TW200416677A

TW200416677A - Electronic circuit for decoding a read signal from an optical storage medium

Info

Publication number: TW200416677A
Application number: TW093101104A
Authority: TW
Inventors: Stefan Rapp
Original assignee: Thomson Licensing Sa
Priority date: 2003-01-21
Filing date: 2004-01-16
Publication date: 2004-09-01
Also published as: KR20040067914A; JP2004342290A; CN1527310A; EP1441344A1

Description

200416677 五、發明說明（1) 發明所屬之技術領域本發明係關於光學儲存媒體之閱讀和解碼領域，尤指高密度光碟，例如藍射線碟片。先前技術有各種光學儲存媒體，具有不同的資料容量，諸如CD 和DVD。為增加某一固定直徑的碟片容量，必須降低磁執距和波道位元長度，需要減少雷射光點大小，亦即減小所用雷射波長。邇來，正開發碟片記錄系統，使用波長4 0 5 nm的藍色雷射二極體。例如，有利用藍紫色雷射二極體的高容量光碟記錄格式出現之標準，稱為「藍射線碟片」或BD碟片。藍射線碟片標準複本可向荷蘭恩德霍汶市皇家菲律普電子公司智慧所有權及標準部門索取。為進一步提高儲存密度，波道位元長度降到比減小光點大小中增益之程度為高，由於波長較短之故，即光點大小與波道位元間之比，即所謂「資訊密度」，增加。事實上，光學波道行為像是低通濾波器，而傳送功能稱為「調變傳送功能」，文獻上簡稱MTF。對光碟上高密度資料儲存而言，調變傳送功能陡降，即類比閱讀信號的高頻成份較低頻成份大為減弱。例如，就儲存容量25 GBytes的BD碟片而言，最短運轉長度成份 (2T)即以較最長運轉長度8T大20dB以上的因數減弱。造成大量符號間干擾（I S I )，理由於眼睛圖型，即光檢波器（「閱讀波道1，RDCH 1」）四元件的電流合計所得HF信號，即

第5頁 200416677 五、發明說明（2) 使沒有雜訊，幾乎關閉。為回復高密度光碟上儲存的使用者資料，典型上使用部份響應最大輕易性（PRML)檢測計劃。在標準的部份響應最大輕易性（PRML )檢測系統中，使用例如有7個分接頭的 F I R濾波器，使進到所選擇部份響應目標的信號均勻化。如果要例如以硬體實施LMS(最少平均二次方）演算適配均勻>ί匕，以便進一步改進資料檢測可靠性，則必須要較高度的實施努力。

另方面，進來的波型再造為簡單部份響應目標，像記憶體長度為2的PR (1，2，1 )，只會輸送非最佳結果，因為高密度光碟用之調變傳送功能（MTF)與PR( 1，2, 1 )相較大不相同，需要信號的高頻成份之高度增益提升。其缺點是雜訊亦相當減弱。另一可能性是使用更複雜的部份響應目標，記憶體長度為3，即PR (1，2，2，1 )，或以上。其優點是，部份響應目標頻率響應更像光學波道的MTF，因而只必須中度放大高頻信號成份。但嚴重缺點是，需要高度實施努力（晶片區域），而由於複雜的Viterbi檢波器，不可能達成高速處理。

就顫動測量而言，藍射線碟片標準（B D )在其A η n e X 1 2 . 8界定所謂極限勻化器。極限勻化器為非線型勻化器，可提升高頻成份，而不增加符號間的干擾。此等勻化器可以改進饋送入截剪器的 HF信號品質，並減少顫動。如此極限勻化器亦見於：

第6頁五、發明說明（3) (1) F. Yokogawa， S· Miyanabe, Μ· Ogasawara, Η. Kuribayashi， Υ· Tomita 和 K Yamamoto; Jpn. J· Appl· Phys. 30 (2000) 819， (2) S. Miyanabe， H. Kuribayashi 和 K. Yamamoto; Jpn J. Appl. Phys. 38 (1999) 1715, (3) Y sh i m i Tomita, Hiroshi Nishiwaki，Shogo Miyanabe， Hiroki Kuribayashi, Kaoru Yamamoto 和 Fumihiko Yokogawa; Jpn J Apl. Phys Vol 40 (000) pp· 1716-1722， Part 1，

No. 3B, March 2001. 例如極限勻化器的第一階段為習用線型勻化器，以減少符號間的干擾，並提升高頻信號成份。極限勻化是在線型勻化之後進行，在限制信號之前，把取樣之資料内插，極限勻化器之造型幾乎與F I R濾波型線型勻化器相同，但限制器限制到複製的信號位階，惟中央分接點信號除外。 FIR濾波裔作用有如高度提升勻化器，而其增益視高度提升係數的選擇而定。若高度提升係數變大，則F丨R濾波器的增益即高。發明内容所以，本發明之目的，在子設備，以供閱讀光學儲存媒及相對應方法和電腦程式產品本發明提供一種電子電路體，例如藍射線碟片（BD)，閱於提供改進的電子電、路和電體’尤其是藍射線碟片，以〇 ’可將從高密度光學儲存媒讀的信號解碼，使用極限句

第7頁 200416677 五、發明說明（4) -- 化器做為接續V i t e r h ΐ a、+ 方式可達成高度可靠波器用之部份響應勾化器。以此尤其是因為兼併極限口 f!?檢測，：中度硬體努力即可。檢測，可用較簡單的部份J響易性(p·) 波器。仂響應目私和較間早的Viterbi檢係數可以調節，並A 具體例，極限勻化器的高度提升信號之波封，以波。器\輸出:勻化閱讀制。勻化閱5貝k號之疋時資訊，加以控 =他較佳具體例列於申請專利範圍附屬項。 f參照附圖詳述本發明較佳具體例如下：路100第之1 ί ί Ξ由ΐ密度光碟所得閱讀信號解碼用電子電數1輸信號轉換成數位信號。= 截1Τ ^ 106用°來J —\化/ 1〇4,其輸出耦合至截剪器106。 :L ! :考位階，並除去某些信號不對稱。有* Ϊ ΐ SI 2極限句化器1〇8。極限句化器108具份響應句化器，具有接、㈣二丄二 is 1 1 0必要之取大輕易檢測。ν · , . ^ ^ 1 . 閱讀信號，呈NRZ信號格式。er 1 ? - 0輸出解碼於广ΐΐϊ1:广有鎖相環路(PLL)112，以提供位元時鐘#號。波封仏測器114和係數適配模組116形成控制系統

200416677 五、發明說明（5) ，以適配極限勻化器1 0 8的高提升係數m，詳後。與BD標準相反的是，類比閱讀波道1眼睛圖型並不在波道位元位置中間取樣，造成在勻化器輸出的非零樣本。第2圖表示在極限勻化器輸出處之波型。此相移可利用適當PLL電路，在極限勻化器和PLL間有偶數係數（例如2係數0 . 5 + 0 . 5 D )之附加F I R濾波器，或任何其他可設想的手段。第3圖表示由DS0以持久模式測得之勻化器輸出。利用高提升係數m的修飾，可以升降勻化器輸出信號之較小信號位階。第4圖表示部份響應PR( 1，2, 1 )的目標波型。Vi terbi 檢波器的輸入信號看來應如是。有四個截然的信號位階：最大波择（ + 1)、半波幅（ + 0.5)、負半波幅（-0.5)和負最大波幅（-1 )。係數適配之波幅信號以波封檢測器衍生。此波幅信號亦用做V i t e r b i檢波器内的分支公制計算之參考位階，即分支公制計算是遵循進來信號的增益變化。藉調諧極限勻化器之高提升係數m，可達成二波型的接近出現。此為第1圖内係數適配模組1 1 6方塊之任務，詳見第5圖。係數適配模組'具有輸入5 0 0，以供輸入極限勻化器1 0 8 輸出之勻化閱讀波道1 (參見第1圖）。勻化閱讀波道1信號延遲，考慮到V i t erb i檢波器1 1 0之相對應延遲。此係利用延遲塊502為之，提供η X T的延遲，與Viterbi檢波器110 之延遲相同。

第9頁 200416677 五、發明說明（6) $ « ί ΐ輸入504施加勻化閱讀波道1信號之波幅。波幅信 ^封檢波器U4提供（參見第1圖）。波幅利用放大器 5 2為2，以提供半波幅信號位階。延遲的勻化閱讀波 ^ 1和半波幅信號位階利用減算器5〇8減算，以供偏差信號 Δ 〇利用增益因數5 1 0，信號△以例如2的若干次方減弱。此可由k號右移’或饋送至加算器520的不重要位元。放大的△信號輸入至積算濾波器5丨2。積算濾波器5丨2具有模組4，用來限制所得高提升係數^之範圍，至例如± J。積算濾波器512具有多工器（μ υχ)51 6，接受「更新」做為定時資訊。MUX 516的輸出耦合至暫存器518，儲存實際高提升係數值m。暫存器518之輸出回饋至加算器520。加算器5 2 0加放大之△信號和高提升係數值^。加算結果輸入到模組5 1 4。又有半波幅檢波器5 2 2，用來檢測勻化閱讀波道1信號在+0· 5波幅位階時之時點。此項檢測是根據Vi terbi檢波器110輸出的NRZ格式信號進行（參見第1圖）。半波幅檢波器522提供「半波幅檢波」信號，輸入到「和」閘5 2 4 ’以及延遲勻化器閱讀波道1信號之符號位元。如此「和」閘524提供「更新」，信號，當勻化閱讀波道1 信號在半波幅信號位階時，該「更新」信號在邏輯「1」。在此等時點，積算濾波器5丨2變成可操作，而高提升係數值m即在暫存器518内更新。來自Vi terbi檢波器的NRZ輸出資料流，用來找尋半波

第10頁 200416677 —發明說明（7) 位=應處之位置。半波幅檢波器5 2 2按照部份響應PR (1， ’ _二各檢波中間位階輸送「1」。勻化閱讀波抱1信號為 =^，鐘的適當數而延遲，即與「檢波的半波幅」信號位 :2。「更新」信號是藉「和」反相符號位元所衍生，广t配電路只能為+ 〇 · 5的參考位階而施能（第2圖中圓圈 1 )。延遲的勻化閱讀波道1信號與半波幅間之相差，乘以 (-8)之增益因數，並加到舊係數值，以便更新信號 N B寸二可形成新係數值。否則，暫存器值即保留不變。半波幅檢波器5 2 2參照第6圖詳述之。。半波巾田檢波器5 2 2具有一系列移位暫存器，包括d 一正 $ Γ來60§0，g6 02,6 04。由viterbi檢波器110提供的nrz格式信 ί Λ//圖），應用到D_正反器6 0 0的輸入。d-正反器的 1 ,t p私D-正反器602的輸出指明Β，D-正反器604的輸出才曰，^輸出A，B，C均輸入到模組6 0 6，實施查索表6〇8。 -、古Ϊ ;且二6輪出「檢波的半波幅」信號，其在勻化器閱項波迢1 k唬在半波幅位階時的邏輯「】」。、B = 〇和C = 0，則「檢波的半波幅」信號亦為邏輯「，若、B = MdC = 〇，則「檢波的半波幅」信號在邏輯

第7圖為相對應流程圖之說明。在步驟7 〇〇、，由光碟所得數位閱讀信號，輸入到極限勻化器，以提供勻化閱讀信號。在步驟702，藉利用波封檢波器（參見第i圖的波封胃檢" 波器1 1 4)檢測勻化閱讀信號之波幅，決定勻化閱讀信號所需半波幅位階。在步驟704，利用耦合於極限勻化器"的

200416677 五、發明說明（8)

Viterbi檢波器（參見第1圖之Viterbi檢波器110)之延遲，把步驟7 0 0之勻化閱讀信號延遲。所需半波幅信號位階和延遲的勻化閱讀信號，係在步驟7 0 8内減去，以提供偏差信號。在步驟7 0 6，檢測勻化閱讀信號具有半波幅信號位階之時點。在此等時點，步驟7 0 8内所得偏差之整合，是在步驟710内進行，以提供適配之高提升係數m。

第12頁 200416677 圖式簡單說明第1圖為本發明電子電路具體例之方塊圖；第2圖表示在極限勻化器輸出處之波型；第3圖表示用DS0以持久模式測得極限勻化器之輸出；第4圖表示部份響應目標PR(1，2, 1)之目標波型；第5圖表示第1圖係數適配電路模組之詳細方塊圖；第6圖表示半波幅信號位階之定時檢測；第7圖表示本發明方法之流程圖。

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Claims

200416677 六、申請專利範圍 1. 一種從光學儲存媒體閱讀信號之解碼用電子電路，包括：一極限勻化器（1 0 8 )，供放大高頻閱讀信號成份，不實質上提高符號間之干擾；一 Viterbi檢波器（110)，搞合至極限勻化器之輸出，以提供解碼閱讀信號者。 2. 如申請專利範圍第1項之電子電路，其中極限勻化器具有可調節高提升係數（m )，以放大高頻閱讀信號成份 ;以及機構（1 1 6)，基於利用Vi terbi檢波器提供之解碼閱讀信號，和極限勻化器提供之勻化閱讀信號，以適配高提升係數者。 3. 如申請專利範圍第1或2項之電子電路，其中由極限勻化器提供的勻化閱讀信號具有波幅信號位階和中間信號位階，此電子電路又包括：一機構（ 1 1 4, 504, 5 0 6 )，以根據所檢波的波幅位階，決定所需中間信號位階；一機構（ 1 0 8, 5 0 2 )，以檢測勻化閱讀信號义實際中間信號位階；一機構（1 1 6，5 1 2 )，根據所需中間信號位階和實際勻化閱讀信號之比較，以適配高提升係數者。 4. 如申請專利範圍第1，2或3項之電子電路，其中決定所需中間信號位階用之機構，包括波封檢波器（1 1 4 )，以供檢測實際波幅者。 5. 如申請專利範圍第1項之電子電路，其中控制機構

第14頁 200416677 六、申請專利範圍包括積算器（5 1 2 )，以供積算所需中間信號位階與極限勻化器所提供實際勻化閱讀信號間之偏差者。 6. 如申請專利範圍第1項之電子電路，其中光學儲存媒體係藍光線碟片者。 7. —種光學儲存媒體閱讀用之電子裝置，包括：一從光學儲存媒體提供閱讀信號用之機構； —極限勻化器（1 0 8 )，以放大高頻閱讀信號成份， _ 不實質上增加符號間之干擾；一 Viterbi檢波器（110)，耗合至極限勻化器之輸出卜，以提供解碼之閱讀信號者。 8. —種光學儲存媒體之閱讀方法，包括如下步驟： ^ 一由光學儲存媒體，提供閱讀信號；一利用極限勻化器勻化閱讀信號，以放大高頻閱讀信號成份，不實質增加符號間之干擾；一對勻化閱讀信號進行V i t e rb i檢測，以提供解碼閱讀信號者。 9. 如申請專利範圍第8項之方法，又包括根據解碼閱讀信號及勻化閱讀信號，適配高提升係數，以放大高頻閱 · 讀信號成份者。 ^ 1 0.如申請專利範圍第8或9項之方法，其中勻化閱讀信號具有波幅位階和中間信號位階，此方法包括： —根據波幅位階之檢測，決定所需中間信號位階； I 一決定勻化閱讀信號的實際中間信號位階；一根據實際中間信號位階和所需中間信號位階，決

第15頁 200416677 六、申請專利範圍定偏差信號，一積算偏差信號，提供適配高提升係數者。 1 1. 一種電腦程式產品，諸如數位儲存媒體，包括從光學儲存媒體閱讀信號之解碼程式機構，其步驟為：一從光學儲存媒體提供閱讀信號；一利用極限勻化器勻化閱讀信號，以放大高頻閱讀信號成份，不實質增加符號間之干擾； Λ 一對勻化閱讀信號進行V i t e rb i檢測，以提供解碼閱讀信號者。 -

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