磁性多輸入多輸出信道的低復(fù)雜性磁道間干擾消除接收器的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本公開(kāi)涉及磁性記錄系統(tǒng)，并且尤其涉及用于解碼與磁性記錄系統(tǒng)關(guān)聯(lián)的回讀信 號(hào)。
【背景技術(shù)】
[0002] 存儲(chǔ)器存儲(chǔ)密度是可以在給定磁道長(zhǎng)度、表面積上存儲(chǔ)或在計(jì)算機(jī)存儲(chǔ)介質(zhì)的給 定卷中存儲(chǔ)的信息量（即，比特）的度量。通常，較高的密度是更為期待的，因?yàn)檫@允許更 大的數(shù)據(jù)卷被存儲(chǔ)在相同的物理空間中。密度因而與給定介質(zhì)的存儲(chǔ)容量有著直接關(guān)系。 密度還通常對(duì)特定介質(zhì)內(nèi)的性能以及價(jià)格有著相當(dāng)?shù)闹苯佑绊?。硬盤(pán)驅(qū)動(dòng)以（通常）附涂 于金屬盤(pán)上的表面的小塊的磁極化來(lái)存儲(chǔ)數(shù)據(jù)。最大面積密度受限于表面中磁性顆粒的尺 寸以及用于讀取和寫(xiě)入數(shù)據(jù)的"磁頭"的尺寸。
[0003] 為了增加面積密度，磁性記錄系統(tǒng)已經(jīng)開(kāi)始使用"疊瓦式"寫(xiě)入方案，其中新寫(xiě)入 的磁道部分地覆寫(xiě)之前寫(xiě)入的磁道。這具有使得之前寫(xiě)入的磁道變窄的效果，產(chǎn)生的寬度 小于寫(xiě)入磁頭的寬度。結(jié)果是，磁道密度以及因此的面積密度增加。然而，與"疊瓦式"寫(xiě) 入方案關(guān)聯(lián)的回讀信號(hào)表現(xiàn)出更多的磁道間干擾（ITI)，對(duì)位誤差率和扇區(qū)誤差率（BER和 SER)產(chǎn)生不利效果。例如，在疊瓦式寫(xiě)入方案中，新寫(xiě)入的磁道被標(biāo)記為n，而相鄰的、部分 覆寫(xiě)的磁道被標(biāo)記為n-1和n+1。磁性記錄典型地采用"寬寫(xiě)窄讀"的策略。在這種情形 下，磁性記錄的最小光刻特征（lithographic feature)是磁性讀取寬度（MRW)，因而是未 來(lái)面積密度改進(jìn)中的關(guān)鍵尺寸（dimension)。在目前的疊瓦式寫(xiě)入系統(tǒng)中，MRW典型是磁道 間距（TP)的60%。例如，縮放磁道間距以實(shí)現(xiàn)面積密度增加將要求更小的MRW。然而，更 小的MRW導(dǎo)致更低的信噪比（SNR)和磁頭不穩(wěn)定性的更多出現(xiàn)?？朔﨧RW限制以增加面積 密度的系統(tǒng)將因而是令人期待的。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 大體上，本公開(kāi)描述用于從磁性存儲(chǔ)介質(zhì)回讀數(shù)據(jù)的技術(shù)。具體地，本公開(kāi)描述用 于處理從硬盤(pán)驅(qū)動(dòng)的磁盤(pán)回讀的信號(hào)。
[0005] 根據(jù)本公開(kāi)的一個(gè)示例，接收器利用多個(gè)讀取元件，每一個(gè)均響應(yīng)于位于該讀取 元件之下的數(shù)據(jù)磁道而生成回讀信號(hào)。該多個(gè)回讀信號(hào)的每個(gè)被分別提供給至少一個(gè)空時(shí) 干擾消除過(guò)濾器，其基于該多個(gè)回讀信號(hào)生成經(jīng)過(guò)濾的輸出，該經(jīng)過(guò)濾的輸出最大化與多 個(gè)數(shù)據(jù)磁道之一關(guān)聯(lián)的信號(hào)。經(jīng)過(guò)濾的輸出被提供給一維維特比檢測(cè)器，其被配置作為響 應(yīng)生成表示被寫(xiě)入到多個(gè)數(shù)據(jù)磁道之一的數(shù)據(jù)序列的輸出。
[0006] 根據(jù)本公開(kāi)的另一示例，描述磁性存儲(chǔ)系統(tǒng)，其包括具有多個(gè)數(shù)據(jù)磁道的磁性介 質(zhì)。另外，包括多個(gè)讀取元件，每一個(gè)讀取元件位于多個(gè)數(shù)據(jù)磁道之一之上，并配置為至少 部分地響應(yīng)于與該讀取元件關(guān)聯(lián)的數(shù)據(jù)磁道而生成回讀信號(hào)。該系統(tǒng)進(jìn)一步包括至少一個(gè) 空時(shí)干擾消除過(guò)濾器，配置為接收由多個(gè)讀取元件生成的回讀信號(hào)并且提供與數(shù)據(jù)磁道之 一關(guān)聯(lián)的經(jīng)過(guò)濾回讀信號(hào)。該系統(tǒng)還包括至少一個(gè)一維維特比檢測(cè)器，配置為響應(yīng)于經(jīng)過(guò) 濾的回讀信號(hào)提供表示被寫(xiě)入到多個(gè)數(shù)據(jù)磁道之一的數(shù)據(jù)序列的輸出。
[0007] 根據(jù)本公開(kāi)的另一實(shí)施例，描述從磁性介質(zhì)讀取數(shù)據(jù)的方法。該方法包括使用多 個(gè)讀取元件生成回讀信號(hào)，每一個(gè)讀取元件位于多個(gè)數(shù)據(jù)磁道之一之上。多個(gè)回讀信號(hào)的 每一個(gè)隨后被提供給至少一個(gè)空時(shí)消除過(guò)濾器。響應(yīng)于多個(gè)回讀信號(hào)，生成經(jīng)過(guò)濾的輸出， 該輸出最大化與多個(gè)數(shù)據(jù)磁道之一關(guān)聯(lián)的信號(hào)。
【附圖說(shuō)明】
[0008] 圖1是根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的利用低復(fù)雜性磁道間干擾和消除接收器的磁性存儲(chǔ) 系統(tǒng)的框圖。
[0009] 圖2是以更多細(xì)節(jié)圖示根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的利用低復(fù)雜性磁道間干擾和消除接 收器的框圖。
【具體實(shí)施方式】
[0010] 這里公開(kāi)是利用低復(fù)雜性磁道間干擾和消除接收器的回讀系統(tǒng)，該低復(fù)雜性磁道 間干擾和消除接收器提供了減輕在回讀信號(hào)中生成的磁道間干擾（ITI)的低成本途徑。具 體地，回讀系統(tǒng)采用位于相鄰磁道之上的多個(gè)讀取元件。由多個(gè)讀取元件的每一個(gè)生成的 回讀信號(hào)包括響應(yīng)于相鄰磁道而生成的ITI。低復(fù)雜性磁道間干擾和消除接收器包括一 個(gè)或多個(gè)空時(shí)干擾消除過(guò)濾器，最優(yōu)化為使得與特定數(shù)據(jù)磁道關(guān)聯(lián)的信號(hào)對(duì)干擾加噪聲比 (SINR)最大化。每一個(gè)過(guò)濾器的經(jīng)過(guò)濾輸出表示相對(duì)不具有響應(yīng)于相鄰磁道生成的ITI的 回讀信號(hào)。結(jié)果是，公知的一維部分響應(yīng)（PR)均衡器和維特比檢測(cè)器可以用來(lái)基于經(jīng)過(guò)濾 輸出檢測(cè)所存儲(chǔ)的數(shù)據(jù)?；刈x系統(tǒng)可以在多輸入多輸出（MIMO)回讀信道中采用，該多輸入 多輸出回讀信道包括多輸入單多輸出（MISO)信道和單輸入多輸出（SIMO)信道。
[0011] 圖1是根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的利用低復(fù)雜性磁道間干擾和消除接收器1〇4(以下，消 除接收器104)的磁性存儲(chǔ)系統(tǒng)100的框圖。磁性存儲(chǔ)系統(tǒng)100包括磁性介質(zhì)102、多個(gè)讀 取元件（標(biāo)記為RE2、RE3和RE4)以及消除接收器104,其包括空時(shí)干擾消除過(guò)濾器106和 部分響應(yīng)（PR)及修改的維特比（Viterbi)檢測(cè)器108a、108b和108c。磁性介質(zhì)102包括 多個(gè)數(shù)據(jù)磁道（標(biāo)記為'Tl'、'T2'、'T3'、'T4'和'T5'）。與每一個(gè)讀取元件關(guān)聯(lián)的數(shù)值 下標(biāo)（例如，讀取元件RE2)指示讀取元件位于其上的數(shù)據(jù)磁道。例如，讀取元件RE2位于 數(shù)據(jù)磁道T2之上，而讀取元件RE3位于數(shù)據(jù)磁道T3之上且讀取元件RE4位于數(shù)據(jù)磁道T4 之上。盡管在圖1中所示的實(shí)施例中，采用三個(gè)讀取元件，但是在其他實(shí)施例中，可以采用 大于兩個(gè)的任意數(shù)量的讀取元件。此外，盡管消除接收器104在其中ITI是回讀信號(hào)中的 顯著因素的應(yīng)用（例如，疊瓦式磁性記錄系統(tǒng)）中是特別有益的，但是本發(fā)明不限于這些應(yīng) 用，并且可以對(duì)任何磁性存儲(chǔ)記錄系統(tǒng)提供有益效果。
[0012] 在圖1所示的實(shí)施例中，讀取元件RE2生成回讀信號(hào)r2(k)，讀取元件RE3生成回 讀信號(hào)r 3(k)，而讀取元件RE4生成回讀信號(hào)r4(k)。每一個(gè)回讀信號(hào)不僅包括對(duì)意圖要被 讀取的數(shù)據(jù)磁道的響應(yīng)，還包括由每一個(gè)讀取元件對(duì)相鄰磁道的側(cè)讀（side reading)引起 的磁道間干擾（ITI)或串?dāng)_。該問(wèn)題在其中讀取元件的寬度相對(duì)于彼此增加或數(shù)據(jù)磁道的 寬度相對(duì)于彼此減少的磁性存儲(chǔ)系統(tǒng)中凸顯。例如，不僅響應(yīng)于目標(biāo)數(shù)據(jù)磁道（即，數(shù)據(jù)磁 道T2)還包括與相鄰數(shù)據(jù)磁道T1和T3關(guān)聯(lián)的ITI而生成回讀信號(hào)r 2 (k)。類(lèi)似地，不僅響 應(yīng)于目標(biāo)數(shù)據(jù)磁道T3還包括與相鄰數(shù)據(jù)磁道T2和T4關(guān)聯(lián)的ITI而生成回讀信號(hào)r3(k)， 并且不僅響應(yīng)于目標(biāo)數(shù)據(jù)磁道T4還包括與數(shù)據(jù)磁道T3和T5關(guān)聯(lián)的ITI而生成回讀信號(hào) r4(k) 〇
[0013] 提供回讀信號(hào)r2(k)、r3(k)和r4(k)到消除接收器104用于與正由讀取元件RE2、 RE3和RE4讀取的一個(gè)或多個(gè)數(shù)據(jù)磁道關(guān)聯(lián)的信號(hào)的檢測(cè)。例如，在圖1所示的實(shí)施例中， 消除接收器104響應(yīng)于接收的回讀信號(hào)r 2(k)、r3(k)和r4(k)生成分別表示存儲(chǔ)到數(shù)據(jù)磁 道T2、T3和T4的數(shù)據(jù)符號(hào)序列的多個(gè)輸出a 2(k)、a3(k)和&4〇〇。在另一實(shí)施例中，消除 接收器104利用多個(gè)回讀信號(hào)r 2(k)、r3(k)和1*4〇〇生成比回讀信號(hào)少的輸出值。例如，回 讀信號(hào)r 2(k)、r3(k)和r4(k)可以用來(lái)生成對(duì)應(yīng)于數(shù)據(jù)磁道T3的數(shù)據(jù)符號(hào)序列a 3(k)。
[0014] 消除接收器104利用空時(shí)干擾消除過(guò)濾器106(以下，消除過(guò)濾器106)來(lái)基于一 個(gè)或多個(gè)回讀信號(hào)r 2(k)、r3(k)和r4(k)過(guò)濾與多個(gè)回讀信號(hào)關(guān)聯(lián)的磁道間干擾（以及其 他噪聲元素）。消除過(guò)濾器106的輸出是一個(gè)或多個(gè)經(jīng)過(guò)濾回讀信號(hào)，其對(duì)每一個(gè)相應(yīng)的數(shù) 據(jù)磁道提供最大的信號(hào)對(duì)干擾加噪聲比。例如，在圖1所示的實(shí)施例中，消除過(guò)濾器106關(guān) 于多個(gè)回讀信號(hào)1' 2〇〇、1'3〇〇和1'4〇〇的每一個(gè)分別生成經(jīng)過(guò)濾的回讀信號(hào)22〇〇、2 3〇〇和 z4(k)。然