专利名称：：用于具有时间变化mtr的信道的全速率和半速率信号空间检测的制作方法
技术领域：
：本发明涉及磁盘驱动器。本发明尤其涉及磁盘驱动器中的数据检测器，其中，数据检测器检测按照具有时间变化限制码来编码的数据。
背景技术：
：典型的磁盘驱动器包括一个或多个磁盘，磁盘安装在一个轴或转轴上并随之旋转。典型的磁盘驱动器还包括由在每一磁盘上飞行的流体动力空气轴承支承的传感器。传感器和流体动力空气支承统称为数据磁头。驱动器控制器传统上用来根据从主机系统接收的命令，控制磁盘驱动器。驱动器控制器控制磁盘驱动器，从磁盘检索信息，以及将信息存储到磁盘上。在传统的磁盘驱动器中，机电致动器在一个负反馈闭合环路伺服系统内运行。致动器使数据磁头在磁盘表面上径向移动进行磁道搜寻操作，并将传感器直接保持在磁盘表面上的一个磁道上方，进行磁道跟随操作。信息通常是存储在磁盘表面上的同心磁道内的，通过将写信号送到数据磁头上，而将信息写到代表要存储的数据的磁盘表面上。在从磁盘检索数据时，驱动器控制器控制机电致动器，从而数据磁头在磁盘上飞行，并根据磁盘上存储的信息产生一个读信号。读信号通常是经过调节，并且随后由驱动器控制器译码而还原数据。典型的读信道包括数据磁头、预处理逻辑电路(如前置放大电路和滤波电路)、数据检测器和还原电路以及差错检测和校正电路。读信道通常是设置在与磁盘驱动器有关的驱动器控制器内的。在磁盘驱动器中，重要的是将记录的相对于位数的差错率(位差错率)保持在相对低的水平上。为了改进磁盘驱动器中的位差错率性能，或者为了提高磁盘驱动器中的线性记录密度，需要采用一些最大似然序列检测(MLSD)方法。这些方法可以用众所周知的维特比(Viterbi)规则来实现。然而，直接采用MLSD方法开销是很大的。例如，前向滤波以后的信道响应通常很长，并且可能含有10个或更多的项。所以，维特比检测器需要有210-1个状态，在实际使用中很复杂。所以，人们研究了其他的技术，试图减少复杂性但仍能给出接近直接MLSD方法所能得到的结果。一种技术是通过去掉一些具有反馈的项对数量减少的项执行维特比规则。例如，去掉所有的项而仅保留两项(并包括主光标)，使维特比检测器只有四种状态。这种检测器称为简约状态序列估算器(RSSE)。另一种技术是选择一个信道响应目标，它不是一种白化的目标，但所具有的项数更少。在这样的系统中，发展了局部响应目标。在这些目标中，有一个称为增强扩展局部响应最大似然(E2PRML)目标。在高记录密度下，已经观察到，对于某些高阶的局部响应信道(如E2PRML信道)，采用这种局部响应目标的检测器所遇到的主要差错事件(两个输入序列之差)通常是+/-(2,-2,2)的形式。这样的差错通常是在一个取样时间内移位三位时，或者四位错成一个二位时引起的，反之也然。本发明针对的就是这些问题，并且与现有技术相比，还有其他的优点。发明概述目前，正在研究一种相对较新等级的编码。这种编码包括最大转换运行(MTR,maximumtransitionrun)码，这种码被建议作为一种在高密度下的最大似然序列检测器(MLSD)或更高阶局部响应信道如增强扩展局部响应最大似然率(E2PRML)中去掉主要差错事件的方法。MTR码用来增大磁记录信道中数据样本之间的欧几里德距离。例如，MTR=2码限制了在写电流中连续转换到二者的运行。本质上，MTR=2码去除了含有两次以上的连续转换的所有编码数据码型。因此，MTR=2码还去掉了高记录密度下和更高阶PR信道内MLSD检测器的主要差错事件。采用MTR限制(constraint)，已研制了一种检测器，称为是3D-110检测器，其性能可与在高信号密度下采用深度2判决反馈的固定延迟树搜寻(FDTS/DF(2))相比拟。该检测器是通过考虑三维空间中三个接收取样的矢量来构成的。计算三个平面边界，并用来将信号空间分成两个区域，每一区域对应于当前正处理的位的+1或-1的判决。3D-110检测器还包括一个前向滤波器，该滤波器去除光标前(precursor)码间干扰(ISI)项，并强迫光标后(postcursor)ISI项分别为1和0,这里光标还被归一化为1。反馈滤波器用来去除所有的项，但仅留下两个后光标ISI项。所以，由于没有差错通过检测器传播，可以将等效的分立时间信道脉冲响应表示为110。对信道响应的这种限制用来使检测器的结构简化。尽管磁信道自然响应接近高记录密度下的110目标，但它明显偏离了较低记录密度下的110目标。所以，限制对该特定110目标的脉冲响应导致与FDTS/DF(2)相比的性能衰减，特别是在较低的记录密度下。即使在高密度下，检测器中实际元件也会使信道响应偏离110目标。例如，采用限制长度有限脉冲响应(FIR)滤波器会产生这种偏离。所以，尽管3D-110信道与其他的检测器(如更复杂的FTDS/DF(2)检测器)相比，在性能和/或简化性方面有明显的优点，但它确实存在上述缺点。本发明涉及的是一种针对这样和那样问题的系统，并且还具有其他的优点。本发明的检测器用来检测被取样以临时提供分立数据取样的数据信号内的数据值。第一检测器部分构成用来确定第一信号空间内第一取样矢量的位置。构成的第二检测器部分用来确定第二信号空间中第二取样矢量的位置。第二检测器部分确定采用逻辑表述将多个位置指示符组合起来的位置。每一位置指示符提供相对于各个边界表面的第二取样矢量的位置。逻辑表述的形式是独立于位置指示符的值的。另外，每一位置指示符是独立于所有其他的位置指示符的。附图简述图1是去掉了顶壳并采用本发明的特性的磁盘驱动器的俯视图。图2是图1中磁盘驱动器的高级别方框图。图3是描述磁道以及相关读电路以更好描述数使用的标记的示意图。图4-1和4-2描绘的是相应于按照本发明的一个方面的检测器的符号图(symbolconstellation)。图5-1和5-2是描述MLSD高密度的主要差错事件的波形图。图6是描述按照本发明的一个方面的检测器结构的方框图。图7-1和7-2描述的是用来描述按照本发明的一个方面的检测器操作的FTDS/DF树。图8是描述本发明的3D/4D信号空间检测器一种实施例结构的方框图。图9是描述本发明的二分之一速率3D/4D信号空间检测器一种实施例结构的方框图。较佳实施例的详细描述参照图1，以示意图的形式示出适合于采用本发明的原理的旋转磁盘驱动器系统，并且总的用标号110表示。多个信息存储盘112安装在壳116内一个主轴电机组件114上。每一磁盘112有多个同心圆记录磁道，用来记录信息，并用118表示。每一磁道118再分成多个扇区，用120表示。数据可以通过参照特定的磁道118和扇区120存储到磁盘112上或从中检索出。致动器臂组件122最好可旋转地安装在壳116的一个角上。致动器臂组件122带有多个磁头水平支架组件124，每一个磁头水平支架组件124带有一个具有读/写磁头的滑块125，或传感器126，用来从磁盘122读取信息和将信息写到磁盘112上。声圈电动机128精确地使致动器臂组件122来回旋转，从而传感器126沿弧线130跨越在磁盘112上移动。控制电路132控制传感器126的位置，并处理写到磁盘112上或从磁盘112接收的信息。图2是磁盘驱动器系统110的控制电路132的高级别方框图。微控制器134直接执行磁盘驱动器系统110所有的主要功能。用标号136表示的读/写支持和接口控制电路以及一电机和致动器控制器138通过通用数据、地址和控制总线140与微控制器134相连。电路136通常通过通信总线142在磁盘驱动器系统110和主计算机系统(未示出)之间提供一硬件接口。同时，电路136通常在电机和致动器控制器138与读/写信道144之间提供一个接口。读/写信道144从前置放大器143接收信号，而前置放大器143从传感器126接收信号。读/写信道144用作微控制器134和传感器126在线路145上的接口。读/写信道144还在线路146上向电机和致动器控制器138提供信号。控制器138用作微控制器134和电机组件114在线路148上的接口，以及微控制器134和致动器臂组件122在线路150上的接口。图3是磁信道160和读信道块162的示意图，用于更好地理解所使用的标号。正象人们所知道的那样，信道160包括记录介质，如磁盘112和传感器126。读信道块162包括加法器164、前滤波器(frontfilter)166、取样器186、前向滤波器(forwardfilter)168、加法器170、检测器172和反馈滤波器174。读信道块162通常是应用在图2所示的读/写信道144内的。磁信道166的输入176最好是一个数据位序列，当前时间周期k的数据位用ak表示。按照本发明的一个方面，最好按照强迫使MTR=2码限制的编码，对输入位序列进行编码，并且位是以反向不归零制(NRZI)格式来提供的，其中，“1”是由转换来表示，而“0”由非转换表示。当从磁信道读取数据位时，它们是用作回读信号178的。回读信号178通常由噪音180所毁损，而噪音180是用由加法器164加到回读信号178上的n(t)来表示的。应当注意，噪声n(t)和加法器164仅仅作为毁损回读信号178的噪声表示而示出的，因此不是实际硬件结构的一部分。不管是哪一种情况下，噪声n(t)都会出现，并且会毁损回读信号178，形成毁损的读信号182。毁损的读信号182被提供至前滤波器156。举例来说，前滤波器156是一种模拟低通滤波器，它避免了混淆和滤去高频噪声，并将滤出的输出184提供给取样器186。取样器186对滤出的输出184进行取样，并且可以用模一数转换器实现。取样器186产生的取样信号被提供至前向滤波器168。前向滤波器168最好单独工作，或与其他的滤波一起工作，以使回读信号中的噪声白化，并向加法器170提供经修改的回读信号188(也标记为rk)。一个前向滤波器168的例子是有限脉冲响应(FIR)滤波器，它包括多个抽头。前向滤波器168去掉了所有的光标前信号间干扰(ISI)项。光标后ISI项允许取它们的自然值，这是因为对信道系数是没有强制性限制的。检测器172在其输出处提供一序列190(也称为)。输出是输入数据序列ak的一种估计。输出还被提供至反馈滤波器174，该滤波器是用来向加法器170提供反馈信号192的。反馈信号192被加到前向滤波器168的输出rk上。这些信号的组合在加法器170的输出194(也记为yk)提供到判决装置172。在本发明的一种实施例中，反馈滤波器174是用来去掉所有的项，仅留下两个光标后ISI项。在另一种实施例中，用来去掉除三个光标后ISI项的所有项。对于去掉除两个光标后项的所有项的反馈滤波器，假设判决装置172以前的判决都是正确的，等效的离散时间信道响应包括三项，并且记为(1,f1,f2)。所以，在时刻k，判决装置172的无噪声输入yk可以写成yk=ak+f1ak-1+f2ak-2等式1这里，ak是在时刻k时的输入数据位。三维信号空间检测器(3D-SSD)可以通过首先考虑三维空间中的一个符号图来实现。正如在下文中将更详细描述的那样，这样一种检测器将可以代表输入数据序列的所有可能的符号映射到三维空间内。随后，检测器得到一种取样矢量，它包括来自多个输入取样的贡献，而这些取样中的每一个是由表示输入取样序列中输入数据取样的多个项组成的。随后，将取样矢量变换成符号图中相同的三维空间内。检测器随后判断哪一个可能的数据符号在三维空间内最接近每一时刻时的取样矢量。这与确定对固定延迟检测器(如FDTS/DF检测器)或先行部分响应信道(如Patel、Rutledge和So在“六取样先行1,7ML检测信道的性能数据(PerformanceDataForASix-SampleLook-Ahead1,7MLDetectionChannel)”,IEEETrans.Magn.Vol.29,No.6,pp.4012-4014,1993年11月中所描述的那样，以及Yamasaki等人在“具有模拟噪声白化检测器的A1,7编码EEPR4读信道IC(A1,7CodeEEPR4ReadChannelICWithAnalogNoiseWhitenedDetector)”,PROC.OFISSCC,1997年,pp.316-317中所描述)的观察取样值和要求取样值之间的相应最小欧几里德距离的路径是相似的。指向不同检测器判断的每一对可能的符号应当由边界面分开。平面边界由逻辑规则组合，从而信号空间被分隔成两个区域，一个与+1的检测器判决相应，而另一个与-1的检测器判断相应。根据取样矢量相对于边界面落在三维矢量空间中的什么地方，由检测器172发出二进制判断作为检测器输出。正如将在下面描述的那样，通过去掉多余的面，以及也可以通过去掉比与该编码相关的最小欧几里德距离要远得多的分开的符号，可以使检测器结构简化。图4-1和4-2描述的是分析具有构成取样矢量(也称为观察矢量)的三个项的输入序列的检测器的矢量空间。更具体地说，图4-1和4-2描绘的是在密度为2.25的符号密度下洛伦兹信道的符号图。该符号图具有轴yk(也用标号200表示)，以及y’k-1(也用标号202表示)。图4-1和4-2中示出的符号图还包括第三个轴y’’k-2(也用标号204表示)。轴y’’k-2延伸到图4-1和4-2所在平面内，也从图4-1和4-2所在平面延伸出。正如将在后文中描述的那样，根据MTR限制去掉某些符号，而所有可能余下的可以代表三维观察矢量的符号被映射到图4-1和4-2所描述的符号图中。随后构成平面边界，以便将那些符号划分到由符号图所限定的三维空间中。观察矢量随后被映射到该符号图(constellations)，并且检测器根据观察矢量在符号图中相对于平面边界的位置，提供一个判决。符号图的轴定义如下yk=ak+rf1ak-1+f2ak-2等式2y’k-1=ak-1+f1ak-2等式3y’’k-2=ak-2等式2这里，y’k-1和y’’k-2通常表示由于删除了过去的判断(即在时刻k处的判断和而在时刻k-1和k-2处具有符号间干扰的检测器输入。因为检测器是对三个输入取样进行处理作为观察矢量的，所以在检测过程中每一时刻k处，必须对输入位ak-2作出判断。表1<tablesid="table1"num="001"><table>指数(ak-2,ak-2,ak)(y’,y’k-1,y’’k-2)0(+1,+1,+1)(+1+f1+f2,+1+f1,+1)(+1,+1,-1)(-1+f1+f2,+1+f1,+1)2*(+1,-1,+1)(+1-f1+f2,-1+f1,+1)3(+1,-1,-1)(-1-f1+f2,-1+f1,+1)4(-1,+1,+1)(+1+f1-f2,+1-f1,-1)5(-1,+1,-1)(-1+f1-f2,+1-f1,-1)6(-1,-1,+1)(+1-f1-f2,-1-f1,-1)7(-1,-1,-1)(-1-f1-f2,-1-f1,-1)</table></tables>表1描述的是可以用观察矢量代表的所有可能的输入序列。表1包括一个涉及与2n(这里，n=3)个可能的符号相应的指数0-7的指数。表1还包括按照ak-2,ak-1,ak写出的可能的符号，并且还提供按照信道响应写出的yk,y’k-1,y’’k-2轴的估计。图5-1和5-2描述的是波形206、208、210和212，它代表在高密度下和高阶局部响应目标下为MLSD检测器所观察到的主要差错事件。图5-l中，差错事件是在三位波形206移位一个时间间隔以产生移位的三位208时所产生的。图5-2中，差错事件是在检测到四位波形210作为二位212或者反之时产生的。为了去掉这样的主要差错事件，最好按照不允许三位的MTR=2限制对输入数据进行编码。所以，在表1中，根据的的值，不允许有符号2或符号5，这是因为这些符号代表存在三位。例如，当时，符号5与来自(+1,-1,+1,-1)的输入位序列对应，它含有三个连续的转换，并且必须被去掉。由于同样的原因，当时，则必须去掉符号2。图4-1中所示的符号图具有所有映射到该图内的可能符号，假设注意，符号2是不映射到图4-1中所示的符号图的。与此类似，图4-2所示的符号图具有所有可能映射到该图内的可能符号的，这里，。注意，符号5已被去掉。与y’’k-2=+1和-1相应的符号分别用x和0表示。在符号x和0下标记指数。图4-1和4-2还描述了用来划分映射到符号图中的各种符号的分割平面A、B、C和D。一开始，注意到采用了四个分割平面。然而正如将在下文中描述的那样，为了简化检测器的结构，平面数被限制在3个(例如，将平面C和D组合起来形成将在下面讨论的新的平面E)。为了进一步简化检测器的结构，还应当限制平面的方向。平面A用来将符号0和4隔开(以及图4-1中的符号1和5)。对于最佳的检测器，判决边界是将连接一对将分开的符号的线二等分的平面。然而，为简单起见，应当限制系统，使平面不会将三维空间中的两个符号(symbol)分开，但却将它们在一表面上投影分开。这一限制是通过拾取对两个符号间的间距起最大作用的坐标来实现的。可以看到，由于与输入位ak-2的不同判断对应的两个符号在该轴上是容易分开的，所以y’’k-2坐标应当保留。而其余的两个坐标(除了很低的符号密度)，y’’k-1坐标是对符号0和4之间的距离比yk坐标起更大的作用。所以，符号被投影到y’k-1y’’k-2表面。因此，分割面A被限制在仅垂直于y’k-1y’’k-2表面旋转。因此，平面A在选择表面上的投影代表一条线，该线的方向当分割面允许旋转时而变化。线上所有的点具有与投影的符号对相同的距离。从表1中可以看到，y’k-1y’’k-2表面上符号0和4投影的坐标分别是(1-f1,+1)和(1-f1,-1)。所以，可以得到如下所述平面A的等式(y’k-1-(-1+f1))2+(y’’k-2-1)2=(y’k-1-(1-f1))2+(y’’k-2+1)2等式5可以将该表达式简化而得到y’’k-2+f1y’k-1-f1=0等式6采用相似的过程，将符号3和7(也可以是图4-2中的符号2和6)分开的分割面等式能写出如下形式y’’k-2+f1y’k-1+f1=0等式7当时，平面C将符号3和5分开。平面C被限制在仅垂直于yky’’k-2表面旋转，这是因为对符号间的间距起最大作用的坐标是相应于yk和y’’k-2轴的坐标。通过找到将两个符号在yky’’k-2表面上的投影等分的线，得到平面等式。对当时对将符号2和4分开的平面D，再重复该操作。这些过程将导致下面四个位置标识符等式A:sgn(y’’k-2+f1y’k-1-f1)等式8B:sgn(y’’k-2+f1y’k-1-f1)等式9C:sgn(y’’k-2-(f1-f2)yk-(f1-f2))等式10当，D:sgn(y’’k-2-(f1-f2)yk+(f1-f2))等式11当，还可以将位置标识符等式C和D组合起来，给出等式12等式12还可以通过设置(f1-f2)=1而进一步简化。由于在感兴趣的更低信道密度下，由该平面分开的两个符号比由平面A和B分开的符号相距更远，所以这一简化对检测器的性能具有一个负面影响。所以，平面取向和位置的微小变化不会影响所接收的取样相对于该平面的相对位置。所以，等式12可以简化如下等式13从等式3和4中代换y’k-1和y’’k-2，对于三个位置标识符，得到下面的关系式A:sgn(yk-2-f1yk-1+ΔA)等式14B:sgn(yk-2-f1yk-1+ΔB)等式15E:sgn(yk-2-yk-1+ΔE)等式16这里，值ΔA、ΔB和ΔE是由下式给出的偏移值等式17等式18等式19通常，偏移值是作为具有二进制输入端、两个输入多路复用器或查询表的短FIR滤波器实现的。通过三维信号空间中测试点的移动以及记录点相对于平面的相对位置，可以执行判断逻辑。通过找到符号图中最靠近测试点的符号，得到相应的检测器输出。随后，通过将得到来自检测器的相同输出判断的情况组合起来，得到逻辑规则或表述。然而，对于这里所讨论的三维情况，通过观察可以简单地得到逻辑规则。将边界判断-1变换成0，可以将逻辑规则形成等式20这里，“·”表示逻辑“与”运算，而+表示逻辑“或”运算。图6是描述按照本发明的一个方面的3D-SSD检测器214的结构方框图。检测器214包括延迟操作器216和218、乘法器220、加法电路222、224和226、分割器228、230、234、“与”电路236和“或”电路238。如图6所描述的那样，将yk提供给延迟操作器216，而该操作器216在其输出处，提供yk-1。这一项还被提供到延迟操作器218，由延迟操作器218在其输出处提供yk-2。乘法器220在其输入244处接收f1。加法电路222在其一个输入端246处接收偏移值ΔE，而在其另外两个输入端处接收yk和yk-2。加法器224与其一个输入端248处偏移值ΔB而在另外两个输入端接收乘法器220的输出250以及yk-2。加法电路226在其第一输入252处接收偏移值ΔA，而在其其他的输入处接收来自乘法器220的输出250以及来自延迟操作器218的yk-2。加法电路222、224和226的输出分别被提供到分割器228、230和234。分割器228、230和234的输出229、231和235如图所示被提供到电路236和238。电路238的输出256提供。所以，检测器214使用一个乘法器、三个分割器、三个加法器和三个二输入端的多路复用器。类似的3D-110检测器可以用三个分割器、三个加法器和二输入端的多路复用器来实现。在上面的讨论中，检测器214是利用了这样一个优点来构成的，即，在每一时间间隔，在信号空间符号图中只出现来自表1的符号2或5中的一个。这是因为MTR=2码在所有的时间里去掉了两个符号中的一个符号。然而，也可以用随时间变化的转换操作限制来去掉参照图5-1和5-2提到的主要差错事件。这样的限制使得三位并且也仅仅是它们能够在预定的时间区间里开始。在一种实施例中，随时间变化的转换操作限制使得三位能够仅在相隔的(即，奇数的或偶数的)时间区间里开始。这种类型的宽松限制使得能够开发具有各个速率的编码。所以，采用时间变化MTR码，可以在相间的时间区间里在信号图中出现两个符号2和5。为了构成按照本发明的3D检测器，必须进行修改，以便适应编码限制中的变化。为了更好地理解检测按照具有时间变化码限制的编码而编码的数据所需的修改，参照深度为2的FDTS/DF树，可以理解按照本发明的信号空间检测器。图7-1描绘了这样一种树280，这里，树具有在奇数时间区间k-3(也用标号282表示)开始的根。图7-2描绘了这样一种具有在偶数时间区间k-3(也标记为286)处开始的根。树280和284都取在不损失通用性的情况下，本讨论在仅允许三位在偶数时间区间里开始的假设下进行下去。尽管树280和284的根描绘出的值，但以后从左到右沿树进行的分支描绘的是取样的值ak-2、ak-1、ak和ak+1。相应的时间区间是沿每一树的底部绘出的，并且在图7-1中是用标号288、290、292和294给出的，而在图7-2中是用标号296、298、300和302给出的。检查树280和284可以看到，由于路径2或路径5中的一条路径违反了编码限制，所以其中的一条是不被允许的。例如，在图7-1中，路径5可以从树剪掉，这是因为它给出在奇数时间区间开始的三位码型(+1,-1,+1,-1)。所以，在根对应于奇数时间区间的地方，这种情况是与前面描述的检测器中的MTR=2相同的。另一方面，如图7-2所示，在根对应于偶数时间区间的地方(以及允许三位在偶数时间区间处开始的地方)，允许有两条分支2和5。为了实现具有时间变化MTR码的FDTS/DF(2)的编码增益，可以在奇数时间处去掉有问题的路径，而在偶数时间处恢复。然而，路径2和5的出现增加了选择树280或284有问题部分的机会。事实上，随着用户密度的增加，这些差错开始变成这样大，而使得它们消除了时间变化MTR码的编码速率好处。所以，按照本发明的一个方面，在时间(而不是时间区间k)上分支2和5又延伸了一步。这样的延伸在图7-1和7-2中标记为2A、2B、5A和5B，并且也用标号304、306、308、310、312、314、316和318表示。如图7-1所示，路径2和5的延伸不会影响分支的修剪。路径2仍然被允许，而路径5仍然不被允许。然而，在图7-2中，路径延伸一个额外的时间区间允许对分支2B的修剪。换言之，分支2A在图7-2中仍然是被允许的，这是因为它不违反时间变化MTR码限制。然而，分支2B却违反编码限制，因为它代表在奇数时间区间开始的三位。类似地，图7-2智能多个分支5B是被允许的，而分支5A是可以被去掉的。图7-2中，修剪以后用路径2A和路径5B代表的其余符号对应于形式为+/-(2,-2,2,2)的差错事件。所以，这两个符号问的间距应当明显大于编码的最小欧几里德距离。在本发明的一个方面中，三维/四维信号空间检测器(3D/4DSSD)是在接受具有三个光标后ISI项的取样下实现的。检测器提供三维检测和四维检测。在三维检测中，检测器通过确定三坐标信号空间中取样矢量的位置来选择数据值。在四维检测中，检测器使用四坐标信号空间中取样矢量的位置来确定数据值。3D/4DSSD采用用时间变化MTR码编码的数据工作良好。当采用具有对于奇数时间区间来说MTR限制为2的MTR码以及对于偶数时间区间来说MTR限制为3时，在奇数时间区间采用三维检测系统，而在偶数时间区间，采用四维检测系统。3D/4DSSD中使用的取样矢量最好用由下述一般取样方程定义的取样之组合来构成yk=ak+f1ak-1+f2ak-2+f3ak-3]]>等式30等式31等式32yk-3=ak-3+f1a^k-4+f2a^k-5+f3a^k-6]]>等式33这里，yk-3是提供给检测器的当前取样，a^k-x]]>是第(k-x)个检测的数据值，而ak-x是第(k-x)个输入值，而被检测的当前输入值是ak-3输入值。所以，在3D/4DSSD的三维部分，取样矢量是基于yk-1、yk-2和yk-3的组合，而在四维部分，取样矢量是基于yk-1、yk-2、yk-3和yk-4的组合。在纯三维检测时，三维取样矢量的位置是在由下面三个轴所定义的三维空间中确定的y’k-1=ak-1+f1ak-2+f2ak-3等式34y’’k-2=ak-2+f1ak-3等式35y’’k-3=ak-3等式36注意，三个轴中的每一个是通过去掉至少一个对各个基本取样起作用的输入值的贡献来形成的。采用上述基本取样方程30-33，通过按照取样定义轴可以看到这一点。于是，轴的定义就变成y'k-1=yk-1-f3a^k-4]]>等式37y''k-2=yk-2-f2a^k-4-f3a^k-5]]>等式38y'''k-3=yk-3-f1a^k-4-f2a^k-5-f3a^k-6]]>等式39正如与本发明的其它实施例中那样，3D/4DSSD用三维信号空间中的边界平面确定奇数时间区间数据值。边界平面是以与上文中等式5-19类似的方式而确定的，得到下面四个位置识别符A:sgn(yk-3+f1yk-2+ΔA)等式40B:sgn(yk-3+f1yk-2+ΔB)等式41C:sgn(yk-3-yk-1+ΔC)等式42D:sgn(yk-3-yk-2+ΔD)等式43这里，sgn(表述式)提供表述式的符号，而值ΔA、ΔB、ΔC和ΔD是由下式给出的偏移值ΔA=(-f1-f1f2)a^k-4-(f2+f1f3)a^k-5-f3a^k-6-f1]]>等式44ΔB=(-f1-f1f2)a^k-4-(f2+f1f3)a^k-5-f3a^k-6+f1]]>等式45ΔC=-(f1-f3)a^k-4-f2a^k-5-f3a^k-6-1]]>等式46ΔD=-(f1-f3)a^k-4-f2a^k-5-f3a^k-6+1]]>等式47这里，当a^k-4]]>是-1和+1时，分别采用平面C和D。在等式40-43中将-1变换成0，检测器输出按照下式提供检测器值a^k-3]]>a^k-3=A+B·C]]>当a^k-4=-1]]>时，等式48a^k-3=A+B·D]]>当a^k-4=+1]]>时，等式49这里，“·”代表逻辑“与”操作，而“+”代表逻辑“或”操作。当试图在一个偶数时间区间内检测数据值时，3D/4DSSD确定在四坐标信号空间中四维取样矢量的位置。如上所述，四维检测期间使用的四维取样矢量是基于yk、yk-1、yk-2和yk-3的组合的，而它们是由上述等式30-33描述的。在四维检测期间，该四维取样矢量矢的位置是由下述四个轴定义的四坐标空间内确定的yk=ak+f1ak-1+f2ak-2+f3ak-3等式50y’k-1=ak-1+f1ak-2+f2ak-3等式51y’’k-2=ak-2+f1ak-3等式52y’’’k-3=ak-3等式53在该四坐标信号空间内，将四维取样矢量的位置与将相应于图7-2的路径2A和5B分离两个符号的边界平面的位置比较。在3D/4DSSD的四坐标信号空间(y’’’k-3,y’’k-2,y’k-1,y’k)中,取样2A和5B分别位于(1,-1+f1,1-f1+f2,1+f1-f2+f3)和(-1,1-f1,-1+f1-f2,-1-f1+f2-f3)处。在四个坐标中，坐标y’’’k-3和yk对取样2A和5B之间的距离贡献最大。采用上述投影技术，2A和5B之间的平面由下式描述(y’’’k-3-1)2+(yk-(1+f1-f2+f3))2=(y’’’k-3+1)2+(yk-(-1-f1+f2-f3))2等式54这一方程简化成y’’’k-3+(1+f1-f2+f3)yk=0等式55用上述等式39代换y’’’k-3，等式55变成yk-3+(1+f1-f2+f3)yk-f1a^k-4-f2a^k-5-f3a^k-6=0]]>等式56采用上述标号，位置标识符P于是就定义为P:sgn(yk-3+(1+f1-f2+f3)yk-1+ΔP)等式57这里，ΔP是由下式定义的ΔP=-f1a^k-4-f2a^k-5-fsa^k-6]]>等式58由于两个符号2A和5B对应于形式+/-(2,-2,2,2)的差错事件，所以两个符号之间的距离应当显著大于编码的最小欧几里得距离。所以，等式57可以进一步简化，而不会显著影响检测器的性能，而得到P:sgn(yk-3+yk+ΔP)等式59在四维检测中，三维检测中使用的等式40-43的位置标识符A、B、C和D继续有效。采用这些位置标识符和等式59的位置标识符P，偶数时间区间内的四维逻辑检测方程变成a^k-3=A+B·C+B·D·F]]>等式60这里，“·”代表逻辑“与”操作，“+”代表逻辑“或”操作，并且A、B、C、D和P包括必要时0至-1的映射。注意，位置标识符中没有一个是依赖于另一个位置标识符号的。换句话说，每一个标识符号的确定是与另一个标识符号无关的。还要注意的是，等式60的四维逻辑表述式的形式是不取决于位置标识符的值的。在本发明的一种实施例中，3D/4DSSD是用图8中的全速率检测器400实现的。检测器400包括延迟操作器402、404和406、乘法器408、加法电路410、412、414、416和418、分割器420、422、426和428、“与”电路452、454和456、“或”电路458和460以及多路复用器462和464。延迟操作器402、404和406是串联连接在一起的，并且分别提供输出403、405和407。延迟操作器402在其输入处接收yk，从而串联的延迟操作器402、404和406在各个输出403、405和407处提供yk-1,yk-2，和yk-3。乘法器408在其输入处接收f1和yk-2，并且在其输出处产生这两个值的乘积，并且这个输出是与加法电路416和418相连的。除了接收乘法器408的输出以外，加法电路418还接收yk-3和ΔA。加法电路418将其输入相加，产生提供给分割器428的输出，当和值大于等于0时分割器产生1，而如果和值小于0则产生0。加法电路418与分割器428一起执行等式40所描述的功能。加法电路416接收乘法器408的输出与yk和ΔB。加法电路416将其输入值的和提供给分割器426，该分割器的工作方式与分割器428是相似的。加法电路416与分割器426一起执行由等式41所描述的功能。加法电路410和412中的每一个接收yk-1和yk-3。另外，加法电路410和412分别接收ΔC和ΔD。加法电路410从yk-3中减去yk-1，再加上ΔC，得到提供给分割器420的输出，而分割器420的工作方式与分割器426和428是相似的。加法电路410和分割器420一起执行等式42的功能。加法电路412从yk-3中减去yk-1，再加上ΔD，得到提供给分割器422的输出，而分割器422的工作方式与分割器426和428是相似的。加法电路412和分割器422一起执行等式43的功能。加法电路414接收yk、yk-3和ΔP，并将它们的和提供给分割器424，而分割器424的工作方式与分割器426是相似的。加法电路414和分割器424一起执行等式59的功能。奇数位时间里数据值的检测是由“与”门电路452、“或”门电路458和多路复用器462决定的，而这些电路共同执行等式48和49的逻辑。根据a^k-4]]>的值，多路复用器462传送分割器420代表位置标识符C的输出、或者分割器422代表位置标识符D的输出。具体地说，当a^k-4]]>是0时，传送分割器420的输出，而当a^k-4]]>是1时，传送分割器422的输出。多路复用器462的输出与分割器426的输出一起，被提供到“与”门电路452，代表位置标识符B。“与”门电路452对这些输入值执行逻辑“与”操作，并将一输出提供给“或”门电路458，该“或”门电路也接收分割器428代表位置标识符号A的输出。“或”门电路458对这两个输入值进行逻辑“或”运算，并将其输出提供给多路复用器464，如果被检测的当前值是在不允许三位的时间区间内的，则多路复用器464给出输出值。“与”门电路454分别接收分割器422、424和426代表位置标识符D、P和B的输出，并根据这些输入提供逻辑“与”输出。“与”门电路456接收分割器420和426分别代表位置标识符C和D的输出，并根据其输入，提供逻辑“与”输出。“与”门电路454和456的输出与分割器428的输出一起由“或”门电路460接收，代表位置标识符A。“或”门电路460对其输入执行逻辑“或”运算，如果三位是允许的，则产生由多路复用器464传输出的输出，作为检测值。在3D/4DSSD的另一种实施例中，构成的检测器作为一个半速率检测器，能够在二倍于输入符号的频率下工作。这样一种检测器的方框图结构见图9中的检测器498所示。检测器498有两个分别接收yk和yk-1的输入500和502。二延迟电路504和506延时输入500和502的信号两个时间周期分别在线路508和510上产生yk-2和yk-1。线路508和510与偶数时间周期电路512相连，它包括乘法器540、加法电路514、516、518、520和522、分割器524、526、528、530和532、与门电路534和536以及或门电路538。偶数时间周期电路512以与图8中与偶数时间周期数据值的检测相关的检测器部分类似的方式工作。因此，与门电路534和536以及或门电路538与检测器400的与门电路454和456以及或门电路460执行相同的逻辑运算。偶数时间周期电路512的输出是检测值a^k-4]]>。图9中的检测器498还包括两个奇数时间周期电路550和552，它们分别执行等式49和48的功能。具体地说，奇数时间周期电路550包括加法电路554、556和558、分割器560、562和564、与门电路566和或门电路568，而奇数时间周期电路552包括加法电路570、572和574、分割器576、578和580、与门电路582和或门电路584。加法电路570、572、554和556分别将yk-2加到乘法器590产生的yk-1和f1的乘积以及ΔA0、ΔB0、ΔA1和ΔB1。加法电路574和558分别从yk-2与ΔC0和ΔD1的和中减去yk。ΔA0、ΔB0和ΔC0分别等于等式44、45和46的值。而a^k-4]]>等于0。ΔA1、ΔB1和ΔD1分别等于等式44、45和47的值。而a^k-4]]>等于1。加法电路570、572、574、554、556和558的输出分别提供到分割器576、578、580、560、562和564。每个分割器在输入值是0或大于0时，产生一个+1，而在它们的输入值小于0时，则产生0。分割器578和580的输出提供到与门电路582，对两个输入执行逻辑与功能。与门电路582的输出与分割器576的输出一起被提供到或门电路584。或门电路584对两个输入执行逻辑或运算，产生与等式48对应的可能的检测输出。分割器562和564的输出提供到与门电路566，执行对于两个输入的逻辑与功能。与门电路566的输出与分割器560的输出一起提供到或门电路568。或门电路568对两个输入执行逻辑或运算，产生与等式49对应的可能的检测输出。所以，奇数时间周期电路552和550分别取a^k-4]]>等于0和1，并根据这一假设计算可能的检测值。这一假设在检测器498中是必要的，这是因为a^k-3]]>是在已经确定了a^k-4]]>之前计算的。一旦a^k-4]]>已经由偶数时间周期电路512确定以后，a^k-4]]>的值用来选择a^k-3]]>，后者是使用a^k-4]]>的正确假设计算的。这一选择是由多路复用器592执行的，该多路复用器592当a^k-4]]>为0时传送来自奇数时间周期电路552的a^k-3]]>值，而当a^k-4]]>为1时传送来自奇数时间周期电路550的a^k-3]]>值。所以，可以看到，本发明采用用于MTR-编码信道的信号空间检测器。由于对信道响应是没有强制限制的，所以检测器可以用在广泛的用户密度范围里。同时，信号空间检测器是按照本发明采用MTR=2限制以及时间变化MTR码来实现的。采用MTR=2码，检测器在较低的用户密度下在3D-110检测器上提供显著的增益。采用更高速率的时间变化MTR码，特别是在更高的密度下，可以进一步提高性能。本发明提供了一种磁盘驱动器110中的检测器，它包括用来在第一信号空间y’’’k-3、y’’k-2、y’k-1中确定取样矢量yk-3、yk-2、yk-1的位置的第一检测器部分462、452、458。检测器400还包括用来在第二信号空间y’’’k-3、y’’k-2、y’k-1、yk中确定第二取样矢量yk-3、yk-2、yk-1yk的位置的第二检测器部分454、456、460、464。这一确定是用逻辑表达式、等式60将多个位置指示符(indicator)A、B、C、D和P组合起来。每一位置指示符提供相对于各个边界表面A、B、C、D或P的第二取样矢量的位置0或1。逻辑表达式和位置标识符是独立于其他位置标识符的值的。本发明也是一种方法。该方法包括至少确定两个位置标识符A、B、C和D，这些位置标识符给出第一信号空间y’’’k-3、y’’k-2、y’k-1中，相对于各个边界A、B、C和D的的取样矢量yk-3、yk-2、yk-1的位置。随后根据位置标识符，确定第一数据值a^k-3]]>。当每一附加位置标识符指示第二信号空间y’’’k-3、y’’k-2、y’k-1、yk中相对于各个边界表面A、B、C、D和P的第二取样矢量y’’’k-3、y’’k-2、y’k-1、yk的位置时，至少两个附加位置标识符A、B、C、D和P被确定。随后，通过用判决等式60将附加位置标识符组合起来确定第二数据值a^k-3]]>。判决等式60的格式是独立于附加位置标识符的值的。本发明还可以用作执行上述步骤的信号空间检测器。应当理解，尽管在上述说明中在描述本发明各种各种实施例的结构和功能时已经描述了本发明的许许多多的特征和各种实施例的优点，但这些描述仅是描述性的，各种细节是可以有变更的，特别是在本发明的原理中对部件结构和安排的变更，变更的程度可以在由权利要求书所限定的最宽的范围内。例如，特定元件可以根据特定的局部响应目标和MTR码而变更，同时基本保持相同的功能，而不偏离本发明的范围和精神。另外，尽管这里所描述的较佳实施例针对的是磁盘驱动器系统的信号空间检测器，但本领域中的普通技术人员可以理解，本发明的原理也可以应用于其他的系统，如磁带驱动器、光盘驱动器或磁一光驱动器系统，而不偏离本发明的范围和精神。权利要求1．一种磁盘驱动器中的检测器，所述检测器采用由多个相关的临时分开的数据取样形成的取样矢量来检测数据值，其特征在于，所述检测器包含第一检测器部分，用来通过确定第一信号空间中第一取样矢量的位置来检测第一数据值；以及第二检测器部分，用来通过确定第二信号空间中第二取样矢量的位置来检测第二数据值，所述确定是采用逻辑表达式组合多个位置指示符作出的，每一位置指示符提供相对于各个边界表面的第二取样矢量的位置，所述逻辑表达式和位置指示符的值是独立于其他位置指示符的值的。2．如权利要求1所述的检测器，其特征在于，所述第一信号空间有(N-1)个坐标，而所述第二信号空间有N个坐标。3．如权利要求1所述的检测器，其特征在于，所述数据取样是基于输入值的，所述输入值是采用在多个时间区间上的第一限制和第二限制之间变化的时间变化最大转换运行(run)限制来编码的。4．如权利要求3所述的检测器，其特征在于，所述第一检测器检测相应于根据第一限制编码的输入值的数据值，所述第二检测器检测相应于根据第二限制编码的输入值的数据值。5．如权利要求1所述的检测器，其特征在于，所述第一检测器部分用多个位置指示符确定所述第一取样矢量的位置，每一位置指示符提供所述第一取样矢量相对于各个相关的边界表面的位置。6．如权利要求5所述的检测器，其特征在于，至少一个边界表面是由所述第一检测器部分和所述第二检测器部分使用的。7．如权利要求6所述的检测器，其特征在于，所述第一检测器部分使用的所有边界表面被所述第二检测器部分所使用，并且其中，所述第二检测器部分还采用另外一个边界表面。8．如权利要求7所述的检测器，其特征在于，与所述另外的边界相关的位置指示符是部分地根据不在所述第一信号空间中的第二信号空间确定的。9．如权利要求1所述的检测器，其特征在于，所述位置指示符是第一值和第二值中的一个，所述第一值表示所述取样矢量在相关边界表面的第一侧，而所述第二值表示所述取样矢量在边界表面的第二侧。10．一种根据从磁盘驱动器中的磁盘读取的取样读信号检测数据值的方法，所述取样读信号包括多个时间区间中提供的数据取样，其特征在于，所述方法包含下述步骤(a)确定至少两个位置标识符，每一位置标识符表示相对于第一信号空间中各个边界表面取样矢量的位置；(b)根据所述位置标识符确定第一数据值；(c)确定至少两个另外的位置标识符，每一个另外的位置标识符表示第二取样矢量相对于第二信号空间中各个边界表面的位置；以及(d)采用一判决等式通过组合所述另外的位置标识符来确定第二数据值，所述判决等式的格式是独立于所述另外的位置标识符的值的。11．如权利要求10所述的方法，其特征在于，所述每一个另外的位置标识符的值是相互独立的。12．如权利要求10所述的方法，其特征在于，所述第二信号空间包含四个坐标，而所述第一信号空间包含三个坐标。13．如权利要求12所述的方法，其特征在于，所述取样矢量包含三个临时分开的数据取样，所述第二取样矢量包含四个临时分开的数据取样。14．如权利要求13所述的方法，其特征在于，所述第二信号空间的四个坐标包含(ak+f1ak-1+f2ak-2+f3ak-3),(ak-1+f1ak-2+f2ak-3),(ak-2+f1ak-3)和(ak-3)，这里，ak是第k个输入值，并且f1、f2和f3是比例常数。15．如权利要求14所述的方法，其特征在于，所述第一信号空间的三个坐标包含(ak-1+f1ak-2+f2ak-3),(ak-2+f1ak-3)和(ak-3)。16．如权利要求15所述的方法，其特征在于，所述第二取样矢量包含四个取样，分别包含(ak+f1ak-1+f2ak-2+f3ak-3)，以及17．如权利要求10所述的方法，其特征在于，在所述第二信号空间中有五个边界表面。18．如权利要求10所述的方法，其特征在于，所述读信号是基于输入值的，所述输入值是已经采用在多个时间区间上在第一限制和第二限制之间周期变化的时间变化最大转换运行限制编码的。19．如权利要求10所述的方法，其特征在于，所述步骤(a)和(c)是同时发生的。20．一种检测从磁盘驱动器中的磁盘读取并提供作为取样读信号的数据的检测器，所述取样读信号包括在多个时间区间内的数据取样，其特征在于，它包含接收数据取样的接收器；以及与所述接收器耦合的检测装置，用来检测按照具有时间变化最大转换运行限制而编码的数据。全文摘要本发明的检测器(400)用来检测数据值,并且数据信号被取样,以提供临时分开的数据取样。第一检测器部分(462,452,458)用来确定在第一信号空间中第一取样矢量的位置。第二检测器部分(454,456,460)用来确定在第二信号空间中第二取样矢量的位置。第二检测器部分采用逻辑表达式将多个位置指示符组合起来确定位置。每一位置指示符提供第二取样矢量相对于各个边界表面的位置。逻辑表达式的形式是独立于位置指示符的值的。另外,每一位置指示符是独立于所有其他的位置指示符的。文档编号H03M5/00GK1301432SQ98813785公开日2001年6月27日申请日期1998年9月9日优先权日1998年2月24日发明者B·鲁布,H·R·沙菲申请人:西加特技术有限责任公司