Способ оценки сигнала воспроизведения, устройство оценки сигнала воспроизведения и устройство на оптическом диске, оснащенное таким устройством оценки сигнала воспроизведения

Предложены способы оценки сигнала воспроизведения для оценки качества сигнала воспроизведения с использованием схемы PRML, блоки оценки сигнала воспроизведения и устройство на оптическом диске. В способе на этапе вычисления разностного показателя вычисляют разностный показатель, который представляет собой разность первого показателя между идеальным сигналом наиболее вероятной первой последовательности переходов состояний, соответствующей двоичному сигналу, и сигналом воспроизведения, и второго показателя между идеальным сигналом следующей наиболее вероятной второй последовательности переходов состояний, соответствующей двоичному сигналу, и сигналом воспроизведения на основе двоичного сигнала схемы переходов состояний, извлеченной на этапе извлечения схемы. На этапе извлечения извлекают разностный показатель, не превышающий заданный порог обработки сигнала. На этапе вычисления среднего значения вычисляют среднее значение разностных показателей, не превышающих порог обработки сигнала и извлеченных на этапе извлечения. На этапе вычисления стандартного отклонения определяют стандартное отклонение, соответствующее частоте ошибок, спрогнозированной исходя из среднего значения. На этапе оценки оценивают качество сигнала воспроизведения с использованием стандартного отклонения. Техническим результатом является повышение точности оценки качества сигнала воспроизведения. 5 н. и 8 з.п. ф-лы, 20 ил., 3 табл.

 

Область техники

Настоящее изобретение относится к способу оценки сигнала воспроизведения и устройству оценки сигнала воспроизведения, использующим систему PRML обработки сигнала, и к устройству на оптическом диске, содержащему такое устройство оценки сигнала воспроизведения.

Уровень техники

С недавнего времени длина самой короткой метки среди меток записи достигла предела оптического разрешения, и по мере увеличения плотности носителей на оптических дисках становится очевидным увеличение помех между символами и ухудшение SNR (отношения сигнал-шум), поэтому применение системы PRML (частичный отклик - максимальная вероятность) становится весьма распространенным.

Система PRML представляет собой технологию, объединяющую декодирование с частичным откликом (PR) и по методу максимальной вероятности (ML), и является известной системой для выбора наиболее вероятной последовательности сигналов из воспроизводимого колебания в предположении наличия межсимвольных помех. В результате, как известно, повышается качество декодирования по сравнению с традиционной системой уровневого решения (см., например, непатентный документ 1).

С другой стороны, переход в системах обработки сигнала от уровневого решения к PRML привел к появлению некоторых проблем в способах оценки сигнала воспроизведения. Дрожание, которое является показателем оценки сигнала воспроизведения и которое традиционно применяется, основано на предположении, что обработка сигнала осуществляется при помощи системы уровневого решения. Это означает, что в некоторых случаях дрожание никак не коррелирует с качеством декодирования системы PRML, алгоритмы обработки сигнала которой отличны от системы уровневого решения. Поэтому был предложен новый показатель, коррелирующий с качеством декодирования системы PRML (см., например, патентный документ 1 и патентный документ 2).

Был также предложен новый показатель для сдвига положения (краевого сдвига) между меткой и пробелом, который является критическим для качества записи на оптическом диске (см., например, патентный документ 3). При использовании системы PRML этот показатель также должен коррелировать с характеристиками системы PRML и должен количественно выражать направление и величину сдвига края для каждой схемы, согласно принципам системы PRML.

При использовании системы PRML этот индекс должен также коррелироваться с характеристиками декодирования системы PRML и должен количественно выражать направление и величину сдвига края для каждого образца, согласно принципам системы PRML.

По мере увеличения плотности носителей на магнитных дисках проблема межсимвольных помех и ухудшения SNR становится более серьезной. В этом случае можно поддерживать системную устойчивость путем применения системы PRML более высокого уровня (см., например, непатентный документ 1). В случае носителя на оптическом диске, диаметр которого равен 12 см, а вместимость записи на записывающий слой составляет 25 ГБ, системную устойчивость можно поддерживать путем применения системы PR1221 ML, но в случае емкости записи 33,3 ГБ на записывающий слой необходимо применять систему PR12221 ML. Таким образом, ожидается, что тенденция использовать систему PRML более высокого уровня будет сохраняться пропорционально увеличению плотности носителей на оптических дисках.

В патентном документе 1 и патентном документе 2 раскрыто применение "дифференциального показателя, который представляет собой разность сигналов воспроизведения между наиболее вероятной первой последовательностью переходов состояний и следующей наиболее вероятной второй последовательностью переходов состояний" в качестве значения показателя.

Если имеется множество схем "наиболее вероятной первой последовательности переходов состояний и следующей наиболее вероятной второй последовательности переходов состояний", которые могут породить ошибки, то эти схемы статистически обрабатываются на системном уровне. Этот способ обработки не раскрыт в патентном документе 1 и патентном документе 2. В патентном документе 5 раскрыт способ обнаружения множества схем "разностного показателя сигналов воспроизведения наиболее вероятной первой последовательности переходов состояний и следующей наиболее вероятной второй последовательности переходов состояний", обнаруживаемых таким же образом, что и в патентном документе 1, и патентном документе 2, и обработка группы схем. При обработке сигнала в системе PR12221 ML, которая раскрыта в патентном документе 5, существует три типа схем, которые легко могут породить ошибку (группа схем сливающихся путей, для которых евклидово расстояние относительно мало). Вероятность генерации схемы и число ошибок, возникающих в схеме при ее генерировании, различается в зависимости от схемы, так что согласно патентном документу 5 стандартное отклонение σ определяется из распределения значений показателя, которые получают для каждой схемы, и прогноз ошибок, которые будут сгенерированы, основывается на вероятности генерирования схемы (частота встречаемости схемы относительно всех параметров) и числа ошибок, которое будет сгенерировано, когда схема содержит ошибку. В патентном документе 5 способ, предполагающий, что распределение полученных значений показателя является нормальным распределением, и предсказывающий вероятность того, что значение показателя станет равно "0" или менее, на основании его стандартного отклонения σ и среднего значения дисперсии μ, то есть вероятность генерации битовой ошибки, используется в качестве способа прогнозирования ошибок. Однако этот способ является общим способом прогнозирования частоты ошибок. Способ вычисления прогнозируемой частоты ошибок согласно патентному документу 5 характеризуется тем, что вероятность генерации определяется для каждой схемы, прогнозируемая частота ошибок вычисляется, и эта прогнозируемая частота ошибок служит в качестве ориентира качества сигнала.

Однако при помощи способа согласно патентному документу 5 нельзя точно предсказать частоту ошибок, если сигналы записи подвергаются искажениям при записи. Эта проблема становится особенно заметной, когда данные записываются при помощи термозаписи, как в случае оптического диска, поскольку искажения при записи обычно создаются тепловыми помехами. По мере увеличения плотности оптических дисков, промежуток между впадинами записи еще больше уменьшается и ожидается рост тепловых помех, а потому в будущем не удастся избежать этой проблемы. Ниже описана проблема, связанная со способом вычисления прогнозируемой частоты ошибок согласно патентному документу 5, в котором нельзя соответствующим образом оценить качество сигнала для сигналов, имеющих искажения при записи.

На фиг.15 приведен пример частотного распределения разностного показателя для определенной схемы, который используется в качестве показателя сигнала в патентном документе 1 и патентном документе 5. Вообще говоря, разброс распределения разностного показателя вызван шумом, создаваемым оптическим диском. Шум при воспроизведении, создаваемый оптическим диском, является случайным, а потому это распределение обычно является нормальным распределением. И этот разностный показатель определяется как "разностный показатель наиболее вероятной первой последовательности переходов состояний и следующей наиболее вероятной второй последовательности переходов состояний" и представляет собой распределение, центр которого равен квадрату евклидова расстояния между наиболее вероятной первой последовательностью переходов состояний и следующей наиболее вероятной второй последовательностью переходов состояний идеального сигнала (далее называемый порогом обработки сигнала). Стандартное отклонение, центром которого является этот порог обработки сигнала, представляет собой значение показателя, определенного в патентном документе 1, патентном документе 2 и патентном документе 5. Вероятность того, что этот разностный показатель станет равен 0 или менее, соответствует предсказанной частоте ошибок на основе этого значения показателя. Эту предсказанную частоту ошибок можно определить при помощи обратной функции для интегральной функции распределения этого нормального распределения.

На фиг.15A приведена диаграмма распределения, когда во время записи не происходит никакого существенного искажения, а на фиг.15B и фиг.15C приведены диаграммы распределения в состоянии, когда записывающие края во впадинах записи смещены из-за тепловых помех и происходит искажение записи. Если искажение происходит из-за тепловых помех, частотное распределение разностного показателя для определенной последовательности становится нормальным распределением, центр которого смещен. Это смещение положения центра соответствует искажению, созданному тепловыми помехами. На фиг.15B и фиг.15C приведены случаи, когда произошел сдвиг на заданную величину в положительном и отрицательном направлениях от центра распределения и определяемое значение показателя является одинаковым значением и для фиг.15B, и для фиг.15C, и значение показателя возрастает, поскольку центр распределения сместился. Рост значения показателя должен означать рост вероятности генерирования ошибок, но в случае на фиг.15C число ошибок уменьшается. Это связано с тем, что в случае на фиг.15B, где центр распределения смещен в сторону ближе к "0", вероятность генерирования ошибок (вероятность, что значение разностного показателя будет равна 0 или менее) возрастает, но в случае на фиг.15C, где центр распределения смещен в положительную сторону, вероятность генерирования ошибок уменьшается. Это обратное явление связано с тем, что ошибка генерируется только тогда, когда значение показателя, основанное на дифференциальном показателе, приближается к 0, что представляет собой серьезное отличие от дрожания временной оси, то есть значение показателя традиционно используется для оптических дисков. В случае обычного дрожания временной оси ошибки возрастают независимо от того, в какую сторону, положительную или отрицательную, смещается центр распределения, и потому вышеуказанная проблема не возникает.

Аналогичная проблема возникает также в случае, приведенном на фиг.15D. На фиг.15D приведен случай, когда тепловые помехи во время записи велики, и тепловые помехи принимаются также от меток записи до и после "наиболее вероятной первой последовательности перехода состояний и следующей наиболее вероятной второй последовательности перехода состояний". Величина тепловых помех различна в зависимости от длины метки записи до и после, и сдвиг положения метки записи создает распределение разностного показателя, в котором два нормальных распределения накладываются друг на друга (распределение 1 и распределение 2). В распределении 2, где имеется смещение в положительную сторону от порога обработки сигнала, вероятность генерирования ошибок падает, но значение показателя, которое равно стандартному отклонению от порога обработки сигнала в качестве центра, возрастает из-за влияния распределения 2. Как и в случае на фиг.15C, частота ошибок также уменьшается при увеличении значения показателя. Таким образом, если применить к оптическому диску высокой плотности записи с большими тепловыми помехами уровень техники, известный из патентного документа 1 и патентного документ 5, то корреляция между значением показателя и частотой ошибок ухудшается.

Идея для решения этой проблемы раскрыта в патентном документе 4. Это способ подсчета числа разностных показателей, с которыми разностный показатель, полученный от заданной группы схем, становится меньше заданного порога (например, равен половине порога обработки сигнала). Раскрыт также способ определения прогнозируемой частоты ошибок на основе этого подсчитанного значения. В случае этого способа сторона распределения разностного показателя, ближняя к 0, то есть сторона, на которой имеется вероятность генерирования ошибки, используется в качестве целевого значения оценки, так что проблемы, указанные выше в патентном документе 1 и патентном документе 2, не возникают. Но возникает новая проблема, о которой говорится ниже, поскольку используется заданный порог и измеряется число разностных показателей, превышающее этот порог. Ниже приводится описание этой проблемы со ссылкой на фиг.15E.

На фиг.15E приведен пример подсчета разностных показателей распределения, которое превышает порог, равный половине порога обработки сигнала. Подсчитываются разностные показатели, которые меньше этого порога, и отношение параметра генерирования схемы и подсчитанного значения используется в качестве показателя сигнала. Если предположить, что распределение разностного показателя является нормальным на основании значения подсчета, можно определить вероятность того, что разностный показатель будет меньше 0, и можно вычислить прогнозируемую частоту ошибок. На фиг.15F приведен пример, когда качество сигнала является хорошим (качество сигнала приблизительно с 8%-ным дрожанием). В таком случае разброс распределения разностного показателя становится небольшим, и число разностных показателей, превышающих порог, кардинально уменьшается. В случае на фиг.15F можно измерить всего лишь приблизительно 0,2% распределения разностного показателя. Это означает, что для увеличения точности измерения необходимо проводить измерения в широкой области, что увеличивает время измерения и уменьшает стабильность измерения. Кроме того, при наличии дефектов и царапин, образовавшихся во время изготовления дисков, или наличия пыли на поверхности диска разностный показатель генерируется в области, не превышающей порог вследствие этого дефекта (как показано на фиг.15F). В таком случае число разностных показателей, превышающих порог, сгенерированный в нормальном распределении, нельзя правильно подсчитать. Преимущество традиционного дрожания временной оси, используемого для оптических дисков, состоит в том, что на него такие дефекты не влияют, поскольку используется стандартное отклонение флюктуации измеренного времени и используются все измеренные данные. С другой стороны, способ, раскрытый в патентном документе 4, не обладает преимуществом традиционного способа, основанного на дрожании временной оси, на которое не влияют дефекты, и поэтому сталкивается с проблемой, когда используется для получения значений показателя оптических дисков, которые представляют систему, когда легко образуются такие дефекты, как царапины и отпечатки пальцев. Для увеличения числа разностных показателей, подлежащих измерению, при применении способа согласно патентному документу 4 можно повысить порог, но при повышенном пороге возникает другая проблема, а именно падение точности прогнозируемой частоты ошибок. В предельном случае, если повысить порог до половины евклидова расстояния, число дифференциальных показателей, превышающих порог, становится равным половине числа измеренных образцов, а потому он больше не зависит от разброса распределения, и становится возможным точное измерение. Таким образом, в случае способа согласно патентному документу 4 значение порога должно быть отрегулировано таким образом, чтобы поддерживать постоянную точность измерения в зависимости от качества измеренных сигналов, и такое регулирование возможно, если в какой-то степени понятно, каким образом происходит разброс распределения, тем не менее это серьезная проблема, связанная с оптическими дисками, в которых имеют место значительные изменения качества сигнала.

В патентном документе 4 и патентном документе 5 раскрыт также способ применения bER, прогнозируемой по разностному показателю в качестве показателя, но если использовать разностный показатель в качестве значения показателя, то пропадает совместимость с дрожанием временной оси, которая используется в качестве показателя оценки качества сигнала в оптических дисках, и обработка становится затруднительной.

Документы, характеризующие уровень техники

Патентный документ

Патентный документ 1: японская выложенная патентная заявка №2003-141823

Патентный документ 2: японская выложенная патентная заявка №2004-213862

Патентный документ 3: японская выложенная патентная заявка №2004-335079

Патентный документ 4: японская выложенная патентная заявка №2003-51163

Патентный документ 5: японская выложенная патентная заявка №2003-272304

Непатентный документ

Непатентный документ 1: Книги на дисках Blu-ray, Ohmsha Ltd.

Непатентный документ 2: Адаптивные алгоритмы обработки сигналов, Baihukan

Сущность изобретения

Задача настоящего изобретения - обеспечить способ обработки сигнала и блок оценки сигнала воспроизведения, подходящий для системы, использующей систему PRML, и устройство на оптическом диске, использующее такой блок.

Для решения вышеуказанной задачи способ обработки сигнала воспроизведения согласно одному аспекту настоящего изобретения представляет собой способ оценки сигнала воспроизведения для оценки качества сигнала воспроизведения, воспроизводимого с носителя записи информации, на основе двоичного сигнала, сгенерированного из сигнала воспроизведения при помощи системы PRML обработки сигнала, содержащий: этап извлечения схемы, на котором извлекается из двоичного сигнала определенная схема перехода состояний, которая может породить битовую ошибку; этап вычисления разностного показателя, на котором вычисляется разностный показатель, представляющий разность первого показателя между идеальным сигналом наиболее вероятной первой последовательности перехода состояний, соответствующей двоичному сигналу, и сигналом воспроизведения, и второго показателя между идеальным сигналом следующей наиболее вероятной второй последовательности перехода состояний, соответствующей двоичному сигналу, и сигналом воспроизведения, на основе двоичного сигнала, извлеченного на этапе извлечения схемы; этап извлечения, на котором извлекают разностный показатель, не превышающий заданный порог обработки сигнала; этап вычисления среднего значения, на котором определяют среднюю величину дифференциальных показателей, не превышающих заданный порог обработки сигнала и извлеченных на этапе извлечения; этап вычисления стандартного отклонения, на котором определяют, из среднего значения, стандартное отклонение, которое соответствует предсказанной частоте ошибок; и этап оценки, на котором оценивают качество сигнала воспроизведения с использованием стандартного отклонения.

Согласно вышеприведенной структуре, определяется стандартное отклонение, которое соответствует частоте ошибок, предсказанной на основе среднего значения разностных показателей, не превышающих извлеченный порог обработки сигнала, и качество сигнала воспроизведения оценивается с использованием стандартного отклонения. Таким образом, можно осуществить оценку сигнала, имеющую хорошую корреляцию с частотой ошибок. В результате может быть реализован способ оценки сигнала воспроизведения, который подходит для системы PRML обработки сигнала и который позволяет с высокой точностью оценивать качество сигналов воспроизведения с носителей записи информации.

Другие задачи, признаки и преимущества настоящего изобретения должны быть в достаточной степени понятны из нижеследующего описания. Выгодные аспекты настоящего изобретения будут пояснены в нижеследующем описании со ссылкой на прилагаемые чертежи.

Краткое описание чертежей

Фиг.1 - блок-схема, изображающая общую структуру устройства на оптическом диске согласно одному варианту осуществления настоящего изобретения;

Фиг.2 - блок-схема, изображающая общую структуру устройства на оптическом диске согласно другому варианту осуществления настоящего изобретения;

Фиг.3 - схемы, изображающие правило перехода состояний, которое определяется кодом записи RLL (1, 7) и PR (1, 2, 2, 2, 1) выравнивающего типа согласно одному варианту осуществления настоящего изобретения;

Фиг.4 - решетчатая схема, соответствующая правилу перехода состояний, приведенному на фиг.3;

Фиг.5 - график, изображающий соотношение между временем взятия замера и уровнем воспроизведения (уровнем сигнала) на путях перехода в таблице 1;

Фиг.6 - график, изображающий соотношение между временем взятия замера и уровнем воспроизведения (уровнем сигнала) на путях перехода в таблице 2;

Фиг.7 - график, изображающий соотношение между временем взятия замера и уровнем воспроизведения (уровнем сигнала) на путях перехода в таблице 3;

Фиг.8 - схема, изображающая распределение разностного показателя PR (1, 2, 2, 2, 1) ML согласно одному варианту осуществления настоящего изобретения;

Фиг.9 - схема, изображающая распределение разностного показателя в схеме евклидовых расстояний PR (1, 2, 2, 2, 1) ML согласно одному варианту осуществления настоящего изобретения;

Фиг.10 - схема, изображающая распределение разностного показателя в каждой схеме евклидовых расстояний PR (1, 2, 2, 2, 1) ML согласно одному варианту осуществления настоящего изобретения;

Фиг.11 - схема, изображающая распределение разностных показателей PR (1, 2, 2, 2, 1) ML согласно одному варианту осуществления настоящего изобретения;

Фиг.12 - график, изображающий соотношение значения показателя оценки сигнала и частоты ошибок согласно одному варианту осуществления изобретения;

Фиг.13 - блок-схема, изображающая структуру устройства на оптическом диске согласно еще одному варианту осуществления настоящего изобретения;

Фиг.14 - блок-схема, изображающая структуру устройства на оптическом диске согласно еще одному варианту осуществления настоящего изобретения;

Фиг.15A - график, изображающий распределение традиционного разностного показателя;

Фиг.15B - график, изображающий распределение традиционного разностного показателя;

Фиг.15C - график, изображающий распределение традиционного разностного показателя;

Фиг.15D - график, изображающий распределение традиционного разностного показателя;

Фиг.15E - график, изображающий распределение традиционного разностного показателя; и

Рис. 15F - график, изображающий распределение традиционного разностного показателя.

Варианты осуществления настоящего изобретения

Ниже описаны варианты осуществления со ссылкой на прилагаемые чертежи. Нижеприведенные варианты осуществления служат примерами выполнения настоящего изобретения и не ограничивают технический объем настоящего изобретения.

В блоке обнаружения показателя оценки сигнала по настоящему изобретению система PR12221 ML, которая является примером системы PRML, используется для обработки сигнала системы воспроизведения, а коды RLL (с ограничением длины поля), такие как код RLL (1, 7), используются для кодов записи. Система PRML представляет собой обработку сигнала, которая сочетает в себе технологию выравнивания формы сигнала для исправления искажений воспроизведения, которые генерируются при воспроизведении информации, и технологию обработки сигнала для выбора наиболее вероятной последовательности данных из сигнала воспроизведения, который включают в себя ошибки в данных, путем активного использования избыточности выровненной формы сигнала.

Сначала будет кратко описана обработка сигнала системой PR12221 ML со ссылкой на фиг.3 и фиг.4.

На фиг.3 приведена схема переходов состояний, изображающая правило переходов состояний, которое определено кодами записи RLL (1, 7) и системой PR12221 ML. На фиг.3 показана схема переходов состояний, которая обычно используется, когда описана схема MLPR. На фиг.4 приведена решетчатая схема, в которой диаграмма переходов состояний, приведенная на фиг.3, развернута относительно временной оси.

На фиг.3 "0" или "1" в скобках указывают последовательность сигналов на временной оси и указывают состояние вероятности перехода состояний из соответствующего состояния к следующему моменту времени.

В системе PR12221 ML число состояний блока декодирования ограничено 10 из-за объединения с кодом RLL (1, 7). Число путей перехода состояний в системе PR12221 ML равно 16, а число уровней воспроизведения равно 9.

Для описания правила переходов состояний системы PR12221 ML представлены 10 состояний, показанных на схеме переходов на фиг.3, где состояние S(0,0,0,0) в некоторый момент времени обозначено S0, состояние S(0,0,0,1) обозначено S1, состояние S(0,0,1,1) обозначено S2, состояние S(0,1,1,1) обозначено S3, состояние S(1,1,1,1) обозначено S4, состояние S(1,1,1,0) обозначено S5, состояние S(1,1,0,0) обозначено S6, состояние S(1,0,0,0) обозначено S7, состояние S(1,0,0,1) обозначено S8 и состояние S(0,1,1,0) обозначено S9. На фиг.3 "0" или "1" в круглых скобках указывают последовательность сигналов на временной оси и показывают, в какое состояние может перейти некоторое состояние при переходе состояний в следующий момент времени.

В переходе состояний системы PR12221 ML, приведенном на фиг.4, имеется бесконечное число схем последовательности переходов (комбинаций состояний), в которых может происходить два перехода состояний, когда заданное состояние в некоторый момент времени переходит в заданное состояние в другой момент времени. Однако схемы, которые имеют высокую вероятность вызвать ошибку, ограничены определенными схемами, распознавание которых представляет трудность. Если особенно выделить те схемы перехода состояний, которые могут легко породить ошибку, схемы последовательности переходов состояний в системе PR12221 ML можно представить в таблице 1, таблице 2 и таблице 3.

В каждой из таблиц 1-3 показан переход состояний для указания местоположения состояний, которые сливаются от начального состояния, две возможные последовательности данных о переходах, которые испытывали переходы состояний, две возможные идеальные формы сигнала воспроизведения, которые испытывали переходы состояний, и квадрат евклидова расстояния двух идеальных форм сигнала воспроизведения.

Квадрат евклидова расстояния показывает сумму квадратов разности между двумя идеальными формами сигнала воспроизведения. При оценке вероятности ошибки для этих двух форм сигнала воспроизведения две формы сигнала воспроизведения можно легче различить, если значение евклидова расстояния велико, поэтому ошибка в оценке встречается реже. Если же значение евклидова расстояния мало, ошибка в оценке может встречаться чаще, поскольку эти две формы сигнала, имеющие вероятность ошибки, трудно различить. Другими словами, схемы переходов состояний, для которых евклидово расстояние велико, являются схемами переходов состояний, в которых ошибка встречается редко, а схемы переходов состояний, в которых евклидово расстояние мало, являются схемами переходов состояний, в которых легко возникает ошибка.

В каждой таблице первый столбец показывает переход состояний (Sm_k-9→Sn_k), где два перехода состояний, которые легко вызывают ошибку, ветвятся и сливаются вновь. Второй столбец показывает последовательность данных для перехода (b_k-i,...,b_k), которая порождает переход состояний. X в этой последовательности данных для перехода указывает бит, который имеет высокую вероятность порождения ошибки в этих данных, и если, согласно оценке, этот переход состояний сочтен ошибочным, то число X (также !X в таблице 2 и таблице 3) является числом ошибок. Другими словами, X в последовательности данных для перехода может быть или "0", или "1". Что-то одно из "0" или "1" соответствует наиболее вероятной первой последовательности перехода состояний, а другое соответствует следующей наиболее вероятной последовательности перехода между состояниями. В таблице 2 и таблице 3 !X указывает на инверсию бита в X.

Как подробно описано ниже, каждая последовательность данных декодирования, после того как декодер Витерби выполнит обработку декодирования, сравнивается с последовательностями данных для переходов в таблицах 1-3 (X означает "все равно"), и извлекается наиболее вероятная первая последовательность переходов состояний, имеющая высокую вероятность ошибки, и следующая наиболее вероятная вторая последовательность переходов состояний. Третий столбец показывает первую последовательность переходов состояний и вторую последовательность переходов состояний. Четвертый столбец показывает две идеальных формы сигнала воспроизведения (идеальные значения выравнивания PR), когда завершены соответствующие переходы состояний, а пятый столбец показывает квадрат евклидова расстояния этих двух идеальных сигналов (квадрат евклидова расстояния между путями).

В таблице 1 показаны схемы переходов состояний, которые могли бы выполнять два перехода состояний, и являются схемами переходов состояний в случае, когда квадрат евклидова расстояния равен "14". Существует 18 типов схем последовательности переходов состояний в случае, когда квадрат евклидова расстояния равен 14. Схемы последовательности переходов состояний, приведенные в таблице 1, соответствуют краевому участку (переходу между меткой и промежутком) формы сигнала на оптическом диске. Иными словами, схема последовательности переходов состояний, приведенная в Таблице 1, является схемой ошибки 1-битового смещения на краю.

На фиг.5 приведен график, показывающий соотношение времени взятия отсчета и уровня воспроизведения (уровня сигнала) на путях перехода в таблице 1. В графике на фиг.5 ось X показывает время взятия отсчета (каждый момент времени взятия отсчета в последовательности записи), а ось Y показывает уровень воспроизведения. Как указано выше, в случае системы PR12221 ML имеется 9 уровней для уровней идеального сигнала воспроизведения (уровни с 0 по 8).

В качестве примера ниже описываются пути перехода при переходе из состояния S0(k-5) в состояние S6(k) согласно правилу перехода состояний, приведенному на фиг.3 (см. таблицу 1). В этом случае один путь перехода - это случай, когда последовательность записи была обнаружена в виде перехода "0, 0, 0, 0, 1, 1, 1, 0, 0". Если этот переход преобразуется в состояние записи, с учетом того, что "0" в данных воспроизведения - это участок промежутка, а "1" - это участок метки, состояние записи - это 4T или более долгие промежутки, и 3T метки, и 2T или более долгие промежутки. На фиг.5 соотношение между временем взятия отсчета и уровнем воспроизведения (уровнем сигнала) на этом пути перехода показано как форма сигнала пути A.

Другой путь перехода из путей перехода состояний из состояния S0(k-5) в состояние S6(k) в правиле перехода состояний на фиг.5 - это случай, когда последовательность записи была обнаружена в виде перехода "0, 0, 0, 0, 0, 1, 1, 0, 0". Если "0" в данных воспроизведения считать участком промежутка, а "1" - участком метки, состояние записи соответствует 5T или более долгим промежуткам, и 2T меткам, и 2T или более долгим промежуткам. На фиг.5, PR эквивалентная идеальная форма сигнала этого пути показана в виде формы сигнала пути B. Схема перехода состояния, для которой квадрат евклидова расстояния равен 14 в таблице 1, всегда включает в себя одну краевую информацию (точку перехода через нуль), что является характерным для этой схемы.

Фиг.6 - график, изображающий соотношения между временем взятия отсчета и уровнем воспроизведения (уровнем сигнала) на путях перехода в Таблице 2. На графике на фиг.6 по оси X отложено время взятия отсчета (каждое время взятия отсчета последовательности записи), а по оси Y указан уровень воспроизведения.

В таблице 2 приведены схемы переходов состояний, которые, как и в таблице 1, могли бы выполнять два перехода состояний, и показаны схемы перехода состояний в случае, когда квадрат евклидова расстояния равен 12. Есть 18 типов схем переходов состояний в случае, когда квадрат евклидова расстояния равен 12. Схемы перехода состояний, показанные в таблице 2, - это схемы, имеющие ошибку смещения 2T меток или 2T промежутков, то есть являются схемами ошибки 2-битового смещения.

В этом случае, если обнаружен один путь, для которого последовательность записи осуществляет переходы "0, 0, 0, 0, 1, 1, 0, 0, 0, 0, 0", и если "0" из данных воспроизведения считать участком промежутка, а "1" считать участком метки, состояние записи соответствует 4T или более долгим промежуткам, и 2T меткам, и 5T или более долгим промежуткам. На фиг.6 PR эквивалентная идеальная форма сигнала для этого пути показана в виде формы сигнала пути A.

В качестве примера ниже описываются пути перехода при переходе из состояния S0(k-7) к состоянию S0(k) согласно правилу переходов состояний, приведенному на фиг.3 (см. таблицу 2). В этом случае один путь перехода - это случай, когда последовательность записи была обнаружена в виде перехода "0, 0, 0, 0, 1, 1, 0, 0, 0, 0, 0". Если этот путь перехода преобразуется в состояние записи, с учетом того, что "0" - это данные воспроизведения участка промежутка, а "1" - участка метки, состояние записи соответствует 4T или более долгим промежуткам, и 2T меткам, и 5T или более долгим промежуткам. На фиг.6 соотношение времени взятия отсчета и уровня воспроизведения (уровня сигнала) на этом пути перехода показано виде формы сигнала пути A.

Другой путь перехода, с другой стороны, - это случай, когда последовательность записи обнаружена в виде перехода "0, 0, 0, 0, 0, 1, 1, 0, 0, 0, 0". Если этот путь перехода преобразовать в состояние записи, считая "0" в данных воспроизведения в качестве участка промежутка, а "1” - в качестве участка метки, состояние записи соответствует 5T или более долгим промежуткам места, и 2T меткам, и 4T или более долгим промежуткам. На фиг.6 соотношение между временем взятия отсчета и уровнем воспроизведения (уровнем сигнала) на этом пути перехода показано в виде формы сигнала пути B. Схема переходов состояний, в которой квадрат евклидова расстояния равен 12 в таблице 2, всегда включает в себя две краевые информации, подъем и падение 2T, что является характерным для этой схемы.

На фиг.7 приведен график, изображающий соотношения взятия отсчета и уровня воспроизведения (уровня сигнала) на путях переходов в таблице 3. На графике на фиг.7 по оси X отложено время взятия отчета (каждое время взятия отсчета последовательности записи), а по оси Y показан уровень воспроизведения.

В таблице 2 приведены схемы переходов состояний, которые, как и в таблицах 1 и 2, могли бы выполнять два перехода состояний, и показаны схемы перехода состояний в случае, когда квадрат евклидова расстояния равен 12. Существует 18 типов схем последовательности перехода состояний, в которых квадрат евклидова расстояния равен 12. Схемы последовательности переходов состояний в таблице 3 - это области, в которых продолжаются 2T метки и 2T промежутки, то есть схемы ошибки 3-битового смещения.

В качестве примера ниже описываются пути перехода при переходе из состояния S0(k-9) к состоянию S6(k) согласно правилу переходов состояний, приведенному на фиг.3 (см. таблицу 3). В этом случае один путь перехода - это случай, когда последовательность записи была обнаружена в виде перехода "0, 0, 0, 0, 1, 1, 0, 0, 1, 1, 1, 0, 0". Если этот путь перехода преобразуется в состояние записи, с учетом того, что "0" - это данные воспроизведения участка промежутка, а "1" - участка метки, то состояние записи соответствует 4T или более долгим промежуткам, и 2T меткам, 2T промежуткам, 3T метками и 2T или более долгим промежуткам. На фиг.7 соотношение времени взятия отсчета и уровня воспроизведения (уровня сигнала) на этом пути перехода показано в виде формы сигнала пути A.

Другой путь перехода, с другой стороны, - это случай, когда последовательность записи обнаружена в виде перехода "0, 0, 0, 0, 0, 1, 1, 0, 0, 1, 1, 1, 0, 0". Если этот путь перехода преобразовать в состояние записи, считая "0" в данных воспроизведения в качестве участка промежутка, а "1” - в качестве участка метки, состояние записи соответствует 5T или более долгим промежуткам места, и 2T меткам, и 4T или более долгим промежуткам. На фиг.7 соотношение между временем взятия отсчета и уровнем воспроизведения (уровнем сигнала) на этом пути перехода показано в виде формы сигнала пути B. Схема переходов состояний, в которых квадрат евклидова расстояния равен 12 в таблице 3, всегда включает в себя по меньшей мере три краевые информации, что является характерным для этой схемы.

Далее описаны варианты осуществления настоящего изобретения

Первый вариант осуществления

Ниже со ссылкой на чертежи описывается устройство на оптических дисках, имеющее блок оценки сигнала воспроизведения согласно одному варианту осуществления настоящего изобретения. На фиг.1 приведена блок-схема, изображающая структуру устройства 200 на оптических дисках согласно первому варианту осуществления.

Носитель 1 записи информации - это носитель записи информации, предназначенный для оптической записи/воспроизведения информации, и является, например, носителем на оптических дисках. Устройство 200 на оптических дисках - это блок воспроизведения, который воспроизводит информацию с установленного носителя 1 записи информации.

Устройство 200 на оптических дисках имеет секцию 2 оптической головки, секцию 3 предусилителя, секцию 4 AGC (автоматической регулировки коэффициента усиления), секцию 5 выравнивания формы сигнала, секцию 6 АЦ-преобразования, секцию 7 PLL (фазовой автоподстройки частоты), секцию 8 выравнивания PR, секцию 9 декодирования с максимальной вероятностью, секцию 100 определения показателя оценки сигнала (блок оценки сигнала воспроизведения) 100 и секцию 15 контроллера оптического диска.

Секция 2 оптической головки сводит лазерные лучи, переданные через объектив, на записывающий слой носителя 1 записи информации, принимает отраженный от него свет и генерирует аналоговые сигналы воспроизведения, которые характеризуют считывание информации с носителя 1 записи информации. Секция 3 предусилителя усиливает аналоговый сигнал воспроизведения, который сгенерирован секцией 2 оптической головки, с использованием заданного коэффициента усиления, и выдает его на секцию 4 AGC. Числовая апертура объектива равна 0,7-0,9 и, более предпочтительно, 0,85. Длина волны лазерного луча - 410 нм или менее и, более предпочтительно, 405 нм.

Блок 3 предусилителя усиливает аналоговый сигнал воспроизведения с заданным коэффициентом усиления и выдает его на секцию 4 AGC.

Секция 4 AGC усиливает или ослабляет аналоговый сигнал воспроизведения и выдает его на секцию 5 выравнивания формы сигнала на основе выходного сигнала от секции 6 АЦ-преобразования, так чтобы аналоговый сигнал воспроизведения от секции 3 предусилителя имел заданную амплитуду.

Секция 5 выравнивания формы сигнала имеет характеристики LPF для защиты высокочастотной области сигнала воспроизведения и характеристики HPF для защиты низкочастотной области сигнала воспроизведения в соответствии с требуемыми характеристиками, и придает сигналу форму в соответствии с требуемыми характеристиками, и выдает его на секцию 6 АЦ-преобразования.

Секция 6 АЦ-преобразования дискретизирует аналоговый сигнал воспроизведения, синхронизируя его с синхроимпульсами воспроизведения от секции 7 PLL, преобразует аналоговый сигнал воспроизведения в цифровой сигнал воспроизведения и выдает его на секцию 8 выравнивания PR, а также на секцию 4 AGC и секцию 7 PLL.

Секция 7 PLL генерирует синхроимпульсы воспроизведения для синхронизации с сигналом воспроизведения после выравнивания формы сигнала на основе выходного сигнала от секции 6 АЦ-преобразования и выдает их на секцию 6 АЦ-преобразования.

Секция 8 выравнивания PR выполняет функцию изменения характеристик фильтра в характеристики различных PR-систем. Секция 8 выравнивания PR выполняет фильтрацию для получения частотных характеристик, которые установлены таким образом, чтобы частотные характеристики системы воспроизведения стали принятыми характеристиками секции 9 декодирования с максимальной вероятностью (например, характеристиками выравнивания PR (1, 2, 2, 2, 1)), выполняет обработку выравнивания PR на цифровых сигналах воспроизведения для подавления высокочастотных шумов, намеренно добавляя межсимвольные помехи и выдает результаты на секцию 9 декодирования с максимальной вероятностью. Секция 8 выравнивания PR может иметь структуру фильтра FIR (c конечной импульсной характеристикой), например, чтобы адаптивно управлять коэффициентом ветвления, используя алгоритм LMS (наименьших квадратов) (например, см. непатентный документ 2).

Блок 9 декодирования с максимальной вероятностью является, например, декодером Витерби и использует систему декодирования с максимальной вероятностью, которая оценивает наиболее вероятную последовательность на основе правила кодирования, намеренно применяемого в соответствии с типом частичного отклика. Эта секция 9 декодирования с максимальной вероятностью декодирует сигнал воспроизведения, который был PR-выровнен секцией 8 выравнивания PR, и выдает двоичные данные. Эти двоичные данные на следующем этапе выдаются на контроллер 15 оптического диска в качестве декодированного двоичного сигнала, и после выполнения заданной обработки осуществляется воспроизведение носителя 1 записи информации.

Теперь будет описана структура секции 100 обнаружения показателя оценки сигнала согласно настоящему варианту осуществления. Секция 100 обнаружения показателя оценки сигнала имеет секцию 101 обнаружения схемы, секцию 102 вычисления разностного показателя, секцию 103 определения уровня, секцию 104 подсчета схем, секцию 105 интегрирования, секцию 116 вычисления ошибки и секцию 120 вычисления стандартного отклонения.

Цифровой сигнал воспроизведения с приданной формой, который выдается с секции 8 выравнивания PR, и двоичный сигнал, который выдается с секции 9 декодирования с максимальной вероятностью, являются входными сигналами для секции 100 обнаружения показателя оценки сигнала. В секции 100 обнаружения определения показателя оценки сигнала двоичный сигнал подается на секции 101 обнаружения схемы, а цифровой сигнал воспроизведения подается на секцию 102 вычисления разностного показателя, и обработка оценки выполняется на цифровых сигналах воспроизведения носителя 1 записи информации.

Секция 101 обнаружения схемы выполняет функцию извлечения из двоичного сигнала определенных схем переходов состояний, которые могут породить битовую ошибку. Секция 101 обнаружения схем согласно настоящему варианту осуществления извлекает определенные схемы перехода состояний (схемы переходов состояний, показанные в таблице 1), для которых квадрат евклидова расстояния между идеальным сигналом наиболее вероятной первой последовательности переходов состояний и идеальным сигналом следующей наиболее вероятной второй последовательности переходов состояний равен 14. Для реализации этого секция 101 обнаружения схемы сохраняет информацию о схемах переходов состояний, приведенных в таблице 1. И секция 101 обнаружения схемы сравнивает последовательности данных о переходах в таблице 1 и двоичный сигнал, который выдается секцией 9 декодирования с максимальной вероятностью. В результате этого сравнения, если двоичный сигнал соответствует последовательностям данных о переходах в таблице 1, то этот двоичный сигнал становится требуемым результатом извлечения, и выбираются наиболее вероятная первая последовательность 1 переходов и следующая наиболее вероятная последовательность 2 переходов, соответствующие этому двоичному сигналу, на основе информации в таблице 1.

На основании двоичного сигнала, извлеченного секцией 101 обнаружения схемы, секция 102 вычисления разностного показателя вычисляет "разностный показатель", который представляет собой абсолютную величину разности "первого показателя между идеальным сигналом наиболее вероятной последовательности 1 переходов, соответствующей двоичному сигналу (идеальное значение выравнивания PR: см. таблицу 1), и цифровым сигналом воспроизведения" и "второго показателя между идеальным сигналом следующей наиболее вероятной последовательности 2 переходов, соответствующей двоичному сигналу, и цифровым сигналом воспроизведения". Здесь первый показатель - это квадрат евклидова расстояния между идеальным сигналом последовательности 1 переходов и цифровым сигналом воспроизведения, а второй показатель - это квадрат евклидова расстояния между идеальным сигналом последовательности 2 переходов и цифровым сигналом воспроизведения.

Выход секции 102 вычисления разностного показателя является входом секции 103 определения уровня, и он сравнивается с заданным значением (порогом обработки сигнала). Секция 104 подсчета схем подсчитывает число разностных показателей, которые меньше порога обработки сигнала. Каждое значение подсчета отражается на частоте генерации группы схем при вычислении частоты ошибок. Секция 105 интегрирования интегрирует разностные показатели, которые меньше порога обработки сигнала. Среднее значение разностных показателей, не превышающих порог обработки сигнала, можно определить, разделив значение интегрирования, определенное секцией 105 интегрирования, на подсчитанное число генерации схем. Секция 116 вычисления ошибки вычисляет прогнозируемую частоту ошибок на основе на каждого интегрированного значения разностных показателей, не превышающих порог обработки сигнала, и подсчитанного числа генерации схем. Секция 120 вычисления стандартного отклонения вычисляет стандартное отклонение, соответствующее этой частоте ошибок, и определяет стандартное отклонение в качестве значения показателя сигнала для оценки качества сигнала. Процесс, осуществляемый этой секцией 100 обнаружения показателя оценки сигнала, подробно описан ниже.

Сигнал воспроизведения, воспроизводимый с носителя 1 записи информации в процессе обработки PRML, является выходным сигналом секции 9 декодирования с максимальной вероятностью в качестве двоичного сигнала, упомянутого выше, и является входным сигналом для секции 100 обнаружения показателя оценки сигнала. Когда в двоичном сигнале обнаруживается одна из схем последовательности данных о переходах в таблице 1, определяются идеальные значения выравнивания PR для последовательности переходов состояний 1 и последовательности переходов состояний 2. Например, если (0, 0, 0, 0, X, 1, 1, 0, 0) декодируется в качестве двоичного сигнала в таблице 1, то (S0, S1, S2, S3, S5, S6) выбирается в качестве наиболее вероятной последовательности переходов состояний 1, а (S0, S0, S1, S2, S9, S6) выбирается в качестве следующей наиболее вероятной последовательности переходов состояний 2. Идеальное значение выравнивания PR, соответствующее последовательности переходов состояний 1, - это (1, 3, 5, 6, 5). А идеальное значение выравнивания PR, соответствующее последовательности переходов состояний 2, - это (0, 1, 3, 4, 4).

Затем блок 102 вычисления разностных показателей определяет первый показатель (Pb₁₄), который является квадратом евклидова расстояния между последовательностью сигнала воспроизведения (цифровым сигналом воспроизведения) и идеальным значением выравнивания PR, соответствующим последовательности переходов состояний 1. Точно также блок 102 вычисления разностных показателей определяет второй показатель (Pa₁₄), который является квадратом евклидова расстояния между последовательностью сигнала воспроизведения и идеальным значением выравнивания PR, соответствующим последовательности 2 переходов состояний. Блок 102 вычисления разностных показателей определяет абсолютное значение разности первого показателя (Pb₁₄) и второго показателя (Pa₁₄) в виде разностного показателя D₁₄=|Pa₁₄-Pb₁₄|. Вычисление Pb₁₄ приведено в формуле (1), а вычисление Pa₁₄ приведено в формуле (2). В этих формулах b_K обозначает идеальное значение выравнивания PR, соответствующее последовательности переходов состояний 1, a_k обозначает идеальное значение выравнивания PR, соответствующее последовательности переходов состояний 2, а x_k обозначает последовательность сигнала воспроизведения.

$$P{b}_{14}={\displaystyle \sum _{k=k-5}^k{(x_k-b_k)}^2}$$ (1)

$$P{a}_{14}={\displaystyle \sum _{k=k-5}^k{(x_k-a_k)}^2}$$ (2)

D ₁₄ = |Pa ₁₄ -Pb ₁₄ |. (3)

На фиг.9 область выше порога обработки сигнала - это область, где отсутствует ошибка, а потому нет необходимости прогнозировать частоту ошибок. Следовательно, для прогнозирования частоты ошибок на основе стандартного отклонения разностного показателя следует брать только область, не превышающую порог обработки сигнала. Далее описан способ вычисления этой частоты ошибок.

Разностный показатель D₁₄, который является выходом секции 103 вычисления разностного показателя, подается на секцию 103 определения уровня и сравнивается с заданным значением (порогом обработки сигнала). В настоящем варианте осуществления порог обработки сигнала согласно извлеченной целевой определенной схеме перехода состояний установлен равным "14", что является квадратом евклидова расстояния между идеальным сигналом наиболее вероятной последовательности переходов состояний 1 и идеальным сигналом следующей наиболее вероятной последовательности переходов состояний 2. Если разностный показатель D₁₄ не превышает порог обработки сигнала, равный "14", секция 103 определения уровня выдает этот разностный показатель D₁₄ на секцию 105 интегрирования, и секция 104 подчитывает значение подсчета. Секция 105 интегрирования накопительно интегрирует разностный показатель каждый раз при поступлении разностного показателя D₁₄, не превышающего порог обработки сигнала. Затем секция 116 вычисления ошибки вычисляет заданную частоту ошибок при помощи значения интегрирования разностного показателя, не превышающего порог обработки сигнала, и числа сгенерированных схем, подсчитанных секций 104 подсчета схем. Далее описывается работа секции 116 вычисления ошибок.

Среднее значение разностных показателей, не превышающих порог обработки сигнала, можно определить путем деления значения интегрирования, определенного секцией 105 интегрирования, на число разностных показателей, меньших порога обработки сигнала (число сгенерированных схем), которое было подсчитано секцией 104 подсчета схем. Если считать, что среднее значение разностного показателя, не превышающего порог обработки сигнала, - это М(x), среднее значение функций распределения - μ, стандартное отклонение - σ₁₄, функция плотности вероятности - f, и функция распределения представляет собой нормальное распределение, то абсолютное среднее значение m разностных показателей, меньших порога обработки сигнала, определяется нижеследующей формулой (4):

$$\begin{array}{c}m=|M\left(X\right)|={\displaystyle {\int }_{-\infty }^{\infty }\left|x-\mu \right|f\left(x\right)dx}\\ =\frac{1}{\sqrt{2\pi }{\sigma }_{14}}\left\{-{\displaystyle {\int }_{-\infty }^{\mu }\left(x-\mu \right)e^{-\frac{{\left(x-\mu \right)}^2}{2{\sigma }_{14}{}^2}}dx}+{\displaystyle {\int }_{\mu }^{\infty }\left(x-\mu \right)e^{-\frac{{\left(x-\mu \right)}^2}{2{\sigma }_{14}{}^2}}dx}\right\}\\ =\frac{{\sigma }_{14}}{\sqrt{2\pi }}\left\{-{\displaystyle {\int }_{-\infty }^{0}t{e}^{-\frac{t^2}{2}}dt}+{\displaystyle {\int }_0^{\infty }t{e}^{-\frac{t^2}{2}}dt}\right\}\\ =\frac{{\sigma }_{14}}{\sqrt{2\pi }}\left(-{\left[-e^{-\frac{t^2}{2}}\right]}_{-\infty }^0+{\left[-e^{-\frac{t^2}{2}}\right]}_0^{\infty }\right)\\ =\frac{{\sigma }_{14}}{\sqrt{2\pi }}\left(-\left(-1\right)+1\right)\\ =\sqrt{\frac{2}{\pi }}{\sigma }_{14}\end{array}$$ (4)

Следовательно, соотношение стандартного отклонения σ₁₄ разностных показателей, не превышающих порог обработки сигнала, и абсолютное среднее значение m разностных показателей, не превышающих порог обработки сигнала, определяются из следующей формулы (5):

$$\begin{array}{l}m=\sqrt{\frac{2}{\pi }}{\sigma }_{14}=\mathrm{0,79788}{\sigma }_{14}\\ {\sigma }_{14}=\sqrt{\frac{\pi }{2}}m=\mathrm{1,25331}m\end{array}$$ (5)

Как следует из формул (4) и (5), для определения стандартного отклонения σ₁₄ разностных показателей, не превышающих порог обработки сигнала, определяется абсолютное среднее значение m отличительного показателя, не превышающего порог обработки сигнала, и затем умножается примерно на 1,253. Поскольку порог обработки сигнала фиксирован, стандартное отклонение s₁₄ можно вычислить из абсолютного среднего значения m. Вероятность возникновения ошибки (частота ошибок bER₁₄), вычисляемая секцией 116 вычисления ошибок, может быть определена из следующей формулы (6):

$$bE{R}_{14}=1\times p_{14}\times {\displaystyle {\int }_{-\infty }^0\frac{1}{\sqrt{2\pi }{\sigma }_{14}}{e}^{-\frac{{\left(x-{\text{d}}_{\text{14}}{}^{\text{2}}\right)}^2}{2{\sigma }_{14}{}^2}}dx}$$ (6)

Здесь d₁₄ в формуле (6) обозначает евклидово расстояние между идеальным сигналом наиболее вероятной последовательности переходов состояний 1 в извлекаемых схемах перехода состояний и идеальным сигналом следующей наиболее вероятной последовательности переходов состояний 2. В случае настоящего варианта осуществления используется квадрат евклидова расстояния d₁₄ ²=14. Следовательно, если стандартное отклонение, полученное из формулы (5), которое определяется значением интегрирования и числом интегрирований, - это σ₁₄, тогда частота ошибок bER_14B, спрогнозированная путем вычисления в секции 116 вычисления ошибки, определяется нижеследующей формулой (7). p₁₄(=0,4) является вероятностью получения ошибки в компонентах распределения в отношении всех точек канала. Ошибки, полученные в схемах последовательности переходов состояний в таблице 1, - это 1-битовые ошибки, поэтому вероятность получения ошибки умножается на 1.

Секция 120 вычисления стандартного отклонения преобразует эту частоту ошибок (вероятность получения ошибки) bER₁₄ в показатель оценки сигнала М, чтобы сделать его показателем, с которым можно обращаться аналогично обращению с дрожанием. При использовании формулы (7) блок 120 вычисления стандартного отклонения преобразует bER₁₄ в показатель оценки сигнала М при помощи стандартного отклонения σ, соответствующего спрогнозированной частоте ошибок.

$$bE{R}_{14}=\frac{p_{14}}{2}erfc\left(\frac{1}{2\sqrt{2}M}\right)$$ (7)

Здесь erfc() - значение интегрирования дополнительной функции ошибок. Если формула, определяющая показатель сигнала М согласно настоящему изобретению, является нижеследующей формулой (8), то значение показателя М, использующего виртуальное стандартное отклонение σ, можно определить подстановкой bER₁₄, вычисленного по формуле (6), в формулу (7).

$$M=\frac{\sigma }{2\cdot d_{14}{}^2}$$ (8)

В вышеприведенном описании виртуальное стандартное отклонение σ и значение показателя сигнала M вычисляются на основе прогнозируемой частоты ошибок с использованием формул (6)-(8).

Как описано выше, в соответствии с настоящим вариантом осуществления берутся схемы последовательностей переходов состояний сливающихся путей, для которых евклидово расстояние в обработке сигнала PRML относительно мало, и генерируется показатель оценки сигнала М на основе информации о разностных показателях для схем последовательностей переходов состояний. В частности, прогнозируемая частота ошибок рассчитывается на основе информации о среднем значении разностных показателей, которое не превышает порог обработки сигнала, затем из частоты ошибок вычисляется виртуальное стандартное отклонение σ, и генерируется показатель оценки сигнала M, включающий в себя это стандартное отклонение σ. В результате можно реализовать способ оценки сигнала и показатель оценки, который очень хорошо коррелирует с частотой ошибок.

В случае традиционно предлагаемой оценки распределения для простого разностного показателя трудно вычислить показатель сигнала, коррелирующий с частотой ошибок, из-за искажения записи вследствие тепловых помех, генерируемых оптическим диском повышенной плотности, потребность которых в будущем будет возрастать. Настоящий вариант осуществления предназначен для решения этой проблемы, и его основной момент состоит в том, что только одна сторона компонентов распределения разностных показателей, в которой образуются ошибки, берется для вычисления показателя сигнала, который сильно коррелирует с фактическими ошибками, которые будут возникать, и стандартное отклонение σ обоих сторон распределения определяется на основе этого одностороннего распределения.

Согласно настоящему варианту осуществления для определенной схемы перехода состояний, которая может породить битовую ошибку, секция 101 обнаружения схемы согласно настоящему варианту осуществления извлекает определенные схемы переходов состояний (схемы переходов состояний, приведенные в таблице 1), для которых квадрат евклидова расстояния между идеальным сигналом наиболее вероятной первой последовательности переходов состояний и идеальным сигналом следующей наиболее вероятной второй последовательности переходов состояний становится равным 14, но настоящее изобретение не ограничено этим вариантом. Например, могут быть извлечены определенные схемы переходов состояний (схемы переходов состояний, приведенные в таблице 2 или таблице 3), для которых этот квадрат евклидова расстояния становится равным 12.

Блок 15 контроллера оптического диска выполняет функцию секции оценки, которая выполняет обработку оценки на основе показателя оценки сигнала М, принятого от секции 120 вычисления стандартного отклонения. Этот результат оценки может быть отображен на секции отображения, которая не показана, или сохранен в памяти в качестве данных об оценке.

В настоящем варианте осуществления было описано устройство 200 на оптическом диске, имеющее секцию 100 обнаружения показателя оценки сигнала, но настоящее изобретение может быть выполнено в виде блока оценки оптического диска (блока оценки сигнала воспроизведения), имеющего секцию 15 контроллера оптического диска в качестве секции оценки. Блок оценки оптического диска может использоваться для оценки носителя записи информации перед отправкой потребителю, чтобы определить, соответствует ли качество носителя 1 записи информации установленному стандарту или нет.

Устройство 200 на оптическом диске, имеющее блок оценки сигнала воспроизведения, может быть выполнено с возможностью выполнения следующей операции. Например, качество сигнала воспроизведения оценивается для коммерческих оптических дисков (чистых дисков), поставляемых с фабрики, и оптические диски, которые, согласно оценке, не удовлетворяют установленному качеству, бракуются. Несомненно, возможно, чтобы оптические диски, записанные записывающим устройством (при записи используется устройство, отличное от этого устройства на оптическом диске), можно было оценить при помощи этого устройства на оптическом диске, и оптический диск, который, согласно оценке, не удовлетворяет установленному качеству, бракуется.

Если устройство 200 на оптическом диске может записывать и воспроизводить информацию, то перед записью информации на оптический диск может быть выполнена оценка, основанная на тестовой записи. В этом случае качество сигналов воспроизведения оценивается для тестовой информации, записанной устройством 200 на оптическом диске, и в случае плохого качества условия записи корректируются до тех пор, пока плохое качество не станет хорошим, а если плохое качество сохраняется после заданного числа корректировок, оптический диск бракуется.

Второй вариант осуществления

Ниже описано устройство на оптическом диске, имеющее блок оценки сигнала воспроизведения согласно другому варианту осуществления настоящего изобретения, со ссылкой на чертежи. Составляющий элемент, совпадающий с элементом в первом варианте осуществления, обозначается тем же номером элемента, и его описание не приводится. На фиг.2 приведена блок-схема, изображающая структуру устройства 400 на оптическом диске второго варианта осуществления.

Носитель 1 записи информации является носителем записи информации для оптической записи/воспроизведения информации и является, например, носителем на оптическом диске. Устройство 400 на оптическом диске представляет собой блок воспроизведения, который воспроизводит информацию с установленного носителя 1 записи информации.

Устройство 400 на оптическом диске имеет секцию 2 оптической головки, секцию 3 предусилителя, секцию 4 AGC (автоматической регулировки коэффициента усиления), секцию 5 выравнивания формы сигнала, секцию 6 АЦ-преобразования, секцию 7 PLL (фазовой автоподстройки частоты), секцию 8 выравнивания PR, секцию 9 декодирования с максимальной вероятностью, секцию 300 обнаружения показателя оценки сигнала (блок оценки сигнала воспроизведения) и секцию 15 контроллера оптического диска. Структура и функции этих элементов, составляющих устройство 400 на оптическом диске, те же, что и в первом варианте осуществления, и их описания не приводятся.

Теперь опишем структуру секции 300 обнаружения показателя оценки сигнала согласно настоящему варианту осуществления. Секция 300 обнаружения показателя оценки сигнала, как и секция 100 обнаружения показателя оценки сигнала первого варианта осуществления, может использоваться в качестве блока оценки, который перед отправкой потребителю определяет, соответствует ли качество носителя 1 записи информации установленным стандартам. Настоящая секция 300 обнаружения показателя оценки сигнала может быть также установлена в блоке привода носителя 1 записи информации и использоваться в качестве блока оценки для выполнения тестовой записи перед тем, как пользователь запишет информацию на носитель 1 записи информации.

Секция 300 обнаружения показателя оценки сигнала имеет секции 101, 106 и 111 обнаружения схемы, секции 102, 107 и 112 вычисления разностного показателя, секции 103, 108 и 113 определения уровня, секции 104, 109 и 114 подсчета схем, секции 105, 110 и 115 интегрирования, секции 116, 117 и 118 вычисления ошибок и секцию 120 вычисления стандартного отклонения.

Цифровой сигнал воспроизведения со сформированной формой сигнала, который выдается с секции 8 выравнивания PR, и двоичный сигнал, который выдается с секции 9 декодирования с максимальной вероятностью, подаются на секцию 300 обнаружения показателя оценки сигнала. Секции 101, 106 и 111 обнаружения схемы сравнивают последовательности данных о переходах соответственно в таблицах 1, 2 и 3 и двоичных данных, которые выдаются с секции 9 декодирования с максимальной вероятностью. Если по результатам сравнения двоичные данные соответствуют последовательностям данных о переходах в таблицах 1, 2 и 3, на основе таблицы 1, таблицы 2 и таблицы 3 выбираются наиболее вероятная последовательность переходов 1 и следующая наиболее вероятная последовательность переходов 2. И на основе результатов выбора секции 101, 106 и 111 обнаружения схемы секции 102, 107 и 112 вычисления разностного показателя вычисляют показатель, который представляет собой расстояние между идеальным значением последовательности переходов (идеальным значением выравнивания PR: таблицу 1, таблицу 2 и таблицу 3) и цифровым сигналом воспроизведения. Затем секции 102, 107 и 112 вычисления разностного показателя вычисляют разность между показателями, вычисленными соответственно для двух последовательностей переходов, и выполняют обработку абсолютных значений для разностей показателей, имеющих положительные и отрицательные значения. Выходные сигналы от секций 102, 107 и 112 вычисления разностного показателя подаются соответственно на секции 103, 108 и 113 определения уровня и сравниваются с заданным значением (порогом обработки сигнала). Секции 104, 109 и 114 подсчета схем подсчитывают число разностных показателей, не превышающих соответственно порог обработки сигнала. Каждое из этих значений подсчета становится частотой генерации схемы при вычислении частоты ошибок. Секции 105, 110 и 115 интегрирования интегрируют соответственно разностные показатели, которые не превышают порог обработки сигнала. Среднее значение разностных показателей, не превышающих порог обработки сигнала, можно определить путем деления значения интегрирования, определенного секциями 105, 110 или 115 интегрирования, на число сгенерированных схем.

Каждая секция интегрирования разностных показателей, не превышающих порог обработки сигнала, и каждая секция вычисления делит каждое значение интегрирования на число сгенерированных схем для определения среднего значения разностных показателей, не превышающих порог обработки сигнала, но каждая секция интегрирования может интегрировать разностные показатели, меньшие, чем порог обработки сигнала, и каждая секция вычисления делит каждое значение интегрирования на число сгенерированных схем для определения среднего значения разностных показателей, меньших, чем порог обработки сигнала.

Секции 116, 117 и 118 вычисления ошибок вычисляют прогнозируемую частоту ошибок из каждого значения интегрирования разностных показателей, не превышающих порог обработки сигнала, и число сгенерированных схем. Частоты ошибок, вычисленные секциями 116, 117 и 118 вычисления ошибок, складываются секцией 119 сложения. Стандартное отклонение, соответствующее этой частоте ошибок, вычисляется секцией 120 вычисления стандартного отклонения, и это значение становится значением показателя сигнала для оценки качества сигнала. Процесс, реализуемый этой секцией 300 обнаружения показателя оценки сигнала, более подробно описан ниже.

Сигнал воспроизведения, воспроизводимый с носителя 1 записи информации в результате обработки PRML, выдается, как указано выше, с секции 9 декодирования с максимальной вероятностью в виде двоичного сигнала и подается на секцию 300 обнаружения показателя оценки сигнала. Когда в этом двоичном сигнале обнаруживается одна из схем последовательностей данных о переходах в Таблице 1, определяются идеальные значения выравнивания PR последовательности переходов состояний 1 и последовательности переходов состояний 2. Например, если в качестве двоичного сигнала декодируется сигнал (0, 0, 0, 0, X, 1, 1, 0, 0), то последовательность (S0, S1, S2, S3, S5, S6) выбирается в качестве наиболее вероятной последовательности переходов состояний 1, а последовательность (S0, S0, S1, S2, S9, S6) выбирается в качестве следующей наиболее вероятной последовательности переходов 2. Идеальное значение выравнивания PR, соответствующее последовательности переходов состояний 1, - это (1, 3, 5, 6, 5). Идеальное значение выравнивания PR, соответствующее последовательности переходов состояний 2, - это (0, 1, 3, 4, 4).

Затем секция 102 вычисления разностного показателя определяет первый показатель (Pb₁₄), который является квадратом евклидова расстояния между последовательностью сигнала воспроизведения (цифрового сигнала воспроизведения) и идеальным значением выравнивания PR, соответствующим последовательности переходов состояний 1. Точно так же секция 102 вычисления разностного показателя определяет второй показатель (Pa₁₄), который является квадратом евклидова расстояния между последовательностью сигнала воспроизведения и идеальным значением выравнивания PR, соответствующим последовательности переходов состояний 2. Секция 102 вычисления разностного показателя определяет абсолютное значение разности первого показателя (Pb₁₄) и второго показателя (Pb₁₄) в виде разностного показателя D₁₄=|Pa₁₄-Pb₁₄|. Вычисление Pb₁₄ выполняется при помощи формулы (9), а вычисление Pa₁₄ выполняется при помощи формулы (10). В этих формулах b_k обозначает идеальное значение выравнивания PR, соответствующее последовательности переходов состояний 1, a_k обозначает идеальное значение выравнивания PR, соответствующее последовательности переходов состояний 2, а x_k обозначает последовательность сигнала воспроизведения.

$$P{b}_{14}={\displaystyle \sum _{k=k-5}^k{(x_k-b_k)}^2}$$ (9)

$$P{a}_{14}={\displaystyle \sum _{k=k-5}^k{(x_k-a_k)}^2}$$ (10)

$$D_{14}=|P{a}_{14}-P{b}_{14}|$$ (11)

Для определения показателя оценки сигнала, имеющего сильную корреляцию с частотой ошибок, при обработке сигнала, на основе системы PR12221 ML, требуется способ оценки, учитывающий все схемы, которые имеют высокую вероятность порождения ошибки.

На фиг.8 приведена диаграмма, изображающая распределение разностных показателей при обработке сигнала системы PR12221 ML. На фиг.8 по оси X отложен разностный показатель, а по оси Y отложена частота появления заданного значения разностного показателя. По мере уменьшения разностного показателя (квадрата евклидова расстояния) в распределении повышается вероятность порождения ошибки при обработке сигнала на основе системы PR12221 ML. Как показано на графике фиг.8, разностные показатели имеют группы более плотного распределения в области значений 12 и 14, а более высокие разностные показатели равны 30 или более. Иными словами, для получения показателя сигнала, имеющего сильную корреляцию с частотой ошибок, достаточно взять дифференциальные показатели, относящиеся к группам 12 и 14. Эти группы указывают схемы последовательности переходов состояний, приведенные в таблице 1, таблице 2 и таблице 3. А секции 101, 106 и 111 обнаружения схемы выявляют эти схемы последовательностей переходов состояний. Эта операция блока вычисления разностного показателя, который вычисляет разностный показатель из этих выявленных схем последовательностей переходов состояний, описана ниже более подробно.

На фиг.10(A) приведено выходное частотное распределение секции 102 вычисления разностных показателей. Обработка, выполняемая секцией 107 вычисления разностных показателей, приведена в формулах (12)-(14), а обработка, выполняемая секцией 112 вычисления разностных показателей, приведена в формулах (15)-(17).

$$P{b}_{12A}={\displaystyle \sum _{k=k-7}^k{(x_k-b_k)}^2}$$ (12)

$$P{a}_{12A}={\displaystyle \sum _{k=k-7}^k{(x_k-a_k)}^2}$$ (13)

$$D_{12A}=|P{a}_{12A}-P{b}_{12A}|$$ (14)

$$P{b}_{12B}={\displaystyle \sum _{k=k-9}^k{(x_k-b_k)}^2}$$ (15)

$$P{a}_{12B}={\displaystyle \sum _{k=k-9}^k{(x_k-a_k)}^2}$$ (16)

$$D_{12B}=|P{a}_{12B}-P{b}_{12B}|$$ (17)

Распределения (A), (B) и (C) на фиг.10 имеют соответственно различную частоту и местоположение центра. Число ошибочных битов, генерируемых, когда каждая из этих схем вызывает ошибку, также различно. Схемы в таблице 1, где квадрат евклидова расстояния равен 14, являются схемами, в которых происходит 1-битовая ошибка. Схемы в таблице 2, где квадрат евклидова расстояния равен 12, являются схемами, в которых происходит 2-битовая ошибка, а схемы в Таблице 3, где квадрат евклидова расстояния равен 12, являются схемами, в которых происходит 3-битовая ошибка. Схемы ошибок, у которых евклидово расстояние равно 12, зависят, в частности, от количества 2T в непрерывной последовательности, и в случае кодов модуляции записи, допускающих последовательность из 6 блоков по 2T, генерируется максимальная 6-битовая ошибка. Таблица 3 не охватывает 6-битовую ошибку, в которой 2T непрерывно ошибается, но схему для оценки непрерывных ошибок 2T можно при необходимости определить и тем самым экстраполировать таблицу целевых схем, подлежащих оценке.

В схемах последовательностей переходов состояний в каждой таблице вероятность генерации ошибки в последовательности кодов модуляции ошибочная вероятность поколения в последовательности кодов модуляции записи также различна. Например, частота генерации ошибки такова: для схем последовательностей переходов состояний в таблице 1 - около 40% всех отсчетов, для схем в таблице 2 - около 15% всех отсчетов, и для схем в таблице 3 - около 5% всех отсчетов. Таким образом, распределения, показанные кривыми (A), (B) и (C) на фиг.10, имеют различные веса с точки зрения стандартного отклонения σ, которое характеризует дисперсию, зону обнаружения (евклидово расстояние), частоту генерации ошибок и число ошибочных битов, поэтому прогнозируемую частоту ошибок, генерируемых этими распределениями, также можно вычислить с учетом этих факторов. Ниже описан способ вычисления прогнозируемой частоты ошибок, что является важной характеристикой настоящей заявки.

Как описано в отношении вышеуказанной проблемы, при вычислении прогнозируемой частоты ошибок для каждой группы схем прогнозируемая частота ошибок может не определяться надлежащим образом в зависимости от профиля распределения. Поэтому в настоящем варианте осуществления стандартное отклонение σ вычисляется из среднего значения части распределения, не превышающей заданный порог (порог обработки сигнала), так чтобы определить частоту ошибок, при этом точность вычисления прогнозируемой частоты ошибок улучшается.

На фиг.11 область выше порога обработки сигнала - это область, где отсутствуют ошибки, а поэтому нет необходимости в прогнозировании частоты ошибок. Поэтому для прогнозирования частоты ошибок по стандартному отклонению разностных показателей в расчет берется область, не превышающая порог обработки сигнала. Далее описан этот способ вычисления частоты ошибок. Сигналы D₁₄, D_12A и D_12B, которые являются выходными сигналами от секций 102, 107 и 112 вычисления разностного показателя, подаются соответственно на секции 103, 108 и 113 определения уровня и сравниваются с заданным значением (порогом обработки сигнала). В настоящем варианте осуществления порог обработки сигнала установлен равным 14 для D₁₄ и равным 12 для D_12A и для D_12B. Если разностный показатель не превышает порог обработки сигнала, секции 103, 108 и 113 определения уровня выдают сигнал и увеличивают на единицу значение подсчета секций 104, 109 и 114 подсчета схем, соответствующее подсчету схем. Одновременно секции 105, 110 и 115 интегрируют разностный показатель, не превышающий порог обработки сигнала. И секции 116, 117 и 118 вычисления ошибок вычисляют ожидаемую частоту ошибок на основе значения интегрирования разностных показателей, не превышающих этот порог обработки сигнала и число сгенерированных схем. Далее описывается работа этих секций 116, 117 и 118 вычисления ошибок.

Значение интегрирования, определенное в каждой секции 105, 110 и 115 интегрирования, делится на число разностных показателей (число сгенерированных схем), не превышающих порог обработки сигнала, подсчитанных секцией 104, 109 и 114 подсчета схем, затем определяется среднее значение разностных показателей, не превышающих порог обработки сигнала. Если предположить, что среднее значение разностных показателей, не превышающих порог обработки сигнала, обозначается М(x), среднее значение функций распределения - μ, стандартное отклонение - σ_n, функция плотности вероятности - f, а функции распределения имеют нормальное распределение, то абсолютное среднее значение m разностных показателей, не превышающее порог обработки сигнала, определяется следующей формулой (18):

$$\begin{array}{c}m=|M\left(X\right)|={\displaystyle {\int }_{-\infty }^{\infty }\left|x-\mu \right|f\left(x\right)dx}\\ =\frac{1}{\sqrt{2\pi }{\sigma }_n}\left\{-{\displaystyle {\int }_{-\infty }^{\mu }\left(x-\mu \right)e^{-\frac{{\left(x-\mu \right)}^2}{2{\sigma }_n{}^2}}dx}+{\displaystyle {\int }_{\mu }^{\infty }\left(x-\mu \right)e^{-\frac{{\left(x-\mu \right)}^2}{2{\sigma }_n{}^2}}dx}\right\}\\ =\frac{{\sigma }_n}{\sqrt{2\pi }}\left\{-{\displaystyle {\int }_{-\infty }^{0}t{e}^{-\frac{t^2}{2}}dt}+{\displaystyle {\int }_0^{\infty }t{e}^{-\frac{t^2}{2}}dt}\right\}\\ =\frac{{\sigma }_n}{\sqrt{2\pi }}\left(-{\left[-e^{-\frac{t^2}{2}}\right]}_{-\infty }^0+{\left[-e^{-\frac{t^2}{2}}\right]}_0^{\infty }\right)\\ =\frac{{\sigma }_n}{\sqrt{2\pi }}\left(-\left(-1\right)+1\right)\\ =\sqrt{\frac{2}{\pi }}{\sigma }_n\end{array}$$ (18)

Следовательно, отношение стандартного отклонения σ_n разностных показателей, не превышающих порога обработки сигнала, и абсолютного среднего значения m разностных показателей, не превышающих порог обработки сигнала, определяется следующей формулой (19):

(19)

Из формул (18) и (19) ясно следует, что для вычисления стандартного отклонения σ_n разностных показателей, не превышающих порог обработки сигнала, необходимо определить абсолютное среднее значение m разностных показателей, не превышающих порог обработки сигнала, и затем умножить его примерно на 1,253. Поскольку порог обработки сигнала фиксирован, стандартное отклонение σ_n можно вычислить из абсолютного среднего значения m. Тогда вероятность генерации ошибки (частота ошибок: bER), вычисленная соответственно секциями 116, 117 и 118 вычисления ошибок, можно определить из следующей формулы (20):

$$bER=p\times {\displaystyle {\int }_{-\infty }^0\frac{1}{\sqrt{2\pi }{\sigma }_n}{e}^{-\frac{{\left(x-{\text{d}}^{\text{2}}\right)}^2}{2{\sigma }_n{}^2}}dx}$$ (20)

d в формуле (20) обозначает евклидово расстояние между идеальным сигналом наиболее вероятной последовательности переходов состояний 1 в извлекаемых целевых схемах переходов состояний и идеальным сигналом следующей наиболее вероятной последовательности переходов 2. В настоящем варианте осуществления квадрат евклидова расстояния d₁₄ ²=14, d_12A ²=12 и d_12B ² =12.

Следовательно, если стандартные отклонения, определяемые из значений интегрирования и числа интегрирований по формуле (19), - это σ₁₄, σ_12A и σ_12B, то спрогнозированные частоты ошибок bER₁₄, bER_12A и bER_12B, вычисляемые соответственно секциями 116, 117 и 118 вычисления ошибок, определяются следующими формулами:

$$bE{R}_{14}=1\times p_{14}\times {\displaystyle {\int }_{-\infty }^0\frac{1}{\sqrt{2\pi }{\sigma }_{14}}{e}^{-\frac{{\left(x-{\text{d}}_{\text{14}}{}^{\text{2}}\right)}^2}{2{\sigma }_{14}{}^2}}dx}$$ (21)

$$bE{R}_{12A}=2\times p_{12A}\times {\displaystyle {\int }_{-\infty }^0\frac{1}{\sqrt{2\pi }{\sigma }_{12A}}{e}^{-\frac{{\left(x-{\text{d}}_{\text{12A}}{}^{\text{2}}\right)}^2}{2{\sigma }_{12A}{}^2}}dx}$$ (22)

$$bE{R}_{12B}=3\times p_{12B}\times {\displaystyle {\int }_{-\infty }^0\frac{1}{\sqrt{2\pi }{\sigma }_{12B}}{e}^{-\frac{{\left(x-{\text{d}}_{\text{12B}}{}^{\text{2}}\right)}^2}{2{\sigma }_{12B}{}^2}}dx}$$ (23)

Здесь P₁₄, P_12A и P_12B (0,4, 0,15, 0,05) - вероятности генерации ошибок в компонентах распределения всех точек канала. Ошибка, сгенерированная в схемах последовательностей переходов состояний в Таблице 1, - это 1-битовая ошибка, поэтому вероятность генерации ошибки была умножена на 1; ошибка, сгенерированная в схемах последовательностей переходов состояний в таблице 2 - это 2-битовая ошибка, поэтому вероятность генерации ошибки была умножена на 2, и ошибка, сгенерированная в схемах последовательностей переходов состояний в таблице 3 - это 3-битовая ошибка, поэтому вероятность генерации ошибки была умножена на 3. Складывая эти частоты ошибок, можно определить вероятность генерации ошибки для ошибок, сгенерированных во всех схемах последовательностей переходов состояний в таблице 1, схемах последовательностей переходов состояний в таблице 2 и схемах последовательностей переходов состояний в таблице 3. Если вероятность генерации ошибки - это bER_all, то bER_all можно определить по следующей формуле (24):

$$bE{R}_{all}=bE{R}_{14}+bE{R}_{12A}+bE{R}_{12B}$$ (24)

Секция 120 вычисления стандартного отклонения преобразует частоту битовых ошибок, определяемую по формуле (24), в значение показателя сигнала, чтобы превратить ее в показатель, который можно обрабатывать аналогично дрожанию.

$$bE{R}_{all}=\frac{p}{2}erfc\left(\frac{1}{2\sqrt{2}M}\right)$$ (25)

Здесь P - сумма P₁₄, P_12A и P_12B, а erfc () - значение интегрирования дополнительной функции ошибок. Если формулой, определяющей показатель сигнала M согласно настоящему изобретению, является формула (26), то значение показателя M можно определить, подставляя значение bER_all, вычисленное по формуле (24), в формулу (25).

$$M=\frac{\sigma }{2\cdot d^2}$$ (26)

В вышеприведенном описании вычисляется виртуальное стандартное отклонение σ, а значение показателя сигнала М вычисляется из прогнозируемой частоты ошибок при помощи формул (20)-(26). Однако способ вычисления для показателя оценки М согласно настоящему варианту осуществления не ограничивается этим методом, но этот показатель определен по другим определяющим формулам. Далее описывается пример других определяющих формул.

Вероятность того, что схема Pa будет воспринята как схема Pb, считается функцией ошибок, выражаемой формулой (27).

$$er{f}_t={\displaystyle {\int }_{-\infty }^0\frac{\exp \left\{-{(x-d^2)}^2/2{\sigma }_t^2\right\}}{\sqrt{2\pi }{\sigma }_t}dx}$$ (27)

Здесь t в формуле (27) обозначает номер схемы из таблиц 1-3, d обозначает евклидово расстояние в каждой группе схем в таблицах 1-3. В частности, в случае группы схем из таблицы 1 d² равно 14, а в случае групп схем из таблицы 2 и таблицы 3 d² равно 12.

Вероятность генерации ошибки в группе схем в таблице 1, группе схем в таблице 2 и группе схем в таблице 3 можно вычислить по следующей формуле (28) с использованием формулы (27):

$$bE{R}_{all}=1\cdot \frac{N_1}{N_1+N_2+N_3}\cdot er{f}_1+2\cdot \frac{N_2}{N_1+N_2+N_3}\cdot er{f}_2+3\cdot \frac{N_3}{N_1+N_2+N_3}\cdot er{f}_3$$ (28)

N₁, N₂ и N₃ в формуле (28) - число генераций группы схем, определенных соответственно в таблице 1, таблице 2 и таблице 3. Отличие от формулы (24) состоит в том, что частота ошибок не вычисляется на основе всех каналов в качестве параметра, но основана на числе схем оценки в Таблицах 1-3 в качестве параметра. Формула (24) вычисляет частоту ошибок, для которой параметром являются все каналы, включающие в себя схемы оценки. В то же время формула (28) вычисляет частоту ошибок, для которой параметром являются схемы оценки. При вычислении виртуального σ на основе частот ошибок, вычисляемых по формуле (24) и формуле (28), то же значение можно вычислить с учетом того, какой параметр является целевым для σ. Формулы (20)-(26) служат примерами вычислений, в которых параметрами являются каналы. Виртуальное σ вычисляется на основе формулы (28), и вычисляется показатель оценки М.

Виртуальное стандартное отклонение σ можно вычислить по следующей формуле (29):

$$\sigma =E^{-1}(bE{R}_{all})$$ (29)

Здесь E^-1 обозначает обратную функцию от функции в формуле (30):

$$E(\sigma )=\left[{\displaystyle {\int }_{-\infty }^{-1}\frac{1}{\sqrt{2\pi }\sigma }}\cdot e^{-\frac{x^2}{2{\sigma }^2}}dx\right]$$ (30)

Показатель оценки M можно вычислить при помощи следующей формулы (31) посредством нормирования с обнаруженным окном:

$$M=\frac{\sigma }{2}$$ (31)

Наконец, формула (26) и формула (31) вычисляют виртуальное σ, которое сгенерировано в схемах оценки, определенных в таблицах 1-3, поэтому значение показателя M вычисляется как по существу то же самое значение. Единственное отличие состоит в параметре оценки для вычисления частоты ошибок и обозначения окна обнаружения. Для вычисления значения показателя сигнала M можно использовать любую формулу. К первому варианту осуществления можно также применить вычисления значения показателя сигнала M при помощи формулы (31), для которой извлекаемой целью служат только определенные схемы переходов состояний.

На фиг.12 приведен пример результата моделирования, показывающий частоту битовых ошибок и значение в процентах показателя сигнала из формулы (18), когда на воспроизведение накладывается искажение, например сдвиг, дефокусировка и сферическая аберрация. На графике на фиг.12 ▲ указывает искажение дефокусировки, ● указывает искажение сферической аберрации, ♦ указывает искажение радиального наклона и ■ указывает искажение тангенциального наклона. Сплошная линия на фиг.12 представляет собой теоретическую кривую.

В целом критерием устойчивости системы является значение bER, равное примерно 4,0 E-4, так что значение показателя сигнала для получения такого значения bER составляет около 15%. Как показывает график на фиг.12, значение показателя сигнала M, определенного в настоящем варианте осуществления, совпадает с теоретической кривой частоты ошибок в области значения показателя сигнала ≤15%, которое фактически используется в системе. Следовательно, способ и показатель оценки сигнала согласно настоящему варианту осуществления является весьма эффективным с точки зрения надлежащей оценки сигнала.

Как описано выше, согласно настоящему варианту осуществления в расчет принимаются схемы последовательностей переходов состояний для сливающихся путей, евклидово расстояние которых при обработке сигнала PRML относительно невелико, предназначаются, и генерируется один показатель оценки сигнала на основе информации о разностном показателе для множества групп схем, имеющих различную вероятность генерации ошибки и различное число генерируемых ошибок. В частности, вычисляются прогнозируемые частоты ошибок на основе средних значений разностных показателей, не превышающих порог обработки сигнала для каждой схемы, вычисляется суммарное их значение, затем вычисляется виртуальное стандартное отклонение (далее σ) нормального распределения на основе суммы частот ошибок и генерируется показатель оценки сигнала, включающий в себя это стандартное отклонение σ нормального распределения. В результате можно реализовать способ оценки сигнала и показатель оценки, имеющий сильную корреляцию с частотой ошибок.

Секция 3 предусилителя, секция 4 AGC и секция 5 выравнивания формы сигнала в настоящем варианте осуществления на фиг.2 могут быть выполнены в виде одной аналоговой интегральной схемы (LSI). Секция 3 предусилителя, секция 4 AGC, секция 5 выравнивания формы сигнала, секция 6 АЦ-преобразования, секция 7 PLL, секция 8 выравнивания PR, секция 9 декодирования с максимальной вероятностью, секция 100 обнаружения показателя оценки сигнала и секция 15 контроллера оптического диска могут быть объединены в виде одной смешанной аналогово-цифровой интегральной схемы (LSI).

В каждом из вышеуказанных вариантов осуществления был описан случай использования устройства воспроизведения, представляющего собой устройство на оптическом диске. Понятно, однако, что настоящее изобретение не ограничивается устройством на оптическом диске, но может также применяться к устройству записи/воспроизведения. В этом случае добавляются схемы для записи, но их описание здесь не приводится, поскольку можно использовать схемы известных конструкций.

Третий вариант осуществления

Опишем теперь устройство на оптическом диске согласно еще одному варианту осуществления настоящего изобретения со ссылкой на прилагаемые чертежи.

На фиг.13 приведена блок-схема, изображающая общую структуру устройства на оптическом диске настоящего варианта осуществления.

Устройство 600 на оптическом диске имеет: секцию 2 оптических головок, секцию 3 предусилителя, секцию 4 AGC (автоматической регулировки коэффициента усиления), секцию 5 выравнивания формы сигнала, секцию 6 АЦ-преобразования, секцию 7 PLL (фазовой автоподстройки частоты), секцию 8 выравнивания PR, секцию 9 декодирования с максимальной вероятностью, секцию 500 обнаружения показателя оценки сигнала (блок оценки сигнала воспроизведения) и секцию 15 контроллера оптического диска. Конструкции и функции этих элементов, составляющих устройство 600 на оптическом диске, такие же, что и в первом варианте осуществления, и их описания здесь не приводятся.

Устройство 600 на оптическом диске согласно настоящему варианту осуществления имеет секцию 500 обнаружения показателя оценки сигнала в виде блока оценки сигнала воспроизведения. Секция 500 обнаружения показателя оценки сигнала имеет такую же структуру, что и секция 100 обнаружения показателя оценки сигнала первого варианта осуществления, за исключением установки порога обработки сигнала. Поэтому составные элементы, имеющие аналогичную структуру и функцию, что и в секции 100 обнаружения показателя оценки сигнала первого варианта осуществления, обозначены тем же символом, и их описание не приводится.

Как показано на фиг.13, секция 500 обнаружения показателя оценки сигнала, дополнение к структуре первого варианта осуществления, имеет секцию 121 вычисления среднего значения для вычисления среднего значения ценности выходных сигналов секции 102 вычисления разностного показателя.

Теперь опишем работы секции 121 вычисления среднего значения и то, каким образом установить порог обработки сигнала. В первом варианте осуществления в качестве порога обработки сигнала использовалось заданное значение, то есть кодовое расстояние идеальных сигналов (квадрат евклидова расстояния между идеальным сигналом наиболее вероятной первой последовательности переходов состояний и идеальным сигналом следующей наиболее вероятной второй последовательности переходов состояний в определенной извлеченной целевой схеме переходов состояний). Это связано с тем, что при оптимизированной записи среднее значение выходных сигналов секции вычисления разностного показателя соответствует кодовому расстоянию идеальных сигналов. Однако при дальнейшем увеличении плотности записи на оптических дисках в некоторых случаях может быть невозможна оптимизация записи, обеспечивающая совпадение среднего значения с кодовым расстоянием идеальных сигналов.

Поэтому секция 500 обнаружения показателя оценки сигнала настоящего варианта осуществления имеет секцию 121 вычисления среднего значения для вычисления среднего значения выходных сигналов секции 102 вычисления разностного показателя и подает это среднее значение на секцию 103 определения уровня в качестве порога обработки сигнала.

Согласно вышеприведенной структуре порог обработки сигнала может быть надлежащим образом установлен в центре распределения, которое выдается с секции 121 вычисления разностного показателя. Тем самым при повышении плотности записи корреляция между показателем сигнала и частотой битовых ошибок может быть улучшена по сравнению со структурой первого варианта осуществления.

Следовательно, структура настоящего варианта осуществления, использующая среднее значение распределения разностного показателя в качестве порога обработки сигнала, особенно полезна в случаях применения носителя записи с высокой плотностью в качестве носителя 1 записи информации.

Четвертый вариант осуществления

Опишем теперь устройство на оптическом диске согласно еще одному варианту осуществления со ссылкой на прилагаемые чертежи.

На фиг.14 приведена блок-схема, изображающая общую структуру устройства на оптическом диске настоящего изобретения.

Устройство 800 на оптическом диске имеет секцию 2 оптических головок, секцию 3 предусилителя, секцию 4 AGC (автоматической регулировки коэффициента усиления), секцию 5 выравнивания формы сигнала, секцию 6 АЦ-преобразования, секцию 7 PLL (фазовой автоподстройки частоты), секцию 8 выравнивания PR, секцию 9 декодирования с максимальной вероятностью, секцию 700 обнаружения показателя оценки сигнала (блок оценки сигнала воспроизведения) и секцию 15 контроллера оптического диска. Структура и функция этих элементов, составляющих устройство 800 на оптическом диске, те же, что и во втором варианте осуществления, а потому их описание здесь не приводится.

Устройство 800 на оптическом диске согласно настоящему варианту осуществления имеет секцию 700 обнаружения показателя оценки сигнала в виде блока 700 оценки сигнала воспроизведения. Секция 700 обнаружения показателя оценки сигнала имеет такую же структуру, что и секция 300 обнаружения показателя оценки сигнала второго варианта осуществления, за исключением установки порога обработки сигнала. Следовательно, составной элемент, имеющий аналогичную структуру и функцию, что и в секции 300 обнаружения показателя оценки сигнала второго варианта осуществления, обозначается тем же символом, и его описание не приводится.

Как показано на фиг.14, секция 700 обнаружения показателя оценки сигнала, в дополнение к структуре второго варианта осуществления, имеет секции 121, 122 и 123 вычисления среднего значения для вычисления соответствующего среднего значения выходных сигналов секций 102, 107 и 112 вычисления разностного показателя.

Теперь опишем работу секций 121, 122 и 123 вычисления среднего значения и то, каким образом устанавливать порог обработки сигнала. В третьем варианте осуществления в качестве порога обработки сигнала используется заданное значение, а именно кодовое расстояние идеальных сигналов (квадрат евклидова расстояния между идеальным сигналом наиболее вероятной первой последовательности переходов состояний и идеальным сигналом следующей наиболее вероятной второй последовательности переходов состояний в каждой извлекаемой целевой схеме переходов состояний). Это связано с тем, что при оптимизированной записи среднее значение выходных сигналов секции вычисления разностных показателей соответствует кодовому расстоянию идеальных сигналов. Однако по мере повышения плотности записи на оптические диски оптимизация записи, обеспечивающая соответствие среднего значения кодовому расстоянию идеальных сигналов, может быть в некоторых случаях невозможна.

Следовательно, секция 700 обнаружения показателя оценки сигнала настоящего варианта осуществления имеет секции 121, 122 и 123 вычисления среднего значения для вычисления соответствующего среднего значения выходных сигналов соответственно секций 102, 107 и 112 вычисления разностного показателя и подает это среднее значение на секции 103, 108 и 113 определения уровня в качестве порога обработки сигнала.

Согласно вышеприведенной структуре порог обработки сигнала может быть соответствующим образом установлен в центре распределения, которое выдается с каждой из секций 121, 122 и 123 вычисления разностного показателя. Тем самым может быть усилена корреляция значения показателя сигнала и частоты битовых ошибок при повышении плотности записи по сравнению со структурой первого варианта осуществления.

Следовательно, структура настоящего варианта осуществления, использующая среднее значение распределения разностного показателя в качестве порога обработки сигнала, является особенно полезной, когда в качестве носителя 1 записи информации используют носитель записи высокой плотности.

Как описано выше, способ оценки сигнала воспроизведения согласно одному аспекту настоящего изобретения представляет собой способ оценки сигнала воспроизведения для оценки качества сигнала воспроизведения, воспроизводимого с носителя записи информации, на основе двоичного сигнала, генерируемого из сигнала воспроизведения при помощи системы PRML обработки сигнала, включающий в себя: этап извлечения схемы, на котором извлекают от двоичного сигнала определенную схему перехода состояний, которая может породить битовую ошибку; этап вычисления разностного показателя, на котором вычисляют разностный показатель, представляющий собой разность первого показателя между идеальным сигналом наиболее вероятной первой последовательности переходов состояний, соответствующей двоичному сигналу, и сигналом воспроизведения и второго показателя между идеальным сигналом следующей наиболее вероятной вторая последовательностью переходов состояний, соответствующей двоичному сигналу, и сигналом воспроизведения, на основе двоичного сигнала переходов состояний, извлеченного на этапе шаге извлечения схемы; этап извлечения, на котором извлекают разностный показатель, не превышающий заданный порог обработки сигнала; этап вычисления среднего значения, на котором определяют среднее значение отличительных показателей, не превышающих заданный порог обработки сигнала и извлеченных на этапе извлечения; этап вычисления стандартного отклонения, на котором определяют стандартное отклонение, соответствующее частоте ошибок, спрогнозированной из среднего значения; и этап оценки, на котором оценивают качество сигнала воспроизведения при помощи стандартного отклонения.

Согласно вышеприведенном способу, определенные схемы переходов состояний, которые могут породить битовую ошибку, извлекаются из двоичных сигналов, сгенерированных в результате воспроизведения носителя записи информации. В данном случае схема переходов состояний, которая может породить битовую ошибку, - эта схема переходов состояний, имеющая сливающиеся пути, которые могут иметь множество переходов состояний, когда заданное состояние в некоторый момент времени переходит в заданное состояние в другой момент времени, и представляет собой схему переходов состояний со сливающимися путями, для которых евклидово расстояние между идеальным сигналом наиболее вероятной первой последовательности переходов состояний и идеальным сигналом следующей наиболее вероятной второй последовательности переходов состояний относительно невелико. Если имеется множество схем переходов состояний, которые могут породить битовую ошибку, то выборочно извлекается определенная схема переходов состояний.

Взяв двоичный сигнал извлеченной определенной схемы переходов состояний, вычисляют разностный показатель, который представляет собой разность "первого показателя между идеальным сигналом наиболее вероятной первой последовательности переходов состояний, соответствующей этому двоичному сигналу, и вышеупомянутым сигналом воспроизведения", и "второго показателя между идеальным сигналом следующей наиболее вероятной второй последовательности переходов состояний, соответствующей этому двоичному сигналу, и вышеупомянутым сигналом воспроизведения". Здесь первый показатель - это квадрат евклидова расстояния между идеальным сигналом первой последовательности переходов состояний и сигналом воспроизведения, а второй показатель - квадрат евклидова расстояния между идеальным сигналом второй последовательности переходов состояний и сигналом воспроизведения.

Из вычисленных разностных показателей выборочно извлекаются только те показатели, которые не превышают заданный порог обработки сигнала. Иными словами, область, в которой разностные показатели являются большими, не вносит вклад в генерацию ошибок, таким образом, область, в которой разностные показатели больше порога обработке сигнала, исключается как область, не нужная для прогнозирования частоты ошибок. Кроме того, ограничивая область для предсказания частоты ошибок разностными показателями, не превышающими порог обработки сигнала, повышают точность прогнозирования частоты ошибок.

Затем определяется стандартное отклонение, которое соответствует прогнозируемой частоте ошибок, из среднего значения вышеуказанных извлеченных разностных показателей, не превышающих порог обработки сигнала, и оценивается качество сигнала воспроизведения при помощи этого стандартного отклонения, а следовательно, становится возможной оценка сигнала, имеющая сильную корреляцию с частотой ошибок. В результате может быть реализован способ оценки сигнала воспроизведения, который подходит для системы, использующей систему PRML обработки сигнала, и который позволяет с высокой точностью оценить качество сигнала воспроизведения носителя записи информации.

Предпочтительно, чтобы порог обработки сигнала представлял собой квадрат евклидова расстояния между идеальным сигналом наиболее вероятной первой последовательности переходов состояний и идеальным сигналом следующей наиболее вероятной второй последовательности переходов состояний.

Согласно вышеприведенной структуре, порог обработки сигнала, соответствующий извлекаемым определенным схемам переходов состояний, может быть точно установлен таким образом, чтобы соответствовать евклидову расстоянию между идеальным сигналом первой последовательности переходов состояний и идеальным сигналом второй последовательности переходов состояний. Это особенно эффективно для оценки сигналов, когда смешивается множество схем переходов состояний, имеющих возможность генерации ошибки.

Предпочтительно, чтобы вышеприведенный способ дополнительно содержал этап вычисления порога, на котором в качестве порога обработки сигнала устанавливают расчетное значение, полученное путем усреднения разностных показателей, вычисленных на этапе вычисления разностных показателей.

Согласно этому способу определяется порог обработки сигнала на основании извлеченных заданных схем переходов состояний путем усреднения разностных показателей, вычисленных на этапе вычисления разностных показателей. Поэтому порог обработки сигнала, подходящий для фактических сигналов воспроизведения носителя записи информации, может определяться каждый раз. В результате может быть более точно определена прогнозируемая величина ошибок и, кроме того, становится возможной надлежащая оценка качества сигналов воспроизведения носителя записи информации.

Способ оценки сигнала воспроизведения согласно другому аспекту настоящего изобретения представляет собой способ оценки сигнала воспроизведения для оценки качества сигнала воспроизведения, воспроизводимого с носителя записи информации, на основе двоичного сигнала, сгенерированного из сигнала воспроизведения при помощи системы PRML обработки сигнала, содержит: этап извлечения множества схем, на котором извлекают, из двоичного сигнала, множество схем переходов состояний, которые могут породить битовую ошибку; этап вычисления разностного показателя, на котором вычисляют разностный показатель, представляющий собой разность первого показателя между идеальным сигналом наиболее вероятной первой последовательности переходов состояний, соответствующей двоичному сигналу, и сигналом воспроизведения, и второго показателя между идеальным сигналом следующей наиболее вероятной второй последовательности переходов состояний, соответствующей двоичному сигналу, и сигналом воспроизведения, на основе двоичного сигнала соответственно для каждой схемы переходов состояний, извлеченной на этапе извлечения множества схем; этап извлечения, на котором извлекают, для каждой схемы переходов состояний, разностные показатели, не превышающие заданный порог обработки сигнала, который установлен для каждой из множества схем переходов состояний; этап вычисления среднего значения, на котором определяют, для каждой схемы переходов состояний, среднее значение разностных показателей, не превышающих порог обработки сигнала и извлеченных на этапе извлечения; этап вычисления частоты ошибок, на котором определяют, для каждой схемы переходов состояний, прогнозируемую частоту ошибок на основе среднего значения; этап вычисления стандартного отклонения, который соответствует сумме частот ошибок каждой схемы переходов состояний; и этап оценки, на котором оценивают качество сигнала воспроизведения при помощи стандартного отклонения.

Согласно вышеприведенной структуре, множество схем переходов состояний, способных породить битовую ошибку, извлекается из двоичного сигнала, сгенерированного при воспроизведении носителя записи информации. И вычисляются разностные показатели для каждой из извлеченных схем переходов состояний, и извлекаются только разностные показатели, не превышающие заданный порог обработки сигнала. Иными словами, область, в которой вычисленные разностные показатели больше порога обработки сигнала, исключается как область, не нужная для прогнозирования частоты ошибок, и, ограничивая область для предсказания частоты ошибок только разностными показателями, не превышающими порог обработки сигнала, повышают точность прогнозирования частоты ошибок. Затем определяют частоту ошибок из среднего значения разностных показателей, не превышающих порог обработки сигнала, определенного соответственно для каждой схемы переходов состояний. Затем определяют стандартное отклонение, соответствующее сумме частот ошибок для каждой схемы переходов состояний, и оценивают качество сигнала воспроизведения при помощи этого стандартного отклонения, а потому становится возможной оценка сигнала, имеющая сильную корреляцию с частотой ошибок. В результате можно реализовать способ оценки сигнала воспроизведения, который подходит для системы, использующей систему PRML обработки сигнала и который позволяет оценить качество сигнала воспроизведения носителя записи информации с высокой точностью.

Предпочтительно, чтобы этап извлечения множества схем извлекал схемы переходов состояний двоичного сигнала, для которых квадрат евклидова расстояния между идеальным сигналом наиболее вероятной первой последовательности переходов состояний и идеального сигнала следующей наиболее вероятной второй последовательности переходов состояний не превышал 14.

Согласно вышеприведенной структуре, схема переходов состояний, способная породить битовую ошибку, - это схема переходов состояний, имеющая сливающиеся пути, которая может выбрать множество переходов состояний, когда заданное состояние в некоторый момент времени переходит к заданному состоянию в другой момент времени, и является схемой переходов состояний сливающихся путей, для которых евклидово расстояние между идеальным сигналом наиболее вероятной первой последовательности переходов состояний и идеальным сигналом следующей наиболее вероятной второй последовательности переходов состояний относительно невелико. Схема переходов состояний, для которой квадрат евклидова расстояния не больше 14, является схемой, которая имеет очень высокую вероятность порождения битовой ошибки, и, отбирая для извлечения только такие схемы переходов состояний, можно эффективно спрогнозировать с высокой точностью частоту ошибок и реализовать соответствующую оценку качества для сигналов воспроизведения носителя записи информации.

Предпочтительно, чтобы система PRML обработки сигнала являлась системой PR12221.

Таким образом, если способ оценки сигнала воспроизведения применяется к системе, использующей PR12221, качество сигнала воспроизведения носителя записи информации можно оценить с высокой точностью.

Блок оценки сигнала воспроизведения согласно другому аспекту настоящего изобретения представляет собой блок оценки сигнала воспроизведения для оценки качества сигнала воспроизведения, воспроизводимого с носителя записи информации, на основе двоичного сигнала, сгенерированного из сигнала воспроизведения, при помощи системы PRML обработки сигнала, содержит: секцию извлечения схемы для извлечения, из двоичного сигнала, определенной схемы переходов состояний, которая может порождать битовую ошибку; секцию вычисления разностного показателя для вычисления разностного показателя, который представляет собой разность первого показателя между идеальным сигналом наиболее вероятной первой последовательности переходов состояний, соответствующей двоичному сигналу, и сигналом воспроизведения, и второго показателя между идеальным сигналом следующей наиболее вероятной второй последовательности переходов состояний, соответствующей двоичному сигналу, и сигналом воспроизведения, на основании двоичного сигнала схемы переходов состояний, извлеченной секцией извлечения схемы; секцию извлечения для извлечения разностного показателя, не превышающего заданный порог обработки сигнала; секцию вычисления среднего значения для определения среднего значения разностных показателей, не превышающих порог обработки сигнала и извлеченных секцией извлечения; и секцию вычисления стандартного отклонения для определения стандартного отклонения, соответствующего частоте ошибок, спрогнозированной на основе среднего значения.

Согласно вышеприведенной структуре определяется стандартное отклонение, которое соответствует частоте ошибок, прогнозируемой на основе среднего значения разностных показателей, не превышающих извлеченного порога обработки сигналов, и оценивается качество сигнала воспроизведения при помощи этого стандартного отклонения. Следовательно, становится возможной оценка сигнала, имеющая очень сильную корреляцию с частотой ошибок. В результате может быть реализован блок оценки сигнала воспроизведения, который подходит для системы, использующей систему PRML обработки сигнала и способной оценить с высокой точностью качество сигнала воспроизведения носителя записи информации.

Предпочтительно, чтобы порог обработки сигнала был равен квадрату евклидова расстояния между идеальным сигналом наиболее вероятной первой последовательности переходов состояний и идеальным сигналом следующей наиболее вероятной второй последовательности переходов состояний.

Согласно вышеприведенной структуре, порог обработки сигнала, соответствующий определенным извлекаемым схемам переходов состояний, может быть точно установлен таким образом, чтобы совпадать с евклидовым расстоянием между идеальным сигналом первой последовательности переходов состояний и идеальным сигналом второй последовательности переходов состояний. Это особенно эффективно для оценки сигналов, в которых смешано множество схем переходов состояний, которые могут сгенерировать ошибку.

Предпочтительно, чтобы вышеприведенная структура дополнительно содержала секцию вычисления порога для установления расчетного значения, полученного путем усреднения разностных показателей, вычисленных секцией вычисления разностного показателя, в качестве порога обработки сигнала.

Согласно вышеприведенной структуре, порог обработки сигнала согласно определенной извлеченной схеме переходов состояний определяется путем усреднения разностных показателей, вычисленных секцией вычисления разностного показателя. Поэтому порог обработки сигнала, подходящий для фактических сигналов воспроизведения носителя записи информации, может быть получен каждый раз. В результате можно с большей точностью определить прогнозируемую частоту ошибок и, кроме того, можно реализовать надлежащую оценку качества сигналов воспроизведения носителей записи информации.

Блок оценки сигнала воспроизведения согласно еще одному аспекту настоящего изобретения представляет собой блок оценки сигнала воспроизведения для оценки качества сигнала воспроизведения, воспроизводимого с носителя записи информации, на основе двоичного сигнала, сгенерированного из сигнала воспроизведения при помощи системы PRML обработки сигнала, содержит: секцию извлечения схем для извлечения, из двоичного сигнала, множества схем переходов состояний, способных породить битовые ошибки; секцию вычисления разностного показателя для вычисления разностного показателя, который представляет собой разность первого показателя между идеальным сигналом наиболее вероятной первой последовательности переходов состояний, соответствующей двоичному сигналу, и сигналом воспроизведения, и второго показателя между идеальным сигналом следующей наиболее вероятной второй последовательности переходов состояний, соответствующей двоичному сигналу, и сигналом воспроизведения соответственно на основе двоичного сигнала для каждой схемы переходов состояний, извлеченной секцией извлечения схемы; секцию извлечения для извлечения, для каждой схемы переходов состояний, разностных показателей, не превышающих заданный порог обработки сигнала, который установлен для каждой из множества схем переходов состояний; секцию вычисления среднего значения для определения, для каждой схемы переходов состояний, среднего значения разностных показателей, не превышающих заданный порог обработки сигнала и извлеченных секцией извлечения; секцию вычисления частоты ошибок для определения, для каждой схемы переходов состояний, частоты ошибок, спрогнозированной на основе среднего значения; и секцию вычисления стандартного отклонения для определения стандартного отклонения, соответствующего сумме частот ошибок каждой схемы переходов состояний.

Согласно вышеприведенной структуре определяется стандартное отклонение, соответствующее сумме частот ошибок каждой схемы переходов состояний, и при помощи этого стандартного отклонения оценивается качество сигнала воспроизведения. Следовательно, становится возможной оценка сигнала, имеющая очень сильную корреляцию с частотой ошибок. В результате может быть реализовано устройство оценки сигнала воспроизведения, которое подходит для системы, использующей систему PRML обработки сигнала и которое может с высокой точностью оценить качество сигнала воспроизведения носителя записи информации.

Предпочтительно, чтобы секция извлечения схемы извлекала схемы двоичного сигнала, для которых квадрат евклидова расстояния между идеальным сигналом наиболее вероятной первой последовательности переходов состояний и идеальным сигналом следующей наиболее вероятной второй последовательности переходов состояний не превышает 14.

Предпочтительно, чтобы система PRML обработки сигнала представляла собой систему PR12221.

Устройство на диске согласно еще одному аспекту настоящего изобретения содержит секцию воспроизведения для генерирования двоичного сигнала из сигнала воспроизведения, воспроизводимого с оптического диска, который является носителем записи информации, при помощи системы PRML обработки сигнала; и блок оценки сигнала воспроизведения согласно каждой из вышеупомянутых структур.

Промышленная применимость

Настоящее изобретение особенно применимо в областях техники, в которых выполняется обработка сигнала с использованием способа декодирования с максимальной вероятностью.

1. Способ оценки сигнала воспроизведения для оценки качества сигнала воспроизведения, воспроизводимого с носителя записи информации, на основе двоичного сигнала, сгенерированного из сигнала воспроизведения при помощи системы PRML обработки сигнала, содержащий:
этап извлечения схемы, на котором извлекают, из двоичного сигнала, определенную схему переходов состояний, которая может породить битовую ошибку;
этап вычисления разностного показателя, на котором вычисляют разностный показатель, который представляет собой разность первого показателя между идеальным сигналом наиболее вероятной первой последовательности переходов состояний, соответствующей двоичному сигналу, и сигналом воспроизведения, и второго показателя между идеальным сигналом следующей наиболее вероятной второй последовательности переходов состояний, соответствующей двоичному сигналу, и сигналом воспроизведения на основе двоичного сигнала схемы переходов состояний, извлеченной на этапе извлечения схемы;
этап извлечения, на котором извлекают разностный показатель, не превышающий заданный порог обработки сигнала;
этап вычисления среднего значения, на котором вычисляют среднее значение разностных показателей, не превышающих порог обработки сигнала и извлеченных на этапе извлечения;
этап вычисления стандартного отклонения, на котором определяют стандартное отклонение, соответствующее частоте ошибок, спрогнозированной исходя из среднего значения; и
этап оценки, на котором оценивают качество сигнала воспроизведения с использованием стандартного отклонения.

2. Способ оценки сигнала воспроизведения по п.1, в котором порог обработки сигнала равен квадрату евклидова расстояния между идеальным сигналом наиболее вероятной первой последовательности переходов состояний и идеальным сигналом следующей наиболее вероятной второй последовательности переходов состояний.

3. Способ оценки сигнала воспроизведения по п.1, дополнительно содержащий этап вычисления порога, на котором в качестве порога обработки сигнала устанавливают расчетное значение, полученное усреднением разностных показателей, вычисленных на этапе вычисления разностного показателя.

4. Способ оценки сигнала воспроизведения для оценки качества сигнала воспроизведения, воспроизводимого с носителя записи информации, на основе двоичного сигнала, сгенерированного из сигнала воспроизведения, с использованием системы PRML обработки сигнала, содержащий:
этап извлечения множества схем, на котором извлекают, из двоичного сигнала, множество схем переходов состояний, способных породить битовую ошибку;
этап вычисления разностного показателя, на котором вычисляют разностный показатель, который представляет собой разность первого показателя между идеальным сигналом наиболее вероятной первой последовательности переходов состояний, соответствующей двоичному сигналу, и сигналом воспроизведения, и второго показателя между идеальным сигналом следующей наиболее вероятной второй последовательности переходов состояний, соответствующей двоичному сигналу, и сигналом воспроизведения, на основе двоичного сигнала соответственно для каждой схемы переходов состояний, извлеченной на этапе извлечения множества схем;
этап извлечения, на котором извлекают, для каждой схемы переходов состояний, разностные показатели, не превышающие заданный порог обработки сигнала, установленного для каждой из множества схем переходов состояний;
этап вычисления среднего значения, на котором определяют, для каждой схемы переходов состояний, среднее значение разностных показателей, не превышающих порог обработки сигнала и извлеченных на этапе извлечения;
этап вычисления частоты ошибок, на котором определяют, для каждой схемы переходов состояний, частоту ошибок, прогнозируемую на основе среднего значения;
этап вычисления стандартного отклонения, на котором определяют стандартное отклонение, соответствующее сумме частот ошибок каждой схемы переходов состояний; и
этап оценки, на котором оценивают качество сигнала воспроизведения с использованием стандартного отклонения.

5. Способ оценки сигнала воспроизведения по п.4, в котором на этапе извлечения множества схем извлекают схемы переходов состояний двоичного сигнала, для которых квадрат евклидова расстояния между идеальным сигналом наиболее вероятной первой последовательности переходов состояний и идеальным сигналом следующей наиболее вероятной второй последовательности переходов состояний не превышает 14.

6. Способ оценки сигнала воспроизведения по п.4, в котором система PRML обработки сигнала является системой PR12221.

7. Блок оценки сигнала воспроизведения для оценки качества сигнала воспроизведения, воспроизводимого с носителя записи информации на основании двоичного сигнала, сгенерированного из сигнала воспроизведения с использованием PRML системы обработки сигнала, содержащий:
секцию извлечения схемы для извлечения из двоичного сигнала определенной схемы переходов состояний, способной породить битовую ошибку;
секцию вычисления разностного показателя для вычисления разностного показателя, который представляет собой разность первого показателя между идеальным сигналом наиболее вероятной первой последовательности переходов состояний, соответствующей двоичному сигналу, и сигналом воспроизведения, и второго показателя между идеальным сигналом следующей наиболее вероятной второй последовательности переходов состояний, соответствующей двоичному сигналу, и сигнала воспроизведения, на основе двоичного сигнала схемы переходов состояний, извлеченной секцией извлечения схемы;
секцию извлечения для извлечения разностного показателя, который не превышает заданный порог обработки сигнала;
секцию вычисления среднего значения для определения среднего значения разностных показателей, не превышающих порог обработки сигнала и извлеченных секцией извлечения; и
секцию вычисления стандартного отклонения для определения стандартного отклонения, соответствующего частоте ошибок, спрогнозированных на основе среднего значения.

8. Блок оценки сигнала воспроизведения по п.7, в котором порог обработки сигнала равен квадрату евклидова расстояния между идеальным сигналом наиболее вероятной первой последовательности переходов состояний и идеальным сигналом следующей наиболее вероятной второй последовательности переходов состояний.

9. Блок оценки сигнала воспроизведения по п.7, дополнительно содержащий секцию вычисления порога для установки расчетного значения, полученного путем усреднения разностных показателей, вычисленных секцией вычисления разностного показателя, в качестве порога обработки сигнала.

10. Блок оценки сигнала воспроизведения для оценки качества сигнала воспроизведения, воспроизводимого с носителя записи информации, на основе двоичного сигнала, сгенерированного из сигнала воспроизведения, с использованием системы PRML обработки сигнала, содержащий:
секцию извлечения схем для извлечения, из двоичного сигнала, множества схем переходов состояний, способных породить битовую ошибку;
секцию вычисления разностного показателя для вычисления разностного показателя, который представляет собой разность первого показателя между идеальным сигналом наиболее вероятной первой последовательности переходов состояний, соответствующей двоичному сигналу, и сигналом воспроизведения, и второго показателя между идеальным сигналом следующей наиболее вероятной второй последовательности переходов состояний, соответствующей двоичному сигналу, и сигналом воспроизведения, на основе двоичного сигнала соответственно для каждой схемы переходов состояний, извлеченной секцией извлечения схем;
секцию извлечения для извлечения, для каждой схемы переходов состояний, разностного показателя, не превышающего заданный порог обработки сигнала, установленный для каждой из множества схем обработки сигнала;
секцию вычисления среднего значения для определения, для каждой схемы переходов состояний, среднего значения разностных показателей, не превышающих заданный порог обработки сигнала и извлеченных секцией извлечения;
секцию вычисления частоты ошибок для определения, для каждой схемы переходов состояний, частоты ошибок, спрогнозированных на основе среднего значения; и
секцию вычисления стандартного отклонения для определения стандартного отклонения, соответствующего сумме частот ошибок каждой схемы переходов состояний.

11. Блок оценки сигнала воспроизведения по п.10, в котором секция извлечения схем извлекает схемы двоичного сигнала, для которых квадрат евклидова расстояния между идеальным сигналом наиболее вероятной первой последовательности переходов состояний и идеальным сигналом следующей наиболее вероятной второй последовательности переходов состояний не превышает 14.

12. Блок оценки сигнала воспроизведения по п.10, в котором система PRML обработки сигнала является системой PR 12221.

13. Устройство на оптическом диске, содержащее:
секцию воспроизведения для генерации двоичного сигнала из сигнала воспроизведения, воспроизводимого с оптического диска, который является носителем записи информации, с использованием системы PRML обработки сигнала; и
блок оценки сигнала воспроизведения по любому из пп.7-12.