專利名稱：減小數(shù)據(jù)對推挽串?dāng)_的設(shè)備和方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種減小數(shù)據(jù)信號和輸入推挽信號之間的串?dāng)_的設(shè)備和方法，以用于產(chǎn)生一個輸出推挽信號。
本發(fā)明可以用在光學(xué)記錄領(lǐng)域中。
背景技術(shù)：
對于可記錄和可重寫的光盤格式，可以從推挽信道獲取地址和其它輔助格式信息。實(shí)現(xiàn)這一點(diǎn)的一種方式例如是對攜帶所記錄數(shù)據(jù)的軌道進(jìn)行掌控以便控制所述軌道與平均中心位置的偏差，從而形成一個擺動信道。通過相位調(diào)制(對于DVD+R和DVD+RW盤格式)或者頻率調(diào)制(對于藍(lán)光盤格式的MSK)，所述擺動信道攜帶地址和其它格式信息。對于DVD-R和DVD-RW格式，從位于擺動信號上的岸預(yù)刻坑(LPP)提取地址信息。為了保持可靠的盤訪問，對于光盤系統(tǒng)來說，重要的是在所有情況下獲取地址信息。
如

圖1所示，例如從四象限光檢測器PD的上半部分(象限Q1和Q2)以及下半部分(象限Q3和Q4)之間的激光強(qiáng)度積分差導(dǎo)出推挽信號PP，在物鏡的出射光瞳處的光場被投射到該光檢測器上。信號PP表示如下PP＝(Q1+Q2)-(Q3+Q4)Eq.1信號PP也可以如下被標(biāo)準(zhǔn)化PP＝(Q1+Q2-Q3-Q4)/(Q1+Q2+Q3+Q4)Eq.2同樣從該光檢測器PD的四個象限Q1-Q2-Q3-Q4的激光強(qiáng)度積分導(dǎo)出數(shù)據(jù)信號HF。該數(shù)據(jù)信號HF表示如下HF＝Q1+Q2+Q3+Q4Eq.3一般來說，如果由數(shù)據(jù)標(biāo)記折射的光不是對稱地分布在該光檢測器的兩半，則所述數(shù)據(jù)信息將泄露到推挽信道。當(dāng)在前向光徑中存在缺陷(例如產(chǎn)生徑向不對稱的激光點(diǎn)光場的徑向傾斜、散光和光瞳填滿度誤差)以及在后向光徑中存在缺陷(例如射束沉陷)時就可能是這種情況。該泄漏被稱為數(shù)據(jù)對推挽串?dāng)_(data-to-pushpull cross-talk)。該泄漏的存在例如減小推挽信號的信噪比，從而降低尋址可靠性。
在各種數(shù)據(jù)對推挽串?dāng)_源當(dāng)中，已經(jīng)發(fā)現(xiàn)前向光徑散光、特別是相對于軌道方向的焦線45是占主要地位的。隨著散光強(qiáng)度增加，該串?dāng)_增強(qiáng)。
某些光盤系統(tǒng)使用放置在激光光徑中的散光透鏡來產(chǎn)生在所述光檢測器上的聚焦誤差。當(dāng)透鏡的散光被選擇成不足夠強(qiáng)時，可以觀察到類似效果。在這種情況下，隨著散光強(qiáng)度從最佳值減小，所述串?dāng)_增加。
發(fā)明的目的和概要本發(fā)明的一個目的是提供一種減小數(shù)據(jù)信號和輸入推挽信號之間的成本有效的基于信號處理的設(shè)備和方法，以用于產(chǎn)生改進(jìn)的輸出推挽信號。
為此，根據(jù)本發(fā)明的方法包括-一個卷積步驟，用于將所述數(shù)據(jù)與一個濾波器進(jìn)行卷積，以便產(chǎn)生第一中間信號；-一個乘法步驟，用于將所述第一中間信號乘以一個自適應(yīng)縮放因子，以便產(chǎn)生第二中間信號；-一個減法步驟，用于從所述輸入推挽信號中減去所述第二中間信號，以便產(chǎn)生所述輸出推挽信號。
為了減小數(shù)據(jù)信號和輸入推挽信號之間的串?dāng)_，該方法是基于使用僅僅一個可適配的縮放因子。所使用的濾波器具有固定的系數(shù)，所述系數(shù)是根據(jù)串?dāng)_的主要起因而預(yù)先計(jì)算的，并且可以將所述系數(shù)的數(shù)量選擇得較低。由于所述縮放因子是自適應(yīng)的，所以該方法是魯棒的。
考慮使用單個自適應(yīng)因子，并且使用較小的濾波器內(nèi)核，因此硬件復(fù)雜度較低。
本發(fā)明還涉及一種包括用于實(shí)現(xiàn)根據(jù)本發(fā)明的方法步驟的處理裝置的設(shè)備。
本發(fā)明還涉及一種包括用于實(shí)現(xiàn)根據(jù)本發(fā)明的方法步驟的代碼指令的計(jì)算機(jī)程序。
下面將詳細(xì)描述本發(fā)明的其它方面。
附圖簡述下面將參照下文描述的實(shí)施例以及結(jié)合附圖來說明本發(fā)明的特定方面，其中以相同的方式表示相同的部件或子步驟圖1描述了從一個四象限光檢測器產(chǎn)生一個數(shù)據(jù)信號和一個推挽信號；圖2描述了根據(jù)本發(fā)明的第一串?dāng)_減少安排；圖3描述了根據(jù)本發(fā)明的第二串?dāng)_減少安排。
發(fā)明的詳細(xì)描述為了產(chǎn)生改進(jìn)的輸出推挽信號IPP，數(shù)據(jù)信號HF和輸入推挽信號PP之間的串?dāng)_減小是基于下面的等式IPP＝PP-αF*HFEq.4其中*表示卷積運(yùn)算。
濾波器F是固定的FIR(有限脈沖響應(yīng))或者IIR(無限脈沖響應(yīng))濾波器。其系數(shù)是根據(jù)主要的串?dāng)_起因而預(yù)先計(jì)算的。舉例來說，在存在散光的情況下，其具有反對稱的形狀。將數(shù)據(jù)信號HF與濾波器F卷積，以便產(chǎn)生由F*HF表示的第一中間信號。因此，將該第一中間信號乘以所述自適應(yīng)縮放因子α，以便產(chǎn)生由αF*HF表示的第二中間信號。最后，從所述輸入推挽信號PP中減去該第二中間信號，以便產(chǎn)生輸出推挽信號IPP。
可以將所述自適應(yīng)縮放因子α定義成使得成本函數(shù)J最小化，該成本函數(shù)J表示數(shù)據(jù)對推挽串?dāng)_的數(shù)量。舉例來說，如下所示，J可以對應(yīng)于輸出推挽信號IPP和數(shù)據(jù)信號HF之間的互相關(guān)性J(α)＝{E{IPP×HE}}2Eq.5其中E{}代表數(shù)學(xué)期望。
于是可以從下面等式中遞歸地導(dǎo)出所述自適應(yīng)因子αα(k+1)=α(k)+μ×[-∂J(α)∂α]α=α(k)---Eq.6]]>∂J(α)∂α|α=α(k)≈-2[IPP(HF)2(F*HF)](k)---Eq.7]]>其中，μ是控制穩(wěn)定性和適配速率的因子，
k是數(shù)據(jù)樣本的時間系數(shù)，符號*表示卷積運(yùn)算。
根據(jù)所使用的光盤格式，不必以信道比特率fb對輸入推挽信號PP進(jìn)行采樣，也就是說，不必為存儲在光盤上的每個比特標(biāo)記提供一個樣本，這是因?yàn)樗鐾仆煨诺乐械那度胄畔?例如擺動信號)的帶寬可能低于數(shù)據(jù)信號HF的帶寬。
有利地，對于擺動信號檢測來說，可以將采樣率選擇成小于信道比特率fb，只要擺動檢測的性能不被惡化即可。對于擺動信號的較低的采樣率意味著用較少的系數(shù)來描述濾波器F。從而可以顯著降低該實(shí)現(xiàn)方式的復(fù)雜度和功率消耗。
舉例來說，在DVD+RW盤格式中，可以在低至fc＝fb/4的頻率fc下對輸入信號進(jìn)行采樣，即采樣頻率是信道比特率fb的四分之一。因此，必須也在fc下對串?dāng)_抵消中所需的數(shù)據(jù)信號HF進(jìn)行采樣。
已知數(shù)據(jù)對推挽信道串?dāng)_的主要起固是由于光徑散光，因此濾波器F具有反對稱形狀，并且其主要功率集中在中心系數(shù)上。有利地，在采樣率fc＝fb/4下的濾波器F只包括三個系數(shù)，并且特別可以被定義為F＝[10-1]。
可以將濾波器F一般化為F＝[F-N，...，F(xiàn)0，...，F(xiàn)N]，其是根據(jù)采樣頻率fc和串?dāng)_起因而預(yù)先計(jì)算的，因此不必是反對稱形狀。
對于DVD-R和DVD-RW盤格式來說，fc需要更高或者有利地接近信道比特率fb，這是因?yàn)轭A(yù)刻坑信號具有高頻率，在這種情況下，下采樣因子接近于1。
或者，也可以從一個查找表中導(dǎo)出所述自適應(yīng)縮放因子α，該查找表建立與先前已經(jīng)從試驗(yàn)中計(jì)算的信號PP的信噪比(SNR)值，所述計(jì)算是結(jié)合用于確定α的符號的措施而進(jìn)行的，這例如是通過在施加縮放因子α+ε或者α-ε時在線監(jiān)控IPP的SNR差別，其中ε是與α的小的偏差。因此，基于IPP的SNR來判定α的符號。
為了給出一個實(shí)例，對于DVD+RW格式中的擺動檢測使用所述信噪比，并且所述信噪比在擺動頻譜中被定義為在載波頻率下的信號功率與在載波頻率的2～2.5倍頻率下的信號功率的差，所述差以dB為單位。
圖2描述了根據(jù)本發(fā)明的第一種實(shí)現(xiàn)等式4所示的串?dāng)_減小的安排。該安排包括-一個采樣率轉(zhuǎn)換器SRC1，用于在一個有利地低于信道比特率fb的頻率fc下對輸入推挽信號PP進(jìn)行采樣；-一個采樣率轉(zhuǎn)換器SRC2，用于在一個有利地低于信道比特率fb的頻率fc下對數(shù)據(jù)信號HF進(jìn)行采樣；-卷積裝置CONV，用于對數(shù)據(jù)信號HF與濾波器F進(jìn)行卷積；-乘法裝置M1，用于將由該卷積裝置CONV產(chǎn)生的信號乘以自適應(yīng)縮放因子α；-減法裝置SUB，用于從輸入推挽信號PP中減去由該乘法裝置M1產(chǎn)生的信號，并且用于產(chǎn)生輸出推挽信號IPP；-加法裝置ADD、延遲裝置q-1、乘法裝置M2-M3-M4-M5，用于執(zhí)行對該自適應(yīng)縮放因子α的遞歸計(jì)算。
圖3描述了根據(jù)本發(fā)明的第二種實(shí)現(xiàn)等式4所示的串?dāng)_減小的安排。該安排包括-一個采樣率轉(zhuǎn)換器SRC1，用于在一個有利地低于信道比特率fb的頻率fc下對輸入推挽信號PP進(jìn)行采樣；-一個采樣率轉(zhuǎn)換器SRC2，用于在一個有利地低于信道比特率fb的頻率fc下對數(shù)據(jù)信號HF進(jìn)行采樣；-卷積裝置CONV，用于對數(shù)據(jù)信號HF與濾波器F進(jìn)行卷積；-乘法裝置M1，用于將由該卷積裝置CONV產(chǎn)生的信號乘以自適應(yīng)縮放因子α；-減法裝置SUB，用于從輸入推挽信號PP中減去由該乘法裝置M1產(chǎn)生的信號，并且用于產(chǎn)生輸出推挽信號IPP；-計(jì)算裝置SNR，用于計(jì)算輸入推挽信號PP的信噪比值；-一個查找表LUT，該查找表用由該計(jì)算裝置SNR計(jì)算的信噪比值進(jìn)行索引，以便產(chǎn)生該自適應(yīng)縮放因子α。
為了產(chǎn)生改進(jìn)的輸出推挽信號IPP，也可以基于下面的等式來減小數(shù)據(jù)信號HF和輸入推挽信號PP之間的串?dāng)_IPP＝PP-F*HF Eq，8其中*表示卷積運(yùn)算。
等式4中的自適應(yīng)縮放因子α和固定濾波器F被一個自適應(yīng)濾波器F取代。將數(shù)據(jù)信號HF與該濾波器F進(jìn)行卷積，以便產(chǎn)生一個由F*HF表示的中間信號。隨后從輸入推挽信號PP中減去該中間信號，以便產(chǎn)生輸出推挽信號IPP。
該濾波器F是一個FIR濾波器，其系數(shù)被自適應(yīng)地修改。可以將濾波器F的系數(shù)定義成使得函數(shù)J最小化，該函數(shù)J例如被表示為輸出推挽信號IPP和數(shù)據(jù)信號HF之間的互相關(guān)性，正如等式5所表示的那樣。更為一般地，可以以表示到該推挽信號的數(shù)據(jù)泄漏量的任何形式來選擇函數(shù)J。因此可以從下面等式中遞歸地導(dǎo)出該濾波器F的系數(shù)FiFi(k+1)=Fi(k)+μ×[-∂J(F)∂Fi]Fi=Fi(k)---Eq.9]]>∂J(F)∂Fi|Fi=Fi(k)≈-2[IPP(HF)2](k)HF(k-i)---Eq.10]]>類似地，所述串?dāng)_抵消可以以低于信道比特率fb的速率fc工作。舉例來說，對于DVD+RW格式中的擺動檢測，有利地在fc＝fb/4下對輸入信號PP和數(shù)據(jù)信號HF進(jìn)行采樣，即信道比特率fb的四分之一。
在這種情況下，所述濾波器F可以只包括三個系數(shù)Fi，并且特別可以定義為F＝[F-1F0F1]，其中在假定散光是主要串?dāng)_起因的情況下，取F-1＝1、F0＝0和F1＝-1作為初始值。
所述濾波器F可以被一般化為F＝[F-N，...，F(xiàn)0，...，F(xiàn)N]，其中某些系數(shù)可能被設(shè)置為非自適應(yīng)的。定義濾波器F的系數(shù)的數(shù)量根據(jù)采樣頻率和串?dāng)_起因而變化。特別地，隨著采樣頻率fc相比于信道比特率fb減小，該跨距N也減小。
在一個光學(xué)數(shù)據(jù)載體讀取器和/或?qū)懭肫髦?，可以在一個用于產(chǎn)生改進(jìn)的推挽信號的設(shè)備中實(shí)現(xiàn)這種方法(比如在電子模塊或集成電路中)，所述設(shè)備包括用于執(zhí)行先前描述的根據(jù)本發(fā)明的方法的各步驟。特別地，本發(fā)明涉及一種用于減小數(shù)據(jù)信號(HF)和輸入推挽信號(PP)之間的串?dāng)_的設(shè)備，以便產(chǎn)生輸出推挽信號(IPP)，所述設(shè)備包括-卷積裝置，用于將所述數(shù)據(jù)信號(HF)與一個濾波器(F)進(jìn)行卷積，以便產(chǎn)生第一中間信號；-乘法裝置，用于將所述第一中間信號乘以一個自適應(yīng)縮放因子(α)，以便產(chǎn)生第二中間信號；-減法裝置，用于從所述輸入推挽信號(PP)中減去所述第二中間信號，以便產(chǎn)生所述輸出推挽信號(IPP)。
所述卷積、乘法和減法措施有利地由代碼指令執(zhí)行(例如作為存儲在一個存儲器中的計(jì)算機(jī)程序)，所述代碼指令由一個信號處理器執(zhí)行。
“包括”一詞不排除在權(quán)利要求中所列出的元件之外的其它元件的存在。
權(quán)利要求
1.一種減小數(shù)據(jù)信號(HF)和輸入推挽信號(PP)之間的串?dāng)_的方法，以用于產(chǎn)生一個輸出推挽信號(IPP)，所述方法包括-一個卷積步驟，用于將所述數(shù)據(jù)信號(HF)與一個濾波器(F)進(jìn)行卷積，以便產(chǎn)生第一中間信號；-一個乘法步驟，用于將所述第一中間信號乘以一個自適應(yīng)縮放因子(α)，以便產(chǎn)生第二中間信號；-一個減法步驟，用于從所述輸入推挽信號(PP)中減去所述第二中間信號，以便產(chǎn)生所述輸出推挽信號(IPP)。
2.如權(quán)利要求1所述的方法，其中將所述自適應(yīng)縮放因子(α)定義成使得一個成本函數(shù)(J)最小化，該成本函數(shù)表示數(shù)據(jù)對推挽串?dāng)_的數(shù)量。
3.如權(quán)利要求1所述的方法，其中所述自適應(yīng)縮放因子(α)是從一個查找表(LUT)中導(dǎo)出的，該查找表用所述推挽信號(PP)的信噪比值進(jìn)行索引。
4.如權(quán)利要求2或3所述的方法，包括用于以一個低于所述數(shù)據(jù)信號(HF)的信道比特率(fb)的頻率(fc)對所述數(shù)據(jù)信號(HF)和所述輸入推挽信號(PP)進(jìn)行采樣的采樣步驟(SRC1，SRC2)。
5.如權(quán)利要求4所述的方法，其中所述濾波器(F)由[10-1]定義
6.用于減小數(shù)據(jù)信號(HF)和輸入推挽信號(PP)之間的串?dāng)_以便產(chǎn)生一個輸出推挽信號(IPP)的設(shè)備，所述設(shè)備包括-卷積裝置，用于將所述數(shù)據(jù)信號(HF)與一個濾波器(F)進(jìn)行卷積，以便產(chǎn)生第一中間信號；-乘法裝置，用于將所述第一中間信號乘以一個自適應(yīng)縮放因子(α)，以便產(chǎn)生第二中間信號；-減法裝置，用于從所述輸入推挽信號(PP)中減去所述第二中間信號，以便產(chǎn)生所述輸出推挽信號(IPP)。
7.一種包括用于實(shí)現(xiàn)如權(quán)利要求1到5中的任一條所述的方法的各步驟的代碼指令的計(jì)算機(jī)程序。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種減小數(shù)據(jù)信號(HF)和輸入推挽信號(PP)之間的串?dāng)_的設(shè)備和方法，以用于產(chǎn)生一個輸出推挽信號(IPP)，所述方法包括一個卷積步驟，用于將所述數(shù)據(jù)信號(HF)與一個濾波器(F)進(jìn)行卷積，以便產(chǎn)生第一中間信號；一個乘法步驟，用于將所述第一中間信號乘以一個自適應(yīng)縮放因子(α)，以便產(chǎn)生第二中間信號；一個減法步驟，用于從所述輸入推挽信號(PP)中減去所述第二中間信號，以便產(chǎn)生所述輸出推挽信號(IPP)。用途光學(xué)記錄。
文檔編號G11B20/14GK1809882SQ200480017021
公開日2006年7月26日 申請日期2004年6月3日 優(yōu)先權(quán)日2003年6月19日
發(fā)明者B·殷, A·帕迪 申請人:皇家飛利浦電子股份有限公司