專利名稱：異步串?dāng)_消除的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種用于以一個(gè)數(shù)據(jù)率遞送數(shù)據(jù)信號的設(shè)備，所述設(shè)備包括輸入單元，用于接收表示數(shù)據(jù)的輸入信號以及至少一個(gè)輔助信號，并且用于產(chǎn)生讀取信號，所述輔助信號包括還存在于所述輸入信號中的串?dāng)_信號；定時(shí)恢復(fù)單元，用于獲取對應(yīng)于所述數(shù)據(jù)率的同步時(shí)鐘；和串?dāng)_降低單元，用于降低在所述數(shù)據(jù)信號中的串?dāng)_，所述串?dāng)_降低單元包括自適應(yīng)濾波器，用于過濾所述輔助信號以便產(chǎn)生串?dāng)_信號，減法器，用于從來自所述輸入單元的讀取信號中減去所述串?dāng)_信號，和計(jì)算單元，用于計(jì)算所述自適應(yīng)濾波器的過濾系數(shù)。
本發(fā)明特別適合于對應(yīng)于正在由中心點(diǎn)掃描的軌道的輸入信號，以及對應(yīng)于與由衛(wèi)星點(diǎn)掃描的軌道相鄰的軌道的輔助信號。
從專利US6,134,211中得知用于掃描軌道并且讀取信息的設(shè)備。所述設(shè)備具有包括檢測器的頭，所述檢測器用于根據(jù)在像光盤之類的記錄載體上的軌道中的標(biāo)記，來產(chǎn)生表示數(shù)據(jù)的讀取信號。討論了讀取信號可能由于來自相鄰軌道的串?dāng)_而降級，所述串?dāng)_例如由在記錄載體和讀頭之間稱作偏斜或傾斜的角度所引起。所述頭包括用于檢測來自中心點(diǎn)的主信號的檢測器，和用于檢測來自衛(wèi)星點(diǎn)的輔助信號的附加檢測器，所述衛(wèi)星點(diǎn)至少部分地覆蓋相鄰的軌道。通過使用在串?dāng)_移除電路中的輔助信號來降低由于串?dāng)_所帶來的降級。串?dāng)_移除電路的輸出是用于產(chǎn)生同步數(shù)據(jù)時(shí)鐘的數(shù)據(jù)信號，其與例如維特比譯碼器之類的數(shù)據(jù)檢測器耦合，并且與路例如鎖相環(huán)(PLL)的定時(shí)恢復(fù)電路耦合。在輸入單元中以由數(shù)據(jù)時(shí)鐘確定的采樣率把來自所述檢測器的信號轉(zhuǎn)換到數(shù)字域，并且還以在所述數(shù)字域中的數(shù)據(jù)時(shí)鐘速率來執(zhí)行在串?dāng)_移除電路中的處理，該結(jié)構(gòu)稱作同步系統(tǒng)。已知設(shè)備的問題是把定時(shí)恢復(fù)電路與串?dāng)_移除電路的輸出耦合。這有以下影響，由串?dāng)_移除電路所引起的延遲被包括在定時(shí)恢復(fù)回路中。當(dāng)在相反環(huán)境中恢復(fù)數(shù)據(jù)時(shí)鐘時(shí)，這種延遲可能會導(dǎo)致不穩(wěn)定。從而限制了在串?dāng)_移除電路中可以容納的處理量。
因此本發(fā)明的目的是提供一種用于降低串?dāng)_的設(shè)備和方法，允許在不損壞定時(shí)恢復(fù)的情況下在串?dāng)_降低電路中進(jìn)行復(fù)雜的處理。
依照本發(fā)明的第一方面，所述目的用如開始段所定義的設(shè)備來實(shí)現(xiàn)，其特征在于把自適應(yīng)濾波器和減法器與異步時(shí)鐘耦合以便以異步采樣率操作，并且串?dāng)_降低單元包括與同步時(shí)鐘耦合的采樣率轉(zhuǎn)換器，用于以一個(gè)同步采樣率把所述減法器的輸出轉(zhuǎn)換為數(shù)據(jù)信號，定時(shí)恢復(fù)單元與數(shù)據(jù)信號耦合以便獲取同步時(shí)鐘。使處理的第一部分以異步時(shí)鐘執(zhí)行的效果是該部分不受定時(shí)恢復(fù)過程的影響。定時(shí)恢復(fù)仍然勝過與數(shù)據(jù)信號耦合，即在串?dāng)_校正之后。所述配置有下列好處，即在異步部分中例如在自適應(yīng)濾波器中的延遲不再包括在所述定時(shí)恢復(fù)回路內(nèi)。從而可以應(yīng)用要求顯著延遲的復(fù)雜類型的過濾，以便實(shí)現(xiàn)高性能的數(shù)據(jù)信號獲取，而不會危害定時(shí)恢復(fù)的穩(wěn)定性。
在所述設(shè)備的實(shí)施例中，把計(jì)算單元與同步時(shí)鐘耦合以便以同步采樣率操作。這有下列好處，即所述計(jì)算是基于以與在數(shù)據(jù)信號中的實(shí)際數(shù)據(jù)內(nèi)容即時(shí)同步的數(shù)據(jù)信號值的。從而將優(yōu)化所計(jì)算的系數(shù)以便改進(jìn)數(shù)據(jù)內(nèi)容。
在所述設(shè)備的實(shí)施例中，串?dāng)_降低單元包括逆轉(zhuǎn)換裝置，用于轉(zhuǎn)換以同步采樣率計(jì)算的過濾系數(shù)，以便使自適應(yīng)濾波器以異步采樣率操作。這有下列好處，即把所述系數(shù)轉(zhuǎn)換為用于異步操作自適應(yīng)濾波器的相應(yīng)值。在所述設(shè)備的實(shí)際實(shí)施例中，所述逆轉(zhuǎn)換裝置包括鎖存器，用于允許以異步采樣率來重新采樣過濾系數(shù)。這有下列好處，即鎖存器是適合于不會迅速改變的信號值的低成本逆轉(zhuǎn)換。發(fā)明人看出串?dāng)_機(jī)制不會迅速地改變，由此所述過濾系數(shù)也不會迅速地改變。特別地是，這對光盤讀出系統(tǒng)來說是成立的。在實(shí)際上這意味著自適應(yīng)常數(shù)是小的。結(jié)合具有低通特性的積分器和在系數(shù)計(jì)算中的LMS函數(shù)，允許使用鎖存器。
在所述設(shè)備的實(shí)施例中，所述自適應(yīng)濾波器具有以對應(yīng)于異步采樣率的采樣周期間隔的部分，而逆轉(zhuǎn)換裝置包括空間插值器，用于把為自適應(yīng)濾波器計(jì)算的過濾系數(shù)轉(zhuǎn)換為自適應(yīng)濾波器的過濾系數(shù)，所述自適應(yīng)濾波器具有以對應(yīng)于同步采樣率的采樣周期(T)間隔的部分。這有下列好處，即空間插值的過濾系數(shù)更準(zhǔn)確地對應(yīng)于在異步操作自適應(yīng)濾波器中實(shí)際上要求的過濾系數(shù)。
在所述設(shè)備的實(shí)施例中，計(jì)算單元被配置成按照最小均方函數(shù)根據(jù)數(shù)據(jù)信號和輔助信號來計(jì)算所述過濾系數(shù)。這有下列好處，即最小均方函數(shù)向諸如均衡器和/或有限脈沖響應(yīng)濾波器之類的自適應(yīng)濾波器提供了計(jì)算過濾系數(shù)的便利方式。
在所述設(shè)備的實(shí)施例中，串?dāng)_降低單元包括與另外的采樣率轉(zhuǎn)換器耦合的至少一個(gè)延遲單元，用于根據(jù)輔助信號產(chǎn)生延遲的同步信號，作為所述計(jì)算單元的輸入信號。這有下列好處，即把輔助輸入信號轉(zhuǎn)換為提供對過濾系數(shù)更準(zhǔn)確計(jì)算的同步信號。特別地是，所述結(jié)構(gòu)適用于要求轉(zhuǎn)換到位同步域的過濾系數(shù)的自適應(yīng)方法。例如必須在位同步域中計(jì)算最小抖動標(biāo)準(zhǔn)，在該標(biāo)準(zhǔn)下使躍遷矩上的能量最小化，這是因?yàn)榭赡苤辉谖煌叫盘柹蠝y量所述躍遷矩。另一方面，不必把整個(gè)去相關(guān)方法轉(zhuǎn)換為位同步域。
在所述設(shè)備的實(shí)施例中，計(jì)算單元包括積分器單元，用于積分依照最小均方函數(shù)計(jì)算的過濾系數(shù)校正值。所述積分器對濾波器自適應(yīng)具有關(guān)閉控制回路的影響。這有下列好處，即短暫的干擾將不會立即改變所述過濾系數(shù)。特別地是，所述積分器是LMS函數(shù)的一部分，那么所述函數(shù)具有低通特性從而它將濾掉小干擾。
在所述設(shè)備的實(shí)施例中，所述設(shè)備包括用于以與同步采樣率成預(yù)定義比例-基本上為常數(shù)-來設(shè)置異步采樣率的裝置。這實(shí)現(xiàn)了在異步部分中處理步驟的延遲相對于數(shù)據(jù)率來說是已知的。例如這允許以已知的延遲來量度存儲器延遲線，通常為FIFO。例如在具有主點(diǎn)和在主點(diǎn)之前或之后發(fā)衛(wèi)星點(diǎn)的光學(xué)傳感器(pick up)單元中，可以由已知的延遲來補(bǔ)償衛(wèi)星點(diǎn)的輔助信號相對于來自主點(diǎn)的輸入信號的延遲。
在另外的權(quán)利要求中給出了依照本發(fā)明設(shè)備的進(jìn)一步的優(yōu)選實(shí)施例。
參考下面說明書中以舉例形式描述的實(shí)施例，并且參考附圖，本發(fā)明的這些及其它方面將得到進(jìn)一步闡明并變得顯而易見，其中

圖1示出了串?dāng)_降低系統(tǒng)，圖2示出了掃描設(shè)備，圖3示出了異步串?dāng)_降低系統(tǒng)，圖4詳細(xì)地示出了異步串?dāng)_降低系統(tǒng)，圖5示出了線性插值，圖6示出了空間插值，和圖7示出了空間插值轉(zhuǎn)換公式。
在附圖中，對應(yīng)于已經(jīng)描述元件的元件具有相同的附圖標(biāo)記。
圖1示出了串?dāng)_降低設(shè)備。輸入單元10具有用于接收輸入信號12和至少一個(gè)輔助信號13的輸入端，所述輸入信號12例如通過掃描在光學(xué)記錄載體上的軌道產(chǎn)生，所述輔助信號13包含串?dāng)_源的至少一些成分，所述串?dāng)_源如所述記錄載體的相鄰軌道。此外設(shè)備具有定時(shí)恢復(fù)單元11，例如鎖相環(huán)(PLL)，用于從數(shù)據(jù)信號8獲取對應(yīng)于數(shù)據(jù)率(1/T)的同步時(shí)鐘。把所述輸入單元10與具有下列元件的串?dāng)_降低單元14耦合。所述輸入單元10向減法器16提供讀取信號以便向自適應(yīng)濾波器15產(chǎn)生校正的讀取信號和輔助信號。把來自減法器16的校正讀取信號與采樣率轉(zhuǎn)換器(SRC)19耦合，以便以同步時(shí)鐘速率把所述校正的讀取信號轉(zhuǎn)換為數(shù)據(jù)信號。自適應(yīng)濾波器15用于過濾所述輔助信號來產(chǎn)生對應(yīng)于與正在掃描的軌道相鄰的軌道的串?dāng)_信號。此外，所述串?dāng)_降低單元14包括計(jì)算單元17，用于計(jì)算自適應(yīng)濾波器15的過濾系數(shù)。把自適應(yīng)濾波器15和減法器16與來自時(shí)鐘發(fā)生器9的異步時(shí)鐘18耦合，以便以異步采樣率(1/Ts)操作。所述串?dāng)_降低單元14還包括與所述同步時(shí)鐘耦合的采樣率轉(zhuǎn)換器19，用于以同步采樣率把所述減法器16的輸出轉(zhuǎn)換為數(shù)據(jù)信號8。把定時(shí)恢復(fù)單元11連接到數(shù)據(jù)信號(8)以便獲取所述同步時(shí)鐘。
圖2示出了用于掃描在記錄載體32上信息的掃描裝置。所述設(shè)備具有用于掃描在所述記錄載體上軌道的裝置，所述裝置包括用于旋轉(zhuǎn)所述記錄載體32的驅(qū)動單元21、頭22，用于在所述軌道的徑向粗略地定位所述頭22的定位單元25和控制單元20。所述頭22包括已知類型的光學(xué)系統(tǒng)，用于產(chǎn)生輻射光束24，通過光學(xué)元件引導(dǎo)所述輻射光束24聚焦在所述記錄載體的信息層的軌道上的輻射點(diǎn)23。所述輻射光束24由例如激光二極管之類的輻射源產(chǎn)生。所述頭還包括(未示出)聚焦調(diào)節(jié)器，用于沿著所述光束的光軸來移動所述輻射光束24的焦點(diǎn)，還包括跟蹤調(diào)節(jié)器，用于在軌道中心的徑向精細(xì)定位點(diǎn)23。所述跟蹤調(diào)節(jié)器可以包括用于徑向移動光學(xué)元件的線圈，或作為選擇可以被配置成改變反射元件的角度。為了讀取，由信息層反射的輻射被在頭22中通常類型的檢測器檢測，例如四象限的二極管，以便產(chǎn)生讀取信號和另外的檢測器信號，包括用于控制所述跟蹤和聚焦調(diào)節(jié)器的跟蹤誤差和聚焦誤差信號。把來自所述頭的信號連接到參考圖1如上所述的串?dāng)_降低設(shè)備31。下面參考圖3和4描述了所述串?dāng)_降低設(shè)備31的進(jìn)一步的實(shí)施例。串?dāng)_降低設(shè)備31生成由通常類型的讀取處理單元30來處理以便獲取信息的數(shù)據(jù)信號，所述讀取處理單元30包括解調(diào)器、反格式器和輸出單元。從而，用于讀取信息的獲取裝置包括驅(qū)動單元21、頭22、定位單元25和讀取處理單元30。
控制單元20控制信息的掃描和獲取，并且可以被配置成接收來自用戶或主計(jì)算機(jī)的命令。經(jīng)由例如系統(tǒng)總線之類的控制線26把所述控制單元20連接到在所述設(shè)備中的其它單元。所述控制單元20包括控制電路，例如微處理器、程序存儲器和接口，用于執(zhí)行如下所述的過程和功能。還可以把所述控制單元20實(shí)現(xiàn)為邏輯電路中的狀態(tài)機(jī)。
在一個(gè)實(shí)施例中，所述設(shè)備具有用于在可寫或可再寫類型的記錄載體上記錄信息的裝置，所述記錄載體例如CD-R或CD-RW或DVD+RW或BD。所述設(shè)備包括寫入處理裝置，用于處理所述輸入信息來產(chǎn)生寫入信號以便驅(qū)動所述頭22，所述裝置包括輸入單元27和調(diào)制器裝置，以及所述設(shè)備包括調(diào)制器裝置，所述調(diào)制器裝置包括格式器28和調(diào)制器29。為了寫入信息，控制所述輻射以便在記錄層上創(chuàng)建光學(xué)上可檢測的標(biāo)記?？梢圆捎萌魏喂鈱W(xué)上可讀的形式獲得所述標(biāo)記，例如當(dāng)把所述標(biāo)記記錄在諸如染料、合金或相變材料之類的材料中時(shí)，采用具有不同于其周圍的反射系數(shù)的區(qū)域的形式，或者當(dāng)所述標(biāo)記記錄在磁光材料中時(shí)，采用具有不同于其周圍的磁化方向的區(qū)域的形式。
寫入和讀取用于在光盤上記錄的信息以及格式化、誤差校正和信道編碼規(guī)則在現(xiàn)有技術(shù)中是公知的，例如根據(jù)CD或DVD系統(tǒng)。在一個(gè)實(shí)施例中，輸入單元27包括壓縮裝置，用于諸如模擬音頻和/或視頻，或數(shù)字未壓縮的音頻/視頻之類的輸入信號。在MPEG標(biāo)準(zhǔn)中描述了用于視頻的適當(dāng)?shù)膲嚎s裝置，在ISO/IEC 11172中定義了MPEG-1，而在ISO/IEC 13818中定義了MPEG-2。作為選擇，已經(jīng)可以依照這種標(biāo)準(zhǔn)來編碼所述輸入信號。
圖3示出了異步串?dāng)_降低系統(tǒng)。所述系統(tǒng)具有輸入單元，用于產(chǎn)生輸入信號，一個(gè)主輸入信號(在圖中的中間位置)和兩個(gè)輔助信號(在圖中頂部和底部位置)，例如3個(gè)輸入信號來自根據(jù)3光束傳感器和模擬前端處理的中心點(diǎn)以及提前和拖后衛(wèi)星點(diǎn)。把所述輸入信號與模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換器(ADC)36耦合，在自由運(yùn)行時(shí)鐘44上操作。應(yīng)當(dāng)注意，如果傳感器的輸出信號具有粗略固定的數(shù)據(jù)率，那么時(shí)鐘44可以自由運(yùn)行?？梢韵鄬τ谠摂?shù)據(jù)率來選擇所述時(shí)鐘。作為選擇，可以以與所述數(shù)據(jù)率預(yù)定義的比例來預(yù)置時(shí)鐘，產(chǎn)生固定比率T/Ts。把所述輸入信號與例如FIFO類型的延遲存儲器37耦合，以便延遲所述輸入信號來補(bǔ)償時(shí)間差，所述時(shí)間差例如由于衛(wèi)星點(diǎn)相對于主點(diǎn)的位置所致。把所述主輸入信號與減法器41耦合。減法器41的輸出是校正的主信號，其與采樣率轉(zhuǎn)換器(SRC)42耦合并且在所述SRC之后與位檢測器43耦合，以便產(chǎn)生可用于位判定的輸出信號45，從而獲取實(shí)際的數(shù)字信息。把定時(shí)恢復(fù)電路(PLL)40與校正的主信號耦合，以便恢復(fù)與所述數(shù)據(jù)信號同步的同步時(shí)鐘。如下所示，還把轉(zhuǎn)換的、校正的主信號與系數(shù)計(jì)算單元39耦合，以便確定在所述校正的主信號中的干擾并且計(jì)算其過濾系數(shù)。把所述過濾系數(shù)與用于輔助信號的自適應(yīng)濾波器38(通常為FIR類型)耦合。所述自適應(yīng)濾波器接收所述輔助信號(在來自延遲存儲器37的適當(dāng)延遲之后)。自適應(yīng)濾波器38的輸出表示與所述減法器41耦合的校正值。
應(yīng)當(dāng)注意，由自適應(yīng)濾波器38引入的等待時(shí)間不影響定時(shí)恢復(fù)回路的總延遲，并且所述定時(shí)恢復(fù)得益于所述串?dāng)_消除，因?yàn)樗环胖迷谧赃m應(yīng)FIR濾波器之后。與完全同步電路相比較，所述結(jié)構(gòu)具有用于FIR濾波器的自適應(yīng)回路的增加的復(fù)雜性。必須在同步域中完成系數(shù)計(jì)算，而必須在異步域中完成所述濾波器更新，這需要一些相反的采樣率轉(zhuǎn)換。所述系統(tǒng)的另一個(gè)優(yōu)點(diǎn)是，假定依照奈奎斯特準(zhǔn)則所述信號的帶寬足夠小，那么可以采用比符號率更低的速度來完成在異步域中的處理。
圖4詳細(xì)地示出了異步串?dāng)_降低系統(tǒng)。與圖3相比較增加了下列元件。把ADC 36的輸出與在預(yù)置時(shí)鐘48下操作的第一采樣率轉(zhuǎn)換器(SRC1)45耦合。在上面的圖3中，給出了使用自由運(yùn)行時(shí)鐘或固定預(yù)置比例的可替換物。所述系統(tǒng)具有由箭頭49表明的異步部分Ts和由箭頭50表明的同步部分T。選擇預(yù)置時(shí)鐘以致T/Ts比例具有固定值(允許百分之幾的偏差)。在一個(gè)實(shí)施例中，使用像DVD+RW之類的可記錄類型光盤的擺動信息來確定預(yù)置時(shí)鐘。預(yù)置約束很好地產(chǎn)生具有固定時(shí)間跨度、過采樣獨(dú)立的串?dāng)_過濾。可以使用所述固定T/Ts比例來優(yōu)化定時(shí)恢復(fù)，所述定時(shí)恢復(fù)把信號從異步Ts域傳遞到數(shù)據(jù)率T域。把均衡器46與主輸入信號耦合以便把所述主輸入信號均衡為過濾的主信號Cm。把衛(wèi)星信號(在延遲之后)Sm+和Sm-與延遲單元(τ)和第二SRC2耦合，以便轉(zhuǎn)換為在同步部分中的信號Sk+和Sk-，從而輸入到系數(shù)計(jì)算單元39中。把系數(shù)計(jì)算單元39的輸出與積分器存儲體47耦合，繼而耦合到鎖存器48，以便把所述系數(shù)值傳送回異步部分。然后由空間插值器49來處理該值，以便把(在T距離為過濾抽頭計(jì)算的)值調(diào)整為過濾抽頭距離Ts。其功能如下。第一采樣率轉(zhuǎn)換器(SRC1)用與所述數(shù)據(jù)率異步的采樣率1/Ts把所述輸入衛(wèi)星信號變換為數(shù)字信號。用數(shù)字存儲器(FIFO)37來調(diào)整在所述中心軌道信號和衛(wèi)星信號之間的時(shí)間延遲。因?yàn)榘阉鯢IFO定位在異步域中，所以存儲器長度現(xiàn)在還取決于過采樣率T/Ts。選擇SRC1的預(yù)置時(shí)鐘48以致T/Ts比例具有粗略預(yù)定義的值。自適應(yīng)FIR濾波器間隔Ts的輸出是由鄰近軌道引入串?dāng)_的估計(jì)，在均衡之后，把它們從主信道中減去。 代表在串?dāng)_消除之后的中央軌道C~m=Cm-Σkfk+Sm-k+-Σkfk-Sm-k-]]>其中Cm中心點(diǎn)信號fk+上部衛(wèi)星濾波器的抽頭，fk-下部衛(wèi)星濾波器的抽頭sm+上部衛(wèi)星信號，Sm-下部衛(wèi)星信號k-M，...，+M，具有2M+1個(gè)濾波器的抽頭使用第二采樣率轉(zhuǎn)換器(SRC2)把該產(chǎn)生的信號轉(zhuǎn)換到同步數(shù)據(jù)率域。采用相同的方式，首先用τ來延遲FIR濾波器的輸入，所述FIR濾波器從輸入到輸出的延遲，繼而將其轉(zhuǎn)換到同步域。在該域中，依照LMS算法可以容易地計(jì)算過濾系數(shù)更新。在所述積分器存儲體輸出的變量，表示為ik，n，遵守下列方程式ik+1,n+=ik,n++Δk,n+]]>ik+1,n-=ik,n-+Δk,n-]]>和
Δk,n+=μ·C~k·sk-n+]]>Δk,n-=μ·C~k·sk-n-]]>其中k采樣號，nFIR濾波器的抽頭號ik，n第n個(gè)積分器在時(shí)刻k的輸出Δk，n在迭代步驟k的抽頭誤差估計(jì)μ換算因子在一個(gè)實(shí)施例中，使用相反的采樣率轉(zhuǎn)換器存儲體來把這些更新值轉(zhuǎn)換回異步域。為了避免相反的采樣率轉(zhuǎn)換器的復(fù)雜性，人們注意到積分器的存儲體的輸出只是緩慢地波動。結(jié)果，可以用非常簡單的裝置，例如使用鎖存器48的存儲體來準(zhǔn)確地重新采樣該輸出。該拓?fù)渲饕糜跍?zhǔn)同步應(yīng)用(其T/Ts比例＝1)。應(yīng)當(dāng)注意，在同步數(shù)據(jù)率域中生成所述濾波器更新，并且用于間隔T的均衡器。事實(shí)上，該濾波器將具有間隔Ts的不同抽頭，并且自適應(yīng)性能將減弱。在一個(gè)實(shí)施例中，這借助于空間插值器49來解決。
在一個(gè)實(shí)施例中，所述系數(shù)計(jì)算基于如下的同步最小均方(LMS)算法。LMS算法的目的是適應(yīng)所述濾波器，以致使在串?dāng)_消除之后的平均中央軌道信號功率J最小化J(k)=E[C~k2]]]>所述自適應(yīng)實(shí)現(xiàn)是基于求解方程式▿f+-‾(k)=∂J(k)∂f+-‾(k)=(∂J(k)∂f0+-(k),···,∂J(k)∂fN-1+-(k))→0]]>反復(fù)地，使用最陡坡降法fn+-(k+1)=fn+-(k)-μ▿n+-(k)]]>其中μ是自適應(yīng)常數(shù)。
現(xiàn)在是▿n+-(k)=∂J(k)∂fn+-(k)=E[2·C~k·∂C~k∂fn+-(k)]=2·E[C~k·Sk-n+-]]]>根據(jù)實(shí)際的觀點(diǎn)，上述最陡坡降更新是不可計(jì)算的所期望的指令要求通過很長時(shí)期的平均計(jì)算。因此由瞬時(shí)斜率來代替斜率，這產(chǎn)生LMS算法，稱作“整體去相關(guān)方法”fn+(k+1)=fn+(k)-2·μ·C~k·Sk-n+fn-(k+1)=fn-(k)-2·μ·C~k·Sk-n-]]>所述整體去相關(guān)方法將自適應(yīng)所述濾波器以致使在串?dāng)_消除之后的中央軌道信號功率最小化。代替所述功率，人們可以設(shè)法最小化所述平均絕對值 這產(chǎn)生符號算法fn+(k+1)=fn+(k)-2·μ·sign(C~k)·Sk-n+fn-(k+1)=fn-(k)-2·μ·sign(C~k)·Sk-n-]]>該自適應(yīng)回路除對 的符號操作外，與先前算法相同。Sk-n+-與 的乘法只涉及符號反轉(zhuǎn)，并且因此與經(jīng)典的LMS算法相比更為簡單。對于具有軌道上衛(wèi)星的三光束結(jié)構(gòu)，可以使用整體去相關(guān)方法。然而其不適用于具有半程衛(wèi)星的結(jié)構(gòu)，這是因?yàn)檫@些衛(wèi)星包含關(guān)于中央軌道信號的信息，其使整體去相關(guān)方法消除了中央軌道信號。因此把在躍遷時(shí)的能量最小化為LMS驅(qū)動項(xiàng)。使用在位同步采樣m和m+1之間的躍遷上的線性插值波形來計(jì)算該能量Tm=C~m+C~m+12]]>最小化在躍遷上的平均能量J(k)=E[Tk2]]]>反復(fù)地，使用所述最陡坡降法，產(chǎn)生fn+-(k+1)=fn+-(k)-μ▿n+-(k)]]>其中μ是自適應(yīng)常數(shù)，和▿n+-(k)=∂J(k)∂fn+-(k)=E[2·Tk·∂Tk∂fn+-(k)]=2·E[Tk·(Sk-n+-+Sk-n+1+-)]]]>由瞬時(shí)斜率代替斜率產(chǎn)生“最小抖動方法”fn+(k+1)=fn+(k)-2·μ·Tk·(Sk-n++Sk-n+1+)fn-(k+1)=fn-(k)-2·μ·Tk·(Sk-n-+Sk-n+1-)]]>
同樣對于該方法，人們可以想到符號算法變式fn+(k+1)=fn+(k)-2·μ·sign(Tk)·(Sk-n++Sk-n+1+)fn-(k+1)=fn-(k)-2·μ·sign(Tk)·(Sk-n-+Sk-n+1-)]]>在一個(gè)實(shí)施例中，所述LMS算法適于如下的異步部分。可以容易地計(jì)算過濾系數(shù)更新。對于如上所述的同步最小抖動方法Δk,n+=2·μ·sign(Tk)·(Sk-n++Sk-n+1+)]]>Δk,n-=2·μ·sign(Tk)·(Sk-n-+Sk-n+1-)]]>現(xiàn)在可以借助于相反的SRC的存儲體來把更新Δk，n+-轉(zhuǎn)換到異步域，并且經(jīng)由積分器的存儲體來關(guān)閉所述控制回路。當(dāng)所述積分器存儲體的輸出緩慢波動時(shí)，經(jīng)由鎖存器的存儲體重新采樣所述輸出。該拓?fù)渲饕糜跍?zhǔn)同步應(yīng)用(用于T/Ts比例＝1)。應(yīng)當(dāng)注意當(dāng)Ts過分偏離T時(shí)，引起附加的問題，這要求附加的功能，稱作空間插值。
該插值器將把最初在控制回路內(nèi)產(chǎn)生的間隔T序列轉(zhuǎn)換為等效的間隔Ts序列，以便控制所述均衡系數(shù)向量。插值的簡單形式之一是線性插值，根據(jù)計(jì)算觀點(diǎn)這是吸引人的，但是可以考慮其它形式的插值，諸如最近鄰插值，其更為簡單。
在其它比例的實(shí)施例中，如下面那樣應(yīng)用基于LMS的異步串?dāng)_消除器的空間插值器。例如在光接收器中，所述關(guān)系式T/Ts等于4/3。概念上，需要使用插值將所計(jì)算的間隔T的濾波器更新轉(zhuǎn)換為3/4T域。實(shí)際上所述插值器是線性插值，從計(jì)算角度來看這是非常吸引人的?？梢园阎匦虏蓸游恢胻i＝iTs寫為ti＝(mi+ci)T，其中0≤ci＜1，并且，mi=floor(iTsT),]]>ci=iTsT-mi.]]>ci在0和1之間變化，ti在miT和(mi+1)T之間變化，而f+-在f+-(miT)和f+-((mi+1)T)之間變化。
圖5示出了線性插值。在橫軸上表示時(shí)間。給出了第一值f+-(miT)和第二值f+-((mi+1)T)。在iTs給出線性插值f+-(iTs)＝(1-ci).f+-(miT)+ci.f+-((mi+1)T).
使用4/3的T/Ts比例產(chǎn)生圖6和7的轉(zhuǎn)換公式。對于其它過采樣比例，可以相應(yīng)地導(dǎo)出所述公式。在實(shí)際的實(shí)施例中，其中4/3過采樣所述異步域，所述插值器微小地改進(jìn)濾波器的自適應(yīng)回路，因此可以省去。
圖6示出了空間插值。在橫軸上表示時(shí)間。根據(jù)由箭頭表明的濾波器抽頭值的下行并且依照在圖7中給出的公式導(dǎo)出濾波器抽頭值的上行。
圖7示出了空間插值轉(zhuǎn)換公式。根據(jù)在同步域中間隔f+-(mkT)的濾波器抽頭值導(dǎo)出在異步域中間隔f+-(kTs)的濾波器抽頭值。
盡管已經(jīng)由使用光盤的實(shí)施例大體上解釋了本發(fā)明，但是本發(fā)明還適用于其它記錄載體，諸如矩形光卡，磁片或任何其它類型的信息存儲系統(tǒng)，所述系統(tǒng)根據(jù)來自相鄰軌道的輔助信號要求串?dāng)_校正。應(yīng)當(dāng)注意，所述模式還可以用于在其它系統(tǒng)中的串?dāng)_消除，所述系統(tǒng)生成包含表現(xiàn)出串?dāng)_的特定組件的幾個(gè)并行信號。應(yīng)當(dāng)注意，在該文獻(xiàn)中詞‘包括’不排除那些除列出之外的其它元件或步驟的存在，并且在元件之前的詞“一個(gè)”或“一種”不排除多個(gè)這種元件的存在，任何參考符號不限制所述權(quán)利要求的范圍，本發(fā)明可以借助于硬件和軟件實(shí)現(xiàn)，而且?guī)讉€(gè)‘裝置’或‘單元’可以由相同的硬件或軟件項(xiàng)來表示。此外，本發(fā)明的范圍不局限于所述實(shí)施例，并且本發(fā)明在于上述每一個(gè)新穎特征或所述特征的組合。
權(quán)利要求
1.一種用于以一個(gè)數(shù)據(jù)率遞送數(shù)據(jù)信號的設(shè)備，所述設(shè)備包括輸入單元，用于接收表示數(shù)據(jù)的輸入信號和至少一個(gè)輔助信號，所述輔助信號包括還存在于輸入信號中的串?dāng)_信號，并且所述輸入單元用于產(chǎn)生讀取信號，特別地是所述輸入信號對應(yīng)于由中心點(diǎn)掃描的軌道，而輔助信號對應(yīng)于與由衛(wèi)星點(diǎn)掃描的軌道相鄰的軌道，定時(shí)恢復(fù)單元，用于獲取對應(yīng)于所述數(shù)據(jù)率的同步時(shí)鐘，和串?dāng)_降低單元，用于降低在所述數(shù)據(jù)信號中的串?dāng)_，所述串?dāng)_降低單元包括自適應(yīng)濾波器，用于過濾所述輔助信號以便產(chǎn)生串?dāng)_信號，減法器，用于從來自所述輸入單元的讀取信號中減去所述串?dāng)_信號，和計(jì)算單元，用于計(jì)算所述自適應(yīng)濾波器的過濾系數(shù)，其特征在于把所述自適應(yīng)濾波器和減法器與異步時(shí)鐘耦合，以便以一個(gè)異步采樣率操作，并且所述串?dāng)_降低單元包括與所述同步時(shí)鐘耦合的采樣率轉(zhuǎn)換器，用于以一個(gè)同步采樣率把所述減法器的輸出轉(zhuǎn)換為所述數(shù)據(jù)信號，所述定時(shí)恢復(fù)單元與所述數(shù)據(jù)信號耦合以便獲取所述同步時(shí)鐘。
2.如權(quán)利要求1所述的設(shè)備，其中把所述計(jì)算單元與所述同步時(shí)鐘耦合以便以所述同步采樣率操作。
3.如權(quán)利要求2所述的設(shè)備，其中所述串?dāng)_降低單元包括逆轉(zhuǎn)換裝置，用于轉(zhuǎn)換以同步采樣率計(jì)算的過濾系數(shù)，以便自適應(yīng)濾波器以異步采樣率操作。
4.如權(quán)利要求3所述的設(shè)備，其中所述逆轉(zhuǎn)換裝置包括鎖存器，用于允許以所述異步采樣率重新采樣所述過濾系數(shù)。
5.如權(quán)利要求3所述的設(shè)備，其中所述自適應(yīng)濾波器具有以對應(yīng)于異步采樣率的采樣周期間隔的部分，而逆轉(zhuǎn)換裝置包括空間插值器，用于把為具有以對應(yīng)于同步采樣率的采樣周期間隔的部分的自適應(yīng)濾波器計(jì)算的過濾系數(shù)轉(zhuǎn)換為所述自適應(yīng)濾波器的過濾系數(shù)。
6.如權(quán)利要求1所述的設(shè)備，其中所述計(jì)算單元被配置成按照最小均方函數(shù)，基于數(shù)據(jù)信號和輔助信號來計(jì)算所述過濾系數(shù)。
7.如權(quán)利要求6所述的設(shè)備，其中所述串?dāng)_降低單元包括與另外的采樣率轉(zhuǎn)換器耦合的至少一個(gè)延遲單元，用于根據(jù)輔助信號產(chǎn)生延遲的同步信號，作為所述計(jì)算單元的輸入信號。
8.如權(quán)利要求6所述的設(shè)備，其中所述計(jì)算單元包括積分器單元，用于積分依照所述最小均方函數(shù)計(jì)算的過濾系數(shù)校正值。
9.如權(quán)利要求1所述的設(shè)備，其中所述設(shè)備包括用于以與同步采樣率基本上為常數(shù)的預(yù)定義比例來設(shè)置異步采樣率的裝置。
10.如權(quán)利要求1所述的設(shè)備，其中所述輸入單元包括用于把輸入信號轉(zhuǎn)換為以所述異步采樣率采樣的讀取信號的裝置，特別地是所述輸入單元包括在自由運(yùn)行時(shí)鐘下操作的至少一個(gè)與采樣率轉(zhuǎn)換器耦合的模擬到數(shù)字轉(zhuǎn)換單元，用于把所采樣的輸入信號轉(zhuǎn)換為以異步采樣率采樣的讀取信號。
11.如權(quán)利要求1所述的設(shè)備，其中所述設(shè)備用于掃描在記錄載體上的軌道，所述軌道包括表示信息的標(biāo)記，并且所述設(shè)備包括用于掃描所述軌道并且產(chǎn)生輸入信號和輔助信號的頭，和用于從所述數(shù)據(jù)信號獲取信息的讀取單元。
全文摘要
一種用于以一個(gè)數(shù)據(jù)率遞送數(shù)據(jù)信號的設(shè)備具有串?dāng)_消除。所述串?dāng)_降低單元(14)具有自適應(yīng)濾波器(15)，用于產(chǎn)生對應(yīng)于與正在掃描軌道相鄰的軌道的串?dāng)_信號。減法器(16)從讀取信號中減去所述串?dāng)_信號。計(jì)算單元(17)計(jì)算自適應(yīng)濾波器的過濾系數(shù)。把所述自適應(yīng)濾波器(15)和減法器(16)與異步時(shí)鐘(18)耦合以便以異步采樣率操作。所述串?dāng)_降低單元(14)具有與同步時(shí)鐘耦合的采樣率轉(zhuǎn)換器(19)，用于以同步采樣率把所述減法器的輸出轉(zhuǎn)換為數(shù)據(jù)信號(8)。把定時(shí)恢復(fù)單元(11)與數(shù)據(jù)信號(8)耦合以便獲取對應(yīng)于所述數(shù)據(jù)率的同步時(shí)鐘。這有下列好處，即由串?dāng)_消除處理引入的等待時(shí)間無助于定時(shí)恢復(fù)回路的總延遲，而后者仍得益于所述串?dāng)_消除。
文檔編號G11B7/00GK1729527SQ200380106837
公開日2006年2月1日 申請日期2003年12月2日 優(yōu)先權(quán)日2002年12月20日
發(fā)明者J·S·弗里森, D·莫德里 申請人:皇家飛利浦電子股份有限公司