[发明专利]用于行程长度受限编码数据的最大似然符号检测

说明书

本发明涉及用于在磁盘驱动器通道中处理模拟信号的设备和方法，并且尤其涉及通过(1)通过线性Walsh变换把该模拟信号转换成模拟矢量和(2)利用矢量度量计算进行最大似然判定来检测多位符号的设备和方法，最大似然判定是通过选定的行程长度受限(RLL)调制码和均衡后的线性通道响应信号形状确定的并且是通过模拟匹配滤波器、模拟比较器和与RLL编码信号匹配的数字顺序有限状态机实现的。

在读通道中，读出头(感应式或磁阻式)从在盘上的以二进制格式存储的数据产生模拟信号。所记录二进制数据方向的每次转换在模拟信号中产生一个峰值。在采用峰值检测的通道中，为了重建二进制数据，该通道的电子部件必须可靠地检测模拟信号中的峰值。当(1)信号改变它的符号时、(2)其超过一个阈值时和(3)其导数为零时检测出峰值。

已公开的欧洲专利申请0463752A2公开一种模式匹配电路，它把一给定的多位二进制数据模式和不同的多位模式样板进行逐位比较，然后把和该给定模式最接近匹配的一个样板输出为最可能的多位模式。但是，该专利没有讲授对模拟信号的二进制模式匹配。

美国专利4,945,538公开一种信号处理通道，它在模拟读出信号由模-数转换器转换成数字化的采样值后进行处理。在对然后的当前采样值进行逐位的最大似然(ML)检测之前先对预选数量的采样值预计算数字化采样值的函数表达式的合适值。但是，该专利没有公开或者没有建议模拟多位ML检测、用于消减符号间干扰或者时钟偏差修正目的的ML判定反馈。

1994年10月21日递交的共同转让的美国申请08/327,062公开一种信号处理通道，在这种信号处理通道里，用预选的一组阶梯形放大增益因子对行程长度受限(RLL)编码的读出信号进行积分和加权以提供多个交错模拟信号，在一个相同的预定时间间隔里(如半位周期)各个交错模拟信号是为常数的但在时间方向上按相同的增量偏移以便用检测多位模式来代替检测单个位。但是，该方法不提供ML检测和/或反馈并且它需要一个半位时钟。

J.Walsh的“A Closed Set of Normal Orthogonal Functions”论文(American Jorunal of Mathematics，Vol.45，pp.5-24(1923))解释什么是下文中提到的“Walsh函数”和“Walsh变换系数”。

A.H.Morton等人的“PRML Technology Delivers More Bytesforthe Buck”论文(Data Storage，May/June 1995，pp.45-48)讨论了PRML技术并且(在48页上)说明用于写入的EEPR4 RLL(1，7)编码通道的优点以及用这种通道读出时需要高速时钟。该读出时的问题由实现一个多位ML符号检测器的本发明得到缓和。

申请人所知的现有技术中没有公开如下的在RLL编码通道中对模拟信号的并行ML处理，在这种处理中(1)利用模拟信号的Walsh变换矢量系数计算该通道的当前状态矢量和下一状态矢量；(2)当前状态矢量、下一状态矢量以及模拟匹配滤波器中预计算的常矢量的值用来产生矢量标量积，该标量积和预选的阈值进行比较以产生二进制判定输出，实现布尔逻辑表达式的数字顺序有限状态机使用该输出来产生ML符号判定；以及(3)ML符号判定被反馈并且用于从下一状态矢量中减去当前状态矢量的符号间干扰值，以便把下一状态矢量变换成更新后的当前状态矢量并且产生时钟相位偏移修正信号。

这里公开一种用于在行程长度受限(RLL)编码通道中对模拟信号进行并行最大拟然(ML)处理的方法和装置。通过对经预选的正交加权函数集加权的模拟信号在一段时间间隔上进行积分从该模拟信号中并行地计算出构造模拟值矢量的符号值，这段时间间隔代表一个为位时钟周期整数倍的符号周期。在各个符号周期的终点由积分电容器保持这些积分后的输出。这样需要两组积分器单元，一组单元是充电的，而另一组单元是放电的。

为了确定附加的与信号无关的噪声的ML信噪比(SNR)值，对构成其持续时间等于至少两个符号周期的所有相异的RLL编码信号集的有限符号矢量表计算其最小欧氏距离。一个在连续符号周期内进行迭代的状态相关的ML算法用于检测对应于模拟值矢量连续值的RLL编码位模式。该算法用于并行地计算和固定预选的符号矢量的矢量标量积，这些固定预选的符号矢量与具有符号周期持续时间的最小欧氏距离的RLL通道信号对相匹配。