專利名稱：控測器、再現(xiàn)系統(tǒng)、接收器和方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種探測器。這種探測器用于從代表游程長度的有限序列的輸入信息信號導(dǎo)出數(shù)字信號，該游程長度具有一個最小值m。
本發(fā)明還涉及一種再現(xiàn)設(shè)備。這種再現(xiàn)設(shè)備用于再現(xiàn)儲存在媒體上的數(shù)字符號，它包括所述探測器。
本發(fā)明還涉及一種接收器。這種接收器用于從接收的信號再現(xiàn)數(shù)字符號，它包括所述探測器。
本發(fā)明還涉及一種方法。這種方法用于從代表游程長度的有限序列的輸入信息信號導(dǎo)出數(shù)字信號，該游程長度具有一個最小值m。
光記錄方法學(xué)很強(qiáng)地依賴游程長度有限的信道碼的應(yīng)用。它們的其他用途是，使用戶信息的頻譜特性與光記錄信道的頻譜特性相適應(yīng)。RLL碼限制編碼位流中的連續(xù)相同位的數(shù)目，并可以用2個參數(shù)，即(d、k)表征，(d+1)是最小的允許連續(xù)相等位數(shù)目，(k+1)是最大的允許連續(xù)相等位數(shù)目。這樣的RLL碼的例子包括在CD中使用的EFM碼(d＝2、k＝10)和在DVD中使用的EFM+碼(d＝2、k＝10)。
在光記錄信息的讀出期間，儲存位流經(jīng)受，例如，由于激光束的有限分辨率、讀頭的動態(tài)散焦和盤傾斜的若干種失真。在許多情況下，失真是到如此程度，以致一個簡單的閾探測器(TD)不足以以足夠的準(zhǔn)確度再現(xiàn)失真的數(shù)據(jù)。情況會是這樣，例如，在DVD中的記錄密度大大地高于在CD中的，因此在DVD中造成很小尺寸的凹坑和臺階，并從而增大了來自相鄰的凹坑和/或臺階的內(nèi)部符號干擾(ISI)。在這樣的一些情況下，為達(dá)到可接受的位差錯率，需要更先進(jìn)的探測技術(shù)。
已經(jīng)為RLL碼的使用提出了若干技術(shù)。按照第一類技術(shù)，借助于一種最大似然性序列探測，例如通過一種維特比(Viterbi)算法，根據(jù)輸入信號估計一個位序列。該維特比算法通常適合一個固定的部分響應(yīng)的要求，并因此結(jié)果探測器被稱為部分響應(yīng)最大似然性探測器(PRML)。它一般被用作到均衡器的級聯(lián)，該均衡器用于形成該信道和該均衡器對所用的固定部分響應(yīng)的總響應(yīng)。該探測器以逐位方式工作，利用接收的采樣和它自己對它們的估計，以便重新發(fā)現(xiàn)最可能的傳輸位模式。在Jan W.M.Bergmans的1996年出版的“數(shù)字基帶傳輸和記錄”一書的第7章301-372頁中更詳細(xì)地介紹了維特比算法。
PRML探測遭遇由它的臨界循環(huán)的位遞歸性質(zhì)引起的操作速度的瓶頸，該操作至少包括比較操作和選擇操作。由于這種速度限制，應(yīng)用PRML探測技術(shù)對演變的光記錄技術(shù)的高位速率愈加成為問題。
按照第二類技術(shù)，包含一個校正級，用干探測和校正在第一級得出的位序列中的游程長度的違背。第一級，例如，可以按一個簡單的閾探測器來完成。第二級稱為游程長度后推探測(見例子WO98/27681)。
本發(fā)明的一個目的是提供一種按照引言節(jié)所述的探測器。這種探測器以接近PRML探測器的差錯率從輸入信息信號檢測數(shù)字信號，然而卻減小了它的計算復(fù)雜性，。
本發(fā)明的再一個目的是提供一種包括這種探測器的再現(xiàn)系統(tǒng)。
本發(fā)明的再一個目的是提供一種包括這種探測器的接收器。
本發(fā)明的還有的一個目的是提供一種按照引言節(jié)所述的方法。這種方法以接近PRML探測器的差錯率從輸入信息信號檢測數(shù)字信號，同時卻減小了它的計算復(fù)雜性。
按照本發(fā)明提供一種探測器，這種探測器用于從代表游程長度有限序列的輸入信息信號探測數(shù)字信號，該游程長度具有一個最小值m。按照本發(fā)明的探測器包括用于從所述輸入信息信號產(chǎn)生初始二進(jìn)位信號的裝置；用于識別初始二進(jìn)位信號內(nèi)的連續(xù)位的復(fù)合序列的裝置，該復(fù)合序列按序地包括至少長度大于或等于m+1的單極序列第一鄰近位，一個或多個長度m的另外的單極序列以及至少長度大于或等于m+1的單極序列第二鄰近位，單極序列被定義為具有相同二進(jìn)位值的位并在兩側(cè)以一個具有相反二進(jìn)位值的位來分界的序列；用于產(chǎn)生一個序列組的裝置，該序列組可以通過而不違背游程長度約束改變在所述復(fù)合序列內(nèi)二進(jìn)位值的極性從所述復(fù)合序列得出，該組包括從初始二進(jìn)位信號得出的復(fù)合序列；用于對于2個或更多個所述序列組的序列計算路徑尺度的裝置，所述路徑尺度是對于經(jīng)過與所述二進(jìn)位值序列相對應(yīng)的網(wǎng)格的路徑的分路尺度之和；
用于根據(jù)路徑尺度，從具有最高的與由輸入信息信號所代表的輸入序列對應(yīng)的似然性的所述序列組識別序列的裝置。
在按照本發(fā)明的探測器中，似然性的計算被限到單極序列(游程)或具有最小游程長度的游程的序列。
本發(fā)明是建立在這樣一個理解的基礎(chǔ)上，這個理解就是，一方面，具有最小游程長度的游程，當(dāng)它們具有最高頻率時，是最易于出探測差錯的。在另一方面，經(jīng)過建立在初始二進(jìn)位信號基礎(chǔ)上的網(wǎng)格的路徑已經(jīng)具有比較高的與為輸入信息信號所代表的輸入序列對應(yīng)的似然性。因此，只考慮包括從初始二進(jìn)位信號得出的復(fù)合序列的可能序列的序列組和可以以比較少的變化從所述復(fù)合序列產(chǎn)生的那些序列就足夠了。因此，為估計最佳路徑的計算數(shù)目同在PRML探測器中需要的遞歸計算相比較大大地被減少。因此在本發(fā)明的探測器中，以用比較小數(shù)目的計算探測比較大數(shù)目的差錯，有效地利用計算能力。
一個按照權(quán)利要求2的本發(fā)明的優(yōu)選實施例是基于發(fā)明者們這樣的觀察，即，在連續(xù)單極序列之間的邊界通常只互相相對移動一個采樣。
一個按照權(quán)利要求3的本發(fā)明的優(yōu)選實施例具有這樣優(yōu)點(diǎn)，即，復(fù)合序列的不太可能的修改不予以考慮。這在保持良好的探測性能的同時進(jìn)一步減小了計算的復(fù)雜性。
在權(quán)利要求4中敘述了另一個優(yōu)選實施例。已觀察到，在信號中的游程之間的邊界經(jīng)常趨于只在一個方問移動。在這些情況下，因此只鑒定復(fù)合序列的那些變化就是足夠的。這也使在保持良好的探測性能的同時減小了計算的復(fù)雜性。
本發(fā)明特別適用于一個再現(xiàn)系統(tǒng)。在一個用于再現(xiàn)儲存在媒體上的數(shù)字符號的按照本發(fā)明的再現(xiàn)系統(tǒng)統(tǒng)中，所述再現(xiàn)系統(tǒng)包括讀出裝置，該讀出裝置又包括這樣裝置，即，它用于沿一個光軸以掃描光斑投射第一光束到到媒體，并用于，通過測量從該掃描光斑返回的光束的強(qiáng)度，產(chǎn)生代表儲存在媒體上數(shù)字符號的輸入信息信號；所述再現(xiàn)系統(tǒng)還包括用于以引起掃描光斑和媒體之間在一個移動方向上的相對移動的移動裝置；所述再現(xiàn)系統(tǒng)還包括用于從所述輸入信息信號得出數(shù)字信號的按照權(quán)利要求1、2、3或4的探測器。
在權(quán)利要求6中介紹了一個按照本發(fā)明的再現(xiàn)系統(tǒng)的一個優(yōu)選實施例。傾斜測量使信號探測器能夠預(yù)測在信號中出現(xiàn)的失真種類。這可用于限制復(fù)合序列中的可能修改到對具有最高似然性的那些修改。
可以用若于方法完成傾斜探測裝置。例如，用一個單獨(dú)的傳感器測量來自記錄載體的反射光束的位置的偏差。然而，較可取的是，傾斜探測裝置根據(jù)從記錄載體讀取的信號導(dǎo)出傾斜信號。在這種方法中，單獨(dú)的傳感器是多余的。例如在較早提出的申請WO00/10165-A1中介紹了這種傾斜探測裝置。在權(quán)利要求7中敘述了這種傾斜探測裝置的實際實施例。
本發(fā)明特別適于關(guān)于除了游程長度約束外還具有重復(fù)的最小過渡游程長度(RMTR)的信道碼的應(yīng)用。RMTR規(guī)定最大允許的鏈接的最小長度單極序列的數(shù)目。例如在WO99/63671-A1中介紹了這種碼。如果信道碼也具有一個對于RMTR的最低值，則對探測器的硬件要求是普通的，并且比較少的復(fù)合序列變化必須被計算。EFM+具有15的RMTR。信道碼17PP和EFMCC，兩個都是為DVR設(shè)計的，具有6的RMTR。
本發(fā)明也涉及一種用于從接收信號再現(xiàn)輸出符號序列的接收器，該接收器包括一個按照本發(fā)明的的探測器，該探測器同一個用于解調(diào)接收信號的解調(diào)器耦合。
較可取的是，該探測器經(jīng)過一個均衡器同解調(diào)器耦合。
本發(fā)明也涉及一種用于從代表游程長度有限序列的輸入信息信號中探測數(shù)字信號的方法，該游程長度具有一個最小值m。按照本發(fā)明的方法包括從所述輸入信息信號中產(chǎn)生初始二進(jìn)位信號的步驟；識別在二進(jìn)位信號內(nèi)的連續(xù)位的復(fù)合序列的步驟，該復(fù)合序列依序包括至少長度大于或等于m+1的單極序列的第一鄰近位，一個或多個長度m的另外單極序列以及至少長度大于或等于m+1的單極序列的第二鄰近位，單極序列被定義為具有相同二進(jìn)位值位并在兩側(cè)以一個具有相反值的位來分界的序列；產(chǎn)生序列組的步驟，該序列組可以通過不違背游程長度的約束改變所述復(fù)合序列內(nèi)的二進(jìn)位值的極性，從所述復(fù)合序列獲得，該序列組包括復(fù)合序列；
對于2個或更多個所述序列組的序列計算路徑尺度的步驟，所述路徑尺度是對于經(jīng)過與所述二進(jìn)位值序列相對應(yīng)的網(wǎng)格的路徑的分路尺度之和；根據(jù)路徑尺度，從具有最高的與由輸入信息信號代表的輸入序列相對應(yīng)的似然性的所述組來識別序列的步驟。
參照


本發(fā)明的這些和其他方面。其中，圖1表示在其中可以利用本發(fā)明的傳遞系統(tǒng)；圖2表示在其中可以利用本發(fā)明的再現(xiàn)系統(tǒng)；圖3更詳細(xì)地表示圖2的再現(xiàn)系統(tǒng)；圖4按照圖3上的IV表示圖3的再現(xiàn)系統(tǒng)的一部分的視圖；圖5概略地表示用于得到數(shù)字信號的按照本發(fā)明的探測器；圖6更詳細(xì)地表示該探測器的一個單元；圖7表示解釋圖6單元的工作的流程圖；圖8更詳細(xì)地表示圖7流程圖的一部分；圖9表示一個輸入信號的例子和一些對應(yīng)于圖7流程圖的程序中的變量；圖10表示一個輸入信號內(nèi)的復(fù)合序列的例子和可能的變化；圖11表示一個對于圖6所示單元的設(shè)備中的傾斜探測器的實施例。
在按照圖1的傳遞系統(tǒng)中，要被傳遞的數(shù)字信號加到發(fā)送器2中的第一編碼器3。第一編碼器3的輸出經(jīng)第二編碼器4連接到調(diào)制器6的輸入。調(diào)制器6的輸出構(gòu)成發(fā)送器2的輸出。發(fā)送器2的輸出經(jīng)傳遞媒體8連接到接收器10的輸入。接收的信號加到解調(diào)器12的輸入。該解調(diào)器的輸出連接到均衡器14的輸入。均衡器14的輸出連接到探測器16的輸入。該探測器的輸出連接到第一解碼器17。第一解碼器17依次同第二解碼器18耦合。第二解碼器18的輸出構(gòu)成接收器10的輸出。
在第一編碼器3中，利用差錯校正碼將要被傳遞的數(shù)字符號轉(zhuǎn)換成冗余符號。這可以是，例如，如里德-索羅門碼這樣的卷積碼或分組碼。使用所謂鏈接編碼方案也是可想像的。
借助于適于經(jīng)傳遞媒體8傳遞的信道碼，第二編碼器4將從第一編碼器3獲得的冗余符號轉(zhuǎn)換成信道符號。
調(diào)制器6在一個載波上調(diào)制第二編碼器4的信道符號?？赡艿恼{(diào)制方法是，例如，QPSK、QAM或OFDM。
調(diào)制的信號經(jīng)傳遞媒體8被傳遞到接收器10。在接收器10中，解調(diào)器12解調(diào)接收的信號。解調(diào)的信號被均衡器14濾波，以便消除由傳遞媒體的有限帶寬引起的內(nèi)部符號干擾。探測器16從在均衡器14的輸出的均衡信號得出傳遞的信道符號。第一解碼器17中，將傳遞信道符號轉(zhuǎn)換成中間符號。第二解碼器18將中間符號轉(zhuǎn)換成輸出符號。第二解碼器18為差錯探測和校正而設(shè)立。第二解碼器18的輸出也構(gòu)成接收器的輸出。
在按照圖2的再現(xiàn)系統(tǒng)20中，讀單元26讀出記錄媒體，在這里的記錄媒體是光盤22。假定，在光盤22上的被寫數(shù)據(jù)是按照在光盤標(biāo)準(zhǔn)中所使用的8-14 EFM編碼方案編碼的。然而，本發(fā)明也可適用于如在DVD(數(shù)字視盤)標(biāo)準(zhǔn)中所采納的8-16EFM+編碼方案。EFM碼具有3的最小游程長度m(被具有相反值位的序列分開的具有相同值的連續(xù)位之間的距離)和11的最大游程長度。EFM+也具有3的最小游程長度m和11的最大游程長度。在另一個實施例中盤是DVR-ROM盤，它按照EFM-CC編碼方案被編碼，也具有3的最小游程長度m和11的最大游程長度。在PH-NL000074中介紹了EFM-CC編碼方案。若不然，盤可以是具有有2的最小游程長度m和8的最大游程長度的編碼方案17PP的DVR-RW盤。在再另外一個盤的實施例中，盤是一種磁或光磁型的。
讀單元26的輸出由均衡器28濾波以便消除不希望有的內(nèi)部符號干擾。探測器30利用均衡器28的輸出信號獲得探測的信道符號的序列。以后將更詳細(xì)地說明探測器30的工作。信道探測器29接收探測的信道符號，將信道符號轉(zhuǎn)換成中間符號。差錯校正器32轉(zhuǎn)換中間符號，充分地減小差錯率。該差錯較正器的輸出構(gòu)成再現(xiàn)系統(tǒng)20的輸出。
記錄載體不必是盤形的，不然可以是以卡形式的。
參照圖3更詳細(xì)地說明一個用于再現(xiàn)儲存在媒體22(這里是一個光盤)上的數(shù)字符號的按照本發(fā)明的再現(xiàn)系統(tǒng)20的實施例。再現(xiàn)系統(tǒng)20包括讀裝置26，它又包括一個單元(未示出)，用于沿一個光軸34以掃描光斑36投射第一光束24到到媒體22，并用于，通過測量從該掃描光斑36返回的光束的強(qiáng)度，產(chǎn)生代表儲存在媒體22上數(shù)字符號的輸入信息信號SLS。該再現(xiàn)系統(tǒng)20還包括用于產(chǎn)生掃描光斑36和媒體22之間在一個移動方向上的相對移動的移動裝置。該移動裝置包括徑向移動裝置42、44、46和切向移動裝置38。該切向移動裝置是以圍繞軸40轉(zhuǎn)動盤22的馬達(dá)38的形式構(gòu)成。該徑向移動裝置包括由滑動馬達(dá)44驅(qū)動的滑動裝置42。徑向移動裝置42、44、46還包括徑向變換器46。徑向伺服系統(tǒng)48通過信號SSL和SR控制徑向移動裝置42、44、46。在以卡形式作為記錄載體的再現(xiàn)系統(tǒng)中，移動裝置，例如可以包括用于在2個互相正交方向上互相相對移動卡和掃描光斑的第一和第二直線馬達(dá)。讀裝置26也包括用于保持良好聚焦的掃描光斑36的聚焦調(diào)節(jié)器(末示出)。該聚焦調(diào)節(jié)器由伺服系統(tǒng)50控制。馬達(dá)38、伺服系統(tǒng)48和50由微處理器52控制。
再現(xiàn)系統(tǒng)20包括信號處理單元28，它又包括一個用于為探測單元30產(chǎn)生輸入信息信號Ai的均衡器。該信號處理單元也為伺服系統(tǒng)50提供徑向誤差信號RE和聚焦誤差信號FE。
再現(xiàn)系統(tǒng)20還包括按照本發(fā)明的探測器30，用于從所述輸入信息信號Ai導(dǎo)出數(shù)字信號 如圖4上夸大所示的，一個切向傾斜α?xí)霈F(xiàn)在光軸34和媒體對于移動方向v的法線矢量之間。在本情況下，該法線與旋轉(zhuǎn)軸40平行。
再現(xiàn)系統(tǒng)包括傾斜探測裝置31，用于產(chǎn)生對于傾斜α的極性指示的傾斜信號和用于限制根據(jù)該傾斜信號確定路徑尺度的序列組的裝置。
探測器30的輸出同用于實質(zhì)上減小位差錯率的差錯校正器32耦合。
圖3所示的系統(tǒng)也適于在記錄媒體22上記錄信息信號Si。為此目的，該系統(tǒng)包括編碼器25，用于借助于一種能進(jìn)行差錯校正的碼，例如按照CIRC方法的碼，來把該信號編碼。編碼器25的輸出同信道編碼器27耦合，信道編碼器27用于用一種信道碼，例如EFM，把編碼器25的輸出信號編碼。信道編碼器29的輸出依次同寫策略發(fā)生器33耦合，寫策略發(fā)生器33產(chǎn)生用于控制輻射源的脈沖寫信號，該輻射源用于產(chǎn)生寫記錄媒體的光束。該輻射源可以是用于掃描記錄媒體22的同一輻射源。
傾斜探測裝置31可以用若干方法來完成，例如，用一個單獨(dú)的傳感器測量從記錄媒體反射的光束的位置偏差。然而，較可取的是，傾斜探測裝置根據(jù)從記錄載體讀出的信號導(dǎo)出傾斜信號。用這樣方法，一個單獨(dú)的傳感器是多余的。例如在較早提出的申請W000/10165-A1中介紹了這樣的傾斜探測裝置。在本實施例中表示了組成探測器30的一部分的傾斜探測裝置31。
參照圖5說明一個按照本發(fā)明的探測器的實施例。按照本發(fā)明的探測器30包括同輸入端61耦合的第一電路60，用于將輸入信號Ai轉(zhuǎn)換成中間二進(jìn)位信號 。該第一電路60是，例如，閾探測器．探測器30包括第二電路62，它校正游程長度違背的中間二進(jìn)位信號 ，并借此產(chǎn)生初始二進(jìn)位信號Bi。例如在W098/27681中介紹了這種也稱游程步長度后推探測器的電路。
按照本發(fā)明的探測器30也包括第三電路64。該電路64識別初始二進(jìn)位信號Bi內(nèi)的連續(xù)位的復(fù)合序列，該序列包括長度大于或等于m+1的單極序列第一鄰近位、一個或多個長度m的另外的單極序列以及至少長度大于或等于m+1的單極序列第二鄰近位，單極序列被定義為具有相同二進(jìn)位值的位并在兩側(cè)以一個具有相反二進(jìn)位值的位來分界的序列。
當(dāng)電路64已識別這種在初始二進(jìn)位信號Bi內(nèi)的復(fù)合序列時，該電路識別一個序列組，該序列組可以通過不違背游程長度約束改變所述復(fù)合序列內(nèi)的二進(jìn)位值位的極性從所述復(fù)合序列獲得。該序列組包括該復(fù)合序列。電路64對于2個或更多個所述序列組的序列計算路徑尺度。所述路徑尺度是對于經(jīng)過與所述二進(jìn)位值序列相對應(yīng)的網(wǎng)格的路徑的分路尺度之和。電路64根據(jù)路徑尺度從具有最高的與由輸入信息信號A，所代表的輸入序列對應(yīng)的似然性的所述序列組識別序列。
圖6更詳細(xì)地表示第三電路64。該第三電路具有用于接收初始二進(jìn)位信號Bi的第一輸入70和用于接收輸入信息信號Ai的第二輸入72。第一輸入70同第一寄存器74耦合，該第一寄存器具有同多路轉(zhuǎn)換器76第一輸入耦合的串行輸出和同當(dāng)前變化寄存器78耦合的并行輸出。在第一寄存器74的輸入接收的信號按先進(jìn)先出被傳送到它的串行輸出。當(dāng)前變化寄存器78通過第一并聯(lián)連接同最佳當(dāng)前變化寄存器80耦合。最佳當(dāng)前變化寄存器80具有同多路轉(zhuǎn)換器76的第二輸入耦合的串行輸出。當(dāng)前變化寄存器78通過第二并聯(lián)連接同窗口多路轉(zhuǎn)換器82耦合。多路轉(zhuǎn)換器82從儲存在當(dāng)前變化寄存器78中的序列選擇一個位的子序列。窗口多路轉(zhuǎn)換器82選擇位于圍繞指數(shù)k的窗口內(nèi)的一個子序列。第三電路64包括同當(dāng)前變化寄存器78耦合的修改器84。根據(jù)微處理器86的指令，通過不違背游程長度約束改變所述復(fù)合序列內(nèi)的二進(jìn)位值的極性，修改器84產(chǎn)生在初始二進(jìn)位信號Bi內(nèi)識別的復(fù)合序列的變化。第三電路64還包括同窗口多路轉(zhuǎn)換器82耦合的幅度預(yù)測單元87。根據(jù)由窗口多路轉(zhuǎn)換器82選擇的圍繞序列中的每位的窗口，幅度預(yù)測單元87計算對應(yīng)于所述位的預(yù)期幅度 。幅度預(yù)測單元87可以用若干方法來完成。在第一實施例中，幅度預(yù)測單元87根據(jù)由窗口選擇的位bk的序列的卷積，用讀信道和均衡器的估計響應(yīng)函數(shù) 計算預(yù)測幅度 。即，A^k=Σl=-Ll=Lbk-lP^l]]>不然，通過平均在輸入信道出現(xiàn)并對應(yīng)于特定位序列的每次出現(xiàn)的幅度值A(chǔ)i，可以獲得對于所述特定位序列的預(yù)測幅度 。在WO00/12872-A1中介紹了這種方法。
第三電路配備有一個串行入并行出寄存器88，該串行入并行出寄存器88具有同輸入72耦合的輸入和同幅度寄存器90耦合的輸出。幅度寄存器90同另一個多路轉(zhuǎn)換器92耦合，該多路轉(zhuǎn)換器92根據(jù)微處理器86的指令選擇幅度寄存器內(nèi)的幅度Ak。距離計算器94根據(jù)預(yù)測幅度 和經(jīng)第二輸入72接收的幅度Ak計算距離dk。距離dk對應(yīng)于路徑尺度。為了獲得路徑尺度D距離被累加器96累加。路徑尺度D是對于經(jīng)過同當(dāng)前儲存在當(dāng)前變化寄存器78中的二進(jìn)位值序列相對應(yīng)的網(wǎng)格的路徑的分路尺度之和。
第三電路包括一個最小距離寄存器98，該最小距離寄存器98含有一個對于復(fù)合序列及其變化計算的最小距離Dmin。比較器100將最小距離Dmin同距離D比較。
第三電路64具有用于提供到輸出104的最后二進(jìn)位信號 的先進(jìn)先出寄存器102。該寄存器102的輸入同多路轉(zhuǎn)換器76耦合。
參照圖7和8所示流程圖說明設(shè)備的工作。
圖7流程圖表示程序單元P1到P17。這些程序單元具有以下功能。
P1使程序開始和使一些變量初始化。值Imin被初始化到F，表示以前的游程不是最小長度的游程。對于輸入信號的采樣的指數(shù)i被置到0。用于計數(shù)在不變極性的游程內(nèi)的采樣數(shù)目的計數(shù)器j被置到0。
P2指數(shù)i遞增1。
P3將下一個采樣的幅度Ai讀入寄存器88；將初始二進(jìn)位信號Bi的相對應(yīng)值讀入寄存器74。
P4檢驗初始二進(jìn)位信號的值Bi是否是一個新游程的開始，即，值Bi是否與以前的采樣Ai-1相對應(yīng)的值Bi-1相反。
P5把用于計數(shù)在一個不變極性游程內(nèi)的采樣數(shù)目的計數(shù)器j增加1。
P6置用于指示游程長度的變量r等于計數(shù)器j。復(fù)位該計數(shù)器j到0。
P7檢查最后識別的游程的長度r是否等于最小允許游程長度m。
P8檢查標(biāo)志Imin是否是T。T指示最后識別游程之前是否是一個或多個最小允許游程長度m的游程。
P9將儲存在寄存器74中的值Bi-r-1直到Bi-2傳遞到FIFO寄存器102。
P10檢查標(biāo)志Imin是否是F。
P11置標(biāo)志Imin為T；將指示列中位數(shù)的變量t置到最小允許游程長度m。列定義為，一組只包含最小允許游程長度m的游程的初始二進(jìn)位信號Bi中的互相連續(xù)的二進(jìn)位值。
P12把變量t增加m。
P13置標(biāo)志Imin為F。
P14把采樣i-t-r-1到i-r的輸入值從串行入并行出寄存器88裝入到幅度寄器90。
P15把與采樣i-t-r-1到i-r對應(yīng)的初始二進(jìn)位信號值從寄存器74裝入到當(dāng)前變化寄存器78P16計算造成最低距離量度的二進(jìn)位值序列。
P17把與采樣i-t-r-1到i-r對應(yīng)的二進(jìn)位值從最佳變化寄存器80傳遞到FIFO寄存器102。
在圖8更詳細(xì)地做出程序單元P16。程序單元P16包括以下步驟。
PP1以0初始化用于計數(shù)變化數(shù)目的計數(shù)器M。
PP2以0初始化與一個變化對應(yīng)的對于距離量度的值D。指數(shù)k到當(dāng)前變化寄存器78中；幅度寄存器90被置到0。
PP3根據(jù)儲存到幅度寄存器90中的幅度Ak和從圍繞在當(dāng)前變化寄存器78中的指數(shù)k的窗口中的值予測的幅度 來計算距離d。把距離量度的值D增加d。該指數(shù)k增加1。
PP4檢查k是否等于t+2。
PP5檢查M是否等于0。
PP6置最小距離Dmin等于D。
PP7把當(dāng)前變化寄存器78的內(nèi)容裝入最佳變化寄存器80。
PP8檢查由累加器96計算的距離D是否小于儲存在寄存器98中的最小距離Dmin。
PP9把變化數(shù)目M遞增1。
PP10檢查變化數(shù)目M是否等于可能有的變化數(shù)目Mtot。
PP11修改器84計算在當(dāng)前變化寄存器78中的二進(jìn)位值序列的下一個變化。
參照圖9進(jìn)一步解釋在圖7和8上示出程序的工作。其中圖9a表示一個初始二進(jìn)位信號Bi的例子。通過例子假定，該初始二進(jìn)位信號Bi具有最小允許游程長度m＝3。在變量Imin(圖9b)和j(圖9c)已在程序的開始P1被初始化后，指數(shù)j在P2被遞增1。接著在P3，幅度Ai被讀入到串行入并行出寄存器88。同樣地，由第一電路60和第二電路62對其賦的初始二進(jìn)位值Bi被讀入到串行入并行出寄存器74。在步驟P4確定，當(dāng)初始二進(jìn)位值Bi具有同它的前驅(qū)B0確相反的極性時，一個新游程已開始。接著，程序從P6繼續(xù)。在那里最后識別的游程的長度r(圖9d所示)被置為等于計數(shù)器j(圖9b)。接著，計數(shù)器j被復(fù)位到0。在P7確定，最后識別的游程的長度r＝0不等于最小允許游程長度m。在P8確定，標(biāo)志Imin是F；程序從P9繼續(xù)。當(dāng)寄存器74尚不包含與i-r-2到i-2的指數(shù)范圍相對應(yīng)的二進(jìn)位值時，所述程序單元P9沒有任何作用，并程序從P2繼續(xù)。在P2，指數(shù)I被增加1。在P3，Ai和Bi的下一個值被讀入各自寄存器。在P4，現(xiàn)在確定，沒有新游程已開始。然后程序從P5繼續(xù)，以致計數(shù)器j被增加1。程序現(xiàn)在重復(fù)循環(huán)P2-P3-P4-P5直到A7和相應(yīng)的二進(jìn)位值B7已讀入到它們各自的寄存器88和74為止。然后在步驟P4確定，一個新游程已開始。接著，程序從P6繼續(xù)。在那里，最后識別的游程的游程長度r被置到j(luò)(在本例中為6)，并且j的值被復(fù)位到0。在P7接著確定，游程長度r不等于最小允許游程長度m。程序然后從P8繼續(xù)。在那里確定標(biāo)志Imin是F?，F(xiàn)在在P9，通過多路轉(zhuǎn)換器76將對于i＝0到5的初始二進(jìn)位值Bi從寄存器74傳遞到FIFO寄存器102。接著，程序隨循環(huán)P2-P3-P4-P5繼續(xù)，讀幅度值A(chǔ)i和當(dāng)指數(shù)i＝8直到13的初始二進(jìn)位值Bi。當(dāng)指數(shù)i＝13的Ai和Bi被讀入后，程序步驟P4-P6-P7-P8-P9再次被執(zhí)行，具有當(dāng)指數(shù)i＝6到11的初始二進(jìn)位值被傳遞到FIFO寄存器102的結(jié)果?，F(xiàn)在接著進(jìn)行循環(huán)P2-P3-P4-P5。在帶有指數(shù)16的Ai和Bi值已被讀入后，在P4確定開始一個新的游程。在P6，將最后識別的游程的長度r置為等于j，在本例中為3，而將j復(fù)位到0?，F(xiàn)在在P7確定，長度r對應(yīng)于最小允許游程長度m。在P10確定標(biāo)志Imin是F。接著在P11標(biāo)志Imin置為T和長度t被置為等于m。然后程序從循環(huán)P2-P3-P4-P5繼續(xù)直到已接收到采樣19為止。程序從P4-P6-P7-P10繼續(xù)。在P10確定標(biāo)志Imin是T，具有執(zhí)行P12的結(jié)果。在那里t被增加m。然后計數(shù)器具有值6。程序現(xiàn)在從循環(huán)P2-P3-P4-P5繼續(xù)，直到已接收到采樣24為止。然后執(zhí)行P4、P6、P7。在P7確定，最后識別的游程的長度r不等于m。此后程序從P8繼續(xù)，在那里確定Imin是T。然后在P13標(biāo)志Imin復(fù)位到F。在P14，將帶有指數(shù)i-t-r-1到i-r的幅度值A(chǔ)i從串行入并行出寄存器88傳遞到幅度寄存器90。在P15，將對應(yīng)的初始二進(jìn)位值Bi從寄存器74傳遞到當(dāng)前變化寄存器78。這個初始二進(jìn)位值Bi的序列形成在一個二進(jìn)位信號內(nèi)的連續(xù)位的復(fù)合序列，該二進(jìn)位信號依序包括長度大于或等于m+1的單極序列的第一位、長度m的一個或多個另外單極序列以及長度大于或等于m+1的單極序列的第二位。接著在P16，通過不違背游程長度約束改變在所述復(fù)合序列內(nèi)的二進(jìn)位值的極性從所述復(fù)合序列獲得一個序列組。該序列組包括復(fù)合序列。在P16也確定，該序列組中的哪個序列具有最高的與傳遞到幅度寄存器90的幅度值A(chǔ)i對應(yīng)的似然性。該序列被傳遞到最佳變化寄存器80。下面更詳細(xì)地解釋P16。在執(zhí)行整個P16、P17后，其中儲存在最佳寄存器80中的序列被傳遞到FIFO寄存器102。然后程序按循環(huán)P2-P3-P4-P5繼續(xù)，讀入新采樣。當(dāng)然，可以并行地執(zhí)游程序的幾段，例如在所述環(huán)中讀入采樣和執(zhí)行P16。
參照圖8和圖10解釋P16的執(zhí)行。在圖10a示出當(dāng)i＝12直到19時值B(i)的序列，在上面例子中其被裝入當(dāng)前變化寄存器78中。圖10a到10g表示該序列的6個變化，它們在不違背游程長度約束條件下是可能的。
圖10a表示的初始二進(jìn)位值Bi的序列形成的二進(jìn)位信號內(nèi)的連續(xù)位的復(fù)合序列，該復(fù)合序列按序包括長度5(大于或等于m+1)的單極序列的第一位、2個長度m(3)的單極序列以及長度6(大于或等于m+1)的單極序列的第二位。在PP1，變化數(shù)目M被置到0。這個數(shù)目對應(yīng)于從初始二進(jìn)位信號Bi讀的復(fù)合序列。在PP2，距離D初始化到0。也將幅度寄存器90和當(dāng)前變化寄存器78的指數(shù)k初始化到0。接著，在PP3，計算距離D，D與在當(dāng)前變化寄存器78中的序列對應(yīng)于在幅度寄存器90中的幅度Ai的序列的似然性有關(guān)。距離D越大，對應(yīng)的似然性越小。距離量度，例如，是D＝∑dk，其中 其中， 是根據(jù)在當(dāng)前變化寄存器78中的二進(jìn)位值序列中的圍繞k的窗口內(nèi)的一個或多個二進(jìn)位值計算的預(yù)期幅度。為此目的，裝入到當(dāng)前變化寄存器78中的復(fù)合序列可以在一側(cè)或更多側(cè)被從初始二進(jìn)位信號Bi導(dǎo)出的多個二進(jìn)位值擴(kuò)展，該多個二進(jìn)位值依賴于由窗口多路轉(zhuǎn)換器82選取的窗口的尺寸。
另一個距離量度是， 在循環(huán)PP2-PP3-PP4中計算與一個特定路徑對應(yīng)的距離D。在所示的實施例中，通過多路轉(zhuǎn)換器92從幅度寄存器90選擇幅度值A(chǔ)k。通過窗口多路轉(zhuǎn)換器82選擇預(yù)測幅度 的二進(jìn)位值。窗口多路轉(zhuǎn)換器82和多路轉(zhuǎn)換器92由微處理器86控制。PP3的求和由累加器96進(jìn)行。在PP5，確定變化數(shù)目是否是0，即，儲存在當(dāng)前變化寄存器78中的序列是否是從初始二進(jìn)位信號Bi讀入的初始序列。在執(zhí)行測試PP5的第一次情況如此。然后在PP6，儲存在寄存器98中的最小距離Dmin在距離D處被初始化。并在PP7，把復(fù)合序列從當(dāng)前變化寄存器78復(fù)制到最佳變化寄存器80。接著在PP9將變化數(shù)目M遞增1。在PP10，檢查變化數(shù)目是否等于變化的總數(shù)目Mtot。該變化的總數(shù)目Mtot按照下列關(guān)系依賴于在復(fù)合序列中的最小長度游程的數(shù)目Nr。
Mtot＝2Nr+3通過例子在圖10上表示對于位12到19的序列的7個可能變化(包括初始序列)。
在這個實施例中，把變化限制到復(fù)合序列和不改變單極序列的數(shù)目而從其能獲得的那些序列。例如，不包括圖10h所示的序列，因為該序列會對應(yīng)于輸入信號Ai是非常不可能的。
還可以根據(jù)傾斜探測器31的輸出信號α減小變化數(shù)目。在這樣情況下，序列組被限制到復(fù)合序列和通過在第一方向上移動初始序列中的單極序列的一個或多個邊界，或者通過在相反方向移動這些邊界的一個或多個能夠獲得的序列。在本例中圖10a-10d所示的序列，或者包含初始序列(圖10a)的序列組和圖10e到10g所示的變化會將被選取。圖10b-d或圖10e-g所示序列能夠通過在第一方向移動在原始序列中的單極序列的一個或多個邊界，或者通過在相反方向移動這些邊界的一個或多個而獲得。
因為M(＝1)的值小于Mtot的值，所以程序從執(zhí)行PP11繼續(xù)。這具有修改器84產(chǎn)生下一個在當(dāng)前變化寄存器78中的修改的效果。程序從PP2繼續(xù)，然后重復(fù)循環(huán)PP3-PP4直到已經(jīng)按這個變化計算距離D為止。因為對于這個變化M等于1，所以程序在測試PP5后從測試PP8繼續(xù)。在PP8，測試按這個變化計算的距離D是否小于儲存在寄存器98中的最小距離Dmin。如果小于，則在PP6置最小距離Dmin等于距離D，在PP7把當(dāng)前變化寄存器78的內(nèi)容復(fù)制到最佳變化寄存器80。比較器100進(jìn)行比較PP8。
程序一直繼續(xù)到所有變化已被產(chǎn)生和最小距離Dmin已被確定為止。
圖11表示一個傾斜探測器31，它可以用在圖6所示的單元中產(chǎn)生指示傾斜方向的信號α。傾斜探測器31包括具有延遲元件110a-d的延遲線，它連接到用于接收最后二進(jìn)位信號 的第一輸入108。輸入108和延遲元件110a-d的輸出均耦合到第一和第二模式探測器。第一探測器112響應(yīng)模式10000產(chǎn)生探測信號S1。第二探測器114響應(yīng)模式00001產(chǎn)生探測信號S2。在另一個實施例中，模式分別是01111和11110。響應(yīng)信號S1，采樣和保持寄存器116采樣從輸入122經(jīng)延遲線120接收的相應(yīng)幅度值A(chǔ)i。同樣地，響應(yīng)信號S2，采樣和保持寄存器118采樣從輸入122經(jīng)延遲線120接收的相應(yīng)幅度值A(chǔ)i。被寄存器118和116分別采樣的值分別被平均器124和126平均。這些平均器124、126的輸出信號由減法器128互相相減，以致產(chǎn)生信號α。
本發(fā)明的探測器的第一實施例(I)和第二實施例(II)同不按照本發(fā)明的第一探測器(i)、第二探測器(ii)和第三探測器(iii)進(jìn)行過比較。
不按照本發(fā)明的第一探測器(i)是一種閾探測器。不按照本發(fā)明的第二探測器(ii)是一種閾探測器和游程長度后推探測器的組合。不按照本發(fā)明的第三探測器(iii)是一種具有5分接響應(yīng)的自適應(yīng)維特比探測器。該維特比探測器是建立在由12個狀態(tài)組成的網(wǎng)格圖的基礎(chǔ)上。
本發(fā)明的探測器的第二實施例(II)同參照圖6所述的相同。在該實施例中，被鑒定的序列組被限制到那些序列，即，通過改變最多第一鄰近位和第二鄰近位之一的極性，取決于被估計的傾斜方向，能夠獲得序列。
探測器的第一實施例(I)與其不同處在于缺乏傾斜探測器31。在該實施例中，包括復(fù)合序列的序列組被鑒定，而且序列組被限制到復(fù)合序列，以致復(fù)合序列包括一個第一鄰近位和一個第二鄰近位，以及不改變單極序列的數(shù)目可以從復(fù)合序列中獲得的那些序列。
用儲存在DVD-ROM盤的測試信息測試了5個探測器的功能。該測試信息以具有3的最小游程長度的信道碼的形式被編碼，并用具有650nm波長的激光被儲存在盤上。光道間距等于0.74μm；線性密度高于在DVD標(biāo)準(zhǔn)中規(guī)定的4.6％。為測試探測器在不同失真度下的堅韌性，切向盤傾斜在-0.8°和+0.8°之間改變。在這個傾斜余量內(nèi)確定符號差錯率(SER)小于10-4。這些結(jié)果表示在下表上。

如預(yù)期的，維特比探測器(iii)的傾斜余量允許比游程后推探測器(ii)的傾斜余量高(+26.0％)。意外地，按照本發(fā)明的探測器的第一實施例(I)提供這樣一個傾斜余量的改進(jìn)(+22.4％)，即，它與用維特比探測器得到的可比擬，然而它鑒定的可能的位序列的數(shù)目卻明顯地小。更令人意外的是，按照本發(fā)明的探測器的第二實施例(II)提供這樣一個傾斜余量的改進(jìn)(27.6％)，即，它比用維特比探測器得到的更高，然而它鑒定的可能的位序列的數(shù)目卻大約為用按照本發(fā)明的實施例I的探測器鑒定的一半。
注意到，本發(fā)明的保護(hù)范圍不被限制在這里描述的實施例。本發(fā)明的保護(hù)范圍也不受權(quán)利要求中的參考數(shù)字的限制。詞‘包括’不排除一個權(quán)利要求中提到的那些部件以外的部件。在一個單元前面的詞‘一個’不排除多個這樣的單元。組成本發(fā)明部件的裝置都可以以專用硬件的形式來完成，或者以編程的通用處理器的形式來完成。本發(fā)明存在于每個新特征或特征的組合中。
權(quán)利要求
1.用于從代表游程長度有限序列的輸入信息信號(Ai)中探測數(shù)字信號( )的探測器(30)，該游程長度具有最小值m，該探測器(30)包括用于從所述輸入信息信號(Ai)中產(chǎn)生初始二進(jìn)位信號(Bi)的裝置(60、62)；用于識別初始二進(jìn)位信號(Bi)內(nèi)的連續(xù)位的復(fù)合序列的裝置(86)，該復(fù)合序列按序包括至少長度大于或等于m+1的單極序列的第一鄰近位，一個或多個長度m的另外單極序列以及至少長度大于或等于m+1的單極序列的第二鄰近位，單極序列被定義為具有相同二進(jìn)位值位并在兩側(cè)以一個具有相反值的位來分界的序列；用于產(chǎn)生序列組的裝置(84、86)，該序列組可以通過不違背游程長度約束改變所述復(fù)合序列內(nèi)的二進(jìn)位值的極性從所述復(fù)合序列獲得，該序列組包括從初始二進(jìn)位信號獲得的復(fù)合序列；用于對于2個或更多個所述序列組的序列計算路徑尺寸(D)的裝置(94、96)，所述路徑尺寸(D)是對于經(jīng)過與所述二進(jìn)位值序列相對應(yīng)的網(wǎng)格的路徑的分路尺度(d)之和；用于根據(jù)路徑尺度，從具有最高的與由輸入信息信號(Ai)所代表的輸入序列相對應(yīng)的似然性的所述序列組來識別序列的裝置(86、98、100)。
2.按照權(quán)利要求1的探測器，特征在于，復(fù)合序列包括一個第一鄰近位和一個第二鄰近位。
3.按照權(quán)利要求1或2的探測器，特征在于，序列組被限制到復(fù)合序列(圖10a)和可以不改變單極序列的數(shù)目從復(fù)合序列獲得的那些序列(圖10b-圖10g)。
4.按照權(quán)利要求1的探測器，其特征在于，序列組被限制到復(fù)合序列(圖10a)，和通過在第一方向上移動一個或多個初始序列中的單極序列的邊界，或者通過在相反方向上移動那些邊界的一個或多個可以獲得的序列(圖10b-d、圖10e-g)。
5.用于再現(xiàn)儲存在媒體(22)上的數(shù)字符號的再現(xiàn)系統(tǒng)(20)，所述的再現(xiàn)系統(tǒng)(20)包括讀出裝置(26)，它又包括用于在掃描光斑(36)沿一個光軸(34)投射第一光束(24)到媒體，并用于通過測量從該掃描光斑(36)返回的光束的強(qiáng)度產(chǎn)生代表儲存在媒體(22)上數(shù)字符號的輸入信息信號(Ai)的裝置；所述再現(xiàn)系統(tǒng)(20)還包括用于以引起掃描光斑(36)和媒體(22)之間在一個移動方向(v)上的相對移動的移動裝置(38、42、44、46)；所述再現(xiàn)系統(tǒng)(20)還包括用于從所述輸入信息信號(Ai)導(dǎo)出數(shù)字信號( )的按照權(quán)利要求1、2或3的探測器(30)。
6.按照權(quán)利要求5的再現(xiàn)系統(tǒng)，其特征在于傾斜探測裝置(31)，用于產(chǎn)生對于光軸(34)和媒體(22)相對移動方向(v)的法線矢量(40)之間偏差極性指示的傾斜信號(α)；以及用于限制對其根據(jù)傾斜信號(α)確定路徑尺度的序列組的裝置。
7.按照權(quán)利要求6的再現(xiàn)系統(tǒng)，其特征在于，傾斜探測裝置(31)包括用于探測形式為xxxxo的第一符號模式和形式為oxxxx的第二符號模式的裝置(112、114)，其中o和x分別代袁第一和第二極性；用于測量對應(yīng)于第一和第二位模式的輸入信息信號(Ai)中的平均幅度水平的裝置(124、126)。
8.按照權(quán)利要求7的再現(xiàn)系統(tǒng)，其特征在于對那些序列組進(jìn)行限制的裝置，那些序列是通過改變至多第一鄰近位(圖10a-d)和第二鄰近位(圖10a、圖10e-g)之一的極性可以獲得的，取決于被估計的傾斜方向。
9.用于從接收的信號再現(xiàn)輸出符號序列的接收器(10)，該接收器包括按照權(quán)利要求1到4之一的探測器(16)，其與用于解調(diào)接收信號的解調(diào)器(12)相耦合。
10.按照權(quán)利要求9的接收器(10)，其特征在于，探測器(16)經(jīng)均衡器(14)同解調(diào)器(12)相耦合。
11.用于從代表游程長度有限序列的輸入信息信號(Ai)中探測二進(jìn)位數(shù)字信號( )的方法，該游程長度具有最小值m，該方法包括下列步驟從所述輸入信息信號(Ai)中產(chǎn)生初始二進(jìn)位信號(Bi)的步驟；識別二進(jìn)位信號內(nèi)的連續(xù)位(圖10a)的復(fù)合序列的步驟，該復(fù)合序列依序包括至少長度大于或等于m+1的單極序列的第一鄰近位、一個或多個長度m的另外單極序列以及至少長度大于或等于m+1的單極序列的第二鄰近位，單極序列被定義為具有相同二進(jìn)位值位并在兩側(cè)以一個具有相反值的位來分界的序列(圖7)；產(chǎn)生序列組(圖10a-g)的步驟，該序列組可以通過不違背游程長度約束改變所述復(fù)合序列內(nèi)的二進(jìn)位值的極性而從所述復(fù)合序列獲得，該序列組包括從初始二進(jìn)位信號獲得的復(fù)合序列(PP11)；對于2個或更多個所述序列組的序列計算路徑尺度(PP3)的步驟，所述路徑尺度是對于經(jīng)過與所述二進(jìn)位值序列相對應(yīng)的網(wǎng)格的路徑的分路尺度之和；根據(jù)路徑尺度(PP7)從具有最高的與由輸入信息信號所代表的輸入序列相對應(yīng)的似然性的所述組來識別序列的步驟。
全文摘要
介紹一種探測器(30)。這種探測器(30)用于從代表游程長度有限的序列的輸入信息信號(A
文檔編號H03M7/14GK1386279SQ01802116
公開日2002年12月18日 申請日期2001年5月9日 優(yōu)先權(quán)日2000年5月25日
發(fā)明者C·波茲迪斯, W·M·J·M·科尼, J·W·M·伯格曼斯 申請人:皇家菲利浦電子有限公司