高密度光學記錄介質的擺動解調的製作方法

2023-05-08 16:06:06 2

專利名稱：高密度光學記錄介質的擺動解調的製作方法
技術領域：
本發明涉及用於光學記錄介質的擺動信號的ADIP數據的解調方法，以及用於使用該方法從/向光學記錄介質讀出和/或寫入的設備。
背景技術：
這些方法被用在，例如，用於從/向具有擺動軌道的光學記錄介質上讀出和/或寫入的設備中，以便從擺動軌道中獲得地址信息(ADIP信息，預刻槽地址信息)或者使用擺動頻率來產生寫入時鐘。
一般來說，在碟片形式的、並且適於從/向其中讀出和/或寫入的光學記錄介質中，軌道被形成為使得它們表示交織的螺旋線或者同心圓。特別地，在適合寫入操作的光學記錄介質的情況下，為了在介質上發現特定的位置，軌道又以一種特殊的形式進行擺動。這就是說，軌道不是一條近似的直線，而是一條蜿蜒的線。作為例子，這條蜿蜓線的形狀可以包含用來識別在這個光學記錄介質上的一個特殊的位置的地址信息。包括例如頻率調製或者相位調製的各種方法都可用於編碼。此外，擺動信號也能夠用於轉速信息或者用於預置寫入數據率。
對於高密度光學記錄介質來說，已經提出了以混合方式使用兩種方法最小移位鍵控餘弦變量(MSK-cos)和諧波調製波(HMW)，來調製擺動信號的建議，所述諧波調製波也被稱為鋸齒波擺動。僅調製擺動周期中的一部分。如附圖1a)所示，擺動周期中的大部分是單調擺動(MW)。MSK-cos方法主要用於ADIP單元的同步，這在圖2a)中舉例進行了闡明。MSK標記表示ADIP單元的開始，或者用於同步或數據識別。HMW方法主要用於ADIP數據。將基本擺動頻率的二次諧波加到具有較低的幅度電平的擺動中。它的相位與基本擺動頻率在相位上相差1/4周期，並且按照ADIP位對其進行雙相調製，這在附圖3和4中舉例進行了闡明。
在建議的高密度光學記錄介質的擺動信號中，產生下列具有不同相位的頻率。
f1(t)＝cos(2·π·fwob·t)f2(t)＝-cos(2·π·fwob·t)＝-f1(t)f3(t)＝cos(2·π·1.5·fwob·t)f4(t)＝-cos(2·π·1.5·fwob·t)＝-f3(t)f5(t)＝cos(2·π·fwob·t)+1/4·sin(2·π·2·fwob)·t)f6(t)＝cos(2·π·fwob·t)-1/4·sin(2·π·2·fwob)·t)從上面所列出的可以看到，依據擺動信號的頻率和相位，在擺動信號中存在不同的擺動周期類型。
由於上面描述的擺動信號的調製是十分新的的技術，所以幾乎不知道可靠的擺動解調方法。雖然可以採用現有技術中用於頻率或者相位解調的已知的典型方案，但是很難應用兩種方案的適當結合。
Minamino等人在Jpn.J.Appl.Phys Vol.41(2002)第1741-1742頁提出了一種使用鋸齒擺動槽在光碟上尋址的新的概念。為了計算每一個鋸齒擺動的差錯率，通過微分學把鋸齒形的陡峭邊轉換成脈衝信號。
Kobayashi等人在Jpn.J.Appl.Phys Vol.42(2003)第915-918頁提出了一種用於檢測MSK標記和HMW鋸齒擺動的方法。為此，採用由載波倍增器、積分器和取樣與保持元件組成的外差電路。通過基本頻率的餘弦載波來倍增擺動信號，以便在倍增器中檢測MSK標記。另一方面，通過二次諧波頻率的正弦載波來倍增擺動信號，以便檢測HMW鋸齒擺動。

發明內容
本發明的一個目的是為可靠擺動解調提出一種可選方法。
按照本發明，提供一種用於光學紀錄介質的擺動信號的ADIP數據的解調方法，其中所述擺動信號包括有不同的擺動周期類型，所述方法包括以下步驟-將擺動信號中的諧波的頻率和/或相位偏差轉換為幅度偏差，-檢測該幅度偏差，並且-從檢測到的幅度偏差檢測當前擺動周期的類型。
將諧波的頻率和/或相位偏差轉換成容易檢測的幅度偏差。本發明對於f5(t)和f6(t)特別有利，他們分別是數據1和0的位表示，由於在HMW調製的情況下，諧波的增加/減少不會導致基本擺動頻率的周期的變化。因此，典型的擺動解調器不能檢測到f5(t)或者f6(t)。本發明具有用於解調的簡單算法和低實現成本的優點，其導致了低實現時間。雖然其性能同基於解調算法的相干性的性能不能相比，但是其性能對於低成本的應用是足夠的。
由於所述方法將頻率偏差轉換為幅度偏差，所以該方法易受來自記錄介質的幅度幹擾的影響，所述來自記錄介質的幅度幹擾例如指紋。然而，可以採用一種自動增益控制(AGC)來減小這些幅度幹擾。
有利地，從檢測到的擺動周期的類型中得到有關當前使用的調製的信息。擺動周期的類型f1(t)，...f6(t)給出有關當前使用的調製的信息·MSK(最小移位鍵控)·MW(單調擺動)·表示數據『1』的鋸齒波擺動(HMW＝諧波調製的波)·表示數據『0』的鋸齒波擺動(HMW＝諧波調製的波)·不能檢測(錯誤)使用這些信息，檢測出ADIP單元的類型和ADIP字結構，並且提取出ADIP碼字。
有利地，將擺動信號中諧波的頻率和/或相位偏差轉換為幅度偏差的步驟包括使用一個動態積分函數，即信號的積分函數，對擺動信號進行積分。這使得非常簡單和有效地將頻率偏差轉換成幅度偏差。也可以使用其他用於將擺動信號中諧波的頻率和/或相位偏差轉換成幅度偏差的方法，例如計算導數等。一般來說，只有頻率偏差可以轉換成幅度偏差，而相位偏差則不能。然而，在這個特殊的例子中，根據是加上還是減去諧波，分別得到不同的值。這使得也將相位偏差轉換成幅度偏差。
有利地，本方法進一步包括以下步驟-存儲一個擺動周期內的擺動積分的最大和/或最小值，並且-使用所存儲的最大和/或最小值作為擺動周期類型的標示。
連續的最大值和/或最小值(僅最大值或最小值或者兩者的結合)是擺動周期類型的一種直接標示。在一個擺動周期以後，例如在積分函數的過零點或擺動輸入信號的最大值有利地清除了最大值和/或最小值。
按照本發明，對於不同類型的擺動周期，將最大值和/或最小值與取值範圍進行比較。雖然在理論上特定的幅度對應特定類型的擺動周期的最大值和最小值，但是實際上，信號包括噪聲成分，所以不能精確地達到這些值。因此，方便地定義取值範圍。假如所述值的範圍寬，則可以避免檢測到未知的值，但是可能會不正確的檢測到某些值。假如值的範圍窄，檢測不正確的情況可能少些，但是未知的值將產生錯誤。在最佳實施例中，採用了無幹擾的值的範圍。雖然這可能導致偶而的錯誤，但是通過狀態機的容錯，這些值通常不會影響ADIP解調。
有利地，通過測量擺動信號的頻率來檢測不同類型的擺動周期中的至少一種。例如，通過簡單的頻率檢測可以將f3(t)和f4(t)與f1(t)，f2(t)，f5(t)和f6(t)區分開來，所述簡單的頻率檢測例如通過測量一個周期的時間或者計算(例如，正)過零點之間的樣本數。但是，這種方法不可能區分開f1(t)，f2(t)，f5(t)和f6(t)，因為所有的函數具有相同的周期長度。
有利地，確定一個周期內的最大和最小值的順序，用以檢測擺動周期的類型。例如，通過分析擺動積分的最大值和最小值，不能檢測出f1(t)和f3(t)的相位，因為180度的相移產生相同的最大值和最小值。為了得到該相位，檢測在一個周期內，最大值發生在最小值之前，還是最小值發生在最大值之前。相位不是必須的，但是它提高了性能。
有利地，將這種方法應用至使用最小移位鍵控(MSK)和諧波調製波(HMW)方法調製的擺動信號。由於已將對於高密度光學記錄介質提出了這種擺動調製，所以能夠解調這種類型的擺動信號的方法將變得十分重要。
有利地，使用一種用於解調光學紀錄介質的擺動信號的ADIP數據的裝置來執行根據本發明的方法，其中所述的擺動信號包括不同類型的擺動周期。
有利地，通過一種用於從記錄介質讀出和/或向記錄介質寫入的設備來執行根據本發明的方法。這樣的設備在減少執行成本的情況下具有充分可靠的擺動解調。


為了更好地理解本發明，在下面的說明中將參照附圖闡明一個示例性的實施例。可以理解本發明不限於這個示例性的實施例，並且可以在不脫離本發明的範圍的前提下方便地結合和/或修改特定的特徵。在附圖中圖1在a)部分中顯示了擺動信號中的單調擺動，在b)部分顯示了一個積分的單調擺動信號；圖2在a)部分顯示了擺動信號中的MSK標記，在b)部分顯示了一個積分的MSK標記；
圖3在a)部分顯示了代表「1」的鋸齒波擺動，在b)部分顯示了對應的積分的鋸齒波擺動；圖4在a)部分顯示了代表「0」的鋸齒波擺動，在b)部分顯示對應的積分的鋸齒波擺動；圖5顯示了按照本發明的擺動解調器。
具體實施例方式
在圖1到4中，顯示了取代函數fi(t)的取樣函數fin。用量子化100，以66兆赫對所述函數進行取樣，即將輸入信號的理論值範圍乘以100並將其在多個可得到的取樣值上均勻地分布。
在圖1的a)部分顯示了擺動信號中的單調擺動mwn。該圖的b)部分顯示了和單調擺動mwn相比較的積分的單調擺動imwn以及相應的最大值max_imw和最小值min_imw。
圖2在a)部分顯示了在擺動信號中的MSK標記mskn，在b)部分顯示了和MSK標記mskn相比較的積分的MSK標記imskn以及相應的最大值max_imsk和最小值min_imsk。
圖3的a)部分顯示了代表「1」的鋸齒波擺動信號sw1n。圖3的b)部分描述了對應的積分的鋸齒波擺動isw1n以及最大值ymaxi 1_1和最小值ymaxi 1_2。
同樣，圖4a)部分顯示了代表「0」的鋸齒波擺動信號sw0n。圖4b)部分描述了對應的積分的鋸齒波擺動isw0n以及最大值ymaxi 0_1和最小值ymaxi 0_2。
圖5顯示了按照本發明的擺動解調器7。它主要由預處理塊4、積分器1、最小/最大值檢測器2、多電平檢測器3、調製類型檢測器5和ADIP解碼器狀態機6組成。預處理塊4和調製類型檢測器5不是必須的。解調器7直接從記錄介質(未顯示)或者從預處理塊4接收擺動輸入信號，所述預處理塊4主要執行諸如增益-和偏移控制、預濾波、取樣率變換等。
在第一步，計算出輸入信號的積分函數。這由積分器1完成，所述積分器1例如是把所有的輸入信號的值都加起來的簡單累加器。因為小的偏移和非理想的輸入可能導致積分函數漂移，所以不時的，例如在一個或者多個周期以後，重置積分值是有利的。當在輸入信號的(例如，正向)過零點重置積分時，必須找到一個合適的重置值，因為積分值在這一點沒有固定的值。可通過從一個最大值(或者最小值)到下一個最大值(或者最小值)進行積分有利地避免這個問題。這樣的優點是在最大值(或者最小值)積分值總是為零，而不依賴於當前擺動周期類型。進一步的優點是從一種類型的擺動向另一種類型的擺動的轉換總是在最大值處發生，因此轉換的影響被最小化。不過，在出現MSK-標記頻率為擺動頻率的1.5倍，即在相同的時間段內發現增加的周期數的情況下可能存在問題。這意味著MSK-標記的三個擺動周期被檢測為四個擺動周期。這樣，理論值就不同於這個實現了。但是在一般情況下，這不會成為問題，因為產生的特徵積分的最大/最小值使得允許與其他擺動周期類型的安全的區分。
最大/最小值檢測器2找出擺動信號的積分函數在一個擺動周期內的最大/最小值。在一個擺動周期以後，例如，在積分函數的過零點或者在輸入擺動信號的最大值，清除最大/最小值。
多電平檢測器3將得到的值和預定的值進行比較並且輸出擺動周期類型，即f1(t)到f6(t)。當然，本發明不限於這些舉例的函數。這也可應用於其他的頻率調製。在下面的表格中總結了對應於不同擺動周期類型的示例性的最大和最小值。其中幅度值乘以了100並且以66兆Hz進行取樣，它是用來表示8位的量子化。

f5(t)和f6(t)的值應當是對稱的，即f5(t)的最大值和f6(t)的最小值應當具有相同的絕對值，f5(t)的最小值和f6(t)的最大值也應當具有相同的絕對值。除了其它因素之外，由量子化誤差導致偏差。上面的值是理論上的結果。實際上，信號包括噪聲成分，並且無法精確地達到理論值。因此，便利地定義取值範圍，例如對於f1(t)的最大值，在1030和1170之間都被認為是有效的。假如所述值的範圍寬，則可以避免檢測到未知的值，但是可能會不正確的檢測到某些值。假如值的範圍窄，檢測不正確的情況可能少些，但是未知的值將產生錯誤。正如前面提到的，在最佳實施例中，採用了無幹擾的值的範圍。一個例外是上下正負的限制。在上面的例子中，最小的理論正值是730。例如，任何低於600的正值都可以安全地被認為是錯誤。相似的規則應用於其他的限制。
擺動周期的類型f1(t)，...到f6(t)給出了當前所用調製的信息·MSK(最小移位鍵控)·MW(單調擺動)·表示數據『1』的鋸齒波擺動(HMW＝諧波調製的波)·表示數據『0』的鋸齒波擺動(HMW＝諧波調製的波)·不能檢測(錯誤)使用這些信息，通過狀態機6檢測出ADIP單元的類型和ADIP字結構，並且可以提取出ADIP碼字。狀態機6最好是容錯的。例如，MSK標記僅能在數據流的特定位置找到，假如在一個錯誤的位置檢測到MSK標記，則應當將其忽略。假如錯過了預期的MSK標記，則應當將其加上。當然，假如產生太多的錯誤，則狀態機6最終將釋放同步。在這種情況下，它必須等待數據流中更多的同步標記。
為了給解調器7提供合適的定時，檢測輸入擺動信號中的最大值。對於這個目的，使用例如從上升值到下降值的變化。也可以使用來自鎖定到擺動信號的PLL的可用定時信息。
權利要求
1.一種用於光學紀錄介質的擺動信號的ADIP數據的解調方法，其中所述擺動信號包括有不同的擺動周期類型，所述方法包括以下步驟將擺動信號中的諧波的頻率和/或相位偏差轉換為幅度偏差，檢測該幅度偏差，並且從檢測到的幅度偏差檢測當前擺動周期的類型。
2.按照權利要求1所述的方法，進一步包括步驟從測定的擺動周期的類型獲取有關當前使用的調製的信息。
3.按照權利要求1或2所述的方法，特徵在於其中將擺動信號中諧波的頻率和/或相位偏差轉換為幅度偏差的步驟包括使用一個動態積分函數對擺動信號進行積分。
4.按照權利要求3所述的方法，進一步包括以下步驟存儲一個擺動周期內擺動積分的最大和/或最小值，並且使用所存儲的最大和/或最小值作為擺動周期類型的標示。
5.按照權利要求4所述的方法，進一步包括步驟對於不同類型的擺動周期，將所述最大和/或最小值與取值範圍進行比較。
6.按照權利要求4或5之一所述的方法，進一步包括步驟確定最大和最小值的順序用以檢測擺動周期的類型。
7.按照權利要求1到6之一所述的方法，進一步包括步驟通過測量擺動信號的頻率來檢測不同的擺動周期類型中的至少一種。
8.按照前面的權利要求之一所述的方法，特徵在於將其應用至使用最小移位鍵控(MSK)和諧波調製波(HMW)所調製的擺動信號。
9.一種用於解調光學紀錄介質的擺動信號的ADIP數據的裝置，其中所述擺動信號包括不同的擺動周期類型，所述裝置的特徵在於它執行如權利要求1到8之一所述的方法。
10.一種用於從記錄介質讀出和/或向記錄介質寫入的設備，特徵在於它使用如權利要求1到8中任一項所述的方法或者包括一個如權利要求9所述的用於擺動解調的設備。
全文摘要
本發明涉及一種用於光學紀錄介質的擺動信號的ADIP數據解調的方法，其中所述的擺動信號包括不同的擺動周期類型，本發明還涉及使用所述方法從記錄介質讀出和/或向記錄介質寫入的設備。按照本發明所述的方法包括以下步驟將擺動信號中的諧波的頻率和/或相位偏差轉換為幅度偏差；檢測該幅度偏差；並且，從檢測到的幅度偏差測定當前擺動周期的類型。
文檔編號G11B27/19GK1591593SQ20041005494
公開日2005年3月9日 申請日期2004年7月26日 優先權日2003年8月25日
發明者馬科·喬治 申請人:湯姆森特許公司