專利名稱：射頻信號數(shù)字部分響應(yīng)非對稱補(bǔ)償?shù)闹谱鞣椒?br> 技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及從光記錄介質(zhì)接收并恢復(fù)數(shù)據(jù)的方法，該光記錄介質(zhì)在再生RF信號中表現(xiàn)出強(qiáng)非對稱性，和利用該方法從記錄介質(zhì)讀取和/或?qū)懭胗涗浗橘|(zhì)的裝置。具體地說，本發(fā)明涉及數(shù)字部分響應(yīng)非對稱補(bǔ)償(DPRAC)。
背景技術(shù)：
諸如CD、DVD或藍(lán)光光盤(Blu-ray disc)的光記錄介質(zhì)現(xiàn)在幾乎到處都在廣泛使用，不只是在工業(yè)中，還在我們的日常生活中。由于不斷提高的記錄速度以及對這種以高速度和高密度記錄的光記錄介質(zhì)的不斷增加的需求和應(yīng)用，從記錄介質(zhì)掃描而來的RF信號變得越來越失真。特別是RF信號的交互符號干擾(inter-symbolinterference)和非對稱性對信號處理來說是一個挑戰(zhàn)。因此，開發(fā)一種從這種具有強(qiáng)非對稱RF信號的光記錄介質(zhì)可靠和快速地恢復(fù)數(shù)據(jù)的系統(tǒng)就變得非常重要。傳統(tǒng)方法難以正確和快速地恢復(fù)數(shù)據(jù)。

發(fā)明內(nèi)容
因此，本發(fā)明的目的是提供解決或極大改善上述問題的一種方法和一種裝置，該方法和裝置提高了系統(tǒng)性能并改善了從具有強(qiáng)非對稱信號的光記錄介質(zhì)獲得的處理數(shù)據(jù)的質(zhì)量和有效性。盡管下面參照光記錄介質(zhì)解釋本發(fā)明，但該一般思想還可以用于磁介質(zhì)(磁帶/磁盤)以及所有基于數(shù)字基帶發(fā)送和通信的領(lǐng)域。
根據(jù)本發(fā)明，上述目的是通過一種對RF信號進(jìn)行數(shù)字部分響應(yīng)非對稱補(bǔ)償?shù)姆椒▉韺崿F(xiàn)的，該方法包括步驟-通過測量短T脈沖(xT脈沖)和長T脈沖(yT脈沖)的包絡(luò)來檢測RF信號的非對稱性β，其中T是恢復(fù)的比特流的比特時鐘，-通過估計xT上包絡(luò)和下包絡(luò)以及非對稱因子β來確定上閾值和下閾值，-只選擇和補(bǔ)償輸入信號RF的非對稱部分。
采用這種方法可以極大改善RF信號中的非對稱性和交互符號干擾，并提高對應(yīng)恢復(fù)數(shù)據(jù)的質(zhì)量和有效性。由于是部分響應(yīng)，因此非對稱補(bǔ)償只改善了非對稱RF信號，而對xT脈沖信號以及零交叉信號沒有任何額外的相移和信號質(zhì)量的損失。不含不對稱的RF信號不受數(shù)字部分響應(yīng)非對稱補(bǔ)償?shù)挠绊憽?br>

為了更好地理解本發(fā)明，在下面參考附圖對優(yōu)選實施例的描述中詳細(xì)說明了示例性的實施例。應(yīng)當(dāng)理解本發(fā)明不限于這些示例性的實施例，在不脫離本發(fā)明的范圍的情況下還可以對詳細(xì)說明的特征進(jìn)行方便的組合和/或修改。在附圖中圖1示出根據(jù)本發(fā)明的數(shù)據(jù)恢復(fù)系統(tǒng)的框圖，圖2示出非對稱檢測器的框圖，圖3示意性示出分離xT脈沖的裝置和上包絡(luò)與下包絡(luò)測量，圖4示意性示出分離yT脈沖的裝置和上包絡(luò)與下包絡(luò)測量，圖5示出上下閾值確定的框圖，圖6示出非對稱補(bǔ)償?shù)目驁D，圖7示出非對稱補(bǔ)償之前和之后的以T時鐘重新采樣的RF信號。
具體實施例方式
圖1示出根據(jù)本發(fā)明的數(shù)據(jù)恢復(fù)系統(tǒng)的框圖，其包括數(shù)字部分響應(yīng)非對稱補(bǔ)償塊。通過光拾取單元2來掃描記錄在光記錄介質(zhì)1上的數(shù)據(jù)，以獲得模擬數(shù)據(jù)信號RFa。然后通過模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換器(ADC)3對該模擬數(shù)據(jù)信號RFa進(jìn)行數(shù)字化，以獲得數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)信號RFd。AC耦合塊(ACC)4對數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)信號RFd中的直流分量進(jìn)行濾波，以產(chǎn)生無直流的數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)信號RF。采樣率轉(zhuǎn)換器(SRC)5對AC耦合后的RF信號進(jìn)行重新采樣。采樣率由數(shù)字PLL塊(DPLL)6產(chǎn)生的T時鐘決定。數(shù)字部分響應(yīng)非對稱補(bǔ)償塊(DPRAC)7監(jiān)控RF信號中的非對稱并動態(tài)補(bǔ)償RF信號中的非對稱成分。然后補(bǔ)償后的RF信號分別由均衡器塊(EQ)8進(jìn)行均衡并由限幅器塊9進(jìn)行限幅。將限幅后的RF信號發(fā)送到Viterbi解碼器(VD)10，該解碼器輸出解碼后的比特流。
在DPRAC塊7中，非對稱檢測塊(AD)71基于短T脈沖(xT脈沖)和長T脈沖(yT脈沖)的包絡(luò)來檢測非對稱強(qiáng)度β。然后通過閾值確定塊(TD)72基于非對稱因子β和xT包絡(luò)來確定上下閾值。輸入信號RF的在所確定的上下閾值內(nèi)的部分保持不變。但是，輸入信號RF的在所確定的上下閾值之外的部分由非對稱補(bǔ)償塊(AC)73進(jìn)行非對稱補(bǔ)償。該處理的結(jié)果改善了輸入信號RF的非對稱部分的信號質(zhì)量。
根據(jù)傳統(tǒng)方法，數(shù)字化和AC耦合后的RF信號被重新采樣為基于T時鐘的RF信號，然后為用于Viterbi解碼器10而被均衡化并限幅。對于強(qiáng)非對稱的RF信號來說很難只用該傳統(tǒng)方法來補(bǔ)償非對稱。通過在采樣率轉(zhuǎn)換器5和均衡器8之間插入數(shù)字部分響應(yīng)非對稱補(bǔ)償塊(DPRAC)7，為進(jìn)一步的數(shù)據(jù)處理動態(tài)地改善了非對稱RF信號。
如圖1所示，DPRAC包括非對稱檢測器(AD)71、閾值確定塊(TD)72和非對程補(bǔ)償塊(AC)73。非對稱檢測器71在圖2中更詳細(xì)地示出。在非對稱檢測器71中檢測xT(短T)脈沖的上下包絡(luò)以及yT(長T)脈沖的上下包絡(luò)。基于該包絡(luò)檢測，根據(jù)下式計算出基于T時鐘的RF信號的非對稱因子ββ＝[(IHy1T+ILyT)-(IHxT+ILxT)]/[2×(IHyT-ILyT)]。
然后，將所檢測的xT短脈沖的上下包絡(luò)和計算出的非對稱因子β輸出到閾值確定塊(TD)72。
非對稱檢測器71包括若干部件。基于T時鐘的輸入信號RF由xT(短)脈沖分離器20和yT(長)脈沖分離器21進(jìn)行分析，由此從RF信號流中根據(jù)輸入信號RF中的零交叉信息分別分離出脈沖長度等于或小于xT的脈沖或脈沖長度等于或大于yT的脈沖。每個分離出的xT和yT脈沖的最大值和最小值分別由上下包絡(luò)測量塊22、23、24、25進(jìn)行檢測。所有檢測出的最大值和最小值都由低通濾波器(未示出)進(jìn)行濾波，并分別構(gòu)成xT上下包絡(luò)和yT上下包絡(luò)。非對稱因子β的計算就基于這些包絡(luò)?？紤]到用硬件實現(xiàn)除法的難度，引入LUT查找表(LUT)26來實施根據(jù)下式對非對稱因子β的確定β＝50×abs(a)/b其中a是xT短脈沖和yT長脈沖的中值之間的距離，并等于a＝[(IHy1T+ILyT)-(IHxT+ILxT)]b是長脈沖yT的峰值到峰值(peak-to-peak)的值，并等于b＝Hy1T-ILyT在此絕對值函數(shù)意味著對正和負(fù)非對稱輸入信號RF來說非對稱因子β都是相同的?；旧戏菍ΨQ因子β小于50并大于或等于0。
xT脈沖分離器20的設(shè)計在圖3中示出。首先將基于T時鐘的輸入信號RF浮動一個偏移量，該偏移量是從偏移量確定塊中輸出的。然后針對零交叉T時鐘來檢查浮動后的RF信號。同時4位的倒計數(shù)計數(shù)器從最后一個零交叉T時鐘中對T時鐘數(shù)進(jìn)行計數(shù)。當(dāng)達(dá)到其中浮動后的RF信號越過0的T時鐘時，檢查計數(shù)器中的當(dāng)前數(shù)字是否等于或小于xT。如果最后一個脈沖滿足該條件，則其最大值(對于正脈沖)或其最小值(對于負(fù)脈沖)用于計算xT包絡(luò)。否則忽略該脈沖并且不用于計算xT包絡(luò)。從RF信號的符號變化中獲得零交叉信息。脈沖極性由RF信號在零交叉T時鐘時的符號來確定。x值以自動模式自動地由從6到3的12位計數(shù)器來產(chǎn)生，或者由微處理器以手動模式設(shè)置為任意值。自動模式是用于自動搜索正確的零交叉位置?？紤]到非對稱因子β從6T脈沖到3T脈沖會增大，這通過搜索用于浮動輸入信號RF的偏移值來實現(xiàn)。偏移確定塊用于搜索一個位置，在該位置xT脈沖相似地分布在浮動后的參考電平的兩側(cè)。在該偏移確定塊中，用脈沖的極性計數(shù)脈沖的個數(shù)，并且偏移值輸出與正和負(fù)脈沖數(shù)量的差異成正比。通過這種方式，上述方法從輸入信號RF中正確分離出xT脈沖。
yT脈沖分離器21按照與xT脈沖分離器20相同的方式工作。圖4示出具體的設(shè)計。通常yT脈沖的零交叉位置實際上與在AC耦合后的RF信號中的相同。在此，偏移確定塊只用于精確調(diào)整yT長脈沖。這就是為什么y值只需要由微處理器來設(shè)置的原因。yT分離器21的其余部件根據(jù)與xT脈沖分離器20相同的原理工作。
圖3還示出xT上下包絡(luò)測量的具體設(shè)計。從上一個零交叉T時鐘到下一個零交叉T時鐘，將浮動后的基于T時鐘的RF信號與存儲在針對每個時鐘的臨時最大值和最小值寄存器中的臨時最大值、最小值進(jìn)行比較。對每個零交叉T時鐘來說，根據(jù)脈沖極性來選擇臨時最大或最小值并組合成平均最大值或最小值，并將臨時最大值寄存器和最小值寄存器復(fù)位為0。還可以通過補(bǔ)償浮動因子來獲得上包絡(luò)和下包絡(luò)。其工作原理與圖4所示的yT上下包絡(luò)測量的原理相同。
在圖5中更詳細(xì)地解釋了閾值確定塊72。在該子塊中確定的上下閾值用作非對稱補(bǔ)償塊73中非對稱補(bǔ)償?shù)膮⒖茧娖?。用偏移來補(bǔ)償輸入非對稱。補(bǔ)償后的非對稱因子β用于補(bǔ)償基于xT上下包絡(luò)的上下閾值。偏移由微處理器獲得，并用于通過改變上閾值和下閾值之間的距離來控制非對稱補(bǔ)償?shù)膹?qiáng)度。補(bǔ)償后的上下閾值輸出到非對稱補(bǔ)償塊73用于減小RF非對稱。
非對稱補(bǔ)償器73的工作原理在圖6中示出。基于T時鐘的RF信號如果在上下閾值之外就要經(jīng)過削減。但是，如果RF信號在上下閾值之間就保持不變。通過這種方式來實現(xiàn)部分響應(yīng)非對稱補(bǔ)償。然后用加權(quán)因子3將經(jīng)過削減的RF信號與未經(jīng)過削減的RF信號進(jìn)行平均。平均后的RF信號作為補(bǔ)償后的RF信號輸出到均衡器塊8。根據(jù)光拾取單元2的光頻率響應(yīng)，基本上光拾取單元2從yT的頻率(例如y＝11)到xT的頻率(例如x＝3)會損失大約-6dB的增益。因此在非對稱補(bǔ)償中采用加權(quán)因子3。3T時鐘延遲用于同步輸入信號RF和從閾值檢測器72獲得的xT脈沖的上下閾值，該xT脈沖大都是3T脈沖。采用該延遲，每個xT都被那些利用其最大值或最小值而產(chǎn)生的上下閾值所削減。
圖7示出在非對稱補(bǔ)償之前和之后的以T時鐘重新采樣的RF信號的結(jié)果。顯然，圖7的非對稱輸入RF圖案中的非對稱從大約15％減小到小于3％。通過均衡器8或其它傳統(tǒng)方法，由DPRAC處理的RF信號更容易恢復(fù)且大大改善了誤碼率(BER)。
根據(jù)本發(fā)明的解決方案具有很多優(yōu)點。非對稱補(bǔ)償以簡單和直接的方式實現(xiàn)，后續(xù)塊(均衡器、限幅器、Viterbi解碼器等)的性能很難由于插入非對稱補(bǔ)償塊而受到影響。這意味著這些塊的參數(shù)仍然是優(yōu)化的。
通過只處理RF信號中的非對稱成分來減小非對稱，使非對稱RF信號得到補(bǔ)償。其余的RF信號因此沒有受到該補(bǔ)償?shù)挠绊憽?br> 非對稱補(bǔ)償?shù)某潭扰c通過非對稱測量的信號非對稱的程度相適應(yīng)。通過該適應(yīng)性功能，本方法可以用于從完美RF信號(非對稱為0)到最糟糕RF信號(非對稱接近于50％)的任何RF信號。
在xT脈沖的上下包絡(luò)內(nèi)或接近上下包絡(luò)的地方?jīng)]有附加的相移和重要信息的丟失，這主要是指零交叉點。所插入的非對稱補(bǔ)償塊使得只有一個3T時鐘延遲用于削減針對該3T時鐘脈沖的同步。
非對稱因子β的測量是標(biāo)準(zhǔn)的非對稱測量。該測量結(jié)果還可以由微處理器用來作為盤質(zhì)量的指示。還可以傳送到后續(xù)塊中用于優(yōu)化這些塊(均衡器、限幅器、Viterbi解碼器等)。
yT上下包絡(luò)還可以用于模擬自動增益控制以及實現(xiàn)數(shù)字自動增益控制。通過這種方式，可以用該迅速的增益控制來改善表現(xiàn)出強(qiáng)振幅變化的RF信號(例如來自有很重刮痕的盤)。
權(quán)利要求
1.一種對數(shù)字RF信號進(jìn)行數(shù)字部分響應(yīng)非對稱補(bǔ)償?shù)姆椒?，該方法包括步驟-通過測量短T脈沖(xT脈沖)和長T脈沖(yT脈沖)的包絡(luò)來檢測數(shù)字RF信號的非對稱性β，其中T是恢復(fù)的比特流的比特時鐘，-通過估計xT上包絡(luò)和下包絡(luò)以及非對稱因子β來確定上閾值和下閾值，-只選擇和補(bǔ)償數(shù)字RF信號的非對稱部分。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，還包絡(luò)步驟對數(shù)字RF信號中的直流分量進(jìn)行濾波以產(chǎn)生不含直流的數(shù)字RF信號。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的方法，還包括步驟由xT脈沖分離器(20)和yT脈沖分離器(21)分析所述數(shù)字RF信號，由此從所述數(shù)字RF信號中根據(jù)該數(shù)字RF信號中的零交叉信息分別分離出脈沖長度等于或小于xT的脈沖或脈沖長度等于或大于yT的脈沖。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的方法，還包絡(luò)步驟用偏移來浮動所述數(shù)字RF信號。
5.根據(jù)權(quán)利要求1至4中任一項所述的方法，其中，測量短T脈沖(xT脈沖)和長T脈沖(yT脈沖)的包絡(luò)包括-檢測每個分離出的xT和yT脈沖的最大值和最小值，-用低通濾波器對所有檢測的最大值和最小值進(jìn)行濾波。
6.根據(jù)權(quán)利要求1至5中任一項所述的方法，還包括步驟提供查找表(26)來實施對非對稱因子β的確定。
7.根據(jù)權(quán)利要求1至6中任一項所述的方法，還包括步驟將檢測到的非對稱因子β用作對從其獲得數(shù)字RF信號的記錄介質(zhì)的質(zhì)量的指示。
8.根據(jù)權(quán)利要求1至7中任一項所述的方法，還包括步驟將檢測到的非對稱因子β用于優(yōu)化后續(xù)處理塊。
9.根據(jù)權(quán)利要求1至8中任一項所述的方法，還包括步驟將測量的yT上下包絡(luò)用于模擬自動增益控制和/或數(shù)字自動增益控制。
10.一種讀取記錄介質(zhì)和/或?qū)懭胗涗浗橘|(zhì)的裝置，其特征在于該裝置執(zhí)行根據(jù)權(quán)利要求1至9中任一項所述的用于補(bǔ)償數(shù)字RF信號中的非對稱的方法。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種用于從在再生的RF信號中表現(xiàn)出強(qiáng)非對稱性的光記錄介質(zhì)接收和恢復(fù)數(shù)據(jù)的方法。根據(jù)本發(fā)明，對數(shù)字RF信號進(jìn)行數(shù)字部分響應(yīng)非對稱補(bǔ)償?shù)姆椒òú襟E通過測量短T脈沖(xT脈沖)和長T脈沖(yT脈沖)的包絡(luò)來檢測數(shù)字RF信號的非對稱性β，其中T是恢復(fù)的比特流的比特時鐘，通過估計xT上包絡(luò)和下包絡(luò)以及非對稱因子β來確定上閾值和下閾值，以及只選擇和補(bǔ)償該數(shù)字RF信號的非對稱部分。
文檔編號G11B20/10GK1795504SQ200480014451
公開日2006年6月28日 申請日期2004年5月15日 優(yōu)先權(quán)日2003年5月27日
發(fā)明者馮琪龍, 馬滕·卡布茨 申請人:湯姆森特許公司