및 방법{Apparatus Of Reproducing Digital Signal And Method Thereof}Apparatus Of Reproducing Digital Signal And Method Thereof}

본 발명은 광디스크 등의 기록매체에 기록된 디지털신호를 재생하는 장치 및 방법에 관한 것이다.The present invention relates to an apparatus and method for reproducing digital signals recorded on a recording medium such as an optical disc.

파장이 짧은 광빔을 발생하는 광원이 등장하고 고용량에 대한 요구가 커지면서 광디스크의 기록밀도가 증대되고 있다. 기록밀도가 증대되면서 기록마크 간의 간섭에 의해 기존의 간단한 비트 바이 비트(Bit-by-Bit) 검출 방법으로 원하는 재생 성능을 얻기는 힘들게 되었다. 이에 따라, 최근에는 자기 기록 시스템에서 성능이 입증된 PRML(Partial Response Maximum Likelihood)을 광 기록/재생 장치에 도입하려는 시도가 계속되고 있다. PR은 고밀도 디스크 기록/재생 장치들에서 디스크들의 물성 특성에 대한 대역 차단 효과를 극복하기 위하여 ML 검출 방법과 결합되어 사용되게 되었다. 광 기록/재생 장치에 적용되는 PR은 단위길이(1T)의 펄스(피트)에 대한 광디스크 채널의 응답 특성을 나타내는 것으로 응답파형의 형태에 따라 PR(1, 1), PR(1, 2, 1) 등으로 분류되고 있다. 광 기록/재생 장치에서는 저장매체의 전달 함수 특성과 비슷한 주파수 특성을 갖는 PR, 즉 PR(1, 1), PR(1, 2, 1) 등을 타겟 신호로 선정하게 된다. 그리고, 비교적 간단한 등화기에 의해 재생신호를 PR 타겟에 맞추어 등화시킴으로써 유한한 신호레벨을 갖는 PR 신호로 만들어 준 뒤 ML 검출 방법을 사용하여 기록신호를 재생 검출하게 된다. 그런데, 광디스크의 기록밀도가 높아지게 되면 타겟 PR도 복잡해지고 이에 따른 ML 검출방법을이용한 비터비 디코더 역시 복잡해지게 된다. 이 경우, 간단한 등화기를 이용함으로써 타겟 PR을 간소화하여 ML 검출기의 구현을 용이하게 한다. 실제로 PRML을 시스템에서 구현하기 위해서는 해당 디스크의 채널 특성과, 이 채널 특성으로 등화기를 이용하여 만들 수 있는 PR 타겟, 그리고 이 PR 타겟에 따른 ML 검출기의 복잡도를 종합적으로 고려하여야만 한다.As light sources generating light beams with short wavelengths emerge and demand for high capacity increases, the recording density of optical discs increases. As recording density increases, interference between recording marks makes it difficult to obtain a desired reproduction performance by the conventional simple bit-by-bit detection method. Accordingly, in recent years, attempts have been made to introduce PRML (Partial Response Maximum Likelihood), which has been proven in magnetic recording systems, to optical recording / reproducing apparatus. PR has been used in combination with the ML detection method to overcome the band-blocking effect on the physical properties of discs in high density disc recording / playback devices. PR applied to the optical recording / reproducing apparatus shows the response characteristics of the optical disc channel to the pulse (feet) of the unit length (1T). ), Etc. are classified. The optical recording / reproducing apparatus selects PR having a frequency characteristic similar to that of the transfer function of the storage medium, that is, PR (1, 1), PR (1, 2, 1), etc. as target signals. Then, the reproduced signal is equalized to the PR target by a relatively simple equalizer to produce a PR signal having a finite signal level, and then the reproduced signal is reproduced and detected using the ML detection method. However, as the recording density of the optical disc increases, the target PR becomes complicated, and thus the Viterbi decoder using the ML detection method becomes complicated. In this case, the use of a simple equalizer simplifies the implementation of the ML detector by simplifying the target PR. In practice, in order to implement a PRML in a system, it is necessary to consider the channel characteristics of the disk, the PR target that can be created using the equalizer as the channel characteristics, and the complexity of the ML detector according to the PR target.

도 1을 참조하면, PR(a, b, b, a)과 EFM+ 코드에서의 제한조건인 RLL(2, 10)을 고려한 비터비 디코딩 방법을 설명하기 위한 트레리스 다이어그램이 도시되어 있다. 도 1의 트레리스 다이어그램에는 EFM+에서 연속되는 데이터에 대한 제한조건인 RLL(2, 10)을 만족시키는 6개의 상태(S0=000, S1=001, S3=011, S4=100, S6=110, S7=111)와, 이 6개 상태 각각에서 천이가 가능한 다음 상태와 연결하는 8개의 브랜치와, 그 8개의 브랜치에 해당하는 입출력값이 도시되어 있다. 이러한 트레이스 다이어그램에 따라 하나의 심볼이 입력될 때마다 각 브랜치에 대한 브랜치 매트릭을 계산하게 된다. 브랜치 매트릭은 입력심볼과 각 브랜치에서 PR(a, b, b, a)에 의해 예측되는 기대치(출력치){0, a, a+b, a+2b, 2(a+b)}와의 차를 제곱하여 산출하게 된다. 이어서, 산출된 브랜치 매트릭과 이전단의 패스 매트릭과 가산하여 출력되는 값들 중 가장 작은 값을 해당 상태의 패스 매트릭으로 결정하게 된다. 그리고, 그 상태의 패스 매트릭이 다음의 브랜치 매트릭들과 더해져 출력되는 값들 중 가장 작은 값을 다음 상태의 패스 매트릭으로 결정하게 된다. 이러한 과정을 PR(a, b, b, a)의 제한조건인 4의 5배만큼 반복하여 가장 작은 패스 매트릭을 가지는 상태를 검출한 후, 그 상태를 검출하기 위한 경로를 경과된 시간 즉, 결정깊이(Decision Depth)만큼 거슬러 올라가 그 시각에서의 상태를 결정하게 된다. 여기서 결정된 상태가 S0, S4, S6 이면 입력은 0으로 결정되고 S1, S3, S7이면 입력은 1로 결정되게 된다.Referring to FIG. 1, a trellis diagram for explaining a Viterbi decoding method considering R (2, 10), which is a constraint in PR (a, b, b, a) and EFM + codes, is shown. The trellis diagram of FIG. 1 shows six states (S0 = 000, S1 = 001, S3 = 011, S4 = 100, S6 = 110, which satisfy RLL (2, 10), which is a constraint on continuous data in EFM +. S7 = 111), eight branches connecting each of the six states to the next state capable of transition, and input / output values corresponding to the eight branches are shown. According to this trace diagram, a branch metric for each branch is calculated every time a symbol is input. The branch metric is the difference between the input symbol and the expected value (output value) {0, a, a + b, a + 2b, 2 (a + b)} predicted by PR (a, b, b, a) in each branch. It is calculated by the square of. Subsequently, the smallest value among the calculated branch metric and the pass metric of the previous stage and the output value is determined as the pass metric of the corresponding state. The path metric of the state is added to the next branch metrics to determine the smallest value among the output values as the path metric of the next state. This process is repeated by 5 times the constraint 4 of PR (a, b, b, a) to detect the state with the smallest path metric, and then, e.g., determine the elapsed path for detecting the state. Go back to Decision Depth to determine the state at that time. If the determined state is S0, S4, S6, the input is determined to be 0, and if S1, S3, S7, the input is determined to be 1.

여기서, 브랜치 매트릭 계산에 이용되는 기대값 레벨들{0, a, a+b, a+2b, 2(a+b)}은 도 2에 도시된 바와 같은 선형성을 가지는 채널 모델로부터 얻은 예측값들이다. 그러나, 광디스크의 기록밀도가 높아지는 경우 채널 모델링에 있어 선형으로 정확히 표현할 수 없는 비선형성이 증가하게 된다. 실제로, 채널에서 얻은 데이터, 또는 디프렉트 시뮬레이션(diffract Simulation)에서 얻은 데이터를 바탕으로 얻은 선형 모델로부터 다시 데이터를 생성하면 실제 채널에서의 데이터를 정확히 복원할 수 없게 된다. 그런데, 종래의 광 기록/재생 장치에서는 채널을 선형화한 모델과 비슷한 주파수 특성을 가지는 PR을 타겟으로 이용하므로 실제 데이터를 PR 타겟 모델을 기반으로 설계한 ML 검출기에서 검출하는 경우 채널의 밀도가 올라갈 수록 검출기의 성능이 떨어질 수 밖에 없다. 다시 말하여, PR 타겟이 PR(a, b, b, a)인 경우 RLL(2, 10)의 코드에 의해 비터비 디코더의 브랜치 매트릭에 사용될 신호레벨의 기대값 레벨 {0, a, a+b, a+2b, 2(a+b)}이 생기게 된다. 예를 들어, PR(1, 2, 2, 1)인 경우 기대값 레벨로는 {0, 1, 3, 5, 6}과 다섯레벨이 생기게 된다. 이 다섯 레벨은 0과 2(a+b)의 중심인 a+b에 대하여 대칭적으로 분포하게 된다. 이는 채널이 정확히 선형인 경우에 일치한다. 한편, 채널의 비선형성은 도 3에 도시된 바와 같이 고주파 재생신호에서 비대칭(Asymmetry) 현상으로 나타나게 된다. 여기서 비대칭이란 대략 7T 보다 긴 피트/미러의 재생신호의 중심위치와 3T, 4T와 같이 짧은 피트/미러의 재생신호의 중심위치가 일치하지 않고 한쪽으로 치우치는 현상을 말한다. 이러한 비대칭성은 동일한 채널이라도 디스크 또는 픽업마다 다르게 나타나게 된다. 기록밀도가 높아지면서 비선형성에 의해 도 3과 같이 재생신호에 비대칭성이 발생하면 상기와 같은 대칭형 기대값 레벨을 이용하여 브랜치 매트릭을 계산하는 비터비 디코더의 복원성능은 떨어지게 된다.Here, the expected value levels {0, a, a + b, a + 2b, 2 (a + b)} used for branch metric calculation are prediction values obtained from a channel model having linearity as shown in FIG. However, when the recording density of the optical disc is increased, nonlinearity that cannot be accurately represented linearly increases in channel modeling. In fact, generating data from a linear model based on data obtained from the channel, or data obtained from diffract simulation, cannot accurately restore the data on the actual channel. However, in the conventional optical recording / reproducing apparatus, since a PR having a frequency characteristic similar to that of a linearized model is used as a target, the density of the channel increases as the actual data is detected by the ML detector designed based on the PR target model. The performance of the detector is inevitably deteriorated. In other words, when the PR target is PR (a, b, b, a), the expected value level {0, a, a + of the signal level to be used for the branch metric of the Viterbi decoder by the code of the RLL (2, 10). b, a + 2b, 2 (a + b)}. For example, in the case of PR (1, 2, 2, 1), the expected value levels are {0, 1, 3, 5, 6} and five levels. These five levels are distributed symmetrically about a + b, the center of 0 and 2 (a + b). This is consistent when the channel is exactly linear. Meanwhile, the nonlinearity of the channel appears as an asymmetry phenomenon in the high frequency reproduction signal as shown in FIG. 3. Here, asymmetry refers to a phenomenon in which the center position of the reproduction signal of the pit / mirror longer than about 7T and the center position of the reproduction signal of the short pit / mirror such as 3T and 4T do not coincide and are biased to one side. This asymmetry will be different for different discs or pickups, even for the same channel. When the recording density increases and non-symmetry occurs in the reproduction signal as shown in FIG. 3, the reconstruction performance of the Viterbi decoder which calculates the branch metric using the symmetric expected value level as described above is degraded.

그리고, 종래의 광 기록/재생 장치에서 등화기 역시 선형특성을 가지고 있으므로 선형 모델링 과정에서의 비선형 채널 특성을 보상할 수 없었다. 특히, ML 검출기의 복잡도 감소를 위해 등화기를 이용하여 타겟 PR 특성을 간소화하는 경우 채널의 비선형성 때문에 정확히 타겟 PR로 등화시키는 것이 거의 불가능하였다.In addition, since the equalizer also has a linear characteristic in the conventional optical recording / reproducing apparatus, the nonlinear channel characteristic in the linear modeling process cannot be compensated for. In particular, when the target PR characteristic is simplified by using the equalizer to reduce the complexity of the ML detector, it is almost impossible to equalize exactly to the target PR due to the nonlinearity of the channel.

이러한 재생신호의 비선형성 문제를 해결하기 위하여 일본 특개평10-261272호에는 샘플포인트에서 얻은 데이터를 기초하여 인접하는 각 기대치들의 중간값으로 구분된 범위에 설정된 선택 영역을 바탕으로 신호레벨의 변동을 검출하여 기대값 레벨을 조정하는 방법이 개시되어 있다. 그러나, 상기 기대값 레벨 결정 방법에서는 샘플링 포인트를 잘 맞추어야 하는 어려움이 있다. 아울러, 등화기를 사용하여 PR 타겟을 간소화하는 경우 PR 타겟에 정확히 맞추기 힘든 문제점이 있다. 그리고, 밀도가 높아지면서 생기는 비선형성과 PR 타겟의 간략화를 이유로 신호레벨이 정해진 일정한 범위 안에 분포하지 않을 가능성이 있으므로 각 신호레벨의 기대값 레벨을 결정하는데 어려움이 있고, 시스템 복잡하여 구현에 어려움이 있다.In order to solve the nonlinearity of the reproduced signal, Japanese Patent Application Laid-Open No. 10-261272 uses a selection area set in a range divided by intermediate values of adjacent expectations based on data obtained from a sample point to change the signal level. A method of detecting and adjusting the expected value level is disclosed. However, in the expected level determination method, it is difficult to adjust the sampling point well. In addition, when simplifying the PR target using the equalizer, there is a problem that it is difficult to accurately fit the PR target. In addition, since the signal level may not be distributed within a predetermined range due to the nonlinearity caused by the increase of density and the simplification of the PR target, it is difficult to determine the expected level of each signal level, and the system is complicated to implement. .

또한, 일본 특개평8-221910호에는 재생신호의 비선형성을 해결하기 위하여 재생신호의 최대값과 최소값을 이용하여 레벨 범위를 바꾸는 기대값 레벨 조정 방법이 개시되어 있다. 그러나, 이는 신호레벨 변화에 대한 대응 방법일 뿐 재생신호의 비대칭성에 대한 근복적인 해결방안이 아니므로 비대칭성이 생기는 경우 재생성능의 저하되게 된다.In addition, Japanese Patent Laid-Open No. Hei 8-221910 discloses an expected value level adjusting method for changing the level range using the maximum value and the minimum value of the reproduction signal in order to solve the nonlinearity of the reproduction signal. However, this is only a countermeasure for the signal level change, and is not a near-measure solution for the asymmetry of the reproduction signal. Therefore, when the asymmetry occurs, the reproduction performance is degraded.

그리고, 일본 특개평 7-220409호 및 7-262694호에는 재생신호의 최대값, 최소값 그리고 평균값을 이용하여 재생신호의 진폭과 옵셋(Offset) 값에 따라 브랜치 매트릭(Branch Metric)에 사용될 기대값 레벨을 제어하는 방법이 개시되어 있다. 그러나, 이는 재생신호의 평균값과 재생신호 중 상대적으로 많은 비율을 차지하는 3T 재생신호의 평균값이 다를 경우 비터비 디코더의 성능이 저하되는 문제점이 있다.In Japanese Patent Laid-Open Nos. 7-220409 and 7-262694, the expected value level to be used in the branch metric according to the amplitude and offset value of the reproduction signal using the maximum value, minimum value, and average value of the reproduction signal. A method of controlling is disclosed. However, this causes a problem in that the performance of the Viterbi decoder is degraded when the average value of the reproduction signal and the average value of the 3T reproduction signal which occupy a relatively large proportion of the reproduction signal are different.

따라서, 본 발명의 목적은 브랜치 매트릭 계산에 사용되는 기대값 레벨을 조정하여 재생신호의 비대칭성을 보상할 수 있는 디지털 신호 재생 장치를 제공하는 것이다.Accordingly, an object of the present invention is to provide a digital signal reproducing apparatus capable of compensating for asymmetry of a reproduction signal by adjusting an expected value level used for branch metric calculation.

본 발명의 다른 목적은 브랜치 매트릭의 계산에 사용할 기대값 레벨을 조정하여 재생신호의 비대칭성을 보상할 수 있는 디지털 신호 재생 방법을 제공하는 것이다.Another object of the present invention is to provide a digital signal reproduction method capable of compensating for asymmetry of a reproduction signal by adjusting an expected value level to be used for calculating a branch metric.

도 1은 PR(a, b, b, a)와 RLL(2, 10)을 고려한 비터비 디코더의 트레리스 다이어그램.1 is a trellis diagram of a Viterbi decoder considering PR (a, b, b, a) and RLL (2, 10).

도 2는 선형 모델로부터 얻은 아이 다이어그램.2 is an eye diagram obtained from a linear model.

도 3은 비선형 특성을 가지는 재생신호의 아이 다이어그램.3 is an eye diagram of a reproduction signal having nonlinear characteristics.

도 4는 본 발명의 실시 예에 따른 디지털 신호 재생 장치의 구성을 나타낸 블록도.4 is a block diagram showing the configuration of a digital signal reproducing apparatus according to an embodiment of the present invention.

도 5는 종래의 기대값 레벨을 이용한 비터비 디코더와 본 발명의 기대값 레벨을 이용한 비터비 디코더의 복원성능을 비교하여 나타낸 그래프.5 is a graph illustrating a comparison between the Viterbi decoder using the conventional expected value level and the reconstruction performance of the Viterbi decoder using the expected value level of the present invention.

<도면의 주요부분에 대한 부호의 간단한 설명><Brief description of symbols for the main parts of the drawings>

10 : 광디스크 12 : 광픽업10: optical disc 12: optical pickup

14 : 신호처리부 16 : A/D 변환기14: signal processing unit 16: A / D converter

18 : 등화기 20 : 레벨측정부18: equalizer 20: level measurement unit

22 : 기대값 레벨조정부 24 : 비터비 디코더22: expected value level adjusting unit 24: Viterbi decoder

26 : 제어부26: control unit

상기 목적들을 달성하기 위하여, 본 발명에 따른 디지털 신호 재생 장치는광디스크로부터 읽어낸 고주파 재생신호를 디지털신호로 변환하기 위한 아날로그/디지털 변환수단과, 아날로그/디지털 변환수단으로부터의 디지털신호의 주파수특성을 미리 선정된 파셜응답(PR) 타겟에 맞춰 변환하기 위한 등화수단과, 등화수단에서 등화된 디지털신호로부터 최대값 평균, 최소값 평균, 그리고 3T 재생신호의 중심값을 측정하는 레벨측정수단과, 레벨측정수단에서 측정된 레벨에 기초하여 기대값 레벨들을 결정하는 기대값 레벨 조정수단과, 기대값 레벨 조정수단으로부터의 기대값 레벨과 등화수단으로부터의 디지털신호를 이용하여 원래의 데이터를 복원하는 디코딩수단을 구비하는 것을 특징으로 한다.In order to achieve the above objects, the digital signal reproducing apparatus according to the present invention provides an analog / digital conversion means for converting a high frequency reproduction signal read from an optical disc into a digital signal, and the frequency characteristics of the digital signal from the analog / digital conversion means. Equalization means for converting to a preselected partial response (PR) target, level measuring means for measuring the maximum value average, minimum value average, and center value of the 3T reproduction signal from the digital signal equalized by the equalization means, and level measurement An expectation level adjustment means for determining expected value levels based on the level measured by the means, and decoding means for restoring original data using the expected value level from the expected value level adjustment means and a digital signal from the equalization means. It is characterized by including.

본 발명에 따른 디지털 신호 재생 방법은 광디스크로부터 읽어낸 고주파 재생신호를 디지털신호로 변환하는 단계와, 디지털신호의 주파수특성을 미리 선정된 파셜응답(PR) 타겟에 맞춰 등화하는 단계와, 등화된 디지털신호로부터 최대값 평균, 최소값 평균, 그리고 3T 재생신호의 중심값을 측정하는 단계와, 측정된 레벨에 기초하여 기대값 레벨들을 결정하는 단계와, 결정된 기대값 레벨과 등화된 디지털신호를 이용하여 원래의 데이터를 복원하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.The digital signal reproducing method according to the present invention comprises the steps of converting a high frequency reproduction signal read from an optical disc into a digital signal, equalizing a frequency characteristic of the digital signal according to a predetermined partial response (PR) target, and Measuring the maximum mean, minimum mean, and center value of the 3T playback signal from the signal, determining the expected level based on the measured level, and using a digital signal equalized with the determined expected level. And restoring the data.

상기 목적 외에 본 발명의 다른 목적 및 이점들은 첨부 도면을 참조한 본 발명의 바람직한 실시 예에 대한 설명을 통하여 명백하게 드러나게 될 것이다.Other objects and advantages of the present invention in addition to the above object will be apparent from the description of the preferred embodiment of the present invention with reference to the accompanying drawings.

이하, 본 발명의 바람직한 실시 예를 도 4 및 도 5를 참조하여 상세하게 설명하기로 한다.Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described in detail with reference to FIGS. 4 and 5.

도 4는 본 발명의 실시 예에 따른 디지털 신호 재생 장치의 구성을 나타낸 블록도이다. 도 4의 디지털 신호 재생 장치는 광디스크(10)에 기록된 정보를 읽어내기 위한 광픽업(12)과, 광픽업(12)으로부터 출력되는 신호들을 조합하여 고주파 재생신호와 서보신호를 검출하기 위한 신호처리부(14)와, 신호처리부(14)로부터의 고주파 재생신호를 디지털 신호로 변환하기 위한 A/D(Analog to Digital) 변환기(16)와, A/D 변환기(16)로부터의 디지털 신호를 PR 타겟의 주파수 특성에 맞게 등화시키기 위한 등화기(18)와, 등화된 디지털 신호로부터 최대값 평균, 최소값 평균, 3T 신호의 중심값을 측정하기 위한 레벨측정부(20)와, 레벨측정부(20)로부터의 측정값에 기초하여 기대값 레벨을 조정하기 위한 기대값 레벨 조정부(22)와, 등화기(18)로부터의 디지털 신호를 기대값 레벨 조정부(22)로부터의 기대치를 이용하여 원래 데이터로 복원하기 위한 비터비 디코더(24)와, 비터비 디코더(24)로부터의 복원된 데이터를 원하는 목적으로 처리하기 위한 디지털신호처리부(26)를 구성으로 한다.4 is a block diagram showing the configuration of a digital signal reproducing apparatus according to an embodiment of the present invention. The digital signal reproducing apparatus of FIG. 4 combines the optical pickup 12 for reading information recorded on the optical disc 10 and the signals output from the optical pickup 12 to detect a high frequency reproduction signal and a servo signal. PR the digital signal from the A / D (Analog to Digital) converter 16 and the A / D converter 16 for converting the high frequency reproduction signal from the signal processing unit 14 into a digital signal. An equalizer 18 for equalizing according to the frequency characteristics of the target, a level measuring unit 20 for measuring a maximum value average, a minimum value average, and a center value of the 3T signal from the equalized digital signal, and a level measuring unit 20 The expected value level adjusting section 22 for adjusting the expected value level based on the measured value from the reference value and the digital signal from the equalizer 18 to the original data using the expected value from the expected value level adjusting section 22. A Viterbi decoder 24 for restoring, A digital signal processing unit 26 for processing the recovered data from the Viterbi decoder 24 for a desired purpose is configured.

도 4에서 광픽업(12)은 광을 이용하여 광디스크(10)에 기록된 정보를 독취해내게 된다. 신호처리부(14)는 광픽업(12)에서 출력되는 신호들을 조합하여 고주파 재생신호 및 서보신호들을 검출하게 된다. A/D 변환기(16)는 신호처리부(14)로부터의 고주파 재생신호를 샘플링하여 디지탈 신호로 변환하게 된다. 등화기(18)는 A/D 변환기(16)로부터의 디지털 신호의 주파수 특성을 미리 선정된 PR 타겟, 예를 들면 PR(a, b, b, a)에 맞게 변환하게 된다. 레벨측정부(20)는 등화기(18)로부터의 디지털신호에서 최대값의 평균, 최소값의 평균, 그리고 3T 재생신호의 중심값을 측정하게 된다. 여기서, 3T 재생신호의 중심값은 주파수와 런-랭스(Run-Length)를 측정하여 3T를 센터에서 슬라이스할 수 있는 레벨을 말한다. 기대값 레벨조정부(22)는 레벨측정부(20)로부터의 최대값의 평균, 최소값의 평균, 그리고 3T 재생신호의 중심값을 이용하여 각 신호레벨의 기대값 레벨들을 결정하게 된다. 다시 말하여, 기대값 레벨 조정부(22)는 PR 타겟에 의해 정해진 비터비 디코더(24)의 기대값 레벨을 미리 저장한다. 그리고, 재생신호의 최대값의 평균치, 최소값의 평균치, 그리고 3T 재생신호의 중앙값을 이용하여 기대값 레벨을 계산하여 비터비 디코더(24)의 기대값 레벨을 변경하게 된다. 각 신호레벨의 기대값 레벨들을 결정하는 방법은 후술하기로 한다. 비터비 디코더(24)는 등화기(18)로부터의 등화된 디지털신호와 기대값 레벨 조정부(22)에서 결정된 기대값 레벨들을 이용한 ML 검출기법에 의해 원래의 데이터를 복원하게 된다. 디지털신호처리기(26)는 비터비 디코더(24)에서 복원된 데이터를 NRZ(Non-Return-to-Zero) 변환하는 등과 같이 원하는 목적으로 처리하게 된다.In FIG. 4, the optical pickup 12 reads out the information recorded on the optical disc 10 using light. The signal processor 14 detects the high frequency reproduction signal and the servo signals by combining the signals output from the optical pickup 12. The A / D converter 16 samples the high frequency reproduction signal from the signal processor 14 and converts it into a digital signal. The equalizer 18 converts the frequency characteristics of the digital signal from the A / D converter 16 in accordance with a predetermined PR target, for example, PR (a, b, b, a). The level measuring unit 20 measures the average of the maximum value, the average of the minimum value, and the center value of the 3T reproduction signal in the digital signal from the equalizer 18. Here, the center value of the 3T playback signal refers to a level at which 3T can be sliced at the center by measuring frequency and run-length. The expected value level adjusting unit 22 determines the expected value levels of each signal level using the average of the maximum value from the level measuring unit 20, the average of the minimum values, and the center value of the 3T reproduction signal. In other words, the expected value level adjusting section 22 stores the expected value level of the Viterbi decoder 24 determined by the PR target in advance. The expected value level is calculated using the average value of the maximum value of the reproduction signal, the average value of the minimum value, and the median value of the 3T reproduction signal to change the expected value level of the Viterbi decoder 24. A method of determining the expected value levels of each signal level will be described later. The Viterbi decoder 24 restores the original data by the ML detector method using the equalized digital signal from the equalizer 18 and the expected value levels determined by the expected value level adjuster 22. The digital signal processor 26 processes the data recovered by the Viterbi decoder 24 for a desired purpose such as non-return-to-zero (NRZ) conversion.

일반적으로, 채널의 비선형성은 도 3에 도시된 바와 같이 대략 7T 보다 긴 피트/미러의 재생신호의 중심위치와 3T, 4T와 같이 짧은 피트/미러의 재생신호의 중심위치가 일치하지 않고 한쪽으로 치우치는 비대칭 현상으로 나타나게 된다. 그리고, 고밀도 광디크스크의 데이터 변조방법에 의한 EFM+ 코드에서는 짧은 길이의 피트/미러의 빈도가 높다. 이에 따라, 기대값 레벨의 중심을 짧은 길이의 피트/미러 재생신호의 중심, 즉 3T 재생신호의 중심으로 정하고 나머지 기대값의 레벨을 재생신호의 최대값과 최소값을 고려하여 조정함으로써 비터비의 디코터의 복원성능을 높일 수 있게 된다.In general, the nonlinearity of the channel does not coincide with the center position of the reproduction signal of the pit / mirror longer than approximately 7T and the center position of the reproduction signal of the short pit / mirror such as 3T and 4T. It appears to be asymmetrical. In the EFM + code using the high-density optical disc data modulation method, the frequency of short length pits / mirrors is high. Accordingly, the Viterbi deco is set by setting the center of the expected value level to the center of the short-length pit / mirror reproduction signal, that is, the center of the 3T reproduction signal, and adjusting the remaining expected levels in consideration of the maximum and minimum values of the reproduction signal. It is possible to increase the restoration performance of the data.

예를 들어, 상기 기대값 레벨 조정부(22)는 PR(a, b, b, a)에 의한 신호레벨의 기대값 레벨들{0, a, a+b, a+2b, 2(a+b)}에서 기대값 레벨의 중심 a+b 보다 작은 레벨들{0, a, a+b}은 {최소값의 평균, x, 3T 중심)과 비례하도록 x값을 계산하게 된다. 그리고, 기대값 레벨 조정부(22)는 기대값 레벨의 중심 a+b 보다 큰 레벨들{a+b, a+2b, 2(a+b)}는 {3T 중심, y, 최대값의 평균}과 비례하도록 y 값을 계산하게 된다. 다시말하여, 재생신호에서 최소값의 평균값이 A, 3T 재생신호의 중심값이 B, 최대값의 평균값이 C라고 가정하는 경우 기대값 레벨 조정부(22)에서는 기대값 레벨들 {0, a, a+b, a+2b, 2(a+b)}은 다음 수학식 1과 같이 조정하게 된다.For example, the expected value level adjusting unit 22 includes expected value levels {0, a, a + b, a + 2b, 2 (a + b) of the signal level by PR (a, b, b, a). )} Computes the value of x to be proportional to {the average of the minimum values, x, 3T centers) of levels {0, a, a + b} less than the center a + b of the expected value level. Then, the expected value level adjusting unit 22 indicates that the levels {a + b, a + 2b, 2 (a + b)} greater than the center a + b of the expected value level are {3T center, y, average of maximum values}. Calculate y value proportional to. In other words, when the average value of the minimum value is A in the reproduction signal, the center value of the 3T reproduction signal is B, and the average value of the maximum value is C, the expected value level adjusting unit 22 performs the expected value levels {0, a, a + b, a + 2b, 2 (a + b)} is adjusted as in Equation 1 below.

0 → A,0 → A,

2(a+b) → B,2 (a + b) → B,

a+b → C,a + b → C,

a → B+{a-(a+b)}/{0-(a+b)*(A-B)},a → B + {a- (a + b)} / {0- (a + b) * (A-B)},

a+2b → B+{(a+2b)-(a+b)}/{2(a+b)-(a+b)}*(C-B)a + 2b → B + {(a + 2b)-(a + b)} / {2 (a + b)-(a + b)} * (C-B)

이를 이용하여, 일반적인 PR에 적용되는 기대값 레벨 계산 방법을 살펴보면 다음과 같다.Using this, look at the expected level calculation method applied to the general PR as follows.

미리 지정된 기대값 레벨의 최대값을 Smax, 기대값 레벨의 최소값을 Smin, 기대값 레벨의 중간값(즉, Smax와 Smin의 평균값)을 Scnt, 임의의 기대값 레벨을 Si라고 가정한다. 그리고, 재생신호 최대값의 평균치를 Rmax, 재생신호 최소값의 평균치를 Rmin, 재생신호 3T의 중심치를 R3T, Si를 조정하여 계산한 각각의 기대값 레벨을 SSi라고 가정하는 경우 조정된 기대값 레벨 SSi는 다음 수학식 2 및 3과 같이 계산하여 결정하게 된다. 우선, 미리 지정된 기대값 레벨의 중간값 Scnt보다 작은 임의의 기대값 레벨 Si에 대하여 조정된 기대값 레벨 SSi은 다음 수학식 2와 같이 계산할 수 있게 된다.A pre-up value of a given expected value level S max, forward the minimum value of the value level S min, the expected median value level (that is, the average value of S max and S min) S cnt, any expected value level S i Assume that Then, when the average value of the maximum value of the reproduction signal is calculated as R max , the average value of the minimum value of the reproduction signal is R min , and the center value of the reproduction signal 3T is adjusted by adjusting R 3T and S i, it is adjusted when SS i is assumed. The expected expected level SS i is determined by calculating the following Equations 2 and 3 below. First, the expected value level SS i adjusted for any expected value level S i smaller than the median value S cnt of the predetermined expected value level can be calculated as shown in Equation 2 below.

기대값 레벨의 중간값(즉, Smax와 Smin의 평균값)을 Scnt보다 큰 임의의 기대값 레벨 Si에 대하여 조정된 기대값 레벨 SSi은 다음 수학식 3와 같이 계산할 수 있게 된다.Expected value level SS i adjusted for any expected value level S i larger than S cnt by the intermediate value of the expected value level (that is, the average value of S max and S min ) can be calculated as Equation 3 below.

상기 수학식 2 및 3에 있어서, Si는 대칭이므로 Smax-Scnt와 Smin-Scnt는 크기는 같고, 부호만 다르게 된다.In Equations 2 and 3, since S i is symmetrical, S max -S cnt and S min -S cnt have the same size and different signs.

도 5는 종래 재생신호의 평균에 맞춰 계산한 기대값 레벨을 이용한 비터비 디코더와 본 발명에서의 3T 재생신호의 평균에 맞춰 계산한 기대값 레벨을 이용한비터비 디코더의 복원성능을 비교하여 나타낸 그래프이다. 도 5에서 신호대 잡음비(SNR)와 비트에러율(BER) 관계를 살펴보면 종래의 재생신호의 평균에 맞춰 계산한 기대값 레벨을 이용한 비터비 디코더의 복원성능에 비하여 본 발명의 3T 재생신호의 평균에 맞춰 계산한 기대값 레벨을 이용한 비터비 디코더의 복원성능이 우수함을 알 수 있다.5 is a graph illustrating a comparison between the Viterbi decoder using the expected value calculated according to the average of the conventional reproduction signal and the Viterbi decoder using the expected value calculated according to the average of the 3T reproduction signal according to the present invention. to be. Referring to the relationship between the signal-to-noise ratio (SNR) and the bit error rate (BER) in FIG. It can be seen that the reconstruction performance of the Viterbi decoder using the calculated expected level is excellent.

상술한 바와 같이, 본 발명에 따른 디지털 신호 재생 처리 장치 및 방법에서는 비터비 디코더의 브랜치 매트릭 계산에 이용되는 기대값 레벨들을 재생신호의 최대값 평균, 최소값 평균, 그리고 3T 재생신호의 중심값을 이용하여 조정함으로써 재생신호의 비대칭성을 보상하여 데이터 복원성능을 향상시킬 수 있게 된다.As described above, in the digital signal reproduction processing apparatus and method according to the present invention, the expected value levels used in the branch metric calculation of the Viterbi decoder use the maximum value average, minimum value average, and center value of the 3T reproduction signal. In this case, the data recovery performance can be improved by compensating for the asymmetry of the reproduction signal.

이상 설명한 내용을 통해 당업자라면 본 발명의 기술사상을 일탈하지 아니하는 범위에서 다양한 변경 및 수정이 가능함을 알 수 있을 것이다. 따라서, 본 발명의 기술적 범위는 명세서의 상세한 설명에 기재된 내용으로 한정되는 것이 아니라 특허 청구의 범위에 의해 정하여져야만 할 것이다.Those skilled in the art will appreciate that various changes and modifications can be made without departing from the technical spirit of the present invention. Therefore, the technical scope of the present invention should not be limited to the contents described in the detailed description of the specification but should be defined by the claims.

Claims (6)

광디스크로부터 읽어낸 고주파 재생신호를 디지털신호로 변환하기 위한 아날로그/디지털 변환수단과,Analog / digital conversion means for converting a high frequency reproduction signal read out from the optical disc into a digital signal; 상기 아날로그/디지털 변환수단으로부터의 디지털신호의 주파수특성을 미리 선정된 파셜응답(PR) 타겟에 맞춰 변환하기 위한 등화수단과,Equalization means for converting a frequency characteristic of the digital signal from the analog / digital converting means in accordance with a predetermined partial response (PR) target; 상기 등화수단에서 등화된 디지털신호로부터 최대값 평균, 최소값 평균, 그리고 3T 재생신호의 중심값을 측정하는 레벨측정수단과,Level measuring means for measuring a maximum value average, a minimum value average, and a center value of the 3T reproduction signal from the digital signal equalized by the equalization means; 상기 레벨측정수단에서 측정된 레벨에 기초하여 기대값 레벨들을 결정하는 기대값 레벨 조정수단과,Expected value level adjusting means for determining expected value levels based on the level measured by said level measuring means; 상기 기대값 레벨 조정수단으로부터의 기대값 레벨과 상기 등화수단으로부터의 디지털신호를 이용하여 원래의 데이터를 복원하는 디코딩수단을 구비하는 것을 특징으로 하는 디지털 신호 재생 장치.And decoding means for restoring original data using the expected value level from said expected value level adjusting means and the digital signal from said equalizing means. 제 1 항에 있어서,The method of claim 1, 상기 기대값 레벨 조정수단은The expected value level adjusting means 상기 최소값 평균을 가장 작은 기대값 레벨로 결정하고, 상기 3T 재생신호의 중심값을 기대값 레벨의 중심으로, 상기 최대값 평균을 가장 큰 기대값 레벨로 결정하고, 이외에 기대값 레벨은 미리 지정된 기대값 레벨들과 상기 최대값, 최소값 및 3T 재생신호의 중심값을 고려하여 결정하는 것을 특징으로 하는 디지털 신호 재생 장치.The minimum mean value is determined as the smallest expected value level, the center value of the 3T reproduction signal is determined as the center of the expected value level, and the maximum value average is determined as the largest expected value level, and the expected value level is a predetermined expected value. And determine the value levels, the maximum value, the minimum value, and the center value of the 3T reproduction signal. 제 2 항에 있어서,The method of claim 2, 미리 지정된 기대값 레벨의 최대값을 Smax, 기대값 레벨의 최소값을 Smin, 기대값 레벨의 중간값을 Scnt, 임의의 기대값 레벨을 Si라고 가정하고, 재생신호 최대값의 평균치를 Rmax, 재생신호 최소값의 평균치를 Rmin, 재생신호 3T의 중심치를 R3T, Si를 조정하여 계산한 각각의 기대값 레벨을 SSi라고 가정하는 경우,Assuming the maximum value of the predetermined expected level S max , the minimum value of the expected level S min , the intermediate value of the expected level S cnt , and the desired expected level S i , R max, if the respective expected value level calculated in the average value of the center of the reproduction signal minimum value R min, the reproduction signal 3T 3T by adjusting the R, S i is assumed that SS i, 상기 기대값 레벨의 중간값 Scnt보다 작은 임의의 기대값 레벨 Si에 대하여 조정된 기대값 레벨 SSi은The expected value level SS i adjusted for any expected value level S i smaller than the median value S cnt of the expected value level is 로 결정하고, 상기 기대값 레벨의 중간값 Scnt보다 큰 임의의 기대값 레벨 Si에 대하여 조정된 기대값 레벨 SSi은And the adjusted expected value level SS i for any expected value level S i greater than the median value S cnt of the expected value level 로 결정하는 것을 특징으로 하는 디지털 신호 재생 장치.Digital signal reproduction apparatus characterized in that determined by. 광디스크로부터 읽어낸 고주파 재생신호를 디지털신호로 변환하는 단계와,Converting the high frequency reproduction signal read out from the optical disc into a digital signal; 상기 디지털신호의 주파수특성을 미리 선정된 파셜응답(PR) 타겟에 맞춰 등화하는 단계와,Equalizing a frequency characteristic of the digital signal according to a predetermined partial response (PR) target; 상기 등화된 디지털신호로부터 최대값 평균, 최소값 평균, 그리고 3T 재생신호의 중심값을 측정하는 단계와,Measuring a maximum value average, a minimum value average, and a center value of a 3T reproduction signal from the equalized digital signal; 상기 측정된 레벨에 기초하여 기대값 레벨들을 결정하는 단계와,Determining expected value levels based on the measured level; 상기 단계에서 결정된 기대값 레벨과 상기 등화된 디지털신호를 이용하여 원래의 데이터를 복원하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 디지털 신호 재생 방법.And restoring original data using the expected value level determined in the step and the equalized digital signal. 제 4 항에 있어서,The method of claim 4, wherein 상기 기대값 레벨들을 결정하는 단계는Determining the expected levels 상기 최소값 평균을 가장 작은 기대값 레벨로 결정하고, 상기 3T 재생신호의 중심값을 기대값 레벨의 중심으로, 상기 최대값 평균을 가장 큰 기대값 레벨로 결정하고, 이외에 기대값 레벨은 미리 지정된 기대값 레벨들과 상기 최대값, 최소값 및 3T 재생신호의 중심값을 고려하여 결정하는 것을 특징으로 하는 디지털 신호 재생 방법.The minimum mean value is determined as the smallest expected value level, the center value of the 3T reproduction signal is determined as the center of the expected value level, and the maximum value average is determined as the largest expected value level, and the expected value level is a predetermined expected value. And determining the value levels, the maximum value, the minimum value, and the center value of the 3T reproduction signal. 제 5 항에 있어서,The method of claim 5, 미리 지정된 기대값 레벨의 최대값을 Smax, 기대값 레벨의 최소값을 Smin, 기대값 레벨의 중간값을 Scnt, 임의의 기대값 레벨을 Si라고 가정하고, 재생신호 최대값의 평균치를 Rmax, 재생신호 최소값의 평균치를 Rmin, 재생신호 3T의 중심치를 R3T, Si를 조정하여 계산한 각각의 기대값 레벨을 SSi라고 가정하는 경우,Assuming the maximum value of the predetermined expected level S max , the minimum value of the expected level S min , the intermediate value of the expected level S cnt , and the desired expected level S i , R max, if the respective expected value level calculated in the average value of the center of the reproduction signal minimum value R min, the reproduction signal 3T 3T by adjusting the R, S i is assumed that SS i, 상기 기대값 레벨의 중간값 Scnt보다 작은 임의의 기대값 레벨 Si에 대하여 조정된 기대값 레벨 SSi은The expected value level SS i adjusted for any expected value level S i smaller than the median value S cnt of the expected value level is 로 결정하고, 상기 기대값 레벨의 중간값 Scnt보다 큰 임의의 기대값 레벨 Si에 대하여 조정된 기대값 레벨 SSi은And the adjusted expected value level SS i for any expected value level S i greater than the median value S cnt of the expected value level 로 결정하는 것을 특징으로 하는 디지털 신호 재생 방법.Digital signal reproduction method characterized in that determined by.
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