GPR均衡和檢測的聯(lián)合設(shè)計(jì)方案

磁記錄信道部分的研究一直是個(gè)熱點(diǎn)。Piya Kovintavewat提出垂直磁記錄GPR波形均衡設(shè)計(jì)的指導(dǎo)思想，此思路成為磁記錄信道的領(lǐng)航標(biāo)志。GPR波形對(duì)于研究高磁記錄密度信道模型很有意義，其可通過非整數(shù)系數(shù)的調(diào)節(jié)，達(dá)到與真實(shí)磁記錄信道更為近似的效果，其又能與均衡器聯(lián)合設(shè)計(jì)，通過對(duì)均衡器系數(shù)加以限制實(shí)現(xiàn)對(duì)噪聲白化。

基于部分響應(yīng)的磁記錄信道的檢測器，主要有維特比檢測器。但是，隨著噪聲環(huán)境變化，噪聲相關(guān)性降低了Viterbi算法性能。為改善系統(tǒng)性能，有針對(duì)噪聲進(jìn)行預(yù)測分析的NPML技術(shù)，有針對(duì)相關(guān)噪聲的最大似然檢測器，但由于復(fù)雜度較高，均未被廣泛采用。相對(duì)次優(yōu)且易于實(shí)現(xiàn)的方法一直受到研究者追捧，如對(duì)Viterbi檢測器的分支度量進(jìn)行修正的方法。因此，綜合考慮磁信道模型與信道檢測的聯(lián)合設(shè)計(jì)成為一種新的研究趨勢(shì)。個(gè)部分，信道設(shè)計(jì)部分與檢測器設(shè)計(jì)部分。

第一部分需要建立垂直磁記錄信道的模型，使得均衡器輸出波形與真實(shí)信道最接近。從通信的觀點(diǎn)看，磁記錄信道相當(dāng)于通信系統(tǒng)的信道，由于脈沖擁擠而使磁記錄信道中傳輸?shù)男盘?hào)產(chǎn)生符號(hào)間干擾，即碼間串?dāng)_。為了消除碼間串?dāng)_，可靠地傳輸波形，同時(shí)又能有效地利用傳輸頻帶，在某些特定的情況下，人們通過一定的波形設(shè)計(jì)以使碼間串?dāng)_得到控制。根據(jù)耐奎斯特準(zhǔn)則，將經(jīng)過不同延遲的沖擊脈沖進(jìn)行疊加，然后通過理想低通濾波器，就可以得到各種具有不同特點(diǎn)的波形。其中部分響應(yīng)波形的基本特點(diǎn)是：一個(gè)符號(hào)的響應(yīng)并不局限在一個(gè)符號(hào)持續(xù)時(shí)間內(nèi)，而是延伸到前后若干個(gè)符號(hào)的持續(xù)期間中。這種延伸在相鄰符號(hào)抽樣 2]實(shí)現(xiàn)PR目標(biāo)波形和均衡器的聯(lián)合設(shè)計(jì)。

第二部分是檢測器的設(shè)計(jì)，最為廣泛的應(yīng)用是PRML技術(shù)，該技術(shù)實(shí)際上是通信理論中部分響應(yīng)PR（Partial Response）和最大似然ML（Maximum Likelihood）兩種信號(hào)處理方法的統(tǒng)一運(yùn)用。這兩種技術(shù)在磁記錄設(shè)備中以特定方式一起應(yīng)用，構(gòu)成PRML系統(tǒng)，其工作原理為通道的讀出信號(hào)（含有碼間干擾）被均衡為部分響應(yīng)信號(hào)，然后通過最大似然檢測，即維特比檢測來恢復(fù)原始數(shù)據(jù)。本設(shè)計(jì)方案旨在通過GPR均衡設(shè)計(jì)將噪聲白化后，聯(lián)合檢測器設(shè)計(jì)以獲取系統(tǒng)性能的改善。

將真實(shí)磁記錄信道等效部分PR信道時(shí)，其無限長的碼間干擾問題轉(zhuǎn)變成為部分響應(yīng)波形碼間干擾已知的情況，基于碼間干擾已知的信道，最大似然序列檢測為最優(yōu)的選擇。其復(fù)雜度相對(duì)MAP算法要小些，硬件可實(shí)現(xiàn)性強(qiáng)。本設(shè)計(jì)中選用最大似然序列譯碼算法。

2結(jié)束語

本文對(duì)磁記錄信道均衡和檢測技術(shù)進(jìn)行了研究，提出一種基于GPR目標(biāo)響應(yīng)均衡和檢測聯(lián)合設(shè)計(jì)的方法。采用這種聯(lián)合設(shè)計(jì)方法，既滿足與真實(shí)磁記錄信道最為接近的PR波形，又基于逼近真實(shí)信道的GPR系數(shù)決定的檢測器，為整個(gè)系統(tǒng)的性能改善提供了很好的保障。