KR20040107778A

KR20040107778A - 비선형 변환기를 사용한 이진 신호 검출 장치

Info

Publication number: KR20040107778A
Application number: KR1020030038380A
Authority: KR
Inventors: 박현수; 심재성; 이재욱; 류은진; 조잉섭
Original assignee: 삼성전자주식회사
Priority date: 2003-06-13
Filing date: 2003-06-13
Publication date: 2004-12-23
Also published as: KR100936031B1

Abstract

비선형 변환기를 사용한 이진 신호 검출 장치가 개시된다. 그 이진 신호 검출 장치는, 입력 신호를 소정 범위 내의 값을 가지도록 변환하는 비선형 변환기; 상기 비선형 변환기로부터 변환된 신호를 입력받아 최적 레벨값을 검출하여 출력하는 레벨 검출기; 및 상기 레벨 검출기로부터 입력된 상기 최적 레벨 값에 따라 상기 비선형 변환기로부터 입력된 변환된 신호를 디코딩하여 이진 신호를 검출하는 비터비 디코더를 포함한다. 본 발명에 따른 이진 신호 검출 장치는, 비선형 변환기에 의해 비터비 디코더로 입력되는 신호를 보정하고, 보정된 신호와 최적의 레벨이 검출된 비터비 디코더를 사용함으로써 보다 정확하게 이진 신호를 검출할 수 있어 광 디스크 등의 데이터 저장 매체에 저장된 데이터를 원활하게 재생할 수 있다.

Description

비선형 변환기를 사용한 이진 신호 검출 장치{Apparatus for detecting binary signal using non-linear transformer}

본 발명은 이진 신호 검출 장치에 관한 것으로 보다 상세하게는 광 디스크로부터 반사된 RF신호로부터 이진 신호를 검출하는 이진 신호 검출 장치에 관한 것이다.

데이터 저장 매체로서 광 디스크가 있다. 광 디스크 드라이브는 광 디스크에 레이저를 입사시켜 반사된 파형을 읽음으로써 광 디스크에 기록된 이진 신호를 재생한다. 이 때 광 디스크로부터 반사된 신호를 RF(radio frequency)신호라고 한다.

광 디스크에는 이진 신호가 기록되어 있으나 RF 신호는 디스크 특성과 광학적인 특성으로 인해 아날로그 신호의 성질을 가진다. 따라서 아날로그 신호를 디지털 신호로 바꾸기 위해서는 이치화 과정과 PLL(Phase Lock Loop)이 반드시 필요하다. 이치화 수단은 여러 가지로 구현이 가능한데 그 중에서도 비터비(Viterbi) 디코더를 사용할 경우는 오류가 적은 이진 신호를 얻을 수 있다고 알려져 있다.

도 1은 종래 비터비 디코더가 포함된 디지털 방식의 이진 신호 검출 장치의 일 예를 나타낸다. 비터비 디코더는 채널의 특성에 맞도록 최적의 조건으로 이진 신호를 검출하며, 단순한 부호 검출 회로(sign detection circuit)나 런-랭스 정정(run-length correction) 방식에 비해 이진 신호 검출 성능이 좋다고 알려져 있다. 비터비 디코더가 포함된 검출기에 관한 보다 상세한 설명은 대한민국 특허출원 제2000-0056149호, "광기록 매체 재생시의 선택적 외란 보상 장치 및 3T 보정 방법"과 대한민국 특허출원 제1998-0049542호, "데이터 재생장치"에 기재되어 있다.

일반적으로 비터비 디코더로 최적의 조건을 가진 신호가 입력될 수 있도록 등화기(equalizer)를 거친 신호를 비터비 디코더의 입력신호로 사용하면 더 좋은 성능을 얻을 수 있다. 등화기는 체널의 특성을 최적으로 만들어 주기 위해 사용되는 FIR 필터의 한 종류로서 고정된 필터 계수를 가질 수도 있고 채널 특성에 맞도록 필터 계수가 가변되도록 구현할 수도 있다. 등화기에 대한 보다 상세한 설명은 대한민국 특허출원 제2000-0000965호, "데이터 검출기에서 사용되는 결정 레벨을 조정하여 검출 성능을 높이는 데이터 재생장치 및 방법", 대한민국 특허출원 제2000-0056149호, "광기록 매체 재생시의 선택적 외란 보상 장치 및 3T 보정 방법"과 대한민국 특허출원 제1998-0049542호, "데이터 재생장치"에 기재되어 있다.

한편, 광 디스크의 데이터 기록 밀도가 높아짐에 따라 재생되는 신호의 품질이 점점 열악해져서 오동작하는 경우가 생기게 된다. 신호의 품질이 열악해지는 경우에는 간혹 신호의 이치화 레벨의 수준을 넘어서는 오류가 발생을 하게 되는데 이러한 경우는 신호 검출이 제대로 되지 않아서 비터비 디코더를 사용하더라도 오류가 생기는 문제가 있다.

따라서 본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는, 신호의 이치화 레벨의 수준을 넘어서는 오류가 발생하더라도 보다 정확하게 이진 신호를 검출할 수 있는 이진 신호 검출 장치를 제공하는데 있다.

도 1은 종래 비터비 디코더가 포함된 디지털 방식의 이진 신호 검출 장치의 일 예,

도 2는 본 발명에 따른 이진 신호 검출 장치의 바람직한 실시예를 나타내는 블록도,

도 3은 비선형 변환기의 상세 구조를 나타내는 블록도,

도 4는 FIR 필터의 일 실시예를 나타내는 도면,

도 5는 비선형 함수를 나타내는 그래프,

도 6은 레벨 검출기의 일 실시예를 나타내는 도면,

도 7a 내지 도 7c는 목적 채널 필터의 실시예들을 나타내는 도면,

도 8은 선택 신호 발생기의 동작을 설명하기 위한 흐름도,

도 9는 본 발명에 따른 이진 신호 검출 장치의 구체적인 동작 설명을 위한 그래프,

도 10 내지 도 14는 다양한 비선형 변환기를 포함하는 본 발명에 따른 이진 신호 검출 장치를 나타내는 도면이다.

상기 과제를 이루기 위해, 본 발명에 의한 이진 신호 검출 장치는, 입력 신호를 소정 범위 내의 값을 가지도록 변환하는 비선형 변환기; 상기 비선형 변환기로부터 변환된 신호를 입력받아 최적 레벨값을 검출하여 출력하는 레벨 검출기; 및 상기 레벨 검출기로부터 입력된 상기 최적 레벨 값에 따라 상기 비선형 변환기로부터 입력된 변환된 신호를 디코딩하여 이진 신호를 검출하는 비터비 디코더를 포함한다.

이하, 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 상세히 설명한다.

도 2는 본 발명에 따른 이진 신호 검출 장치의 바람직한 실시예를 나타내는 블록도이다. 도 2를 참조하면, 이진 신호 검출 장치는 아날로그/디지털 변환기(ADC)(11), DC 옵셋 제거기(DC offset canceller)(12), 비선형 변환기(13), 등화기(EQ)(14), 비터비 디코더(viterbi decoder)(15), PLL(16) 및 레벨 검출기(17)를 포함한다.

RF 신호가 ADC(11)로 입력되면 A/D 변환을 한다. DC 옵셋 제거기(12)는 ADC(11)의 출력인 디지털 신호를 입력받아 DC 값을 제거한다. DC 값이 제거된 파형이 비선형 변환기(13)와 DC 옵셋 제거기(12), PLL(16)로 입력된다. DC옵셋 제거기(12)와 PLL(16)에 대한 보다 자세한 설명은 대한민국 특허출원 제2000-0056149호, "광기록 매체 재생시의 선택적 외란 보상 장치 및 3T 보정 방법"과 특허출원 제1998-0049542호, "데이터 재생장치"에 기재되어 있으며, 본 명세서에서는 상세한 설명을 생략한다.

비선형 변환기(13)는 입력된 신호를 비선형 함수를 사용해서 신호 모양을 변화시키는 장치로서, 특정 값 이상 되는 파형을 강제로 포화시키거나 특정 값 이하의 파형을 강제로 제거하는 기능을 수행한다. 비선형 변환기(13)를 통과한 파형은 등화기(14)로 입력된다.

비터비 디코더(15)의 입력으로 최적의 조건을 가진 신호가 들어갈 수 있도록 등화기(EQ)를 사용하면 더 좋은 성능을 얻을 수 있지만 비선형 변환기(13)를 사용할 경우는 비터비 디코더(15)에 맞는 신호로 변환되므로 등화기(14)가 반드시 필요한 것은 아니다. 따라서 등화기(14)는 사용할 수도 있고 사용하지 않을 수도 있다.

등화기(14)는 채널의 특성을 최적으로 만들어 주기 위해 사용되는 FIR 필터의 한 종류로서 고정된 필터 계수를 가질 수도 있고 채널 특성에 맞도록 필터 계수가 가변되도록 구현할 수도 있다. 등화기(14)에 대한 보다 상세한 설명은 대한민국 특허출원 제2000-0000965호, "데이터 검출기에서 사용되는 결정 레벨을 조정하여 검출 성능을 높이는 데이터 재생장치 및 방법", 대한민국 특허출원 제2000-0056149호, "광기록 매체 재생시의 선택적 외란 보상 장치 및 3T 보정 방법"과 대한민국 특허출원 제1998-0049542호, "데이터 재생장치"에 기재되어 있다.

비터비 디코더(15)는 입력 신호의 통계적 특성을 이용해 최적의 이진 신호를 구하는 장치이다. 일반적으로 비터비 디코더를 구성하기 위해서는 입력 신호의 특성에 맞는 레벨이 정의되어야 하고 레벨에 따라 입력 신호의 통계적 특성을 판단함으로써 오류가 적은 이진 신호를 얻는 구조를 가지고 있다.

레벨 검출기(17)는 등화기(14)의 출력 신호 또는 등화기(14)를 사용하지 않는 경우에는 비선형 변환기(13)의 출력 신호를 입력받아 최적의 레벨 값을 검출한 다음 이 값을 비터비 디코더(15)로 입력시킨다.

비터비 디코더(15)는 적응형 비터비 디코더로써, 레벨 검출기(17)로부터 최적의 레벨 값을 입력받아 이진 신호 검출에 사용함으로써 최적의 성능을 낼 수 있다. 여기서 적응형의 의미는 비터비 디코더(15)에서 필요로 하는 레벨을 레벨 검출기(17)로부터 입력받아 최적의 레벨 값을 사용하는 것을 의미한다.

이하에서는 비선형 변환기(13)에 대해 보다 상세하게 설명한다. 도 3은 비선형 변환기(13)의 상세 구조를 나타내는 블록도이다. 도 3을 참조하면, 비선형 변환기(13)는 다수의 FIR 필터(21,23,24)와 비선형 함수(22)를 포함한다.

FIR 필터(21,23,24)는 입력 신호의 주파수 특성을 바꾸어 줌으로써 비선형 함수(22)를 효율적으로 동작시키는 역할을 한다. 그러나 비선형 함수(22)만을 가지고 동작을 시키는 경우에도 입력 신호의 주파수 특성을 만족시킬 수 있다면, 굳이 FIR 필터(21,23,24)를 사용하지 않을 수도 있다. 따라서 동작시키는 신호의 특성에 따라 FIR 필터(21,23,24) 중 일부 또는 전부를 사용하지 않을 수도 있다. 또한 FIR 필터(21,23,24)의 탭 수는 전부 다르게 구성될 수 있다.

도 4는 FIR 필터의 일 실시예를 나타내는 도면이다. FIR 필터(21,23,24)는 입력된 신호의 주파수 특성을 바꾸어 주는 역할을 하는데 입력 신호를 단위 클럭(시스템 클럭)별로 지연시키는 다수의 지연기("delay"로 표시됨)와 지연된 신호에 값을 곱해 출력하는 다수의 곱셈기 및 다수의 곱셈기(a1 내지 an)들의 출력을 더하는 가산기를 포함하여 구성된다. 각 곱셈기의 값 a1 내지 an은 0을 포함한 실수의범위를 가질 수 있다.

비선형 함수(22)는 신호의 특성을 비선형적으로 바꾸어 주는 특징을 가지며 아래의 수학식 1로 표현되는 함수이다.

여기서 "| |"는 절대 값을 나타내는 연산식이고, "{ }"는 괄호 내의 조건식이 참인 경우는 1, 거짓인 경우는 0을 나타내는 연산식이다. x는 입력 신호로서 실수의 범위를 가지고, k는 비선형 임계치로서 0 또는 양의 실수의 범위를 가질 수 있다. a는 비선형 종류를 나타내는 값으로서 0 또는 1의 값을 가질 수 있다.

상기 수학식 1의 의미를 구체적으로 살펴보면 다음과 같이 정리할 수 있다.

a=0, |x|>k, x>0, y=k

a=0, |x|>k, x<0, y=-k

a=0, |x|≤k, y=x

a=1, |x|>k, x>0, y=x-k

a=1, |x|>k, x<0, y=x+k

a=1, |x|≤k, y=0

도 5는 수학식 1로 표현되는 비선형 함수(22)의 그래프이다.

수학식 1에 대해 보다 상세하게 설명한다. 도 5의 (a)를 참조하면, a가 0인 경우에 비선형 함수(22)는 비선형 임계치보다 입력 신호의 절대 값이 큰 경우에는비선형 임계치로 입력 신호를 포화시키는 역할을 하고 비선형 임계치보다 입력 신호의 절대 값이 작은 경우에는 입력 신호를 그대로 나타내게 된다.

도 5의 (b)를 참조하면, a가 1인 경우 비선형 함수는 비선형 임계치보다 입력 신호의 절대 값이 큰 경우에는 입력 신호에서 비선형 임계치와의 차를 출력하고 비선형 임계치보다 입력 신호의 절대 값이 작은 경우에는 0을 출력하게 된다.

종래에는 짧은 주기의 신호가 재생되는 경우, 대개 신호의 레벨이 작고 지터가 크기 때문에 조금의 잡음만 섞이더라도 재생 시 잘못 읽혀 오류로 판단되는 경우가 많았다. 그러나 본 발명에서와 같이 비선형 변환기(13)를 사용할 경우에는 짧은 주기의 신호를 지터를 증가시키지 않으면서도 크기를 키워 잡음에 대한 성능이 개선되고 출력 신호의 레벨을 일정하게 키워 줌으로 일정한 레벨의 신호가 입력될 경우 최적의 성능으로 최종 출력을 판단하는 비터비 디코더와 어울려 좋은 성능을 낼 수 있다.

이하에서는 레벨 검출기(17)와 적응형 비터비 디코더(15)에 대해 상세하게 설명한다.

레벨 검출기(17)는 비터비 디코더(15)에서 필요로 하는 레벨이 있기 때문에 입력 신호가 현재 어떠한 레벨인가를 판단한 다음 각 레벨마다 평균치를 취해 적응형 비터비 디코더(15)로 전달하게 된다. 적응형 비터비 디코더(15)는 비터비 디코더에 알맞은 레벨을 입력받아 디코딩 연산을 수행함으로써 최적의 이진 신호를 얻을 수 있게 된다.

레벨 검출기(17)는 입력 신호의 코드 특성과 비터비 디코더의 종류에 따라다르게 구성된다. 입력 신호의 코드 특성은 많이 사용되는 것이 (2,10) 코드 계열과 (1,7) 코드 계열의 두 가지로 나눌 수 있는데 (1,7) 코드의 경우는 최단 주기가 기본 주기의 2배인 2T 신호부터 존재하고 (2,10) 코드의 경우는 최단 주기가 기본 주기의 3배인 3T 신호부터 존재하게 된다. 비터비 디코더의 종류는 입력 신호의 통계적 특성에 따라 다른 타입을 사용하게 되는데 일반적으로 많이 사용되는 비터비 디코더는 (a,b,a)타입과 (a,b,b,a)타입, (a,b,c,b,a)타입이다.

이하에서는 각각의 경우에 대해 레벨 검출기(17)와 적응형 비터비 디코더(15)의 구조에 대해 설명한다.

도 6은 레벨 검출기(17)의 일 실시예를 나타내는 도면이다. 도 6을 참조하면, 레벨 검출기(17)는 다수의 지연기, 목적 채널 필터(target channel filter), 선택 신호 발생기(selection signal generator) 및 다수의 평균치 필터를 포함한다.

비선형 변환기(13) 또는 등화기(14)의 출력 신호가 레벨 검출기(17)로 입력된다. 레벨 검출기(17)로 입력된 신호는 시스템 클럭으로 동작하는 지연기(delay)를 사용해 일정 시간 지연을 시키게 된다. 지연기는 D-flipflop으로 구현가능하다. 지연기에 의해 신호를 지연시키는 이유는 비터비 디코더(15)로부터 출력된 이진 데이터(binary data)가 연산 과정에서 일정 시간이 걸리기 때문에 이와 타이밍을 맞추어 비터비 디코더(15)로부터 출력되는 이진 데이터를 연산하는데 사용된 것과 동일한 시간의 입력 신호를 가지고 신호 처리를 하기 위함이다.

한편, 비터비 디코더(15)에서 나오는 이진 데이터는 목적 채널 필터(targetchannel filter)를 통과하는데 목적 채널 필터를 통과하게 되면 이진 신호의 종류에 따라 일정한 레벨의 출력 신호가 생성된다. 목적 채널 필터는 비터비 디코더(15)의 타입과 동일한 형태의 채널 필터가 사용되는데 대표적으로 사용될 수 있는 목적 채널 필터의 실시예들을 도 7a 내지 도 7c에 나타내었다.

일반적으로 광 디스크에 많이 사용되는 목적 채널 필터는 (a,b,a) 타입, (a,b,b,a) 타입과 (a,b,c,b,a)타입인데, 이러한 타입이 결정되면 비터비 디코더의 회로 형태 및 사용되는 목적 채널 필터의 종류가 결정된다. 여기서 a,b,c로 정의되는 수치의 조건은 0 이상의 실수이다.

이진 데이터를 목적 채널 필터로 통과시키면 입력 신호의 코드 형태와 목적 채널 필터의 종류에 따라서 몇 가지 정해진 레벨 출력이 나오게 된다. 이 때 정해진 출력 레벨의 수는 일정하게 정의되는데 선택 신호 발생기(selection signal generator)는 이 출력 레벨에 따라 선택 신호를 발생시킨다. 선택 신호 발생기는 목적 채널 필터의 출력이 일정한 레벨로 들어올 경우에 그 레벨에 해당되는 선택 신호를 정의해서 출력시키는 역할을 한다.

도 8은 선택 신호 발생기의 동작을 설명하기 위한 흐름도이다.

도 8을 참조하면, 비터비 디코더(15)의 PR 타입의 형태에 따라서 레벨이 여러 가지로 정의될 수 있는데 선택될 수 있는 레벨의 종류가 m가지로 되어있다. 이때 P는 목적 채널 필터에서 나올 수 있는 출력 값을 나타낸 것인데 PR 타입과 코드 특성((1,7) 코드 또는 (2,10) 코드)에 따라 다르게 나올 수 있다. 목적 채널 필터로 입력되는 입력신호의 값이 -1과 1인 경우를 예로 들었으나 입력 신호의 값을 1또는 0으로 정의할 수도 있다. 이 경우에는 경우의 수는 같지만 출력되는 레벨 값이 틀리다. 아래는 선택 신호 발생기의 레벨 구성의 예들을 나타낸다.

1)PR(a,b,a)타입-(1,7)코드 (2,10)코드 공통 m=4

P1=2a+b

P2=b

P3=-b

P4=-2a-b

2)PR(a,b,b,a)타입-(1,7)코드 m=7

P1=2a+2b

P2=2b

P3=-2a+2b

P4=0

P5=2a-2b

P6=-2b

P7=-2a-2b

3)PR(a,b,b,a)타입-(2,10)코드 m=5

P1=2a+2b

P2=2b

P3=0

P4=-2b

P5=-2a-2b

4)PR(a,b,c,b,a)타입-(1,7)코드 m=10

P1=2a+2b+c

P2=2b+c

P3=-2a+2b+c

P4=c

P5=-2a+c

P6=2a-c

P7=-c

P8=2a-2b-c

P9=-2b-c

P10=-2a-2b-c

5)PR(a,b,c,b,a)타입-(2,10)코드 m=8

P1=2a+2b+c

P2=2b+c

P3=-2a+2b+c

P4=c

P5=-c

P6=2a-2b-c

P7=-2b-c

P8=-2a-2b-c

이하에서는 도 2에 도시된 본 발명에 따른 이진 신호 검출 장치의 구조를 기초로 본 발명에 따른 이진 신호 검출의 구체적인 동작을 도 9를 참조하여 설명한다.

도 9는 본 발명에 따른 이진 신호 검출의 구체적인 동작 설명을 위한 그래프를 나타낸다. RF 신호가 이진 신호 검출 장치로 입력되면 DC 옵셋 제거기(12)는 DC 옵셋을 제거하고 PLL을 걸어 샘플링을 하게 된다.

샘플링 지점은 PLL의 에러 신호를 어떻게 생성하는가에 따라 영점 교차 지점을 샘플링 할 수도 있고 영점 교차 지점과 시스템 클럭 상으로 180도 위상차가 나는 지점을 샘플링 할 수도 있다. PR(a,b,b,a) 타입을 사용하는 경우는 일반적으로 영점 교차 지점을 샘플링하는 것이 바람직하고 PR(a,b,a)타입이나 PR(a,b,c,b,a)는 영점 교차 지점과 시스템 클럭상으로 180도 위상차가 나는 지점을 샘플링하는 것이 바람직하지만 보완 회로를 통해 신호 연산을 할 수도 있고 발진 클럭을 2배 높여서 필요한 부분을 많이 샘플링하는 등의 다른 방법도 사용할 수 있기 때문에 반드시 필요한 것은 아니다.

도 9의 두 번째 그래프는 180도 위상차가 나는 부분을 샘플링하는 경우를 나타낸다. 두 번째 그래프에서 점으로 표시된 부분이 샘플링되는 지점이다. 이 신호가 비선형 변환기(13)로 입력되는데 비선형 변환기(13)를 통과하게 되면 고주파 성분이 증폭되는 효과를 가져온다. 따라서 비선형 변환기(13)의 입력 신호와 비터비 디코더(15)의 입력 신호는 짧은 주기의 신호들이 많이 증폭되어 신호의 구분을 더욱 명확히 하고 나타날 수 있는 오류를 줄이는 역할을 한다.

도 9의 세번째 그래프를 참조하면, 비터비 디코더(15)의 입력값이 예시되어 있다. 세 번째 그래프의 경우는 비선형 변환기(13)의 입력 신호를 받아 처리했기 때문에 몇 클럭의 시간 지연이 있을 수 있다. 세 번째 그래프에 도시된 AA 신호가 비터비 디코더(15)를 통과하면 이진 데이터가 출력되는데 AA의 경우는 2T 신호와 3T 신호를 섞어 놓았기 때문에 -1,1,1(2T),-1,-1(2T),1,1,1(3T),-1,-1,-1(3T),1 의 형태의 이진 데이터로 변하게 된다. 이진 신호는 0과 1로 표시할 수도 있지만 편의상 1과 -1로 표시하였다.

이진 데이터의 경우 비더비 디코더(15)에서 처리를 해야 하기 때문에 몇 클럭의 처리 시간이 필요로 하므로 시간 지연이 생기게 된다.

이진 데이터는 레벨 검출기(17)로 입력되는데 여기서는 (a,b,a)타입의 비터비 디코더와 목적 채널 필터를 사용하는 경우를 예시했다. 이 경우 이진 데이터가 -1,1,1,-1,-1,1,1,1,-1,-1,-1,1 인 경우에 (a,b,a)타입의 필터와 컨볼루션 연산을 수행하게 되면 출력 결과는 b,b,-b,-b,b,2a+b,b,-b,-2a-b,-b의 형태로 출력이 된다. 이 신호가 선택 신호 발생기로 들어가게 되는데 선택 신호 발생기에서는 각각 P2,P2,P3,P3,P2,P1,P2,P3,P4,P3 의 선택 신호가 출력되고 이에 따라 AA 신호를 지연시킨 신호가 각각의 평균치 필터로 들어가게 되는데 첫번째 평균치 필터에는 4.1이라는 신호가 들어가고 두번째 평균치 필터에는 2.1,1.9,2.2,1.9의 4개 신호가 들어가며 세번째 평균치 필터에는 -2.0,-2.3,-2.0,-1.8의 4개 신호가 들어가고 네번째 평균치 필터에는 -4.3이라는 신호가 들어가게 된다. 평균치 필터는 마이컴 수단이나 기타 수단에 의해 정의되는 신호의 횟수만큼 신호를 입력받아 평균값을 출력해주는 역할을 한다.

따라서 비터비 디코더(15)에서 필요한 레벨인 4개의 레벨은 약 4,2,-2,4 의 레벨이 입력되어 최적의 디코딩 성능을 나타낼 수 있다. 비터비 디코더(15)의 이러한 성능은 비선형 변환기(13)와 결합되었을 경우 더욱 최적의 성능을 나타내는데 그 이유는 비선형 변환기(13)가 입력 신호의 레벨을 더욱 더 명확히 구분해 주는 역할을 하기 때문이다.

도 10 내지 도 14는 다양한 비선형 변환기(13)를 포함하는 본 발명에 따른 이진 신호 검출 장치의 실시예를 나타내는 도면들이다.

도 10은 비선형 함수와 비터비 디코더를 사용해서 신호를 복호화 하는 경우이다. 이 경우 a=0이기 때문에 비선형 함수에서 비선형 임계치보다 절대 값이 큰 경우는 비선형 임계치를 출력하기 때문에 비터비 디코더(15)에서 요구되는 것과 다른 값이 들어오는 경우는 신호를 강제로 포화시킴으로 인해 오동작을 막고 성능을 올릴 수 있다.

그 이유는 앞에서 설명한 바 있지만 PR(a,b,a) 타입의 비터비 디코더를 사용하는 경우에는 비터비 디코더의 입력으로 4개의 레벨이 들어가는 경우에 가장 효율적인 디코딩을 할 수 있는데 비선형 함수를 사용할 경우는 4개의 레벨에 맞도록 입력 신호를 변화시킬 수 있기 때문이다.

도 11 및 도 12에 도시된 이진 신호 검출 장치는 도 10에 도시된 비선형 함수로만 이루어진 비선형 변환기(13)의 성능을 좀 더 향상시키기 위해서 비선형 함수 앞 뒤, 병렬로 FIR 필터를 사용한 비선형 변환기(13)를 포함한다.

FIR 필터를 사용할 경우 입력 신호의 주파수 특성을 가변할 수 있기 때문에 좀 더 효율이 좋은 형태로 입력 신호를 변환시킬 수 있어 비터비 디코더의 성능이 향상될 수 있다.

도 13 및 도 14에 도시된 이진 신호 검출 장치는 비선형 함수와 a=1인 경우에 해당하는 FIR 필터를 사용한 비선형 변환기(13)를 포함한다. 이 경우에도 FIR 필터를 사용해 주파수 특성을 바꾼 다음 비선형 함수를 통과해서 비터비 디코더(15)의 동작 성능을 향상시킬 수 있다.

a=1인 경우 품질이 좋은 특성을 얻기 위해 비선형 함수 뒤에 연결된 FIR 필터는 3탭에 필터 계수가 1,0,0,1의 코싸인 변환의 주파수 특성을 가지는 필터를 사용함이 바람직하다. 이에 대한 보다 자세한 설명은 선출원된 대한민국 특허출원 제2002-0075969호, "고밀도 광 디스크 재생장치를 위한 등화기" 에 기재되어 있다.

이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명에 따른 이진 신호 검출 장치는, 비선형 변환기에 의해 비터비 디코더로 입력되는 신호를 보정하고, 보정된 신호와 최적의 레벨이 검출된 비터비 디코더를 사용함으로써 보다 정확하게 이진 신호를 검출할 수 있어 광 디스크 등의 데이터 저장 매체에 저장된 데이터를 원활하게 재생할 수 있다.

Claims

입력 신호를 소정 범위 내의 값을 가지도록 변환하는 비선형 변환기;

상기 비선형 변환기로부터 변환된 신호를 입력받아 최적 레벨값을 검출하여 출력하는 레벨 검출기; 및

상기 레벨 검출기로부터 입력된 상기 최적 레벨 값에 따라 상기 비선형 변환기로부터 입력된 변환된 신호를 디코딩하여 이진 신호를 검출하는 비터비 디코더를 포함하는 것을 특징으로 하는 이진 신호 검출 장치.
제1 항에 있어서,

상기 비선형 변환기는 소정의 비선형 함수에 따라 상기 입력 신호를 소정 범위 내의 값을 가지도록 변환하는 것을 특징으로 하는 이진 신호 검출 장치.
제2 항에 있어서,

상기 비선형 변환기는 상기 소정의 비선형 함수에 따라 상기 입력 신호를 변환하기 전 또는 변환한 후에 FIR 필터링을 수행하는 FIR 필터를 적어도 하나 포함하는 것을 특징으로 하는 이진 신호 검출 장치.