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การประมวลผลสัญญาณสำหรับการจัดเก็บข้อมูลดิจิทัล เล่ม 3: การออกแบบวงจรภาครับขั้นสูง

Published by Piya Kovintavewat, 2018-03-06 21:00:49

Description: เพื่อรองรับการเปลี่ยนแปลงอย่างรวดเร็วของเทคโนโลยีการบันทึกข้อมูลในฮาร์ดดิสก์ไดรฟ์ หนังสือเล่มนี้ได้ถูกจัดทำขึ้นเพื่อรองรับระบบการประมวลผลสัญญาณของฮาร์ดดิสก์ไดรฟ์ที่ใช้การถอดรหัสแบบวนซ้ำ รวมทั้งอธิบายเทคโนโลยีการบันทึกข้อมูลแบบใหม่ที่จะนำมาใช้แทนเทคโนโลยีการบันทึกข้อมูลที่ใช้ในปัจจุบัน ได้แก่ เทคโนโลยีการบันทึกเชิงแม่เหล็กที่มีการจัด
รูปแบบบิต (BPMR: bit-patterned magnetic recording) และเทคโนโลยีการบันทึกเชิงแม่เหล็กที่ใช้ความร้อนเข้าช่วย (HAMR: heat-assisted magnetic recording) เพื่อรองรับความจุข้อมูลที่สูงยิ่ง โดยหนังสือเล่มนี้จะเหมาะสำหรับผู้ที่มีพื้นฐานทางด้านระบบการประมวลผลสัญญาณของฮาร์ดดิสก์ไดรฟ์ เพราะฉะนั้นผู้เขียนขอแนะนำให้ผู้อ่านศึกษาหนังสือ เล่ม 1 (พื้นฐานช่องสัญญาณอ่าน-เขียน) และ เล่ม 2 (การออกแบบวงจรภาครับ) ให้เข้าใจก่อนที่จะศึกษาหนังสือเล่มนี้ เพื่อจะได้เข้าใจเนื้อหาต่างๆ ในหนังสือเล่มนี้ได้รวดเร็วมากยิ่งขึ้น

Keywords: ฮาร์ดดิสก์ไดรฟ์,การประมวลผลสัญญาณ,Bit-patterned magnetic recording,Heat-assisted magnetic recording

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รศ.ดร.ปยะ โควินททวีวัฒน โปรแกรมวศิ วกรรมโทรคมนาคม คณะวิทยาศาสตรและเทคโนโลยี มหาวิทยาลัยราชภัฏนครปฐม

กสาำรหปรรบั ะกมาวรลจผดั ลเกสบ็ ญั ขญอ้ มาณูลด ิจทิ ัลเลม่ 3 : การออกแบบวงจรภาครับขั้นสงู VSioglnuaml ePrIoIIce:sAsidnvgafnocreDdiRgietcaeliDveartaDSetsoigrnageสงวนลขิ สทิ ธิต์ ามพระราชบัญญตั ิลขิ สิทธ์ิหา้ มลอกเรยี นแบบไมว่ า่ ส่วนใด สว่ นหนึง่ ในหนงั สอื เล่มน้ี ไม่ว่าในรปู แบบใดๆนอกจากจะไดร้ บั อนุญาตเป็นลายลักษณอ์ กั ษรจากผเู้ ขียนเท่าน้ันข้อมูลทางบรรณานุกรมของหอสมุดแห่งชาติปิยะ โควินท์ทวีวฒั น์ การประมวลผลสัญญาณสำหรับการจัดเกบ็ ข้อมลู ดจิ ทิ ัล เลม่ 3 : การออกแบบวงจรภาครับข้นั สงู ./ ปิยะ โควนิ ทท์ ววี ฒั น.์ —นครปฐม: โปรแกรมวิศวกรรมโทรคมนาคม คณะวิทยาศาสตรแ์ ละ เทคโนโลยี มหาวิทยาลัยราชภัฏนครปฐม, 2554 ISBN : 978-974-350-900-1พิมพค์ รง้ั ท่ี 1 สงิ หาคม 2554 348 หนา้ ราคา 270 บาทผ้จู ดั พิมพ ์ : รศ.ดร.ปิยะ โควินทท์ วีวัฒน์พมิ พ์ที ่ : บรษิ ัท เพชรเกษม พร้ินต้ิง กรุป๊ จำกัด 18/49 ถ.ทรงพล ต.ลำพยา อ.เมือง จ.นครปฐม 73000 โทรศัพท์ : 0-3425-9758-9, 0-3425-9111 โทรสาร : 0-3425-3465

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¬´¥œ³œ™™Ê· 1 œ™›Ï´ .......................................................................................................... 1 1.1 ¥²œœƒ´¥Š–³ ƒœÉ „¯n £»§–¶Š¶™§³ ......................................................................................... 1 1.2 ܜŠÏ´§¯‰Œ¯m ‰¬³´•„¯‰°´¥–q –¶¬ƒÆq –¥¡q ................................................................. 2 1.3 ܜŠÏ´§¯‰Œ¯m ‰¬³ ´•¯–º £†—¶ ................................................................................... 7 1.4 ƒ´¥˜¯–¥­¬³ ܜ©›Ï´Ë ................................................................................................ 8 1.5  Ë›¹ ’´›Ã§²†Ï´ª³ ™™q ›Ê· m´¬›ÅŠ....................................................................................... 9 1.5.1 ƒ´¥—–³ ¬›¶ Ŋܜ°´¥q–ç²Ãœœ¯¡—q .............................................................. 10 1.5.2 ¯³—¥´¬©m ›†©¥Š²ÂÉ›Ãœœ§¯ƒ´¥™¶ £¸ ................................................................. 10 1.5.3 „n¯£»§Â¯´—q —º ܜ¯¡—„q ¯‰Œ¯m ‰¬³ ´• ....................................................... 12 1.5.4 ©‰Š¥˜¯–¥­³¬Ãœœ SISO................................................................................. 13 1.6 ¬¥º™´n ¤œ™ ............................................................................................................... 15 1.7 ܜŸ¸ƒ­–³ ™´n ¤œ™ ..................................................................................................... 15œ™™Ê· 2 ¥­¬³ ™¯¥Äq œ............................................................................................... 17 2.1 ¥­³¬†¯›Ä©§»Œ³›......................................................................................................... 18 2.1.1 ƒ´¥Â„´n ¥­³¬..................................................................................................... 18 2.1.2 ƒ´¥˜¯–¥­¬³ ................................................................................................... 25 2.2 ¯§³ ƒ¯¥™¶ ¸£ BCJR ...................................................................................................... 27 2.2.1 ܜŠ´Ï §¯‰„¯‰Œ¯m ‰¬³ ´•ç²Ãž›¢´ Â™¥§§¬¶ ........................................... 27 2.2.2 ©‰Š¥—¥©Š­´Â­£´²™Ê¬· º– .................................................................................. 29 2.2.3 ƒ´¥†Ï´›©•­´†´m  ´¥´£¶Â—¯¥„q ¯‰¯§³ ƒ¯¥™¶ ¸£ BCJR .......................................... 31

2.2.4 ¯§³ ƒ¯¥¶™£¸ BCJR ¬´Ï ­¥³œœ¶—„n¯£»§ÃœœÆœ›´¥·................................................ 35 2.2.5 ¬¥º „›³Ë —¯›ƒ´¥™Ï´‰´›„¯‰¯³§ƒ¯¥™¶ £¸ BCJR................................................... 36 2.2.6 „¯n ¬³‰Âƒ—„¯‰¯§³ ƒ¯¥™¶ £¸ BCJR....................................................................... 36 2.3 ¥­¬³ ™¯¥qĜ............................................................................................................... 46 2.3.1 ©‰Š¥Â„n´¥­³¬Â™¯¥Äq œ........................................................................................ 47 2.3.2 ©‰Š¥£³§—¶  §ÉƒÂ¯¥Ãq §²©‰Š¥–·£³§—¶  §ÉƒÂ¯¥q ................................................. 47 2.3.3 ©‰Š¥˜¯–¥­³¬Â™¯¥qĜ...................................................................................... 48 2.3.4 ©‰Š¥¯¶›Â™¯¥q§¡· ©¯¥q...................................................................................... 50 2.3.5 ž§ƒ´¥™–§¯‰ ................................................................................................ 52 2.3.6 ©‰Š¥Â„´n ¥­³¬Ã§²˜¯–¥­¬³ ™¯¥qĜܜ—¯m ¯›ƒº ¥£............................................. 54 2.4 ¯†· ©¯Æ§ÂŒ›³ ܜ™¯¥qĜ.......................................................................................... 56 2.4.1 ¬£¥¥˜›²„¯‰¯·†©¯Æ§Â¯¥qܜ™¯¥Äq œ .......................................................... 60 2.5 ¬¥º™n´¤œ™ ............................................................................................................... 62 2.6 ܜŸ¸ƒ­–³ ™´n ¤œ™ ..................................................................................................... 63œ™™Ê· 3 ©‰Š¥—¥©Š­´Ãœœ¯¡—q ............................................................................. 65 3.1 œ™›Ï´ ....................................................................................................................... 66 3.2 ¯§³ ƒ¯¥™¶ £¸ MAX-LOG-MAP ................................................................................... 66 3.2.1 ¬¥º„›³Ë —¯›ƒ´¥™Ï´‰´›„¯‰¯³§ƒ¯¥™¶ £¸ Max-Log-MAP.................................... 69 3.2.2 „¯n ¬‰³ ƒ—„¯‰¯³§ƒ¯¥™¶ ¸£ Max-Log-MAP........................................................ 77 3.3 ¯§³ ƒ¯¥¶™£¸ LOG-MAP.............................................................................................. 77 3.4 ¯§³ ƒ¯¥¶™¸£ SOVA ..................................................................................................... 81 3.4.1 ƒ´¥­´†m´ LLR „¯‰œ—¶ „¯n £»§ .......................................................................... 82 3.4.2 „n¯¬³‰Âƒ—„¯‰¯³§ƒ¯¥™¶ ¸£ SOVA ...................................................................... 87 3.4.3 ¬¥º „³›Ë —¯›ƒ´¥™Ï´‰´›„¯‰¯§³ ƒ¯¥™¶ £¸ SOVA .................................................. 87 3.5 ¯§³ ƒ¯¥¶™£¸ BI-DIRECTIONAL SOVA ......................................................................... 93 3.5.1 ƒ´¥­´†´m LLR „¯‰œ—¶ „¯n £»§ .......................................................................... 95 3.5.2 ¬¥º „³›Ë —¯›ƒ´¥™Ï´‰´›„¯‰¯³§ƒ¯¥™¶ £¸ SOVA ܜ¬¯‰™ª¶ ™´‰ ........................ 97 3.6 †©´£œ³ ¯n ›„¯‰©‰Š¥—¥©Š­´Ãœœ¯¡—q................................................................. 102

3.7 ¬¥º ™n´¤œ™ ............................................................................................................. 104 3.8 ܜŸ¸ƒ­–³ ™´n ¤œ™ ................................................................................................... 105œ™™Ê· 4 ¥­¬³ 淪 · · · .......................................................................................... 107 4.1 œ™›Ï´...................................................................................................................... 107 4.1.1 ¥­¬³ œ§¯É ƒÂŒ¶‰Â¬n›......................................................................................... 107 4.1.2 £™¥ƒ¶ —q ³©ƒÏ´Â›–¶ ......................................................................................... 108 4.1.3 £™¥ƒ¶  q ´¥—¶ ·ÂŒƒÉ ......................................................................................... 109 4.1.4 ¥²¤²™´‰›n¯¤¬–º „¯‰¥­¬³ .............................................................................. 110 4.1.5 ƒ´¥˜¯–¥­¬³ œ§É¯ƒÂŒ¶‰Â¬n› ............................................................................ 111 4.2  Ë¹›’´›„¯‰¥­¬³ 淪 · ··......................................................................................... 112 4.2.1 ¥­¬³ 淪· ·· ¥ƒ—¶....................................................................................... 113 4.2.2 ¥­¬³ 淪· · Æ· £m¬£Ê´Ï ¬£¯ ............................................................................. 115 4.2.3 ƒ„¯‰Æ°Â ¯¥qĜ§¶ƒÃ™›ÂŠ›—q ...................................................................... 116 4.3 ƒ´¥Â„n´¥­³¬Ã¯§–· · ·................................................................................................ 119 4.4 ƒ´¥˜¯–¥­¬³ 淪· · ·.............................................................................................. 121 4.4.1  Ë¹›’´›Å›ƒ´¥˜¯–¥­¬³ 淪 · · · ................................................................... 121 4.4.2 ©‘³ Šƒ³ ¥„¯‰¥­¬³ 淪 · · · ............................................................................... 125 4.4.3 ƒ´¥­´†´m LLR „¯‰œ¶—„¯n £»§ ........................................................................ 127 4.4.4 ¯§³ ƒ¯¥™¶ £¸ ƒ´¥ž´m ›„m´©¬´¥ ............................................................................ 132 4.5 ƒ´¥¬¥´n ‰Â£™¥¶ƒ q ´¥¶—·ÂŒƒÉ ....................................................................................... 139 4.5.1 ¥­¬³ 淪· · · ¥ƒ—.¶ ...................................................................................... 139 4.5.2 ¥­³¬Ã¯§–· · ·ÃœœÃ˜©§Ï´–³œ.......................................................................... 142 4.5.3 ¥­¬³ 淪 · ·Ã· œœÃ˜©§Ï´–œ³ ™Ê˜· ƒ» ¥œ³ ¥‰º ...................................................... 143 4.5.4 „¯n ¬‰³ ƒ—...................................................................................................... 146 4.6 ž§ƒ´¥™–§¯‰ ......................................................................................................... 147 4.6.1 Œ¯m ‰¬³ ´• AWGN ................................................................................... 147 4.6.2 Œ¯m ‰¬³´•Üœ©›´ÏË ................................................................................. 150 4.7 ¬¥º ™n´¤œ™ ............................................................................................................. 153

4.8 ܜŸ¸ƒ­–³ ™n´¤œ™ ................................................................................................... 154œ™™Ê· 5 ƒ´¥¥²¤ƒº —Åq Œ‰n ´›ƒ´¥˜¯–¥­¬³ ܜ©›´ÏË ............................................... 155 5.1 ƙ££Ê‰¶ ¥†¶ ¡³ ©¯¥·Ãœœ©›´ÏË ....................................................................................... 155 5.1.1 ܜŠÏ´§¯‰Œm¯‰¬³ ´• ............................................................................... 157 5.1.2 ƙ££Ê¶‰¥¶†³¡Â©¯¥·Ãœœ™Ê·ÅŒƒn ³›™©³Ê Ɲ................................................................. 158 5.1.3  ¯Â¯¥Æq ©Â©¯¥qƙ££Ê¶‰¥†¶ ³¡Â©¯¥· ................................................................... 162 5.1.4  ¯Â¯¥Æq ©Â©¯¥Æq ™££Ê‰¶ ¥†¶ ³¡Â©¯¥Ã· œœ©›Ï´Ë .................................................... 167 5.2 ƒ´¥§–ž§ƒ¥²™œ„¯‰†©´£„¥º„¥²ÂŒ¶‰†©´£¥¯n ›Ãœœ©›´ÏË .......................................... 181 5.2.1 ܜŠÏ´§¯‰Œm¯‰¬³ ´• ............................................................................... 183 5.2.2 ܜŠ´Ï §¯‰¬³´• TA ............................................................................... 184 5.2.3 ©¶šƒ· ´¥—¥©Š­´Ã§²ÃƒÆn „ TA ......................................................................... 185 5.2.4 ©¶šƒ· ´¥—¥©Š­´Ã§²ÃƒÆn „ TA ܜ©›´ÏË ........................................................ 188 5.2.5 ž§ƒ´¥™–§¯‰ .............................................................................................. 189 5.2.6 ¬¥ºž§ƒ´¥™–§¯‰........................................................................................ 192 5.3 ¬¥º ™´n ¤œ™ ............................................................................................................. 193 5.4 ܜŸ¸ƒ­–³ ™n´¤œ™ ................................................................................................... 194œ™™Ê· 6 ™†Ä›Ä§¤· BPMR .................................................................................. 195 6.1 œ™›Ï´ ..................................................................................................................... 196 6.2 ©¶©³”›´ƒ´¥„¯‰Â™†Ä›Ä§¤· BPMR ............................................................................ 198 6.2.1 ¬Ê¯¹ œ›³ ™ƒ¸ ..................................................................................................... 198 6.2.2 ¥²œœƒ´¥œ›³ ™ƒ¸ Œ‰¶ ãm­§ƒÉ ¬´Ï ­¥œ³ BPMR ................................................... 199 6.2.3 ƒ´¥¥²£©§ž§¬³´•Å›¥²œœ BPMR ...................................................... 201 6.3 ž§—¯œ¬›¯‰¬³ ´• §³ ¬„q ¯‰¥²œœ BPMR........................................................... 204 6.3.1 ƒ´¥ŠÏ´§¯‰ž§—¯œ¬›¯‰¬³´• §³ ¬Ãq œœ¬¯‰£¶—¶ ......................................... 205 6.3.2 ž§ƒ¥²™œ™Ê· ƒ–¶ Š´ƒÆ¯Ã§›–qç²¥»™¥‰„¯‰­³©¯m´›........................................ 212 6.4 ܜŠÏ´§¯‰„¯‰¬³ ´•¯´m ›ƒ§œ³ ś¥²œœ BPMR .................................................... 217 6.4.1 †´m ¥²£´•„¯‰¬³´• §³ ¬q BPMR ........................................................... 218

6.4.2 †´m ¥²£´•„¯‰¬³´• ³§¬q BPMR ™Ê£· ·¬³ ´•¥œƒ©›¬Ê¹¯œ›³ ™ƒ¸ .............. 220 6.4.3 ܜŠ´Ï §¯‰Œm¯‰¬³ ´• BPMR ™ÊÆ· £—m ¯m ›ʹ¯‰™´‰Â©§´Ãœœ¬££§» .................. 222 6.4.4 Ù¥ƒÉ £¬¶ Â¥Š¶¬Â—¥Œ›³ ..................................................................................... 224 6.5 ¬¥º™´n ¤œ™ ............................................................................................................. 226 6.6 ܜŸ¸ƒ­³–™´n ¤œ™ ................................................................................................... 228œ™™Ê· 7 ƒ´¥¯¯ƒÃœœ™´¥qƒɗ粯·†©¯Æ§Â¯¥q¬´Ï ­¥œ³ ¥²œœ BPMR.................... 229 7.1 ™´¥qƒ—É ­›Ê¸‰£¶—¶Ã§²¯†· ©¯Æ§Â¯¥q­›Ê¸‰£—¶ ¶.................................................................. 230 7.2 ™´¥Âq ƒ—É ¬¯‰£—¶ ¶™Ê£· £· º£ÂÉ›ª›» ¤Ãq §²¯·†©¯Æ§Â¯¥­q ›Ê¸‰£¶—¶............................................. 233 7.2.1 £ʹ¯™¥´œŒ¯m ‰¬³´• H ............................................................................. 233 7.2.2 £ʯ¹ Æ£m™¥´œŒ¯m ‰¬³´• H.......................................................................... 237 7.3 ™´¥qƒ—É ¬¯‰£—¶ ö œœ¬££´—¥Ã§²¯†· ©¯Æ§Â¯¥q­›Ê¸‰£—¶ ¶............................................... 238 7.4 ™´¥qƒ—É ¬¯‰£¶—¶Ãœœ¯¬££´—¥Ã§²¯·†©¯Æ§Â¯¥­q ›Ê¸‰£—¶ ¶ ............................................ 239 7.5 ™´¥qƒ—É ¬¯‰£—¶ ¶Ã§²¯†· ©¯Æ§Â¯¥q¬¯‰£—¶ ¶ ................................................................... 240 7.6 ©‰Š¥—¥©Š­´©Â· ™¯¥œq ¶™ÅÊ· ŒÅn ›¥²œœ BPMR................................................................. 245 7.6.1 ©‰Š¥—¥©Š­´©·Â™¯¥œq ­¶ ›Ê¸‰£¶—¶ ......................................................................... 245 7.6.2 ©‰Š¥—¥©Š­´©Â· ™¯¥qœ¶¬¯‰£—¶ .¶ ......................................................................... 249 7.7 ž§ƒ´¥™–§¯‰ ......................................................................................................... 253 7.7.1 ¬£¥¥˜›²„¯‰¯·†©¯Æ§Â¯¥q¬¯‰£—¶ ¶................................................................ 256 7.7.2 ž§ƒ¥²™œ„¯‰¬³´•¥œƒ©›¬Ê¯¹ œ›³ ™ƒ¸ ç²Ã™¥Éƒ£¬¶ Â¥Š¬¶ —¥Œ›³ .................. 257 7.7.3 ¬£¥¥˜›²„¯‰¥²œœ BPMR ܜ©›Ï´Ë ......................................................... 258 7.8 ¬¥º™n´¤œ™ ............................................................................................................. 261 7.9 ܜŸ¸ƒ­³–™n´¤œ™ ................................................................................................... 262œ™™Ê· 8 ™†Ä›Ä§¤· HAMR ................................................................................. 263 8.1 œ™›Ï´...................................................................................................................... 264 8.2 ­§³ƒƒ´¥Â„·¤›„n¯£»§„¯‰¥²œœ HAMR...................................................................... 265 8.3  Ë¹›’´›ÃœœŠÏ´§¯‰©¶§Â§·¤£-†¯£¬—¯É ƒÂŒ¶‰†©´£¥n¯› ................................................. 266 8.3.1 Ä ¥Æ¡§q¯•º ­¢£» ¶........................................................................................... 267

8.3.2 §»°¶¬Â™¯¥· ¶¬ .............................................................................................. 268 8.3.3 ܜŠÏ´§¯‰©¶§Â§¤· £-†¯£¬—ɯƒ...................................................................... 270 8.3.4 ܜŠÏ´§¯‰©§¶ §·¤£-†¯£¬—ɯƒÂŒ‰¶ †©´£¥¯n ›.................................................. 271 8.4 ¥²œœ HAMR ܜÛ©›¯›................................................................................... 275 8.4.1 ƒ´¥­´†m´ dM(x) / dx .................................................................................... 275 8.4.2 ƒ´¥­´†´m dM(H) / dH.................................................................................. 276 8.4.3 ƒ´¥­´†m´ dHh / dx........................................................................................ 277 8.4.4 ƒ´¥­´†´m dHd / dx........................................................................................ 279 8.4.5 ƒ´¥­´†m´ dHc / dT u dT / dx........................................................................ 281 8.4.6 ƒ´¥­´Šº–ª»›¤ƒq §´‰ƒ´¥Â§Ê¤· ›¬˜´›² x0....................................................... 283 8.4.7 ƒ´¥­´ ´¥´£¶Â—¯¥ƒq ´¥Â§Ê¤· ›¬˜´›² a.......................................................... 284 8.5 ¥²œœ HAMR ܜÛ©—‰³Ë ...................................................................................... 285 8.6 ܜŠ´Ï §¯‰Æ£Ä†¥Ã™¥ƒÉ ............................................................................................ 291 8.7 §ƒ³ «•²Â‹ ´²„¯‰¥²œœ HAMR............................................................................. 293 8.7.1 ¥²œœ HAMR ܜÛ©›¯›........................................................................ 294 8.7.2 ¥²œœ HAMR ܜÛ©—³‰Ë ........................................................................... 302 8.7.3 „¯n †©¥¥²©‰³ śƒ´¥ÅŒnܜŠÏ´§¯‰©§¶ §¤· £-†¯£¬—¯É ƒÂŒ¶‰†©´£¥n¯› ................... 304 8.8 ¬¥º™n´¤œ™ ............................................................................................................. 305 8.9 ܜŸ¸ƒ­–³ ™´n ¤œ™ ................................................................................................... 305ƒ ¡³‰ƒqŒ›³ §¯ƒ´¥™¶ ¸£Š´Ä†Âœ·¤›............................................................................ 307„ ƒ„¯‰Æ°Â ¯¥qĜ§¶ƒÃ™›ÂŠ›—q ........................................................................ 309† †©´£¬££»§„¯‰¬£ƒ´¥ (4.30) ç² (4.32) ..................................................... 311‰ ƒ´¥­´†´m ¥²£´•Üœ¯¡—q ¬´Ï ­¥³œŒm¯‰¬³´• PR2................................. 313œ¥¥•´›ƒº ¥£ ....................................................................................................... 317–¥¥Œ›· ................................................................................................................. 327

œ™™Ê· 1œ™›Ï ´Å›œ™›·Ëвƒ§m´©˜¸‰ÃœœŠ´Ï §¯‰™´‰†•¶—ª´¬—¥q„¯‰Œm¯‰¬³´•¯m´› (read channel) [1] ™Ê·ÅŒnٛ บทนำ¥²œœƒ´¥œ³›™¸ƒÂŒ¶‰Ã£m­§Éƒ (magnetic recording system) ś°´¥q––¶¬ƒqƖ¥¡q  ʹ¯Å­nžn»¯m´›™¥´œ˜¸‰¥²œœƒ´¥¥²£©§ž§¬³´•„¯‰°´¥q––¶¬ƒqƖ¥¡qÊ¸‰ÂÉ› Ë¹›’´›Å›ƒ´¥ª¸ƒ«´œ™—m¯Æ›¯ƒŠ´ƒ›·Ë¤³‰Æ–n¯š¶œ´¤Ã›©†¶–粠˹›’´›„¯‰ƒ´¥ÅŒn™†›¶†ƒ´¥˜¯–¥­³¬Ãœœ©›Ï´Ë (iterativedecoding) [2 – 5] ś¥²œœƒ´¥¥²£©§ž§¬³´•„¯‰°´¥q––¶¬ƒqƖ¥¡q  ʹ¯Å­nžn»¯m´›Â„n´ÅŠ˜¸‰¥²Ä¤Œ›q„¯‰Â™†›¶†ƒ´¥˜¯–¥­³¬Ãœœ©›Ï´Ë Ê‰¸ Ɩn¥ʣ¶ ›Ï´£´ÅŒŠn ¥¶‰Å›°´¥q––¬¶ ƒqƖ¥¡q¥ºm›Å­£mÈ [6] ¥´²¬´£´¥˜Œ©m ¤Â Ê¶£¬£¥¥˜›²„¯‰¥²œœÆ––n ·¤Ê¶‰„˸›1.1 ¥²œœƒ´¥Š³–ƒɜ„n¯£»§–ж ™¶ ³§¥²œœƒ´¥Š³–ƒɜ„n¯£»§–¶Š¶™³§ (digital data storage system) ś°´¥q––¶¬ƒqƖ¥¡q¬´£´¥˜ŠÏ´§¯‰ÂÉ›Ãž›¢´ œ§É¯ƒÆ–n—´£¥»™Ê· 1.1 [1, 5, 7] £ʹ¯œ¶—„m´©¬´¥ (message bits) ˜»ƒ¬m‰Æ¤³‰©‰Š¥Â„n´¥­³¬ÃƒnƄ„n¯ž¶– §´– (ECC encoder) ˤ¥­³¬ RS (Reed Solomon) [2, 8] ɛ¥­³¬™Ê·›¶¤£ÅŒnś°´¥q––¶¬ƒqƖ¥¡q Š´ƒ›³Ë›„n¯£»§™Ê·Â„n´¥­³¬Ã§n©ƒÉв˜»ƒ™Ï´ƒ´¥Â„n´¥­³¬¯·ƒ†¥³‰Ë ­›Ê¸‰–n©¤©‰Š¥Â„n´¥­³¬£¯–» §Œ³› (modulation encoder)  ʯ¹ ¥œ³ †º•¬£œ—³ ¶„¯‰„n¯£»§Å­Ân ­£´²¬£ƒ³œŒ¯m ‰¬³´•„¯‰°´¥q––¶¬ƒqƖ¥¡q ˤ¥­³¬£¯–»Â§Œ³›™Ê·›¶¤£ÅŒnƒ³›™³Ê©Æ†¹¯¥­³¬ RLL (run-length limited code)[5, 9] „n¯£»§Â¯´—q º—™Ê·Æ–nŠ´ƒ©‰Š¥Â„n´¥­³¬£¯–»Â§Œ³›˜¹¯©m´ÂÉ›„n¯£»§™Ê·Š²˜»ƒÂ„·¤›Â„n´ÆŠ³–ƒɜś¬Ê¹¯œ›³ ™¸ƒÊ¸‰Â¥¤· ƒƒ³›©m´ “œ—¶ ™ÊŠ· ²˜»ƒœ›³ ™ƒ¸ (recorded bit)” ­§³‰Š´ƒ›³Ë›œ¶—™ÊŠ· ²˜»ƒœ³›™¸ƒƒÉв˜»ƒ¬m‰Æ¤‰³ ©‰Š¥£¯–»Â§Â—¯¥q (modulator)  ʹ¯Ã§‰œ¶—„n¯£»§Å­n¯¤m»Å›¥»„¯‰ƒ¥²Ã¬Æ¡¡n´Â„·¤› (writecurrent waveform) ç©n ƒÉ n¯›Â„n´ÆÅ›­³©Â„·¤›Â Ê¯¹ ™´Ï ƒ´¥Â„¤· ›„¯n £§» §‰ÆÅ›¬Ê¯¹ œ›³ ™¸ƒ เลม 3 : การออกแบบวงจรภาครับขนั้ สูง 1 Volume III : Advanced Receiver Design บทท่ี 1

message ECC modulation recorded modulator write current waveformbits encoder encoder bits write head/medium/read head assemblyestimated ECC modulation reproduced read channelmessage bits decoder decoder bits readback voltage waveform subsystem A ¥»™Ê· 1.1 ޛ¢´ œ§¯É ƒ„¯‰¥²œœƒ´¥Š–³ ƒœÉ „n¯£»§–¶Š™¶ ³§Å›°´¥q––¶¬ƒÆq –¥¡q [9, 10] ¬Ï´­¥œ³ ƒ¥²œ©›ƒ´¥¯m´›„¯n £§» ­³©¯m´› (read head) в¯m´›„n¯£»§Š´ƒ¬Ê¹¯œ³›™¸ƒÄ–¤Â£Ê¹¯­©³ ¯´m ›Â†§Ê¹¯›™Ê£· ´˜‰¸ œ¥Â¶ ©•™Ê£· ·ƒ´¥Â§Ê·¤›Ã§‰¬¢´ †©´£ÂÉ›Ã£m­§Éƒ (magnetization) ƒÉвŭnž§§³ š¯q ¯ƒ£´ÂÉ›¬³´•¥»†§Ê¹›Ã¥‰–³›Æ¡¡n´™Ê·Â¥·¤ƒƒ³›™³©Ê Ɲ©m´ “¬³´•¯m´›ƒ§³œ (readbacksignal)” Š´ƒ›³Ë›¬³ ´•¯m´›ƒ§³œŠ²˜»ƒ¬m‰Â„´n Ɲ¥²£©§ž§Å›Œm¯‰¬³´•¯´m ›Ê¸‰¥²ƒ¯œ–©n ¤Œ¶›Ë ¬m©›—m´‰È Œm› ©‰Š¥ƒ¥¯‰žm´›—Ê´Ï (LPF: low-pass filter), ©‰Š¥Œ³ƒ—³©¯¤m´‰ (sampler ­¥¹¯analog-to-digital converter), ¯†· ©¯Æ§Â¯¥q (equalizer), 粩‰Š¥—¥©Š­´¬³§³ƒ«•q (symboldetector) ɛ—n› ˤ„n¯£»§Â¯´—q º—™·ÊƖnƒÉв˜»ƒ™Ï´ƒ´¥˜¯–¥­³¬–n©¤©‰Š¥˜¯–¥­³¬£¯–»Â§Œ³›(modulation decoder) 粩‰Š¥˜¯–¥­³¬ÃƒnƄ„n¯ž¶– §´– (ECC decoder) —´£§Ï´–³œ  ʹ¯­´†m´¥²£´•„¯‰œ¶—„m´©¬´¥™Ê—· ¯n ‰ƒ´¥Š²›Ï´£´ÅŒn‰´› 1.2 ܜŠ´Ï §¯‰Œm¯‰¬³´•„¯‰°´¥q––¶¬ƒqƖ¥¡q ¥²œœ¤m¯¤ A (subsystem A) ś¥»™Ê· 1.1 ¬´£´¥˜Ã¬–‰Å­n¯¤m»Å›¥» „¯‰ÃœœŠ´Ï §¯‰™´‰†•¶—ª´¬—¥q Ɩn—´£¥» ™Ê· 1.2 [1, 10] £ʹ¯§Ï´–œ³ „n¯£»§¯¶› º—ܜƜ›´¥· ak  {0, 1} ™Ê£· †· ´œÂ©§´„¯‰œ¶—™m´ƒ³œ T ­›m©¤ ˜ƒ» ¬‰m žm´›Æ¤‰³ ©‰Š¥¯› º ›³ š¯q º–£†—¶ (ideal differentiator) ™Ê·£·¥» ­º›´£Â™m´ƒ³œ 1 – D £ʯ¹ D †¹¯—©³ –ϴ›¶›ƒ´¥­›m©‰Â©§´ T ­›m©¤ ™Ï´Å­nƖnɛ§Ï´–³œ„n¯£»§Â§Ê·¤›¬˜´›² (transition sequence) bk  {–1, 0, 1} £ʹ¯ bk = r1 ­£´¤˜¸‰ƒ´¥Â§·Ê¤›¬˜´›²Ãœœœ©ƒ­¥¹¯Ãœœ§œ (positive or negative transition) ç² bk = 0 ­£´¤˜¸‰Æ£m£·ƒ´¥Â§Ê·¤›¬˜´›² (no transition) Š´ƒ›³Ë›§Ï´–³œ„n¯£»§Â§Ê·¤›¬˜´›² bk в˜»ƒ¬m‰žm´›Æ¤³‰Œm¯‰¬³´•™Ê·£·ž§—¯œ¬›¯‰¯¶£ ³§¬q ™m´ƒ³œ¬³´• ³§¬q§Ê·¤›¬˜´›² g(t) 粘»ƒ¥œƒ©›–n©¤¬³´•¥œƒ©› n(t) ™´Ï Å­nƖnɛ ¬³ ´•¯m´›ƒ§³œ r(t) Ê‰¸ ¬´£´¥˜Â„¤· ›ÂÉ›¬£ƒ´¥†•¶—ª´¬—¥qƖ†n ¯¹2 การประมวลผลสัญญาณสำหรับการจัดเกบ็ ขอมูลดจิ ิทัล Signal Processing for Digital Data Storage

n t ak bk g t r t aˆk m t H D ¥» ™Ê· 1.2 ܜŠ´Ï §¯‰Œm¯‰¬³´•„¯‰°´¥–q –¬¶ ƒqƖ¥¡q r t  œbkg t kT n t (1.1) kŠ´ƒ›³Ë›™Ê©· ‰Š¥¢´†¥³œ ¬³ ´•¯m´›ƒ§œ³ r(t) в˜ƒ» ¬m‰ž´m ›Æ¤‰³ ©‰Š¥ƒ¥¯‰žm´›—ÏÊ´ (LPF)  ʹ¯ƒÏ´Š³–¬³´•¥œƒ©›™Ê·¯¤»m›¯ƒÃ˜œ†©´£˜Ê· 粘»ƒ™´Ï ƒ´¥Œ³ƒ—³©¯¤m´‰ • ©§´™Ê·˜»ƒ†©œ†º£–n©¤¥²œœÆ™££Ê¶‰¥¶†³¡Â©¯¥· (timing recovery) [10] „n¯£»§Â¯´—q º—„¯‰©‰Š¥Œ³ƒ—³©¯¤m´‰ƒÉв˜»ƒ¬m‰Æ¤³‰¯·†©¯Æ§Â¯¥q粩‰Š¥—¥©Š­´¬³§³ƒ«•q  ʹ¯­´§Ï´–³œ„n¯£»§¯¶› º—™Ê·†©¥Š²ÂÉ›¬»‰¬º– aˆk (­¥¹¯†´m ¥²£´•„¯‰ ak ) ¬Ï´­¥³œ¥²œœƒ´¥œ³›™¸ƒÃœœÃ›©›¯› (longitudinal recording) ¬³´• ³§¬q§Ê·¤›¬˜´›²­¥¯¹ ™Ê·¥Šn» ƒ³ ƒ³›™³©Ê Ɲ©m´¬³ ´• ³§¬q Lorentzian £·¥»¬£ƒ´¥†¯¹ [11] g t  1 2t 1 2 (1.2) / PW50ˤ™Ê· PW50 †¹¯†©´£ƒ©n´‰„¯‰¬³´• ³§¬q g(t) ©³– • —ϴí›m‰™Ê·¬³´• ³§¬q£·†©´£¬»‰ÂÉ›†¥Ê‰¸ ­›Ê¸‰„¯‰†©´£¬‰» ¬»‰¬º– ś„•²™Ê·¬³´• ³§¬q§Ê·¤›¬˜´›²„¯‰¥²œœƒ´¥œ³›™¸ƒÃœœÃ›©—³‰Ë(perpendicular recording) £·¥» ¬£ƒ´¥†¹¯ [12] g t  erf žžžžŸ 2t ln 2 ¬®­­­­ (1.3) PW50£ʹ¯ ln(.) †¹¯§¯ƒ´¥¶™¸£š¥¥£Œ´—¶ (natural logarithm), PW50 †¹¯†©´£ƒ©n´‰„¯‰ ³§¬q g a t ­¥¹¯ บทนำ¯› º ³›š„q ¯‰ g(t) ©–³ • —´Ï í›m‰™Ê·¬³´• ³§¬q£·†©´£¬»‰ÂÉ›†¥Ê¸‰­›Ê¸‰„¯‰†©´£¬»‰¬»‰¬º–, ç² 1erf(.) †¹¯¡³‰ƒqŒ³›„¯n ž¶– §´– (error function) Ê‰¸ ›¶¤´£Ä–¤ บทที่ เลม 3 : การออกแบบวงจรภาครับขั้นสงู 3 Volume III : Advanced Receiver Design

¥»™Ê· 1.3 ¬³ ´• ³§¬Âq §Ê·¤›¬˜´›²¬´Ï ­¥œ³ ƒ´¥œ›³ ™¸ƒ (a) ܜÛ©›¯› ç² (b) ܜÛ©—‰³Ë ¨erf x  2 x et2dt (1.4) Q0 ś¥²œœƒ´¥œ³›™¸ƒ„n¯£§» „¯‰°´¥–q –¶¬ƒÆq –¥¡q †©´£­›´Ã›m›„¯‰ƒ´¥œ³›™¸ƒÃœœ›¯¥q£¯§Æ§q (ND: normalized recording density) в›¶¤´£Ä–¤ [11] ND  PW50 (1.5) TÊ¸‰­£´¤˜¸‰†©´£­›´Ã›m›„¯‰ƒ´¥œ›³ ™ƒ¸ „¯n £»§ £ʹ¯ T †¹¯†´œÂ©§´„¯‰„n¯£»§­›Ê¸‰œ¶—­¥¹¯™Ê·Â¥·¤ƒƒ³›©m´œ¶—§§q (bit cell) ˤ†m´ ND Š²ÂÉ›—³©œm‰œ¯ƒ©m´œ¥¶Â©• PW50 ¬´£´¥˜Š³–ƒɜ„n¯£»§Æ–nƒÊ·œ¶— ¥»™Ê· 1.3 얉ž§—¯œ¬›¯‰ƒ´¥Â§Ê·¤›¬˜´›²¬Ï´­¥³œƒ´¥œ³›™¸ƒÃœœÃ›©›¯›Ã§²ÃœœÃ›©—³‰Ë • ¥²–³œ ND —m´‰È Ê¸‰Š² œ©m´¬³´• ³§¬q§Ê·¤›¬˜´›²„¯‰™³‰Ë ¬¯‰Ãœœ†¥¯œ†§º£Œm©‰Â©§´­§´¤È œ¶—§§q Ė¤Â‹ ´²¯¤m´‰¤Ê¶‰Â£Ê¹¯ ND £·†m´Â ¶Ê£„¸Ë› ­¥¹¯ƒ§m´©¯·ƒ›³¤­›Ê¸‰†¹¯ƒ´¥Ã™¥ƒ¬¯–¥²­©m´‰¬³ §³ƒ«•q (ISI: intersymbol interference) в£·†©´£¥›º Ã¥‰£´ƒ„›Ë¸ £ʯ¹ ND£·†m´Â Ê¶£„¸Ë›  ¥´²Ä¯ƒ´¬™Ê·¬³´• ³§¬q§Ê·¤›¬˜´›²™Ê·¯¤m»Åƒ§nƒ³›Š²£´n¯›Â­§Ê¹¯£ (overlap)ƒ³›£·†©´£ÂÉ›ÆÆ–¬n ‰» śƒ¥•·™Ê·­©³ ¯m´›Â†§Ê¯¹ ›™Ê·£´˜¸‰œ¥Â¶ ©•™Ê·£·ƒ´¥Â§Ê¤· ›¬˜´›²„¯‰¬¢´ †©´£ÂÉ›Ã£Âm ­§Éƒ—–¶ ƒ›³ ¬¯‰†¥‰³Ë ¬³´• ³§¬q¥©£™ÊÆ· –Šn ²Â¥·¤ƒ©m´ “¬³´• ³§¬Æq –œ—¶ (dibit pulse)” ­¥¯¹ ž§—¯œ¬›¯‰Æ–œ—¶ (dibit response) [11] Ê¸‰£·†´m ™´m ƒ³œ (–»¥»™Ê· 1.2)m t  g tg t T (1.6)4 การประมวลผลสญั ญาณสำหรับการจัดเกบ็ ขอมลู ดิจิทัล Signal Processing for Digital Data Storage

¥» ™Ê· 1.4 ¬³´• ³§¬Æq –œ¶— ¬Ï´­¥œ³ ƒ´¥œ³›™ƒ¸ (a) ܜÛ©›¯› ç² (b) ܜÛ©—³‰Ë–³‰Ã¬–‰Å›¥»™Ê· 1.4 ˤž§—¯œ¬›¯‰Æ–œ¶—›·Ëв˜¹¯©m´ÂÉ›—³©Ã™›„¯‰ “Œm¯‰¬³´• (channel)”„¯‰¥²œœƒ´¥œ›³ ™ƒ¸ „n¯£»§Å›°´¥q––¬¶ ƒqƖ¥¡q ˤ™³©Ê Ɲ©‰Š¥—¥©Š­´¬³§ƒ³ «•q™Ê›· ¶¤£ÅŒnś¥²œœƒ´¥œ›³ ™ƒ¸ ãÂm ­§Éƒ†¹¯ ©‰Š¥—¥©Š­´©·Â™¯¥qœ¶ (Viterbi detector) [10, 13] ›ʹ¯‰Š´ƒ†©´£³œn¯›„¯‰©‰Š¥—¥©Š­´©·Â™¯¥qœ¶Š²Â Ê¶£„˸›ÃœœÂ§„Œƒ·Ë Ï´§³‰—´£ŠÏ´›©›­›m©¤†©´£ŠÏ´„¯‰Œm¯‰¬³´• (channel memory) –³‰›³Ë›¯·†©¯Æ§Â¯¥qЉ¸ ɛ¬Ê‰¶ Š´Ï ɛ™Ê—· ¯n ‰›Ï´£´ÅŒÂn  Ê¯¹ ¥³œ¥»¥m´‰ž§—¯œ¬›¯‰¥©£„¯‰™³‰Ë ¥²œœÅ­nɛƝ—´£ž§—¯œ¬›¯‰™Ê·—n¯‰ƒ´¥™Ê·Â¥·¤ƒ©m´ “ž§—¯œ¬›¯‰™´¥qƒɗ1 (target response)” H(D) [10, 11, 14] 粌m©¤§–†©´£³œn¯›„¯‰©‰Š¥—¥©Š­´©·Â™¯¥qœ¶Æ–n ś™´‰‘¶œ³—¶™´¥qƒɗ›·ËÂ¥·¤ƒƒ³›™³Ê©Æ©m´ “™´¥qƒɗܜž§—¯œ¬›¯‰œ´‰¬m©›” ­¥¯¹ ™´¥qƒ—É ܜ PR (partial response) ˤ™´¥qƒɗܜ PR ™Ê·ÂÉ›™Ê¤· ¯£¥³œÅ›¥²œœƒ´¥œ›³ ™ƒ¸ ܜÛ©›¯›£¥· »¬£ƒ´¥†¯¹ [11] H D  1D 1 Dn (1.7)ç²Å›¥²œœƒ´¥œ³›™¸ƒÃœœÃ›©—³‰Ë £¥· » ¬£ƒ´¥†¹¯ [14, 15] (1.8) H D  1 Dn£ʯ¹ n †¹¯Â§„Š´Ï ›©›Â—£É œ©ƒ บทนำ1 ™´¥qƒɗś™´‰°´¥q––¶¬ƒÆq –¥¡q ­£´¤˜‰¸ ©‰Š¥ƒ¥¯‰ÃœœÂŒ¶‰Â¬n›™Ê£· Š· ´Ï ›©›Ã™É (tap) ›n¯¤ 粘»ƒ¯¯ƒÃœœÅ­£n ·ž§—¯œ 1 ¬›¯‰ÂŒ¶‰†©´£˜Ê·Â­£¯¹ ›ƒ³œž§—¯œ¬›¯‰„¯‰Œm¯‰¬³´• (Ɩœ¶—) Å­£n ´ƒ™Ê·¬º– ˤ¥´ªŠ´ƒƒ´¥„¤´¤¬³´•¥œƒ©› บทที่ เลม 3 : การออกแบบวงจรภาครับขน้ั สูง 5 Volume III : Advanced Receiver Design

¥» ™Ê· 1.5 ž§—¯œ¬›¯‰ÂŒ‰¶ †©´£˜Ê„· ¯‰™´¥qƒɗܜ—´m ‰È ¬´Ï ­¥œ³ Œ¯m ‰¬³´•ƒ´¥œ³›™¸ƒ (a) ܜÛ©›¯› ç² (b) ܜÛ©—³‰Ë ¥»™Ê· 1.5 ¥·¤œÂ™·¤œž§—¯œ¬›¯‰ÂŒ¶‰†©´£˜Ê· (frequency response) „¯‰™´¥qƒɗܜ —m´‰È ˤž§—¯œ¬›¯‰ÂŒ¶‰†©´£˜Ê·„¯‰Œm¯‰¬³´•ƒÉ†¹¯ ž§ƒ´¥Ã§‰¡»Â¥·¤¥q (Fourier transform) „¯‰¬³´• ³§¬qƖœ¶— [1] ś¬£ƒ´¥ (1.6) 粗³©Â§„™Ê·¯¤»mś†¥Ê¹¯‰­£´¤©‰Â§Éœ¬Ê·Â­§Ê·¤£ [˜˜˜] 얉†´m ¬£³ ¥²¬™¶ š¶ÃÎ —m§²Ã™É„¯‰™´¥Âq ƒÉ— —³©¯¤´m ‰ÂŒ›m ƒ PR4 [1 0 –1] ­£´¤˜‰¸ ™´¥qƒɗܜ PR4 (PR class-IV) ™Ê·£·¡³‰ƒqŒ³›˜m´¤Ä¯›Å›Ä–£› D [1] †¹¯ H(D) = 1 – D2, ­¥¯¹ ƒ EEPR2 [1 4 6 4 1] ­£´¤˜¸‰™´¥qƒɗܜ EEPR2 ™Ê·£·¡³‰ƒqŒ³›˜m´¤Ä¯›Å›Ä–£› D †¹¯ H(D) = 1 + 4D + 6D2 + 4D3 + D4 ɛ—n› Š´ƒ¥» ™Ê· 1.5  œ©´m £ʯ¹ Œ¯m ‰¬³´•£·†m´ ND  ʣ¶ „¸Ë› ™´¥Âq ƒ—É ™ÊÅ· Œƒn †É ©¥£Š· ´Ï ›©›Ã™É£´ƒ„›¸Ë (£·†m´ n £´ƒ„›Ë¸ )  ʹ¯Å­nž§—¯œ¬›¯‰„¯‰™´¥qƒɗ£·§³ƒ«•²Â­£¹¯›ƒ³œž§—¯œ¬›¯‰„¯‰Œm¯‰¬³´• Å­n£´ƒ™Ê·¬º– Ê¸‰Š²Œm©¤™´Ï Å­n©‰Š¥—¥©Š­´©·Â™¯¥qœ¶™´Ï ‰´›Æ–n¯¤m´‰£·¥²¬¶™š¶¢´ £´ƒ„¸Ë› (ª¸ƒ«´ ¥´¤§²Â¯·¤– ʶ£Â—¶£Æ–nśœ™™Ê· 3 „¯‰ [10]) ›¯ƒŠ´ƒ›·ËŠ´ƒ¬£ƒ´¥ (1.7) ç² (1.8)  œ©m´†m´¬³£¥²¬¶™š¶„Î ¯‰™´¥qƒɗܜ PR ™ºƒ—³© Š²ÂÉ›Â§„ŠÏ´›©›Â—É£ ¯¤m´‰Æ¥ƒÉ—´£˜n´ÅŒn™´¥qƒɗ™Ê·£·†m´¬³£¥²¬¶™š¶ÂÎ É›Â§„ŠÏ´›©›Š¥¶‰Ê¸‰Â¥·¤ƒ©m´ “™´¥qƒɗܜ GPR (generalized partial response target)” ¬£¥¥˜›²¥©£„¯‰¥²œœ™Ê·Æ–nв–·ƒ©m´ ƒ´¥ÅŒn™´¥Âq ƒ—É ܜ PR £´ƒ ž»n¬›ÅЬ´£´¥˜ªƒ¸ «´Â™†›¶†ƒ´¥¯¯ƒÃœœ¯·†©¯Æ§Â¯¥q粙´¥qƒɗ ™Ê·Â­£´²ƒ³œŒm¯‰¬³ ´•„¯‰°´¥q––¶¬ƒqƖ¥¡qƖÅn › [10, 14, 15]6 การประมวลผลสญั ญาณสำหรบั การจดั เกบ็ ขอ มลู ดิจิทลั Signal Processing for Digital Data Storage

ak H D sk q t w t aˆk r t¥» ™Ê· 1.6 ܜŠÏ´§¯‰Œm¯‰¬³ ´•¯º–£†—¶1.3 ܜŠ´Ï §¯‰Œm¯‰¬³´•¯–º £†—¶ÃœœŠÏ´§¯‰Œm¯‰¬³´•Å›¥»™Ê· 1.2 ˜¹¯©m´ÂÉ› “ܜŠ´Ï §¯‰Œm¯‰¬³´•¬£¹¯›Š¥¶‰ (realisticchannel model)”  ¥´²£·§³ƒ«•²ƒ´¥™Ï´‰´›Åƒ§n†·¤‰ƒ³œ¥²œœŠ¥¶‰Ê¸‰¥²ƒ¯œ–n©¤Œ¶›Ë ¬m©›™Ê·¬Ï´†³™Ê£· ¯· ¤Å»m ›¬˜´³—¤ƒ¥¥£Œ¯m ‰¬³´•¯m´›„¯‰°´¥–q –¶¬ƒqƖ¥¡q [1] ś­³©„n¯›·Ëв¯š¶œ´¤ “ܜŠÏ´§¯‰Œm¯‰¬³´•¯º–£†—¶ (ideal channel model)” Ê¸‰›¶¤£ÅŒnśƒ´¥ª¸ƒ«´Ã§²©¶Â†¥´²­q Ë¹›’´›ƒ´¥™Ï´‰´›„¯‰¥²œœƒ´¥¥²£©§ž§¬³´•„¯‰°´¥q––¶¬ƒqƖ¥¡q  ¥´²ÂÉ›ÃœœŠÏ´§¯‰™Ê·Æ£m³œn¯›Ã§²‰m´¤—¯m ƒ´¥™Ï´†©´£Â„´n Ŋ –³‰›³Ë›˜´n ¬££º—¶Å­n¥²œœ£·ƒ¥²œ©›ƒ´¥¯·†©¯Æ§ÂŒ³›Ãœœ¬£œ»¥•q (perfect equalization)ܜŠÏ´§¯‰Å›¥» 1.2 ƒÉв¬´£´¥˜§–¥»Æ–nɛܜŠÏ´§¯‰Œm¯‰¬³´•¯º–£†—¶Å›¥»™Ê· 1.6 ˤ§Ï´–³œ„n¯£»§¯¶› º—ܜƜ›´¥· ak ™·Ê£·†´œÂ©§´„¯‰œ¶—™m´ƒ³œ T в˜»ƒ¬m‰Â„n´Æ¤³‰Œm¯‰¬³´•œH D  i hiDi £ʹ¯ hi †¹¯†m´¬³£¥²¬¶™š¶—Î ³©™·Ê i „¯‰Œm¯‰¬³´• 粘»ƒƒ§Ï´Ë ¬³´•(modulate) ƒ³œ¬³´• ³§¬qƛ†©¶—¬q¯º–£†—¶ (ideal Nyquist pulse) q(t) = sin(St/T)/(St/T)[16] 粘»ƒ¥œƒ©›–©n ¤¬³´•¥œƒ©› w(t) ™´Ï Å­nƖnɛ¬³´•¯m´›ƒ§œ³r t  œskq t kT w t (1.9) kˤ™Ê· sk = ak hk †¹¯„¯n £»§Â¯´—q º—„¯‰Œm¯‰¬³´• ç² †¹¯—³©–ϴ›¶›ƒ´¥†¯›Ä©§»Œ³› (con- บทนำvolution operator) Š´ƒ›³Ë›™Ê·©‰Š¥¢´†¥³œ ¬³´•¯m´›ƒ§³œ r(t) в˜»ƒ¬m‰žm´›Æ¤³‰©‰Š¥ƒ¥¯‰žm´›—´ÏÊ Ã§²˜ƒ» ™´Ï ƒ´¥Œƒ³ —©³ ¯¤´m ‰ • ©§´™Ê·˜»ƒ†©œ†º£Ä–¤¥²œœÆ™££Ê¶‰¥¶†³¡Â©¯¥· ƒm¯›Š²¬m‰„n¯£»§Â¯´—q º—„¯‰©‰Š¥Œ³ƒ—³©¯¤m´‰Æ¤³‰©‰Š¥—¥©Š­´¬³§³ƒ«•q ʹ¯™Ï´ƒ´¥­´§Ï´–³œ„n¯£»§¯¶› º—™Ê·†©¥Š²ÂÉ›¬‰» ¬º– 1 บทท่ี เลม 3 : การออกแบบวงจรภาครบั ขน้ั สูง 7 Volume III : Advanced Receiver Design

1.4 ƒ´¥˜¯–¥­³¬Ãœœ©›´ÏË ÃœœŠÏ´§¯‰Œm¯‰¬³´•Å›¥»™Ê· 1.2 ɛܜŠÏ´§¯‰„¯‰ “¥²œœ™Ê·Æ£m˜»ƒÂ„n´¥­³¬ (uncoded system)” ¯¤m´‰Æ¥ƒÉ—´£©‰Š¥¢´†¥³œ™Ê·ÅŒnŠ¥¶‰Å›­§´¤È ‰´›¥²¤ºƒ—qŠ²ÅŒn™³‰Ë ƒ´¥¯·†©¯Æ§ÂŒ³› (equalization)  ʹ¯Š³–ƒ´¥ƒ³œƒ´¥§–™¯› (distortion) „¯‰Œm¯‰¬³´• 粃´¥Â„n´¥­³¬ÃƒnƄ„n¯ž¶– §´– (error correction coding)  ʹ¯Š³–ƒ´¥ƒ³œ„n¯ž¶– §´–™Ê·Âƒ¶–„¸Ë›Š´ƒŒm¯‰¬³´• ˤ™³Ê©Æ¥²œœ™Ê·£·ƒ´¥ Ōn‰´›¥­³¬ ECC Š²Â¥·¤ƒ©m´ “¥²œœ™Ê˜· ƒ» „´n ¥­³¬ (coded system)” ¥²œœƒ´¥¥²£©§ž§¬³´•„¯‰°´¥q––¶¬ƒqƖ¥¡qŠ¥¶‰ (–»¥»™Ê· 1.1) в£·ƒ´¥ÅŒn‰´›¥­³¬ ÃÆn „„n¯ž¶– §´––©n ¤ÂŒ›m ƒ³› (Ê¸‰Š²ÅŒ¥n ­¬³ RS  ¥´²¬´£´¥˜ÃƒnƄ„n¯ž¶– §´–™Ê·—¶–ƒ³›­§´¤œ¶— Ɩn) ƒ§m´©†¹¯œ¶—„m´©¬´¥Š²˜»ƒ¬m‰Â„n´Æ¤³‰©‰Š¥Â„n´¥­³¬ÃƒnƄ„n¯ž¶– §´–粩‰Š¥Â„n´¥­³¬£¯–»Â§Œ³› ƒÉŠ²Æ–nɛ§Ï´–³œ„n¯£»§¯¶› º— ak ś¥»™Ê· 1.2 Š´ƒ›³Ë›™Ê·©‰Š¥¢´†¥³œ §Ï´–³œ„n¯£»§¯¶› º—™Ê·—¥©Š­´ Ɩn aˆk ś¥»™Ê· 1.2 ƒÉв˜»ƒ¬m‰Æ¤³‰©‰Š¥˜¯–¥­³¬£¯–»Â§Œ³›Ã§²©‰Š¥˜¯–¥­³¬ÃƒnƄ„n¯ž¶– §´–  ʹ¯Å­nƖnɛ†m´¥²£´•„¯‰œ¶—„m´©¬´¥™Ê·Š²›Ï´ÆÅŒn‰´›Æ–n ƒ´¥™Ï´‰´›„¯‰¥²œœƒ´¥¥²£©§ž§ ¬³´•„¯‰°´¥q––¶¬ƒqƖ¥¡qś§³ƒ«•²›·Ë›¶¤£ÅŒn—³‰Ë ×m¯–·—Š›˜¸‰³ŠŠºœ³›Ê¸‰˜¹¯©m´ÂÉ›ƒ´¥¥²£©§ ž§Ãœœ™´‰Â–·¤© (one-way processing) ›³Ê›†¹¯©‰Š¥—¥©Š­´¬³§³ƒ«•qв™Ï´‰´›ÂÉ›¯¶¬¥²Š´ƒ ©‰Š¥˜¯–¥­¬³ ECC ¯¤m´‰Æ¥ƒÉ—´£‰´›©¶Š³¤ [2 – 5] 얉ŭn­ɛ©m´ “ƒ´¥˜¯–¥­³¬Ãœœ©›Ï´Ë (iterative decoding)” Ê¸‰ÂÉ›ƒ´¥™´Ï ‰´›¥m©£ƒ³›¥²­©m´‰©‰Š¥—¥©Š­´¬³§³ƒ«•q粩‰Š¥˜¯–¥­³¬ ECC ¬´£´¥˜Œm©¤Â Ê£¶ ¬£¥¥˜›²¥©£„¯‰¥²œœÆ–Ân É›¯¤m´‰£´ƒ °´¥q––¶¬ƒqƖ¥¡q™Ê·ÅŒn¥²œœƒ´¥¥²£©§ž§ ¬³´•Üœ©›´ÏË Š²£·Ä†¥‰¬¥n´‰—´£¥»™Ê· 1.7 ˤ£·ƒ´¥Â Ê¶£©‰Š¥Â„n´¥­³¬Ãœœ©›Ï´Ë (iterative encoder) 粩‰Š¥˜¯–¥­³¬Ãœœ SISO2 (soft-input soft-output) „n´ÆÅ›¥²œœ ›¯ƒŠ´ƒ›·Ë©‰Š¥ —¥©Š­´¬³§³ƒ«•q™Ê·ÅŒnś¥²œœ¤m¯¤ A в—n¯‰Â§Ê·¤›Š´ƒ©‰Š¥—¥©Š­´©·Â™¯¥qœ¶ÂÉ›©‰Š¥—¥©Š­´ ܜ SISO ˤ™Ê©· ‰Š¥Â„´n ¥­³¬Ãœœ©›Ï´Ë ƒÉ†¹¯©‰Š¥Â„n´¥­³¬ÃƒÆn „„n¯ž¶– §´–¥²Â¢™­›Ê¸‰3Ê‰¸ ›¶¤£ Ōn¥­³¬ LPDC (low-density parity-check code) [17]  ¥´²ÂÉ›¥­³¬ ECC ™Ê·£·¬£¥¥˜›²£´ƒ¬º– [2, 5] (ªƒ¸ «´¥´¤§²Â¯·¤–ƒʤ· ©¥­³¬ LPDC Ɩnśœ™™Ê· 4) ³ ŠŠºœ³››·Ë°´¥q––¶¬ƒqƖ¥¡q¥mº›Å­£mÈ Æ–n›Ï´Â™†›¶†ƒ´¥˜¯–¥­³¬Ãœœ©›´ÏË £´ÅŒn‰´›Ã§n© (—´£¥»™Ê· 1.7) Ê¸‰Š²£·ƒ´¥Ã§ƒÂ§Ê·¤›„m´©¬´¥Ãœœ¯¡—q (soft information) [2] ¥²­©m´‰©‰Š¥ 2 ©‰Š¥—¥©Š­´Ãœœ SISO 粩‰Š¥˜¯–¥­¬³ ܜ SISO в™´Ï ‰´›Ä–¤ÅŒ„n ¯n £»§¯¶› —º ™Ê·ÂÉ›„m´©¬´¥Ãœœ¯¡—q (soft information) ç²Å­n„n¯£»§Â¯´—q —º ™Ê· É›„m´©¬´¥Ãœœ¯¡—qŒm›ƒ³› (ªƒ¸ «´¥´¤§²Â¯·¤–Æ–nśœ™™Ê· 2 – 3) 3 ¥­¬³ Reed Solomon Æ£m›¶¤£›Ï´£´ÅŒÅn ›ƒ´¥˜¯–¥­¬³ ܜ©›Ï´Ë –³‰›³Ë›°´¥–q –¶¬ƒÆq –¥¡q™ÊÅ· Œ¥n ²œœƒ´¥¥²£©§ž§ ¬³ ´•Üœ©›Ï´Ë Љ¸ Š´Ï ɛ—¯n ‰Â Ê¶£©‰Š¥Â„´n ¥­¬³ ܜ©›´ÏË (iterative encoder) „n´ÆÅ›¥²œœ8 การประมวลผลสญั ญาณสำหรบั การจดั เกบ็ ขอมูลดิจทิ ลั Signal Processing for Digital Data Storage

¥»™Ê· 1.7 ޛ¢´ œ§¯É ƒÃ¬–‰ƒ´¥™´Ï ‰´›„¯‰¥²œœƒ´¥¥²£©§ž§¬³ ´•Üœ©›´ÏË „¯‰°´¥q––¬¶ ƒÆq –¥¡q—¥©Š­´Ãœœ SISO 粩‰Š¥˜¯–¥­³¬Ãœœ SISO ˤ™Ê·©‰Š¥—¥©Š­´Ãœœ SISO ™Ê·ÅŒnƒ³œƒ´¥˜¯–¥­³¬Ãœœ©›Ï´Ë ¬´£´¥˜ ³”›´Æ–nŠ´ƒ¯³§ƒ¯¥¶™¸£ BCJR [18] ­¥¹¯ SOVA (soft-output Viterbialgorithm) [19] (ª¸ƒ«´¥´¤§²Â¯·¤–Æ–nśœ™™Ê· 2 – 3) ś„•²™Ê·©‰Š¥˜¯–¥­³¬Ãœœ SISO ™Ê·ÅŒn˜¯–¥­³¬„¯n £§» ™Ê˜· ƒ» „n´¥­¬³ –©n ¤¥­¬³ LDPC в ³”›´£´Š´ƒ¯³§ƒ¯¥¶™¸£ƒ´¥žm´›„m´©¬´¥ (messagepassing algorithm) [17] (ªƒ¸ «´¥´¤§²Â¯·¤–Æ–nś­©³ „n¯™Ê· 4.4.4) ƒ´¥™Ï´‰´›„¯‰Â™†›¶†ƒ´¥˜¯–¥­³¬Ãœœ©›Ï´Ë ¥ʶ£Š´ƒ ©‰Š¥—¥©Š­´Ãœœ SISO ™Ï´ƒ´¥—¥©Š­´„n¯£»§™Ê·Æ–n¥³œ çn©¬m‰ž§§³ šq™Ê·Æ–n (Ê¸‰ÂÉ›„m´©¬´¥Ãœœ¯¡—q) Ɲ¤³‰©‰Š¥˜¯–¥­³¬ÃœœSISO Š´ƒ›³Ë›©‰Š¥˜¯–¥­³¬Ãœœ SISO ƒÉв¬m‰ž§§³ šq™Ê·Æ–nŠ´ƒƒ´¥˜¯–¥­³¬„n¯£»§ƒ§³œÆÅ­n©‰Š¥—¥©Š­´Ãœœ SISO  ʹ¯ÅŒnśƒ´¥—¥©Š­´„n¯£»§Å­£m¯·ƒ†¥³‰Ë ­›Ê¸‰ ƒ¥²œ©›ƒ´¥›·Ëв–ϴ›¶›ƒ´¥ÆÂ¥Ê¹¯¤È Š›ƒ¥²™³‰Ê †¥œ—´£Š´Ï ›©›¥¯œ (iteration) „¯‰ƒ´¥©›Ï´Ë ™Ê·ƒÏ´­›– ©‰Š¥˜¯–¥­³¬Ãœœ SISOЉ¸ в¬m‰„¯n £»§Â¯´—q º—™Ê·Æ–nƝ¤³‰©‰Š¥˜¯–¥­³¬£¯–»Â§Œ³›Ã§²©‰Š¥˜¯–¥­³¬ RS  ʹ¯™Ï´ƒ´¥˜¯–¥­³¬„¯n £»§—¯m Ɲ­£´¤Â­—º Š´ƒ¥»™Ê· 1.7 в œ©´m £ƒ· ´¥ÅŒn‰´›™‰³Ë ¥­¬³ RS ç²¥­³¬ LDPC ¯¤m´‰Æ¥ƒÉ—´£Å›™´‰‘¶œ³—¶ œ©m´ [20] £ʹ¯£·ƒ´¥ÅŒn‰´›¥­³¬ LPDC śƒ´¥˜¯–¥­³¬Ãœœ©›Ï´Ë çn© ƒÉ¯´ŠŠ²Æ£mŠÏ´ÂÉ›—¯n ‰ÅŒn¥­¬³ RS ƒÆÉ –n –‰³ ›³Ë›ž»nŌ¬n ´£´¥˜Â§¹¯ƒÅŒn‰´›¥­¬³ RS ç²¥­³¬ LDPC ¥m©£ƒ›³ ­¥¹¯ÅŒn¥­³¬LDPC  ¤· ‰¯¤´m ‰Â–·¤© ƒÉ¤³‰†‰Å­¬n £¥¥˜›²™ÊÅ· ƒ§n†·¤‰ƒ›³1.5  Ë¹›’´›Ã§²†´Ï ª³ ™q™Ê›· m´¬›ÅŠ บทนำś­³©„n¯›·Ëв¯š¶œ´¤ Ë¹›’´›Ã§²†´Ï ª³ ™q™Ê·›m´¬›ÅŠ™Ê·ÂƒÊ·¤©„n¯‰ƒ³œƒ´¥˜¯–¥­³¬Ãœœ©›´ÏË Â Ê¹¯Å­nž»n¯´m ›Â„n´ÅІ©´£­£´¤„¯‰†´Ï ­§´m ›·Ë ƒm¯›ªƒ¸ «´Â›Ë¹¯­´Å›œ™™Ê· 2 – 4 1 บทที่ เลม 3 : การออกแบบวงจรภาครับขน้ั สูง 9 Volume III : Advanced Receiver Design

1.5.1 ƒ´¥—–³ ¬›¶ Ŋܜ°´¥q–ç²Ãœœ¯¡—q• ©‰Š¥¢´†¥³œ„¯‰¥²œœ¬Ê¯¹ ¬´¥–¶Š™¶ ³§ ©‰Š¥—¥©Š­´Ã§²©‰Š¥˜¯–¥­³¬¬´£´¥˜Â§¹¯ƒÅŒn‰´›Æ–n™³‰Ëƒ´¥—³–¬¶›ÅŠÃœœ°´¥–q (hard decision) 粃´¥—–³ ¬¶›ÅŠÃœœ¯¡—q (soft decision) £ʹ¯ƒ ƒ´¥—³–¬¶›ÅŠÃœœ°´¥q– †¹¯ƒ´¥­´†m´¥²£´•„¯‰œ¶—„n¯£»§­¥¹¯¬³§³ƒ«•q (symbol) ™·ÊƖn Š´ƒ©‰Š¥—¥©Š­´­¥¹¯©‰Š¥˜¯–¥­³¬ ˤž§§³ šq™·ÊƖnŠ²Â¥·¤ƒ©m´ “„m´©¬´¥Ãœœ°´¥q– (hard information)” Œm› ˜n´©‰Š¥—¥©Š­´Æ–n¥³œ„n¯£»§™Ê·£·†m´Â™m´ƒ³œ 0.9 ƒÉ¯´ŠŠ²—³–¬¶›ÅŠ©m´œ¶—„n¯£»§ ™Ê¬· m‰£´Š´ƒ©‰Š¥¢´†¬‰m †¯¹ œ—¶ 1ƒ ƒ´¥—–³ ¬¶›ÅŠÃœœ¯¡—q †¹¯ƒ´¥­´†´m †©´£›m´ÂŒÊ¹¯˜¹¯ (reliability) „¯‰œ—¶ „n¯£»§­¥¹¯¬³§³ƒ«•q ™ÊÆ· –nŠ´ƒ©‰Š¥—¥©Š­´­¥¹¯©‰Š¥˜¯–¥­¬³ ˤ¯´ª¤³ „n¯£»§™Ê©· ‰Š¥¢´†¥³œ£·™³‰Ë ­£– 粞§§³ šq™Ê· ƖnŠ²Â¥¤· ƒ©´m “„´m ©¬´¥Ãœœ¯¡—q (soft information)” —³©¯¤´m ‰ÂŒ›m ˜´n ©‰Š¥˜¯–¥­³¬Å­nž§§³ šq ɛ„m´©¬´¥Ãœœ¯¡—q™Ê·£·†m´£´ƒ ƒÉ얉©m´†m´¥²£´•„¯‰œ¶—„n¯£»§­¥¹¯¬³§³ƒ«•q™Ê·Æ–nŠ´ƒ ©‰Š¥˜¯–¥­³¬›·Ë£†· ©´£›m´ÂŒÊ¹¯˜¯¹ ­¥¹¯†©´£ÂÉ›ÆÆ–™n Ê·Š²˜ƒ» —¯n ‰¬‰» ¬Ï´­¥œ³ ¥²œœ¬Ê¹¯¬´¥ÃœœÆœ›´¥· †©´£›m´ÂŒÊ¯¹ ˜¯¹ „¯‰œ¶—„¯n £»§Š²©³–Š´ƒ “¯³—¥´¬m©›†©¥Š²ÂÉ›Ãœœ§¯ƒ´¥™¶ £¸ (LLR: log-likelihood ratio)” ›³Ê›†¹¯˜´n ƒ´Ï ­›–Å­n x  {0, 1} ɛ—©³ Ý¥¬m£º Ɯ›´¥· –³‰›³Ë›†´m LLR „¯‰ x ›¶¤´£Ä–¤ M x  ln Ÿžžžž p x  10®¬­­­­­ (1.10) p x £ʹ¯ ln(.) †¹¯§¯ƒ´¥¶™¸£š¥¥£Œ´—¶ (natural logarithm) ç² p(x) †¹¯¡³‰ƒqŒ³›†©´£­›´Ã›m›†©´£›m´Š²ÂÉ› (pdf: probability density function) „¯‰ x ›¯ƒŠ´ƒ›·Ë†m´¬³£œ»¥•q (absolute value)„¯‰ M x †¯¹ „´m ©¬´¥Ãœœ¯¡—­q ¥¯¹ †m´†©´£›m´ÂŒÊ¯¹ ˜¹¯„¯‰œ¶—„¯n £§» x ç²Â†¥Ê¯¹ ‰­£´¤„¯‰ M x ƒÉ†¹¯„´m ©¬´¥Ãœœ°´¥–q ­¥¹¯†´m ¥²£´•„¯‰œ—¶ „n¯£»§ x ›³Ê›†¹¯ xˆ  ¦£¦¥¤¦¦10,, if M x p 0 (1.11) if M x  01.5.2 ¯—³ ¥´¬©m ›†©¥Š²ÂÉ›Ãœœ§¯ƒ´¥™¶ £¸¯—³ ¥´¬m©›†©¥Š²ÂÉ›Ãœœ§¯ƒ´¥¶™¸£ (LLR) ˜¯¹ ɛ£—¥ƒ¶ (metric) ­¥¹¯—³©Œ·©Ë ³–„m´©¬´¥™ÊÅ· Œn£´ƒÅ›¯§³ ƒ¯¥¶™£¸ —´m ‰È ™ÊÅ· Œnśƒ¥²œ©›ƒ´¥˜¯–¥­³¬Ãœœ©›´ÏË ÂŒ›m ¯§³ ƒ¯¥¶™¸£ BCJR, SOVA, ç²LDPC ɛ—›n ś­›³‰¬¹¯›·ËŠ²ÅŒn¬³§ƒ³ «•q M x ٛ†m´ LLR „¯‰œ—¶ „¯n £»§ x  {0, 1} Ê‰¸10 การประมวลผลสัญญาณสำหรบั การจัดเก็บขอ มลู ดจิ ิทัล Signal Processing for Digital Data Storage

Log-likelihood ratio (LLR)8 6 4 2 0 -2 -4 -6 -8 0 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6 0.7 0.8 0.9 1 p(a = +1)¥» ™Ê· 1.8 †m´ LLR „¯‰œ¶—„n¯£»§ a £ʯ¹ ™·¤œƒœ³ †©´£›m´Š²ÂÉ› p(a = +1)ƒÉ†¯¹ †m´§¯ƒ´¥¶™¸£š¥¥£Œ´—¶„¯‰Âª«¬©m ›¥²­©´m ‰†©´£›m´Š²ÂÉ›„¯‰œ¶— 1 粜¶— 0 —´£™Ê·›¶¤´£Å›¬£ƒ´¥ (1.10) ¬´Ï ­¥³œ¥²œœ¬Ê¹¯¬´¥™Ê·ÅŒn„n¯£»§¯¶› º—Æœ›´¥·ÃœœÂŒ¶‰„³©Ë ›³Ê›†¹¯ a  {–1, 1} †m´ LLRв›¶¤´£Ä–¤ M a  ln žžŸžž p a   11¬®­­­­­ (1.12) p a Ê‰¸ ›¶¤£ÅŒ£n ´ƒÅ›¯³§ƒ¯¥™¶ ¸£ƒ´¥˜¯–¥­¬³ (decoding algorithm)  ¥´²Â†¥Ê¹¯‰­£´¤„¯‰†m´ M a บทนำ›·Ë¬´£´¥˜›Ï´£´ÅŒnɛ†m´¥²£´•„¯‰œ¶—„n¯£»§ a (­¥¹¯„m´©¬´¥Ãœœ°´¥q–) Ɩn™³›™· ś™Ï´›¯‰ 1–·¤©ƒ³›„›´–„¯‰ M a ƒÅÉ ŒÂn É›—³©œ¯ƒ˜¸‰†©´£›m´ÂŒÊ¹¯˜¹¯„¯‰œ¶—„n¯£»§ a (­¥¹¯„m´©¬´¥Ãœœ¯¡—q) บทที่¥»™Ê· 1.8 얉†m´ LLR „¯‰œ¶—„n¯£»§ a £ʹ¯Â™·¤œƒ³œ†©´£›m´Š²ÂÉ› p(a = +1) ˤ M a £·†m´ÂÉ›œ©ƒÂ£Ê¹¯ p(a = +1) > 0.5 ›³Ê›†¹¯œ¶—„n¯£»§ a £·†©´£›m´ÂŒÊ¹¯˜¹¯™Ê·Š²ÂÉ›œ¶— 1 £´ƒƒ©m´œ¶— –1ç² M a £·†m´ÂÉ›§œÂ£Ê¹¯ p(a = +1) < 0.5 ›³Ê›†¹¯œ¶—„n¯£»§ a £·†©´£›m´ÂŒÊ¹¯˜¹¯™Ê·Š²ÂÉ›œ¶— –1£´ƒƒ©´m œ—¶ 1 ›¯ƒŠ´ƒ›·Ë˜´n p(a = +1) = 0.5 ƒŠÉ ²™Ï´Å­n M a  0 Ê¸‰­£´¤†©´£©m´œ¶—„n¯£»§ a£·Ä¯ƒ´¬™ÊŠ· ²ÂÉ›Æ–n™‰³Ë œ¶— 1 粜¶— –1 –©n ¤†©´£›m´Š²ÂÉ›Â™m´ƒ³› ›ʹ¯‰Š´ƒ p(a = +1) = 1 – p(a = –1) –³‰›³Ë›¬£ƒ´¥ (1.12) г–¥» Å­£mƖnɛ เลม 3 : การออกแบบวงจรภาครบั ข้ันสูง 11 Volume III : Advanced Receiver Design

eM a  p a  1 (1.13) 1 p a  1 (1.14) (1.15)ç² (1.16) p  eM a  1  e M a / 2 a  1 1 eM a 1 eM a eM a/2 eM a/2 p eM a  1  e M a / 2 a  1  1 e M a 1 e M a eM a/2 eM a/2Š´ƒ¬£ƒ´¥ (1.14) ç² (1.15) ¬¥º Ɩn©´m ¬Ï´­¥œ³ C  {–1, +1} Š²Æ–n©m´ p a C  eCM a / 2 2 eM a/2 eM a/1.5.3 „¯n £§» ¯´—q —º ܜ¯¡—„q ¯‰Œm¯‰¬³´• ¶Š´¥•´¥²œœ¬Ê¹¯¬´¥ÃœœÆœ›´¥· £ʹ¯œ¶—„n¯£»§ x  {0, 1} ˜»ƒ¬m‰Æ¤³‰©‰Š¥Â„n´†»m (mapper)  ʹ¯Ã§‰Å­nɛœ¶—„n¯£»§ u  {–1, 1} çn©¬m‰žm´›Œm¯‰¬³´•™Ê·Æ£m£·­›m©¤†©´£ŠÏ´ Ê¸‰™Ï´Å­n¬³´•™Ê·©‰Š¥¢´†¥³œÆ–n¥³œ£·†m´Â™m´ƒ³œ y = u + n £ʹ¯ n †¹¯¬³´•¥œƒ©›Âƒ´¬q¬·„´©Ãœœœ©ƒ (AWGN:additive white Gaussian noise) ™Ê£· †· ´m ‹§Ê·¤Â™m´ƒœ³ ª›» ¤Ãq §²†©´£Ã¥¥©›Â™´m ƒœ³ V2 ›¶¤´£¡³‰ƒqŒ³›†©´£­›´Ã›m›†©´£›m´Š²ÂÉ›Ãœœ£·Â‰Ê¹¯›Æ„ (conditional probabilitydensity function) p y | x †¹¯¡³‰ƒqŒ³›†©´£­›´Ã›m›†©´£›m´Š²ÂÉ›„¯‰—³©Ã¥¬mº£ y £ʹ¯ƒÏ´­›–†m´ x £´Å­n ś™´‰ƒ§³œƒ³›˜n´ƒÏ´­›–†m´ y £´Å­n ƒÉŠ²Æ–n©m´ p y | x ™Ê·ÂÉ›¡³‰ƒqŒ³›„¯‰—³©Ã¥ xв˜»ƒÂ¥·¤ƒ©m´ “¡³‰ƒqŒ³›†©¥Š²ÂÉ› (likelihood function)” [4] ś™´‰‘¶œ³—¶ƒm¯›™Ê·©‰Š¥¢´†¥³œŠ²Æ–n¥³œ„n¯£»§ y †©´£›m´Š²ÂÉ›¯² ¶¥¶¯¯¥¶ (a prioriprobability) „¯‰ x в£†· m´Â™m´ƒ³œ p x  1 ç² p x  0 ¯¤m´‰Æ¥ƒÉ—´£­§‰³ Š´ƒ™Ê·©‰Š¥¢´†¥œ³Æ–n¥³œ„n¯£»§ y †©´£›m´Š²ÂÉ› p x  1 | y ç² p x  0 | y Š²Â§Ê·¤›ÂÉ›†©´£›m´Š²ÂÉ›¯²Ä ¬Â™¯¥¶¯¯¥¶ (APP: a posteriori probability) 粊´ƒƒ„¯‰Âœ¬q (Bayes’ rule) ™Ï´Å­Æn –n©´m p x  i | y  p x  i; y / p y  p y | x  ip x  i / p y (1.17)12 การประมวลผลสญั ญาณสำหรบั การจัดเกบ็ ขอมลู ดจิ ทิ ัล Signal Processing for Digital Data Storage

£ʹ¯ i  {0, 1} ç² p a; b †¯¹ ¡³‰ƒqŒ›³ †©´£­›´Ã›m›†©´£›m´Š²ÂÉ›¥m©£ (joit pdf) ¥²­©m´‰—©³ Ý¥¬m£º a ç² b –‰³ ›³Ë›†´m LLR „¯‰œ¶—„n¯£§» x £ʹ¯ƒÏ´­›–†m´ y £´Å­n в›¶¤´£Ä–¤ M x | y  ln Ÿžžžž p x  10 || yy®¬­­­­­ (1.18) p x Š´ƒƒ„¯‰Âœ¬Šq ²Æ–n©m´ ln Ÿžžžž p x  1 ||yy®¬­­­­­  ln Ÿžžžž p y | x  10¬®­­­­­ ln Ÿžžžž p x  10®¬­­­­­ p x  0 p y | x  p x   Lcy M x (1.19)£ʹ¯ Lc †¹¯„n¯£»§Â¯´—q º—Üœ¯¡—q„¯‰Œm¯‰¬³´•Ê¸‰˜¹¯ÂÉ›„m´©¬´¥Ãœœ¯¡—q™·Ê¬¯–†§n¯‰ƒ³œœ¶—„n¯£»§ x ™Ê·Æ–n£´Š´ƒ„n¯£»§ y ç² M x Â¥·¤ƒ©m´ “„m´©¬´¥¯² ¶¥¶¯¯¥¶ (a priori information)”†¯¹ „m´©¬´¥™Ê·ÂƒÊ·¤©ƒ³œœ¶—„n¯£»§ x ƒm¯›™Ê·©‰Š¥¢´†¥³œÆ–n¥³œ„n¯£»§ y ˤśƒ¥•·™Ê·©‰Š¥¢´†¥³œÆ£m£·„m´©¬´¥¯² ¥¶ ¯¶ ¯¥¶ ƒŠÉ ²ƒÏ´­›–Å­n M x  0 ˤ™³©Ê Ɲ†m´ Lc ś¬£ƒ´¥ (1.19) Š²Â¥·¤ƒ©m´†©´£›m´ÂŒÊ¯¹ ˜¹¯„¯‰Œm¯‰¬³´• (channelreliability) Ê¸‰„˸›ƒ³œ§³ƒ«•²„¯‰Œm¯‰¬³´• —³©¯¤m´‰ÂŒm› śƒ¥•·™Ê· nk †¹¯¬³´•¥œƒ©›AWGN ƒÉŠ²Æ–©n ´m ln žžžŸž p y | x  10¬®­­­­­ w ln Ÿžžžž p y | u   11¬®­­­­­ p y | x  p y | u  lnžžžžŸžžž exp  1 y 12 ®¬­­­­­­­­  2 exp 2T2 T2 y (1.20)  1 y 12 2T2›³Ê›†¹¯ Lc  2 / T21.5.4 ©‰Š¥˜¯–¥­¬³ ܜ SISO บทนำ©‰Š¥˜¯–¥­³¬Ãœœ SISO (soft-input soft-output) †¹¯©‰Š¥˜¯–¥­³¬„n¯£»§™Ê·™´Ï ‰´›ƒ³œ„m´©¬´¥ 1ܜ¯¡—q ˤв¥³œ„n¯£»§¯¶› º—™Ê·ÂÉ›„m´©¬´¥Ãœœ¯¡—q„n´£´¥²£©§ž§ ç²Å­n„n¯£»§Â¯´—q º—ɛ„m´©¬´¥Ãœœ¯¡—q บทที่ เลม 3 : การออกแบบวงจรภาครับขน้ั สูง 13 Volume III : Advanced Receiver Design

nk Ma xk xk uk yk Mp xk  xˆk\0,1^ M xk | y \o1^ ¥» ™Ê· 1.9 ¥²œœ¬Ê¯¹ ¬´¥–ж ¶™§³ ™Ê·ÅŒ©n ‰Š¥˜¯–¥­¬³ ܜ SISO  ¶Š´¥•´¥²œœ¬Ê¹¯¬´¥Å›¥»™Ê· 1.9 £ʹ¯§Ï´–³œ„n¯£»§ xk  {0, 1} ˜»ƒ¬m‰Æ¤³‰©‰Š¥Â„n´¥­³¬(encoder) 粩‰Š¥Â„´n †»m (mapper)  ʹ¯Å­nƖÂn É›§Ï´–³œ„n¯£»§ uk  {–1, 1} Š´ƒ›³Ë›©‰Š¥˜¯–¥­³¬Ãœœ SISO в™Ï´ƒ´¥˜¯–¥­³¬„n¯£»§„¯‰¬³´• yk = uk + nk ˤ™Ê· nk †¹¯¬³´•¥œƒ©›AWGN ˤ¯´ª³¤†©´£Œ©m ¤Â­§¯¹ Š´ƒ§Ï´–œ³ „¯n £»§ Ma xk £ʹ¯ Ma xk †¯¹ †´m LLR ܜ¯² ¶¥¶¯¯¥¶(a priori LLR) „¯‰œ¶—„¯n £»§ xk ›³Ê›†¯¹ M xk  ln žžŸžž p xk  10®¬­­­­­ (1.21) a p xk Ê¸‰­£´¤˜‰¸ „m´©¬´¥™Ê·ÂƒÊ·¤©ƒœ³ œ¶—„¯n £»§ xk ƒm¯›™Ê©· ‰Š¥¢´†¥³œŠ²Æ–¥n ³œ§´Ï –œ³ „¯n £»§ y ­¥¯¹ „n¯£§» yk™³‰Ë ­£– (›³Ê›†¹¯ÂÉ›¯¶¬¥²Š´ƒ y) ś™Ï´›¯‰Â–·¤©ƒ³›˜n´©‰Š¥¢´†¥³œÆ£m£·„m´©¬´¥¯² ¶¥¶¯¯¥¶ ƒÉвƒÏ´­›–Å­n M xk  0 ¬´Ï ­¥œ³ ™ºƒ†m´ k Ê‰¸ ­£´¤†©´£©m´œ—¶ „¯n £§» xk ™ºƒ—©³ £·†©´£›m´Š²ÂÉ›™Ê·Š² aƒ¶–„Ë›¸ ™m´ƒ›³ Š´ƒ›³Ë›©‰Š¥˜¯–¥­³¬Ãœœ SISO вŭn„¯n £»§Â¯´—q º—ɛ†m´ LLR ܜ¯²Ä ¬Â™¯¥¶¯¯¥¶(a posteriori LLR) „¯‰œ—¶ „¯n £§» xk ›³Ê›†¯¹ Mp xk  ln Ÿžžžž p xk  1 | yy¬®­­­­­ (1.22) p xk  0 |ˤ™Ê†· m´¥²£´•„¯‰œ¶—„n¯£»§ xk ¬´£´¥˜­´Æ–nŠ´ƒƒ´¥¬m‰†m´ M xk žm´›Â„n´Æ¤³‰©‰Š¥—¥©Š­´ p„·–¥ʶ£Â§Ê·¤› (threshold detector) —´£†©´£¬³£ ³›šq–³‰›·Ë xˆk  ¤¦¦¦¦¥£10,, if M x k p 0 (1.23) p if M x k  0 p­£´¤Â­—º ¬´Ï ­¥³œ†´m LLR „¯‰œ—¶ „n¯£§» x ›³Ê›†¯¹ M x ś­›³‰¬¹¯Â§m£›·Ëв›¶¤´£–‰³ ›·Ë14 การประมวลผลสญั ญาณสำหรับการจดั เกบ็ ขอมูลดิจิทัล Signal Processing for Digital Data Storage

ƒ ˜n´†m´ LLR £—· ©³ ­¯n ¤ (subscript) ɛ ´¥´£¶Â—¯¥q a Œm› Ma x в­£´¤˜¸‰†´m LLR ܜ ¯² ¶¥¯¶ ¯¥¶ (a priori LLR) „¯‰œ—¶ „n¯£§» xƒ ˜n´†´m LLR £—· ³©­¯n ¤ÂÉ› ´¥´£Â¶ —¯¥q p Œ›m M x в­£´¤˜¸‰†m´ LLR ܜ¯²Ä ¬Â™¯¥¯¶ ¯¥¶ p (a posteriori LLR) „¯‰œ—¶ „¯n £»§ x1.6 ¬¥º™n´¤œ™Å›œ™›·ËƖn¯šœ¶ ´¤ÃœœŠ´Ï §¯‰Œm¯‰¬³ ´•¯´m ›™ÊÅ· Œnٛ¥²œœƒ´¥œ³›™ƒ¸ Œ‰¶ ãÂm ­§ƒÉ (™³‰Ë ܜŠÏ´§¯‰Œm¯‰¬³ ´•¬£¹¯›Š¥¶‰Å›¥» ™Ê· 1.2 ç²ÃœœŠ´Ï §¯‰Œ¯m ‰¬³´•¯–º £†—¶Å›¥»™Ê· 1.6)  ʹ¯Å­nž»n¯m´›¬´£´¥˜›Ï´ÃœœŠÏ´§¯‰›·ËƝŌÅn ›ƒ´¥©¶Â†¥´²­q¥²œœƒ´¥¥²£©§¬³ ´•„¯‰°´¥–q –¶¬ƒÆq –¥¡q ›ʹ¯‰Š´ƒ°´¥–q –¶¬ƒÆq –¥¡q¥º›m Å­£mÈ ™Ê£· ·Š´Ï ­›m´¤Å›™n¯‰—§´–Š²ÅŒn™†›¶†ƒ´¥˜¯–¥­³¬Ãœœ©›´ÏË (iterative decoding)  ¥´²¬´£´¥˜Œm©¤Â Ê¶£¬£¥¥˜›²„¯‰¥²œœÆ–n–·¤Ê¶‰„˸› –³‰›³Ë›Å›œ™›·ËЉ¸ Ɩ¯n šœ¶ ´¤Ã›©†¶–ç² Ë›¹ ’´›„¯‰Â™†›¶†ƒ´¥˜¯–¥­³¬Ãœœ©›Ï´Ë ¥©£™³‰Ë †©´£­£´¤„¯‰ SISO†©´£›m´Š²ÂÉ›¯² ¶¥¶¯¯¥¶ †©´£›m´Š²ÂÉ›¯²Ä ¬Â™¯¥¶¯¯¥¶ „m´©¬´¥Ãœœ¯¡—q 粯³—¥´¬m©›†©¥Š²ÂÉ›Ãœœ§¯ƒ´¥¶™¸£ (LLR) ɛ—n›  ʹ¯Â—¥·¤£†©´£ ¥n¯£„¯‰ž»n¯m´›ƒm¯›™Ê·Š²ª¸ƒ«´­§³ƒƒ´¥™Ï´‰´›„¯‰©‰Š¥—¥©Š­´Ã§²©‰Š¥˜¯–¥­¬³ ܜ SISO Ê‰¸ в¯š¶œ´¤—m¯ÆÅ›œ™™Ê· 2 – 41.7 ܜŸ¸ ƒ­–³ ™n´¤œ™ บทนำ1. Љ¯š¶œ´¤­§ƒ³ ƒ´¥™´Ï ‰´›„¯‰¥²œœƒ´¥Š–³ ƒɜ„n¯£§» –¶Š™¶ §³ ś°´¥–q –¶¬ƒÆq –¥¡qś¥»™Ê· 1.12. Š‰ÅŒnĝ¥Ãƒ¥£ SCILAB ©´–¥»—¯m Ɲ›·Ë (http://home.npru.ac.th/piya/webscilab ­¥¹¯ http://www.scilab.org) 2.1) ¬³ ´• §³ ¬Âq §¤Ê· ›¬˜´›² • †m´ ND —´m ‰È —´£¥» ™Ê· 1.3 2.2) ž§—¯œ¬›¯‰Æ–œ—¶ • †m´ ND —m´‰È —´£¥» ™Ê· 1.43. Š‰Ã¬–‰©m´ž§ƒ´¥Ã§‰¡»Â¥·¤¥q„¯‰ž§—¯œ¬›¯‰Æ–œ¶— m(t) ś¬£ƒ´¥ (1.6) „¯‰¥²œœ ƒ´¥œ³›™¸ƒÃœœÃ›©›¯›£†· m´Â™´m ƒœ³ M 8  exp\Q 8 ND^ 1exp\j 2Q8^ 粄¯‰¥²œœƒ´¥œ›³ ™¸ƒÃœœÃ›©—‰³Ë £†· m´Â™m´ƒœ³ 1 บทที่ เลม 3 : การออกแบบวงจรภาครับขน้ั สูง 15 Volume III : Advanced Receiver Design

M 8  T exp ¦¤¦¦£¥¦ Q 282 ND2 ¦¦¦»¼²¦ 1 exp\j 2Q8^ jQ8 ln 16 £ʹ¯ exp{.} †¹¯¡³‰ƒŒq ³›Â§„Œƒ·Ë ´Ï §³‰, : = fT †¹¯†©´£˜Ê·Ãœœ›¯¥£q ¯§Æ§q (normalized fre- quency), f †¯¹ †©´£˜Ê£· ­· ›m©¤ÂÉ›Â°¶¥—,q |x | †¯¹ †m´¬£³ œ»¥•q„¯‰ x, ç² j  14. Š´ƒž§ƒ´¥Ã§‰¡»Â¥¤· ¥q„¯‰ž§—¯œ¬›¯‰Æ–œ¶—Å›„n¯ 3 Љ©´–¥»ž§—¯œ¬›¯‰ÂŒ‰¶ †©´£˜Ê„· ¯‰ Œ¯m ‰¬³ ´• • †m´ ND —m´‰È ś¥» ™Ê· 1.5 ˤŌÄn ¥Ãƒ¥£ SCILAB5. Љ¯šœ¶ ´¤†©´£Ã—ƒ—m´‰¥²­©m´‰ÃœœŠ´Ï §¯‰Œ¯m ‰¬³ ´•¬£¯¹ ›Š¥¶‰Å›¥» ™Ê· 1.2 ç²ÃœœŠÏ´§¯‰ Œ¯m ‰¬³´•¯–º £†—Ŷ ›¥» ™Ê· 1.66. Љ¯šœ¶ ´¤­§³ƒƒ´¥™´Ï ‰´›„¯‰¥²œœƒ´¥¥²£©§ž§¬³´•Üœ©›´ÏË „¯‰°´¥–q –¬¶ ƒqƖ¥¡qś ¥» ™Ê· 1.77. Љ¯š¶œ´¤†©´£­£´¤„¯‰„´m ©¬´¥Ãœœ¯¡—q (soft information)8. Љ¯šœ¶ ´¤†©´£­£´¤„¯‰¯³—¥´¬m©›†©¥Š²ÂÉ›Ãœœ§¯ƒ´¥¶™¸£ (LLR: log-likelihood ratio)9. Љ¯š¶œ´¤†©´£­£´¤„¯‰†´m LLR ܜ¯² ¥¶ ¯¶ ¯¥¶ 粆´m LLR ܜ¯²Ä ¬Â™¯¥¶¯¯¥¶10. Љ¯š¶œ´¤†©´£­£´¤„¯‰©‰Š¥—¥©Š­´Ãœœ SISO 粩‰Š¥˜¯–¥­³¬Ãœœ SISO16 การประมวลผลสญั ญาณสำหรบั การจัดเกบ็ ขอ มลู ดิจิทัล Signal Processing for Digital Data Storage

œ™™Ê· 2¥­³¬Â™¯¥qĜś³ŠŠºœ³›¥­³¬ÃƒÆn „„n¯ž¶– §´– [2 – 5] £Å· ­n§¹¯ƒÅŒn‰´›ŠÏ´›©›£´ƒ—´£§³ƒ«•²ƒ´¥ÅŒn‰´›„¯‰ บทนำ ร ัหสเทอ รโบ×§m ²‰´›¥²¤ºƒ—q ˤ™©³Ê Ɲ‰´›¥²¤ºƒ—q™Ê—· n¯‰ƒ´¥†©´£¬´£´¥˜Å›ƒ´¥ÃƒnƄ„n¯ž¶– §´–¬»‰ ƒÉв—n¯‰ÅŒn©‰Š¥Â„n´¥­³¬Ã§²˜¯–¥­³¬™Ê·£·†©´£³œn¯›¬»‰£´ƒÂŒm›ƒ³› ©¶š·ƒ´¥Ãƒn³­´¯¤m´‰‰m´¤ƒÉ†¹¯ 2ƒ´¥ÅŒƒn ´¥Â„n´¥­³¬Ãœœ—m¯ƒ³› (concatenated coding) Ê¸‰ÂÉ›ƒ´¥Â„n´¥­³¬„n¯£»§Ä–¤ÅŒn©‰Š¥Â„n´¥­³¬ 1บทท่ี£´ƒƒ©m´­›Ê¸‰©‰Š¥£´—m¯ƒ³›Ãœœ¯›ºƒ¥£­¥¹¯Ãœœ„›´› ˤ¯´ª³¤†©´£Œm©¤Â­§¹¯„¯‰©‰Š¥¯¶›Â™¯¥q§·¡Â©¯¥q (interleaver) Š´ƒ›³Ë›„n¯£»§™Ê·˜»ƒÂ„n´¥­³¬ƒÉв˜»ƒ™Ï´ƒ´¥˜¯–¥­³¬–n©¤©‰Š¥˜¯–¥­³¬Ã—m§² บทที่—³© ˜‰¸ ãn©´m ž§§³ š™q ÊÆ· –Šn ´ƒ©¶š·ƒ´¥›·Ë˜¹¯©m´ÂÉ›ÃœœÂ­£´²™Ê·¬º–Üœ¥¯‰ (sub-optimal) ×m©¶š·ƒ´¥›·Ëв¥²›·¥²›¯£¥²­©m´‰†©´£¬´£´¥˜Å›ƒ´¥ÃƒÆn „„¯n ž–¶  §´–粆©´£³œn¯›„¯‰ƒ¥²œ©›ƒ´¥Â„´n ¥­¬³ 粘¯–¥­¬³ ™†›¶†ƒ´¥˜¯–¥­³¬Ãœœ©›´ÏË (iterative decoding) [2, 3] ˜¹¯ÂÉ›Â™†›¶†™Ê·¬´£´¥˜Œm©¤§–¯—³ ¥´„n¯ž–¶  §´–„¯‰œ—¶ (BER: bit-error rate) „¯‰¥²œœÅ­n›n¯¤§‰ƒ©m´Â–¶£Æ–n ƒ´¥˜¯–¥­³¬„¯n £»§„¯‰¥­³¬Â™¯¥qĜ (turbo code) [3] ˜¹¯ÂÉ›—©³ ¯¤m´‰„¯‰ƒ´¥˜¯–¥­³¬Ãœœ©›Ï´Ë Ê¸‰Å›³ŠŠºœ³›Æ–£n ·ƒ´¥›Ï´£´ÅŒnś­§´¤‰´›¥²¤ºƒ—q ƖÃn ƒm ¥²œœÄ™¥ª ³ ™q†§Ê¯¹ ›™Ê· ç²¥²œœ¬Ê¯¹ ¬´¥žm´›–´©Â™·¤£ÂÉ›—n› ›¯ƒŠ´ƒ›·Ë­§³ƒƒ´¥Â™¯¥qĜ (turbo principle) ™Ê·ÅŒnśƒ´¥˜¯–¥­³¬„n¯£»§ÃœœÂ™¯¥qĜ¤³‰¬´£´¥˜›Ï´£´¥²¤ºƒ—qŌnƒ³œƒ¥²œ©›ƒ´¥¯·†©¯Æ§ÂŒ³› (equalization) Ɩn ˤŠ²Â¥·¤ƒÂ™†›¶†›·Ë©m´“¯·†©¯Æ§ÂŒ³›ÃœœÂ™¯¥qĜ (turbo equalization)” [21] Ê¸‰˜¹¯ÂÉ›ƒ¥²œ©›ƒ´¥˜¯–¥­³¬Ãœœ©›Ï´Ë ™Ê·Æ–n›Ï´£´ÅŒnŠ¥¶‰Å›°´¥q––¶¬ƒqƖ¥¡q¥ºm›Å­£mÈ Ã§n© [6] Ê¸‰£·¬£¥¥˜›²–·ƒ©m´°´¥q––¶¬ƒqƖ¥¡qś¯–·—™ÊÆ· £Æm –nŌn™†›¶†ƒ´¥˜¯–¥­³¬Ãœœ©›Ï´Ë œ™›·ËŠ²Â¥Ê£¶ —n›¯š¶œ´¤¥­³¬†¯›Ä©§»Œ›³ 粯³§ƒ¯¥™¶ £¸ BCJR [18] Ê‰¸ ˜¯¹ ɛ¬m©›¬Ï´†³„¯‰¥­³¬Â™¯¥qĜ  ʹ¯Å­nž»n¯m´›Â„n´ÅŠÂ™†›¶†ƒ´¥Â„n´¥­³¬Ã§²ƒ´¥˜¯–¥­³¬Ãœœ©›Ï´Ë ™·ÊŌnś¥²œœƒ´¥¥²£©§ž§¬³´•„¯‰°´¥–q –¬¶ ƒqƖ¥¡q เลม 3 : การออกแบบวงจรภาครบั ข้ันสูง 17 Volume III : Advanced Receiver Design

2.1 ¥­³¬†¯›Ä©§»Œ³›¥­¬³ ÃÆn „„¯n ž–¶  §´–­¥¹¯¯´ŠÂ¥¤· ƒ©´m ¥­³¬ÃƒÆn „„¯n ž–¶  §´–Üœ„´n ‰­›n´ (FEC: forward error-correction code) ›¶¤£›Ï´£´ÅŒnśŠ³–ƒ´¥ƒœ³ ¬³´•¥œƒ©›Ã§²„¯n ž–¶  §´–™Ê·Âƒ¶–Š´ƒŒm¯‰¬³´•Ä–¤™³©Ê Ɲ¥­³¬ÃƒÆn „„¯n ž¶– §´–¬´£´¥˜Ãœm‰¯¯ƒÆ–nɛ¬¯‰Ãœœ†¹¯ ¥­³¬œ§É¯ƒ (block code) ç²¥­³¬†¯›Ä©§»Œ³› (convolutional code) [2] ›¯ƒŠ´ƒ›·Ë¤³‰£·¥­³¬ ECC ܜŭ£m™Ê·¯´ª³¤Â™†›¶†ƒ´¥˜¯–¥­³¬Ãœœ©›Ï´Ë Œm› ¥­³¬Â™¯¥qĜ [3] ç²¥­³¬ LDPC [17] ɛ—n› Ê¸‰£·¬£¥¥˜›²Â„n´Åƒ§n†©´£ŠºŒm¯‰¬³´•„¯‰ÃŒ››¯›4 (Shannon’s channel capacity) £´ƒƒ©m´¥­³¬†¯›Ä©§»Œ³›Å›­³©„n¯›·Ëв¬¥º­§³ƒƒ´¥™Ï´‰´›„¯‰¥­³¬†¯›Ä©§»Œ³›Â ¥´²ÂÉ›Œ¶›Ë ¬m©›™Ê·¬Ï´†³„¯‰¥­³¬Â™¯¥qĜÊ¸‰Š²ƒ§m´©—m¯ÆÅ›­³©„n¯™Ê· 2.32.1.1 ƒ´¥Â„´n ¥­³¬©‰Š¥Â„n´¥­³¬†¯›Ä©§»Œ³› (convolutional encoder) Š²ÅŒnÂ¥Š¶¬Â—¯¥qܜ§ʹ¯› (shift register) 粩‰Š¥œ©ƒÃœœ£¯–ºÄ§¬¯‰5 (modulo-2 adder) śƒ´¥Â„n´¥­³¬„n¯£»§ ˤв™´Ï ƒ´¥Â„n´¥­³¬§Ï´–³œ„n¯£»§¯¶› —º (input data sequence) ­›Ê¸‰Œº– ç²Å­§n ´Ï –œ³ „¯n £§» ¯´— q —º ŠÏ´›©›£´ƒƒ©m´­¥¹¯Â™´m ƒ³œ­›Ê¸‰Œ–º ˤ™Ê·˜´n ©‰Š¥Â„´n ¥­³¬†¯›Ä©§»Œ›³ „´n ¥­¬³ „n¯£»§¯¶› º— 1 œ¶— çn©™Ï´Å­nƒ¶–„n¯£»§Â¯´—q º—ŠÏ´›©› n œ¶— 얉©m´©‰Š¥Â„n´¥­³¬†¯›Ä©§»Œ³››·Ë£·¯³—¥´¥­³¬ (code rate) ™m´ƒ³œ R  1/ n ¥»™Ê·2.1 얉—©³ ¯¤´m ‰©‰Š¥Â„n´¥­³¬†¯›Ä©§»Œ›³ ™Ê·£·¯—³ ¥´¥­¬³ R = 1/2 £ʹ¯ D †¯¹ —©³ –´Ï ›¶›ƒ´¥­›m©‰Â©§´­›Ê¸‰­›m©¤ (unit delay operator) Ê‰¸ Ōnٛ¥Š¬¶ —¯¥Ãq œœÂ§Ê¹¯› ś™´‰‘¶œ³—©¶ ‰Š¥Â„n´¥­¬³†¯›Ä©§»Œ›³ Š²Â„¤· ›Ã™›–n©¤ ­›º ´£—³©ƒÏ´Â›¶– (generator polynomial) Ê¸‰£·¥»¬£ƒ´¥†¯¹ [1] œN (2.1)G D  giDi i0£ʹ¯ P †¹¯ŠÏ´›©›­›m©¤†©´£ŠÏ´„¯‰©‰Š¥Â„n´¥­³¬†¯›Ä©§»Œ³› (­¥¹¯ŠÏ´›©›Â¥Š¶¬Â—¯¥qܜ§ʹ¯›)ç² gi = 1 ˜n´œ¶—„n¯£»§¯¶› º—™Ê·˜»ƒ­›m©‰Â©§´Æ i ­›m©¤ £·ž§—m¯ƒ´¥Âƒ¶–„¯‰œ¶—„n¯£»§Â¯´—q º—• ©§´³ŠŠœº ›³ —³©¯¤m´‰ÂŒ›m ©‰Š¥Â„n´¥­¬³ †¯›Ä©§Œ» ›³ ś¥» ™Ê· 2.1 (ƒ) £ · ­º›´£—©³ ƒÏ´Â›¶–†¹¯G D  ¢¡ G1 D, G2 D¯°±  ¡¢ 1€ D, 1€ D2 °±¯ (2.2) 4 –¥» ´¤§²Â¯·¤–¥ʹ¯‰†©´£ŠŒº m¯‰¬³ ´• (channel capacity) ƖÅn ›­³©„n¯™Ê· 5.1.3 „¯‰ [1] 5 ˜n´Å­n † †¹¯—©³ –ϴ›¶›ƒ´¥œ©ƒÃœœ£¯–ĺ §¬¯‰ –³‰›³Ë› 0 † 0 = 0, 0 † 1 = 1, 1 † 0 = 1, ç² 1 † 1 = 018 การประมวลผลสญั ญาณสำหรับการจัดเก็บขอ มลู ดิจิทัล Signal Processing for Digital Data Storage

yk1xk yk2¥» ™Ê· 2.1 (ƒ) ©‰Š¥Â„´n ¥­¬³ †¯›Ä©§»Œ³›, („) ©‰Š¥Â„´n ¥­¬³ †¯›Ä©§»Œ›³ ܜ£·¥²œœ, ç² (†) ©‰Š¥Â„n´¥­³¬†¯›Ä©§Œ» ³›Ãœœ£¥· ²œœÂ©·¤›Âƒ¶–£ʹ¯ † †¹¯—©³ –´Ï ›¶›ƒ´¥œ©ƒÃœœ£¯–ºÄ§¬¯‰, G1(D) †¹¯ ­º›´£—³©ƒÏ´Â›¶–„¯‰„n¯£»§Â¯´—q º— yk1 , ร ัหสเทอ รโบG2(D) †¹¯ ­º›´£—³©ƒ´Ï ›¶–„¯‰„n¯£§» ¯´—q º— yk2 , ç²£­· ›m©¤†©´£ŠÏ´ P = 2 ­›m©¤ 2 ›¯ƒŠ´ƒ›·Ë©‰Š¥Â„n´¥­³¬†¯›Ä©§»Œ³›Ãœœ£·¥²œœ (systematic convolutional encoder) บทที่†¹¯©‰Š¥Â„n´¥­³¬†¯›Ä©§»Œ³›™Ê·™´Ï Å­n„n¯£»§Â¯´—q º—­›Ê¸‰Œº–£·†m´Â™m´ƒ³œ„n¯£»§¯¶› º— —´£™Ê·Ã¬–‰Å›¥» ™Ê· 2.1 („) Ê¸‰£· ­º›´£—³©ƒÏ´Â›¶–†¹¯ ¡ ¢1, 1€ D2 ±°¯ ¬Ï´­¥³œ©‰Š¥Â„n´¥­³¬†¯›Ä©§»Œ³›Ãœœ£·¥²œœ™Ê£· ·ƒ´¥n¯›ƒ§œ³ –©n ¤Š²Â¥·¤ƒ©m´©‰Š¥Â„n´¥­¬³ †¯›Ä©§»Œ³›Ãœœ£·¥²œœÂ©¤· ›Âƒ¶– (recursive systematic convolutional encoder) —´£¥»™Ê· 2.1 (†) Ê¸‰£· ­º›´£—³©ƒÏ´Â›¶–†¹¯  ¡¢1, 1/ 1€ D2 ±°¯ ˤ™³©Ê Ɲ©‰Š¥Â„n´¥­³¬†¯›Ä©§»Œ³›Ãœœ£·¥²œœÂ©·¤›Âƒ¶–Š²ÂÉ›™Ê·›¶¤£ÅŒn‰´›£´ƒƒ©m´©‰Š¥Â„n´¥­³¬†¯›Ä©§»Œ³›Ãœœ¯Ê¹›È [2] ˤ™³Ê©Æƒ´¥©¶Â†¥´²­q¥­³¬†¯›Ä©§»Œ³›Š²¯´ª³¤Â†¥Ê¹¯‰¬˜´›²ŠÏ´ƒ³– (FSM: finite statemachine) Ê¸‰ÂÉ›ÃœœŠÏ´§¯‰™Ê·Ã¬–‰Å­n­ɛ˜¸‰ƒ´¥Â§Ê·¤›Ã§‰„¯‰„n¯£»§¯¶› º—, ¬˜´›²Â¥Ê¶£—n›(start state), ¬˜´›²—m¯Æ (next state), 粄n¯£»§Â¯´—q º— „¯‰¥²œœ (ª¸ƒ«´¥´¤§²Â¯·¤–Æ–nś­³©„n¯™Ê· 4.3.1 „¯‰ [10]) ¥»™Ê· 2.2 (n´¤) 얉†¥Ê¹¯‰¬˜´›²ŠÏ´ƒ³–„¯‰©‰Š¥Â„n´¥­³¬†¯›Ä©§»Œ³›Å›¥»™Ê· 2.1 (ƒ) Ê¸‰£·™³‰Ë ­£– 2P = 4 ¬˜´›²†¹¯ 00, 01, 10 ç² 11 ˤ™·Ê¬n›§»ƒª¥Š²Ã¬–‰Â¬n›™´‰ƒ´¥Â§Ê·¤›¬˜´›² 粆m´ x / y1y2 ™Ê·¯¤m»—¶–ƒ³œÂ¬n›§»ƒª¥Š²ÅŒnٛ†m´„n¯£»§¯¶› º—œ¶— x粄¯n £§» ¯´—q º—œ—¶ y1 ç² y2 ›¯ƒŠ´ƒ›·Ëޛ¢´ Â™¥§§¶¬ (trellis diagram) Ê¸‰ÅŒn얉ƒ´¥Â§Ê¤· ›¬˜´›²Å›Ã—m§²Œ©m ‰Â©§´ƒ¬É ´£´¥˜ÅŒn¯š¶œ´¤ƒ´¥™´Ï ‰´›„¯‰¥­¬³ †¯›Ä©§»Œ³›Æ–nŒm›ƒ³› ¥»™Ê·2.2 („©´) 얉ޛ¢´ Â™¥§§¬¶ „¯‰©‰Š¥Â„n´¥­³¬†¯›Ä©§»Œ›³ ś¥»™Ê· 2.1 (ƒ) ›³Ê›†¹¯Ãž›¢´  เลม 3 : การออกแบบวงจรภาครบั ข้นั สูง 19 Volume III : Advanced Receiver Design

¥» ™Ê· 2.2 ޛ¢´ Â†¥Ê¹¯‰¬˜´›²ŠÏ´ƒ–³ ç²Ãž›¢´ Â™¥§§¶¬„¯‰¥»™Ê· 2.1 (ƒ)™¥§§¬¶ ś¥²¤²™Ê· k Š²Ã¬–‰ƒ´¥Â§Ê·¤›¬˜´›²™Ê·ÂÉ›ÆÆ–™n ³‰Ë ­£–„¯‰©‰Š¥Â„n´¥­³¬Š´ƒ¬˜´›²­›Ê¸‰• ©§´ k Ɲ¤³‰¯·ƒ¬˜´›²­›Ê¸‰ • ©§´ k + 1 ˤ†m´™Ê·¯¤m»—¶–ƒ³œÂ¬n›§»ƒª¥ƒÉ†¹¯†m´ x / y1y2 ™Ê·¯¤»mś†¥Ê¯¹ ‰¬˜´›²Š´Ï ƒ–³ ›³Ê›Â¯‰ ›ʹ¯‰Š´ƒÂ¬n›™´‰ (path) ™Ê·Â–¶›Æ—´£Ãž›¢´ Â™¥§§¶¬Š²­£´¤˜¸‰Œ–º „¯‰Â¬n›¬´„´ (branch) ™Ê·¥²ƒ¯œ–n©¤­›Ê¸‰Â¬n›¬´„´—m¯­›Ê¸‰¥²¤² –³‰›³Ë›†Ï´¥­³¬ (codeword)™ƒº †Ï´ (­¥¯¹ „n¯£»§Â¯´—q —º „¯‰©‰Š¥Â„n´¥­¬³ †¯›Ä©§»Œ³›) в—¯n ‰¬¯–†§¯n ‰ƒ³œÂ¬n›™´‰™Ê·ÂÉ›Æ–n ·¤‰­›Ê¸‰Â–¤· © (unique path) śÞ›¢´ Â™¥§§¬¶ (–¥» » ™Ê· 2.5)—©³ ¯¤m´‰™Ê· 2.1 Š‰Ã¬–‰„³›Ë —¯›ƒ´¥Â„´n ¥­¬³ „¯‰©‰Š¥ Y1„n´¥­¬³ †¯›Ä©§Œ» ›³ ś¥» ™Ê· 2.1 (ƒ) £ʹ¯œ¶—„n¯£§» X D S1 D S2¯›¶  º—†¹¯ {x0, x1, x2, x3} = {1 0 1 1}©¶š·™´Ï ¥» ™Ê· 2.1 (ƒ) 얉ŭ£mƖn—´£¥»–´n ›„©´£¹¯ Y2Ê¸‰Â£Ê¹¯›Ï´œ¶—„n¯£»§ {xk} £´Â„n´¥­³¬–n©¤©‰Š¥Â„n´¥­³¬†¯›Ä©§Œ» ›³ в£„· ³›Ë —¯›ƒ´¥™´Ï ‰´›–‰³ ›·Ë„³›Ë ™Ê·­›Ê¸‰ ƒÏ´­›–Å­n¬˜´›²„¯‰Â¥Š¶¬Â—¯¥qܜ§ʹ¯›™³‰Ë ­£– ›³Ê›†¹¯ S1 ç² S2 £·†m´ÂÉ› 0 (™Ï´Å­nɛ¬˜´›² 00) ˤ„³›Ë —¯››·Ëɛ ·¤‰ƒ´¥Â—¥·¤£†©´£ ¥n¯£„¯‰©‰Š¥Â„n´ ¥­³¬Ã§²¤‰³ Æ£m£·ƒ´¥n¯›œ—¶ „n¯£§» „´n Ɲ20 การประมวลผลสัญญาณสำหรบั การจดั เกบ็ ขอ มลู ดิจิทลั Signal Processing for Digital Data Storage

„³›Ë ™Ê·¬¯‰ ¥ʶ£n¯›œ¶—Ã¥ƒÊ¸‰£·†m´ÂÉ› 1 (›³Ê›†¹¯ x0 = 1) „n´¬m»©‰Š¥ ƒÉ™Ï´Å­n†m´ Y1 = X † S1 = 1 † 0 = 1 ç² Y2 = X † S2 = 1 † 0 = 1 Ê¸‰†¹¯„n¯£»§Â¯´—q º—™·ÊƖnŠ´ƒ ƒ´¥Â„´n ¥­³¬„¯‰œ—¶ Ã¥ƒ›³Ê›Â¯‰„³›Ë ™Ê¬· ´£ ¥ʶ£n¯›œ¶—™Ê·¬¯‰Ê¸‰£·†m´ÂÉ› 0 „n´¬m»©‰Š¥ †m´—m´‰È ś©‰Š¥ƒÉŠ²Â§Ê¹¯›Æ­›Ê¸‰œ¶— ™³‰Ë ­£– (• ©§´›·Ë S1 = 1 ç² S2 = 0) ™Ï´Å­n†m´ Y1 = X † S1 = 0 † 1 = 1 ç² Y2 = X † S2 = 0 † 0 = 0 Ê‰¸ †¹¯ž§™Ê·Æ–Šn ´ƒƒ´¥Â„n´¥­³¬„¯‰œ¶—™Ê·¬¯‰„³›Ë ™Ê¬· Ê· ¥ʶ£n¯›œ¶—™Ê·¬´£Ê¸‰£·†m´ÂÉ› 1 „n´¬m»©‰Š¥ †m´—m´‰È ś©‰Š¥ƒÉŠ²Â§Ê¹¯›Æ­›Ê¸‰œ¶— ™³‰Ë ­£– (• ©§´›·Ë S1 = 0 ç² S2 = 1) ™Ï´Å­n†m´ Y1 = X † S1 = 1 † 0 = 1 ç² Y2 = X † S2 = 1 † 1 = 0 Ê‰¸ †¹¯ž§™Ê·Æ–Šn ´ƒƒ´¥Â„n´¥­¬³ „¯‰œ—¶ ™Ê·¬´£„›³Ë ™Ê­· n´ ¥ʶ£n¯›œ¶—™Ê·¬Ê·Ê¸‰£·†m´ÂÉ› 1 „n´¬»m©‰Š¥ †m´—m´‰È ś©‰Š¥ƒÉŠ²Â§Ê¹¯›Æ­›Ê¸‰œ¶—™³‰Ë ­£– (• ©§´›·Ë S1 = 1 ç² S2 = 0) ™Ï´Å­n†m´ Y1 = X † S1 = 1 † 1 = 0 ç² Y2 = X † S2 = 1 † 0 = 1 Ê¸‰†¹¯ž§™Ê·Æ–Šn ´ƒƒ´¥Â„´n ¥­¬³ „¯‰œ—¶ ™Ê·¬Ê·„›³Ë ™Ê·­ƒ ¬³‰Âƒ—©m´¬˜´›²„¯‰©‰Š¥Â„n´¥­³¬†¯›Ä©§»Œ³›Æ£mƖnƒ§³œÆ¬m»¬˜´›²Â¥Ê¶£—n›™·ÊÂÉ › ª»›¤­q £– (• —¯››·Ë¯¤m»Å›¬˜´›² 11) –n©¤Â­—º›·ËЏ‰—n¯‰£·ƒ´¥Â—¥·¤£œ¶—­´‰ (tail bit) ™Ê· ­£´²¬£¯·ƒ 2 œ¶—  ʹ¯¥³œ©‰Š¥Å­nƒ§³œÆ¬m»¬˜´›²™Ê·ª»›¤q™³‰Ë ­£– ƒ¥²œ©› ƒ´¥Â„n´¥­¬³ Љ¸ Š²Â¬¥ÉЬ£œ»¥•q„›³Ë ¬º–™n´¤ ƒ´¥Â§¹¯ƒ†´m „¯‰œ¶—­´‰£·­§³ƒƒ´¥‰m´¤È †¹¯Å­n ¶Š´¥•´–»©m´œ¶—„n¯£»§Å–™Ê·£·ž§™Ï´Å­n †´m ś¥Š¬¶ —¯¥qܜ§ʹ¯›ÂÉ›ª»›¤q™³‰Ë ­£– Ê¸‰Å›™Ê·›·ËŠ²Æ–n©m´Å­nn¯›œ¶— 0 ¬¯‰œ¶— „n´ÆÅ›©‰Š¥ƒÉв™Ï´Å­n©‰Š¥Â„n´¥­³¬ƒ§³œÆ¬m»¬˜´›² 00 ¯·ƒ†¥³‰Ë Ê¸‰˜¹¯©m´¬¶›Ë ¬º– ƒ¥²œ©›ƒ´¥Â„n´¥­³¬ ˤœ¶—­´‰—³©Ã¥ƒŠ²Å­n„n¯£»§Â¯´—q º—ɛ Y1 = 1 ç² Y2 = 1 ś„•²™Êœ· —¶ ­´‰—©³ ™Ê¬· ¯‰Š²Å­n„n¯£»§Â¯´—q —º ɛ Y1 = 0 ç² Y2 = 1—³©¯¤m´‰ƒ´¥Â„n´¥­³¬™Ê·Æ–n¯š¶œ´¤£´›·Ë얉ś¥»™Ê· 2.3 Ê¸‰˜n´›Ï´£´Ã¬–‰Å›¥»„¯‰Ãž›¢´ ƒ´¥Â§Ê·¤› ร ัหสเทอ รโบ¬˜´›²ƒÉв£·§³ƒ«•²—´£¥»™Ê· 2.4 ­¥¹¯˜n´›Ï´£´Ã¬–‰Å›¥»„¯‰Ãž›¢´ Â™¥§§¶¬ƒÉв£·§³ƒ«•²—´£¥» ™Ê· 2.5 Ê‰¸ Š²Â­›É Ɩ©n m´¥» ™Ê· 2.3 – 2.5 Å­žn §§³ šq™m´ƒ›³ ›¯ƒŠ´ƒ›·Ëƒ´¥Â„n´¥­¬³ †¯›Ä©§»Œ³›¤³‰¬´£´¥˜™Ï´Æ–nˤŌnƒ´¥Ã§‰ D (D transform) [1] 2Œ›m ƒ³› ›³Ê›†¹¯„¯n £§» ¯´—q º—™ÊÆ· –nŠ´ƒ©‰Š¥Â„n´¥­³¬†¯›Ä©§»Œ›³ в£·†m´Â™´m ƒ³œ บทท่ี Yi D Gi DX D (2.3) เลม 3 : การออกแบบวงจรภาครบั ขนั้ สูง 21 Volume III : Advanced Receiver Design

¥» ™Ê· 2.3 „›³Ë —¯›ƒ´¥Â„´n ¥­¬³ †¯›Ä©§»Œ›³ ś—³©¯¤´m ‰™Ê· 2.1 xk / yk1yk2 ¥»™Ê· 2.4 ޛ¢´ ƒ´¥Â§Ê¤· ›¬˜´›²Å›—©³ ¯¤´m ‰™Ê· 2.1 œÂ£Ê¹¯ Yi D  k yki Dk †¹¯ž§ƒ´¥Ã§‰ D „¯‰„n¯£»§Â¯´—q º— yki ¬Ï´­¥³œ i ‰ \1, 2^ , Gi(D) œ†¹¯ ­º›´£—³©ƒÏ´Â›¶–„¯‰„n¯£»§Â¯´—q º— yki , ç² X D  k xkDk †¹¯ž§ƒ´¥Ã§‰ D „¯‰ „n¯£»§¯¶› º— Œm› Š´ƒ—³©¯¤m´‰™Ê· 2.1 (¥»™Ê· 2.1 (ƒ)) Š²Æ–n©m´ X D  1 D2 D3 ç² Gi D \ ^ɛƝ—´£¬£ƒ´¥ (2.2) –³‰›³Ë›„¯n £»§Â¯´— q º—™ÊÆ· –Šn ´ƒƒ´¥Â„´n ¥­¬³ ™³‰Ë ¬¯‰Œ–º yk1 ,yk2 £†· m´Â™´m ƒ³œ22 การประมวลผลสัญญาณสำหรับการจดั เกบ็ ขอ มูลดจิ ทิ ัล Signal Processing for Digital Data Storage

¥» ™Ê· 2.5 ޛ¢´ Â™¥§§¬¶ ś—©³ ¯¤´m ‰™Ê· 2.1 (얉¬›n ™´‰™Ê·ÂÉ›ÆÆ–n ¤· ‰­›Ê¸‰Â–¤· ©„¯‰†Ï´¥­³¬) Y1 D G1 DX D  1€ D 1 D2 D3  1 D2 D3 € D D3 D4 1 D D2 D4 Y2 D G2 DX D  1€D2 1 D2 D3  1 D2 D3 € D2 D4 D5 1 D3 D4 D5\ ^ \ ^›³Ê›†¹¯y01 ,y11,y12 ,y31 ,y14 ,y51  \1 1 1 0 1 0^ ç² y 2 , y12 , y 2 , y32 , y 2 , y52  \1 0 0 1 1 1^ Ê¸‰—¥‰ 0 2 4ƒ³œ„n¯£§» ¯´— q º—™Ê·Æ–n—´£¥»™Ê· 2.3 – 2.5—³©¯¤m´‰™Ê· 2.2  ¶Š´¥•´©‰Š¥Â„n´¥­³¬†¯›Ä©§»Œ³›Å›¥»™Ê· 2.6 Ê¸‰£· ­º›´£—³©ƒÏ´Â›¶–Å›¥»„¯‰Â§„’´›Ã–†¹¯ (g1, g2) = (17, 11) ­¥¹¯£·†m´Â™m´ƒ³œ (001111, 001001) ś§„’´›¬¯‰ ˤ™Ê· g1Â¥·¤ƒ©m´ ­º›´£n¯›ƒ§³œ (feedback polynomial) ç² g2 Â¥·¤ƒ©m´ ­º›´£n¯›„n´‰­›n´ (feed- ร ัหสเทอ รโบforward polynomial) ­¥¹¯Å›­›³‰¬¹¯œ´‰Â§m£¯´ŠÃ¬–‰ ­º›´£—³©ƒÏ´Â›¶–Å›¥»„¯‰Âª«¬m©›Å›Ä–£› D †¯¹ g2 D 1 D 3 Š‰Ã¬–‰Ãž›¢´ Â†¥Ê¹¯‰¬˜´›²ŠÏ´ƒ³–  ¥n¯£™³‰Ë „n´¥­³¬œ¶—„n¯£»§ 1 D D 2 D3 g1 D11011100 (œ—¶ „¯n £»§–n´›´n ¤¬–º †¹¯„n¯£»§—³©Ã¥ƒ™ÊŠ· ²˜»ƒÂ„´n ¥­³¬) 2©š¶ ·™´Ï ޛ¢´ Â†¥Ê¹¯‰¬˜´›²Š´Ï ƒ–³ „¯‰©‰Š¥Â„´n ¥­¬³ †¯›Ä©§»Œ³››·Ë얉ś¥»™Ê· 2.7 ¬Ï´­¥³œƒ´¥ บทท่ี„n´¥­³¬œ¶—„n¯£»§ 11011100 Å­n™´Ï —´£„³›Ë —¯›—m´‰È †§n´¤ƒ³œ—³©¯¤m´‰™Ê· 2.1 ›³Ê›†¹¯Â¥Ê¶£—n›Š² เลม 3 : การออกแบบวงจรภาครับข้นั สงู 23 Volume III : Advanced Receiver Design

g2 D  1 1 D3 D 3 g1 D D D2¥» ™Ê· 2.6 ©‰Š¥Â„n´¥­¬³ †¯›Ä©§Œ» ³›™Ê·£ · ­º›´£—©³ ƒÏ´Â›¶–Å›¥» „¯‰Â§„’´›Ã–†¹¯ (g1, g2) = (17, 11) 1000/0 1/0 0/1 1/1 010 0/0 000 1/1 0/1 1/0 110001 0/1 1/1 1/0 101 111 0/1 0/0 1/0 1/1 0/0 011 œ¶—„¯n £§» ¯›¶  —º / œ—¶ „¯n £§» ¯´— q º—Ù›œ—¶ „n¯£»§¯›¶  —º ™·£Ê ·†m´Â›É 0ٛœ—¶ „n¯£»§¯›¶  —º ™·£Ê ·†m´Â›É 1¥» ™Ê· 2.7 ޛ¢´ Â†¥Ê¯¹ ‰¬˜´›²ŠÏ´ƒ–³ (FSM) „¯‰©‰Š¥Â„´n ¥­¬³ †¯›Ä©§Œ» ³›Å›¥» ™Ê· 2.6ƒ´Ï ­›–Å­n¬˜´›²„¯‰Â¥Š¬¶ —¯¥qܜ§ʹ¯›™³‰Ë ­£–£·†m´ÂÉ› 0 Š´ƒ›³Ë›ƒÉ™Ï´ƒ´¥n¯›„n¯£»§Â„n´ÆÅ›©‰Š¥™·§²œ¶— çn©†Ï´›©•­´„n¯£»§Â¯´—q º—„¯‰©‰Š¥Â„n´¥­³¬™·§²—³© £ʹ¯n¯›œ¶—„n¯£»§¯¶› º—„n´ÆÅ›©‰Š¥Â„n´¥­³¬†¥œÃ§n© ƒÉÅ­nn¯›œ¶—­´‰¯·ƒŠÏ´›©›­›Ê¸‰Š›ƒ¥²™³Ê‰™Ï´Å­nÂ¥Š¶¬Â—¯¥qܜ§ʹ¯›™³‰Ë ­£–£·†m´ÂÉ› 0 ­£¹¯›Â–¶£ ­´ƒ™Ï´˜»ƒ—n¯‰Š²Æ–n©m´œ¶—­´‰™Ê·—n¯‰n¯›Â„n´ÆÅ›©‰Š¥Â„n´¥­³¬†¹¯ 111 粞§§³ šq™Ê·Æ–nŠ´ƒƒ´¥Â„n´¥­¬³ †¯¹ 1010111000124 การประมวลผลสญั ญาณสำหรบั การจัดเกบ็ ขอมลู ดจิ ทิ ัล Signal Processing for Digital Data Storage

xk\ ^xk 00z 1 k0z 1 zk  z 0 , z10z11 , ..., z k \ ^yk z k0z 1  \xkyk ^ k xk / xkyk xk  0 xk 1¥»™Ê· 2.8 (ƒ) ©‰Š¥Â„´n ¥­³¬†¯›Ä©§»Œ›³ ç² („) ޛ¢´ Â™¥§§¬¶2.1.2 ƒ´¥˜¯–¥­¬³Å›™´‰‘¶œ³—¶„n¯£»§™·Ê˜»ƒÂ„n´¥­³¬–n©¤¥­³¬†¯›Ä©§»Œ³›¬´£´¥˜™Ï´ƒ´¥˜¯–¥­³¬„n¯£»§Æ–n–n©¤©‰Š¥˜¯–¥­³¬™Ê·¬¥n´‰Š´ƒ¯³§ƒ¯¥¶™¸£©·Â™¯¥qœ¶ [13] ­¥¹¯™Ê·Â¥·¤ƒ©m´©‰Š¥—¥©Š­´©·Â™¯¥qœ¶ ś™Ê·›·ËŠ²Ã¬–‰—©³ ¯¤´m ‰ƒ´¥˜¯–¥­¬³ „¯n £»§™Ê˜· »ƒÂ„n´¥­¬³ –n©¤¥­³¬†¯›Ä©§»Œ›³ –‰³ —m¯Æ›·Ë—³©¯¤m´‰™Ê· 2.3  ¶Š´¥•´©‰Š¥Â„n´¥­³¬†¯›Ä©§»Œ³›Å›¥»™Ê· 2.8 (ƒ) Ê¸‰£·Ãž›¢´ Â™¥§§¶¬—´£¥»™Ê· ร ัหสเทอ รโบ2.8 („) ˜n´¬££º—¶©m´§Ï´–³œ„n¯£»§ zk †¹¯¬Ê¶‰™Ê·©‰Š¥˜¯–¥­³¬—n¯‰ƒ´¥˜¯–¥­³¬„n¯£»§ Љ˜¯–¥­³¬§Ï´–³œ„n¯£»§ zk = {11 01 10 11 00}©¶š™· Ï´ ƒ´Ï ­›–Å­n (u, q) ٛƒ´¥Â§Ê·¤›¬˜´›²Š´ƒ¬˜´›² u Ɲ¬˜´›² q ç²Â£—¥¶ƒ¬´„´(branch metric) • ¥²¤²™Ê· k ›¶¤´£Ä–¤Sk u,q  z 0  xk u,q 2 z 1 yk u,q 2 k kˤ™Ê· xk u,q ç² yk u,q †¯¹ œ—¶ „n¯£»§ xk ç² yk ™Ê¬· ¯–†§n¯‰ƒ³œƒ´¥Â§Ê·¤›¬˜´›² (u, q) 2›¯ƒŠ´ƒ›·Ëƒ´Ï ­›–Å­Ân £—¥ƒ¶ ¬n›™´‰ (path metric) • ¬˜´›² q ™Ê·Â©§´ k + 1 в›¶¤´£Ä–¤ บทที่ เลม 3 : การออกแบบวงจรภาครบั ขัน้ สงู 25 Volume III : Advanced Receiver Design

02 2 2 022 1 20 100 02\zk ^ 11 0020\xˆk ^ 1 01 10 11 œ—¶ ­´‰ 00 0 11 0¥»™Ê· 2.9 ޛ¢´ Â™¥§§¬¶ 얉ƒ´¥ƒ´¥˜¯–¥­³¬„n¯£§» zk = {11 01 10 11 00} 'k 1 q  min \'k u Sk u ,q ^ u–³‰›³Ë›„›³Ë —¯›ƒ´¥˜¯–¥­³¬„¯‰©‰Š¥—¥©Š­´©·Â™¯¥qœ¬¶ ¥º Ɩ–n ³‰›·Ë1) ¬´Ï ­¥³œÃ—§m ²¥²¤²™Ê· k¬Ï´­¥³œÃ—§m ²¬˜´›² q†Ï´›©•­´†m´Â£—¥¶ƒ¬´„´ S u ,q „¯‰™ƒº ¬n›¬´„´™Ê·£´˜‰¸ ¬˜´›² q k§¹¯ƒÂ¬›n ¬´„´™Ê£· ·†´m £—¥ƒ¶ ¬›n ™´‰›n¯¤¬–º¥œ³ ¥‰º †´m £—¥¶ƒÂ¬n›™´‰„¯‰¬˜´›² q ™Ê·Â©§´ k + 1 ›³Ê›†¹¯ 'k 1 q(™Ï´´ÏË Š›†¥œ™ƒº ¬˜´›² q)(™´Ï ´ÏË Š›†¥œ™ºƒ¥²¤²™Ê· k)2) ˜¯–¥­¬³ „¯n £»§¯›¶  —º xk Š´ƒÂ¬n›™´‰™Ê£· ·Â£—¥ƒ¶ ¬n›™´‰›n¯¤¬–º¥» ™Ê· 2.9 얉„³›Ë —¯›ƒ´¥˜¯–¥­³¬„¯n £§» —´£Ãž›¢´ Â™¥§§¶¬ Ê‰¸ Š²Ã¬–‰Â‹ ´²Â¬›n ™´‰™Ê·¤³‰£·Œ·©—¶ ¯¤m» (survivor path) ™Ê·£´˜¸‰Ã—m§²¬˜´›² ˤ†m´™Ê·¯¤»m—¶–ƒ³œÃ—m§²Â¬n›¬´„´†¹¯†m´Â£—¥¶ƒ¬´„´Sk u,q ™Ê¬· ¯–†§¯n ‰ƒ³œƒ´¥Â§Ê¤· ›¬˜´›² (u, q) ›³Ë›È 粗³©Â§„™Ê·¯¤»m—¥‰Ä­›–„¯‰Ã—m§²¬˜´›²†¹¯†m´Â£—¥ƒ¶ ¬›n ™´‰ 'k q Š´ƒ¥»Š²Æ–n©m´©‰Š¥˜¯–¥­³¬†¯›Ä©§»Œ³›Š²Å­n†m´¥²£´•„¯‰œ¶—„n¯£»§¯¶› º— xk ɛ xˆk  \1, 0,1,1^ ¬Ï´­¥³œ¥´¤§²Â¯·¤–„³›Ë —¯›ƒ´¥˜¯–¥­³¬„n¯£»§„¯‰©‰Š¥—¥©Š­´©Â· ™¯¥œq ¬¶ ´£´¥˜ªƒ¸ «´Æ–Ån ›œ™™Ê· 4 „¯‰ [10]26 การประมวลผลสญั ญาณสำหรับการจดั เก็บขอมลู ดิจทิ ัล Signal Processing for Digital Data Storage

¯¤´m ‰Æ¥ƒ—É ´£˜n´›Ï´¥­³¬†¯›Ä©§»Œ³›£´ÅŒnɛ¬m©›¥²ƒ¯œÅ›¥­³¬Â™¯¥qĜ ƒÉŠ²Æ£m¬´£´¥˜ÅŒn©‰Š¥—¥©Š­´©Â· ™¯¥œq Ŷ ›©‰Š¥˜¯–¥­¬³ ™¯¥Äq œÆ–n  ¥´²©‰Š¥˜¯–¥­¬³ ™¯¥Äq œ™Ï´‰´›Ä–¤ÅŒn„m´©¬´¥Ãœœ¯¡—„q ¯‰œ¶—„¯n £§» ™´m ›³Ë› (שm ‰Š¥—¥©Š­´©Â· ™¯¥qœ¶Š²Å­nž§§³ šqɛ„m´©¬´¥Ãœœ°´¥q–­¥¹¯†m´¥²£´•„¯‰œ¶—„n¯£»§) –³‰›³Ë›©‰Š¥˜¯–¥­³¬Â™¯¥qĜ™Ê·ÅŒn˜¯–¥­³¬„n¯£»§™Ê·˜»ƒÂ„n´¥­³¬–n©¤¥­³¬†¯›Ä©§Œ» ›³ в—n¯‰ÂÉ›©‰Š¥—¥©Š­´™Ê·¬¥´n ‰Š´ƒ¯³§ƒ¯¥¶™¸£ BCJR [18] ­¥¹¯ SOVA (soft-outputViterbi algorithm) [19] ™m´›³Ë› Ê¸‰Š²¯š¶œ´¤—¯m Ɲś­©³ „n¯™Ê· 2.2 粜™™Ê· 3 —´£§´Ï –œ³2.2 ¯§³ ƒ¯¥¶™£¸ BCJR ร ัหสเทอ รโบ©‰Š¥—¥©Š­´©·Â™¯¥qœ¶ [1, 13] †¹¯©‰Š¥—¥©Š­´Ãœœ†©¥Š²ÂÉ›¬»‰¬º–­¥¹¯©‰Š¥—¥©Š­´Ãœœ ML(maximum-likelihood) ™Ê·ÅŒnśƒ´¥˜¯–¥­³¬„n¯£»§™Ê·˜»ƒÂ„n´¥­³¬–n©¤¥­³¬†¯›Ä©§»Œ³› ˤ„n¯£»§Â¯´—q º—™Ê·Æ–nŠ²ÂÉ›†´m ¥²£´•„¯‰§Ï´–³œ„¯n £§» ™Ê·—¯n ‰ƒ´¥—¥©Š­´ ­¥¯¹ ¯´Šƒ§m´©Æ–n©m´©‰Š¥—¥©Š­´Ãœœ ML в™´Ï Å­n„n¯ž–¶  §´–„¯‰§Ï´–œ³ „n¯£§» £·†´m ›n¯¤¬–º ׯm £Æm –n¥³œ¥²ƒ³›©m´œ¶—„n¯£»§Ã—m§²œ¶—™Ê·¯¤»mś§´Ï –³œ„n¯£»§›³Ë›ÂÉ›œ¶—„n¯£»§™Ê·–·™Ê·¬º– ›³Ê›†¹¯©‰Š¥—¥©Š­´Ãœœ ML Æ£mƖn™´Ï Å­nœ¶—„n¯£»§Ã—§m ²œ¶—£·„n¯ž–¶  §´–›n¯¤¬º– ›¯ƒŠ´ƒ›·Ë©‰Š¥—¥©Š­´©Â· ™¯¥œq ¶Æ£¬m ´£´¥˜›Ï´£´ÅŒnś¥²œœ˜¯–¥­³¬„n¯£»§Ãœœ©›Ï´Ë Ɩn ¥´²¥²œœ›·Ëв£·ƒ´¥Ã§ƒÂ§Ê·¤›„m´©¬´¥Ãœœ¯¡—q¥²­©m´‰©‰Š¥—¥©Š­´Ã§²©‰Š¥˜¯–¥­³¬ÃƒnƄ„n¯ž¶– §´– –³‰›³Ë›¥²œœ˜¯–¥­³¬„n¯£»§Ãœœ©›Ï´Ë в—n¯‰ÅŒn©‰Š¥—¥©Š­´†©´£›m´Š²ÂÉ›¯²Ä ¬Â™¯¥¶¯¯¥¶¬»‰¬º–­¥¹¯Â¥·¤ƒ©m´ “©‰Š¥—¥©Š­´Ãœœ MAP (maximum a posteriori probability)”ˤ©‰Š¥—¥©Š­´Ãœœ MAP ¬´£´¥˜¥³œ¥²ƒ³›Æ–n©m´œ¶—„n¯£»§Ã—m§²œ¶—™Ê·—¥©Š­´Æ–nɛœ¶—„n¯£»§™Ê–· ·™Ê·¬–º (­¥¯¹ œ—¶ „¯n £»§Ã—m§²œ—¶ £„· ¯n ž–¶  §´–›n¯¤¬–º ) ś¬m©››·Ëв¯š¶œ´¤­§³ƒƒ´¥™Ï´‰´›„¯‰¯³§ƒ¯¥¶™¸£ BCJR [18]  ¥´²ÂÉ›¯³§ƒ¯¥¶™¸£™Ê·ÅŒnśƒ´¥¬¥´n ‰©‰Š¥—¥©Š­´Ãœœ MAP Ê¸‰¯³§ƒ¯¥¶™¸£›·ËƖn˜»ƒ†¶–†n›Ã§² ³”›´„˸›Ä–¤ Bahl, Cock,Jelinek, ç² Raviv  ʹ¯ÅŒnśƒ´¥—¥©Š­´†m´†©´£›m´Š²ÂÉ›¯²Ä ¬Â™¯¥¶¯¯¥¶ (APP: a posterioriprobability) ¬»‰¬º–„¯‰¬³´•™Ê·žm´›Œm¯‰¬³´•™Ê·£·ƒ´¥Ã™¥ƒ¬¯–¥²­©m´‰¬³§³ƒ«•q (ISI)ç²£·¬³´•¥œƒ©›Âƒ´¬q¬·„´©Ãœœœ©ƒ (AWGN)2.2.1 ܜŠÏ´§¯‰„¯‰Œm¯‰¬³´•ç²Ãž›¢´ Â™¥§§¶¬ 2 ¶Š´¥•´ÃœœŠÏ´§¯‰„¯‰Œm¯‰¬³´•Å›¥»™Ê· 2.10 £ʹ¯¬³´•™Ê·©‰Š¥¢´†¥³œÆ–n¥³œ (­¥¹¯¬³´• บทท่ี™Ê—· ¯n ‰ƒ´¥˜¯–¥­¬³ ) §´Ï –œ³ ™Ê· k †¹¯ เลม 3 : การออกแบบวงจรภาครบั ข้นั สงู 27Volume III : Advanced Receiver Design

nk  N 0,T2 ak H D rk œO yk  aihki nk i0 ¥»™Ê· 2.10 ܜŠ´Ï §¯‰Œm¯‰¬³´• Zk  u u Hk u,q Bk 1 q Zk 1  q B k Ck 1 q Ck u\ ^ylk  k 1 \ ^yk L O 1yl 0 ylk  yl k 1¥»™Ê· 2.11 ƒ´¥Â§Ê¤· ›¬˜´›² (u, q) ś¥²¤²™Ê· k „¯‰Ãž›¢´ Â™¥§§¬¶ œO (2.4) yk  aihki nk i0£ʹ¯ ak  A †¹¯„n¯£»§¯¶› º—œ¶—™Ê·˜»ƒÂ§¹¯ƒ£´Š´ƒÂ—„¯‰Œº–—³©¯³ƒ«¥ A (Œm› ¥²œœÆœ›´¥·Š²Æ–nœA = {0, 1} ­¥¹¯ {–1, 1}), H (D)  O hk Dk †¹¯Œm¯‰¬³´•™Ê·Æ£m—m¯Â›Ê¹¯‰ (discrete k0channel), hk †¹¯†m´¬³£¥²¬¶™š¶—Î ³©™Ê· k „¯‰Œm¯‰¬³´•, O †¹¯­›m©¤†©´£ŠÏ´„¯‰Œm¯‰¬³´•,nk †¹¯ AWGN ™Ê·£·†m´Â‹§Ê·¤Â™m´ƒ³œª»›¤q粆©´£Ã¥¥©›Â™m´ƒ³œ V2 ­¥¹¯Â„·¤›Ã™›–n©¤ nk a Ư 0,T2 , rk †¹¯„n¯£»§Â¯´—q º—„¯‰Œm¯‰¬³´•, ç² L †¹¯†©´£¤´©„¯‰§Ï´–³œ„n¯£»§¯¶› º—{ak} ˤ™©³Ê Ɲ„n¯£§» ­›Ê¸‰ÂƒÂ—¯¥qв£· L = 4096 œ¶— ˜n´¬££º—¶©m´©‰Š¥¢´†¬m‰Æ–n™Ï´ƒ´¥¬m‰§Ï´–³œ„n¯£»§¯¶› º— a = <a0 ,...,aL1> ŠÏ´›©› L œ¶— ˤœ¶—„n¯£»§Ã—m§²œ¶—£·†m´™Ê·ÂÉ›ÆÆ–n¯¤m»¢´¤Å›Â— A ç²Æ£m£·ƒ´¥¬m‰„n¯£»§Å–È śŒm©‰Â©§´™Ê· k < 0 ç² k > L – 1 –³‰›³Ë›Š´ƒ¬£ƒ´¥ (2.4)¬³´•™Ê©· ‰Š¥¢´†¥³œÆ–¥n œ³ ™‰³Ë ­£–Å›¥» „¯‰Â©ƒÂ—¯¥q†¯¹ y  \yl ^L O1  ¢ y0 , ..., yL O1 ¯± 0¥»™Ê· 2.11 얉ޛ¢´ Â™¥§§¶¬„¯‰Œm¯‰¬³´• hk £ʹ¯ Zk w <ak1,ak2 ,...,akO >†¹¯¬˜´›² (state) • ©§´ k (­¥¹¯†m´™Ê·¯¤»mś¥Š¶¬Â—¯¥qܜ§ʹ¯›™³‰Ë ­£– • ©§´ k), Q  A O28 การประมวลผลสัญญาณสำหรับการจัดเกบ็ ขอมลู ดิจทิ ลั Signal Processing for Digital Data Storage

†¹¯ŠÏ´›©›¬˜´›²™³‰Ë ­£–™Ê·ÂÉ›ÆÆ–n, ¥²¤²™Ê· k (k-th stage) †¹¯ƒ§mº£„¯‰Â¬n›¬´„´ (branch) ™Ê·ÂÉ›ÆÆ–n™³‰Ë ­£–¥²­©m´‰Â©§´ k ç²Â©§´ k + 1, ç² (u, q) †¹¯¬³§³ƒ«•q™Ê·ÅŒnٛƒ´¥Â§Ê·¤›¬˜´›² (transition) Š´ƒ¬˜´›² u Ɲ¤‰³ ¬˜´›² q ˜´n Å­n¬˜´›²Ã—m§²¬˜´›²†¯¹ ¬˜´›² 0 ˜¸‰¬˜´›²Q – 1 ˤ™Ê·¬˜´›² 0 ­¥¯¹ Zk w <0, 0,..., 0> Š²ÅŒnٛ¬˜´›²©´m ‰Â§´m (idle state) ¬´Ï ­¥œ³ k d 0ç² k t L + Q – 1 –³‰›³Ë›¯´Šƒ§m´©Æ–n©m´¥»™Ê· 2.11 얉¥²¤²™Ê· k „¯‰Ãž›¢´ Â™¥§§¶¬Ê¸‰¬¯–†§n¯‰ƒ³œœ—¶ „n¯£§» ¯¶› º—§Ï´–³œ™Ê· k (­¥¹¯ ak), „n¯£»§Â¯´—q º—„¯‰Œm¯‰¬³´•§Ï´–³œ™Ê· k (­¥¹¯rk), 粄¯n £»§™Ê·©‰Š¥¢´†¥³œÆ–¥n ³œ§´Ï –³œ™Ê· k (­¥¹¯ yk)2.2.2 ©‰Š¥—¥©Š­´Â­£´²™Ê·¬–ºÅ›™´‰‘¶œ³—¶©‰Š¥—¥©Š­´Ãœœ MAP ˜¹¯©m´ÂÉ›©‰Š¥—¥©Š­´Â­£´²™Ê·¬º– (optimal detector) ¥´²ÂÉ›©‰Š¥—¥©Š­´„n¯£»§™Ê¬· ´£´¥˜¥œ³ ¥²ƒ³›Æ–©n ´m †©´£›m´Š²ÂÉ›„¯‰„n¯ž¶– §´–„¯‰œ¶—„n¯£»§Ã—m§²œ—¶ £·†´m ›n¯¤¬º– —©³ ¯¤m´‰ÂŒ›m śƒ´¥—–³ ¬›¶ Ŋœ¶—„n¯£»§§Ï´–³œ™Ê· k (­¥¹¯ ak) ©‰Š¥—¥©Š­´ÃœœMAP в†Ï´›©•­´†m´†©´£›m´Š²ÂÉ›¯²Ä ¬Â™¯¥¶¯¯¥¶ (APP) ­¥¹¯ Pr<ak | y> Ê¸‰­£´¤˜¸‰†m´†©´£›m´Š²ÂÉ›„¯‰œ—¶ „n¯£»§ ak £ʹ¯ƒÏ´­›–§Ï´–³œ„n¯£»§ y £´Å­n ¬Ï´­¥³œÃ—m§²œ¶—„n¯£»§ ak Š´ƒ›³Ë›Š²Â§¹¯ƒ†m´ ak ™Ê™· ´Ï Å­n Pr<ak | y> £·†m´¬»‰¬º– ©‰Š¥—¥©Š­´Ãœœ MAP в–ϴ›¶›ƒ´¥§³ƒ«•²›·ËƝ¥ʹ¯¤È Š›†¥œ„n¯£»§ L œ¶— ś™´‰‘¶œ³—¶†m´ Pr<ak | y> †Ï´›©•Æ–nˤ‰m´¤ ˜n´™¥´œ†m´†©´£›m´Š²ÂÉ›„¯‰ƒ´¥Â§Ê¤· ›¬˜´›²Ãœœ¯²Ä ¬Â™¯¥¶¯¯¥¶ Pr ¢ Zk  u; Zk 1  q | y¯± ¬Ï´­¥³œ™ºƒƒ´¥Â§Ê·¤›¬˜´›² (u, q) śÞ›¢´ Â™¥§§¬¶ ¯³§ƒ¯¥¶™¸£ BCJR ˜¯¹ ɛ„³›Ë —¯›©¶š·™Ê·£·¥²¬¶™š¶¢´ £´ƒÅ›ƒ´¥­´†m´†©´£›m´Š²ÂÉ›„¯‰ƒ´¥Â§·Ê¤›¬˜´›²Ãœœ¯²Ä ¬Â™¯¥¶¯¯¥¶ Ê¸‰™Ï´Æ–n‰m´¤Ä–¤ƒ´¥Š³–¥» Pr ¢ Zk  u; Zk 1  q | y¯±¬Ï´­¥œ³ ƒ´¥Â§Ê·¤›¬˜´›² • ©§´ k ¯¯ƒÂÉ› 3 ¬©m ›–³‰›·Ë1) ¬©m ›™Ê­· ›Ê¸‰„¸›Ë ¯¤»mƒ³œ„¯n £»§™Ê·Æ–n¥œ³ ™³‰Ë ­£–Å›¯–—· ›³Ê›†¯¹ ylk  \yl ; l  k^  \yl ^k012) ¬m©›™Ê¬· ¯‰„˸›¯¤ƒm» ³œ„¯n £§» ™ÊÆ· –¥n œ³ ś³ŠŠºœ›³ ›³Ê›†¯¹ yk3) ¬m©›™Ê¬· ´£„¸Ë›¯¤ƒm» œ³ „¯n £§» ™Ê·Æ–¥n œ³ ™‰³Ë ­£–Å›¯›´†— ›³Ê›†¯¹ yl k  \yl ; l  k^  \yl ^L O1 k 1 ร ัหสเทอ รโบ Š´ƒƒ„¯‰Âœ¬q (Bayes’ rule) †m´ Pr ¢ Zk  u; Zk 1  q | y±¯ Š–³ ¥»Å­£Æm –nɛ Pr ¢ Zk  u; Zk 1  q | y¯±  p Zk  u; Zk 1  q; y / p y 2  p Zk  u; Zk 1  q; ylk ; yk ; ylk / p y บทท่ี  p ylk |Zk  u; Zk 1  q; ylk ;yk p Zk  u; Zk 1  q; ylk ;yk / p y (2.5) เลม 3 : การออกแบบวงจรภาครับขน้ั สูง 29 Volume III : Advanced Receiver Design

£ʹ¯ p x †¹¯¡³‰ƒqŒ³›†©´£­›´Ã›m›†©´£›m´Š²ÂÉ› (pdf: probability density function) „¯‰ xŠ´ƒ†º•¬£œ³—¶„¯‰£´¥q†¯¡ (Markov property) [4] „¯‰ÃœœŠÏ´§¯‰Â†¥Ê¹¯‰¬˜´›²ŠÏ´ƒ³–Ê¸‰ƒ§m´©©m´¬Ï´­¥³œŒm¯‰¬³´•Å–È „m´©¬´¥ÂƒÊ·¤©ƒ³œ„n¯£»§„¯‰¬˜´›²™Ê·Â©§´ k + 1 Š²Â„n´£´Ã™›™Ê·„m´©¬´¥ÂƒÊ¤· ©ƒ³œ„n¯£»§„¯‰¬˜´›²™Ê· ©§´ k ¥©£™‰³Ë †´m yk ç² ylk –³‰›³Ë›¬£ƒ´¥ (2.5) §–¥» ƖÂn É› Pr  ¢Zk  u; Zk 1  q | y±¯  p ylk |Zk 1  qp Zk  u; Zk 1  q; ylk ;yk / p y  p ylk |Zk 1  qp Zk 1  q;yk | Zk  u; ylk p Zk  u; ylk / p y (2.6) ś™Ï´›¯‰Â–¤· ©ƒ›³ ¯´ª³¤†º•¬£œ—³ „¶ ¯‰£´¥†q ¯¡Â Ê¹¯Š–³ ¥» ¬£ƒ´¥ (2.6) ƒŠÉ ²Æ–Ân É›Pr  ¢Zk  u; Zk 1  q|y¯±  p Zk  u; ylk p Zk 1  q;yk | Zk  up ylk |Zk 1 q p y  Bk uqHk u,qqCk 1 q / p y (2.7)Ê‰¸ Š²Â­É›Æ–n©´m  ´¥´£Â¶ —¯¥q Bk u †¹¯†m´†©´£›m´Š²ÂÉ›¬´Ï ­¥³œ¬˜´›² u • ©§´ k Ê¸‰„˸›¯¤m»ƒ³œ„n¯£»§™Ê·Æ–n¥³œÅ›¯–·— ylk ,  ´¥´£¶Â—¯¥q Ck 1 q †¹¯†m´†©´£›m´Š²ÂÉ›¬Ï´­¥³œ¬˜´›² q • ©§´k + 1 Ê¸‰„¸Ë›¯¤»mƒ³œ„n¯£»§™Ê·Æ–n¥³œÅ›¯›´†— rl!k , ç² ´¥´£¶Â—¯¥q Hk u,q †¹¯†m´†©´£›m´Š²ÂÉ›„¯‰ƒ´¥Â§Ê·¤›¬˜´›²Š´ƒ¬˜´›² u ©§´ k Ɲ¤³‰¬˜´›² q ©§´ k + 1 Ê¸‰„¸Ë›¯¤m»ƒ³œ„n¯£»§Å›³ŠŠœº ³› yk (– » ´¥´£¶Â—¯¥q—m´‰È ś¥»™Ê· 2.11) ˤ™³©Ê Ɲ ´¥´£¶Â—¯¥q Bk u ç² Ck 1 q Â¥·¤ƒ©m´Â£—¥ƒ¶ ¬˜´›² (state metric) ç² ´¥´£Â¶ —¯¥q Hk u,q Â¥¤· ƒ©´m £—¥¶ƒ¬´„´ (branch metric) ˜n´ƒÏ´­›–Å­n Sa †¯¹ —„¯‰ƒ´¥Â§Ê·¤›¬˜´›² (u, q) ™Ê·ÂÉ›ÆÆ–n™³‰Ë ­£–™Ê·¬¯–†§n¯‰ƒ³œœ—¶ „¯n £»§ a –³‰›³Ë›†´m †©´£›m´Š²ÂÉ›¯²Ä ¬Â™¯¥¯¶ ¯¥¶ Pr<ak  a | y> ­´Æ–Šn ´ƒ œPr<ak  a | y>  Pr  ¢Zk  u; Zk 1  q | y¯± u ,q ‰Sa 1 p y u,q‰Sa œ Bk u Hk u ,q Ck 1 q (2.8)¬£ƒ´¥ (2.8) ­´Æ–‰n m´¤ £ʹ¯™¥´œ†´m Bk u , Hk u,q ç² Ck 1 q ¬Ï´­¥³œ™ºƒƒ´¥Â§Ê·¤›¬˜´›² u,q 粙ƒº ¥²¤²™Ê· k30 การประมวลผลสัญญาณสำหรบั การจัดเก็บขอ มลู ดิจทิ ลั Signal Processing for Digital Data Storage

2.2.3 ƒ´¥†´Ï ›©•­´†´m  ´¥´£¶Â—¯¥q„¯‰¯³§ƒ¯¥¶™£¸ BCJR ´¥´£¶Â—¯¥q„¯‰¯³§ƒ¯¥¶™¸£ BCJR —´£¬£ƒ´¥ (2.8) ›³Ê›†¹¯ Hk u,q , Bk u , Ck 1 q ç²p y ¬´£´¥˜†´Ï ›©•­´Æ–n–³‰›·Ëƒ´¥­´†´m £—¥¶ƒ¬´„´ Hk u,q ¬´Ï ­¥œ³ Œm¯‰¬³´• AWGN¯³§ƒ¯¥¶™¸£ BCJR Š²Ã—ƒ—m´‰Š´ƒ¯³§ƒ¯¥¶™¸£©·Â™¯¥qœ¶ [13] —¥‰™Ê·©m´¯³§ƒ¯¥¶™¸£ BCJR в™Ï´ƒ´¥†´Ï ›©•¬¯‰Â¬›n ™´‰†¹¯1) ¬n›™´‰„´n ‰­›n´ (forward pass) Ė¤Â¥Ê¶£†Ï´›©•†m´—m´‰È —³‰Ë ×m„n¯£»§™Ê·Æ–n¥³œ—³©Ã¥ƒÆ„n´‰­›n´ Š›˜¸‰„¯n £»§—³©¬º–™´n ¤2) ¬n›™´‰¤n¯›ƒ§³œ (backward pass) Ė¤Â¥¶Ê£†Ï´›©•†m´—m´‰È —³‰Ë ×m„n¯£»§™Ê·Æ–n¥³œ—³©¬º–™n´¤ ¤n¯›ƒ§³œ£´Š›˜‰¸ „n¯£§» —³©Ã¥ƒ ›¯ƒŠ´ƒ›·Ë£—¥ƒ¶ ¬´„´„¯‰¯§³ ƒ¯¥¶™£¸ BCJR †´Ï ›©•Æ–Šn ´ƒHk u,q  p Zk 1  q; yk | Zk  u  p yk | Zk  u; Zk 1  qp Zk 1  q | Zk  u (2.9) ¬Ï´­¥³œŒm¯‰¬³´•Üœ AWGN ¬³´•™·ÊƖn¥³œ†¹¯ yk  rk nk £ʹ¯ nk ~ Ư 0,T2 †¹¯¬³´•¥œƒ©›Âƒ´¬q¬·„´©Ãœœœ©ƒ ˜n´ƒÏ´­›–Å­n aˆ u,q ç² rˆ u,q †¹¯œ¶—„n¯£»§¯¶› º—粄n¯£»§Â¯´—q º—„¯‰Œm¯‰¬³´•™Ê·¬¯–†§n¯‰ƒ³œƒ´¥Â§Ê·¤›¬˜´›² u,q —´£§Ï´–³œ –³‰›³Ë› Š›qÃ¥ƒ™´‰„©´£¹¯„¯‰¬£ƒ´¥ (2.9) £·†m´Â™m´ƒ³œp yk | Zk  u; Zk 1  q  1 exp ¦¥£¦¦¤ 1 yk rˆ u,q 2»¦¦¦¼² (2.10) 2QT2 2T2£ʯ¹ exp(.) †¹¯¡³‰ƒqŒ³›Â§„Œ·ƒË Ï´§³‰ (exponential function) ç² Š›q™Ê·¬¯‰™´‰„©´£¹¯„¯‰¬£ƒ´¥ ร ัหสเทอ รโบ(2.9) †¹¯ 2 p Zk 1  q | Zk  u  p ak  aˆ u,q; Zk  u / p Zk  u บทที่  p Zk  u | ak  aˆ u,qp ak  aˆ u,q / p Zk  u เลม 3 : การออกแบบวงจรภาครับข้ันสงู 31 Volume III : Advanced Receiver Design

p Zk  up ak  aˆ u,q / p Zk  u (2.11)  p ak  aˆ u,qś™´‰‘¶œ³—¶†m´†©´£›m´Š²ÂÉ›Å›¬£ƒ´¥ (2.11) Š²Â¥·¤ƒ©m´†©´£›m´Š²ÂÉ›¯² ¶¥¶¯¯¥¶ (a prioriprobability) „¯‰œ¶—„n¯£»§ ak Š´ƒ›³Ë›Ã™›†m´¬£ƒ´¥ (2.10) ç² (2.11) §‰Å›¬£ƒ´¥ (2.9) Š²Æ–n©´m £—¥¶ƒ¬´„´„¯‰¯§³ ƒ¯¥¶™¸£ BCJR £·†m´Â™m´ƒœ³ Hk u,q  1 exp ¦¦¤¥¦£ 1 yk rˆ u,q 2¦¦²¼»¦qp ak  aˆ u,q (2.12) 2QT2 2T2Ê¸‰Š² œ©m´Â£—¥¶ƒ¬´„´„¯‰¯³§ƒ¯¥¶™¸£ BCJR £· Š›q p ak  aˆ u,q  ʶ£„˸›£´Š´ƒÂ£—¥¶ƒ¬´„´„¯‰¯³§ƒ¯¥¶™¸£©·Â™¯¥qœ¶ [4] śƒ¥•·™Ê·œ¶—„n¯£»§ ak ™ºƒ—³©£·Ä¯ƒ´¬Âƒ¶–„¸Ë›Â™m´ƒ³› †m´†©´£›m´Š²ÂÉ›¯² ¶¥¶¯¯¥¶ p ak  a Š²ÂÉ›†m´†‰—©³ ™Ê·Æ£m„›Ë¸ ƒ³œ†´m a –‰³ ›³Ë›Å›ƒ¥•·›·Ë£—¥ƒ¶ ¬´„´„¯‰¯§³ ƒ¯¥™¶ £¸BCJR в£·†m´Â™m´ƒ³œÂ£—¥¶ƒ¬´„´„¯‰¯³§ƒ¯¥¶™¸£©·Â™¯¥qœ¶ ¯¤m´‰Æ¥ƒÉ—´£Å›ƒ¥•·™Ê·œ¶—„n¯£»§ ak ×m§²—³©£·Ä¯ƒ´¬Âƒ¶–„¸Ë›Æ£m™m´ƒ³›  ¥´²‹²›³Ë›˜´n ™¥´œ„¯n £»§ÂƒÊ·¤©ƒ³œ ak ×§m ²—©³ §©m ‰­›n´ ƒÉвŒm©¤™´Ï Å­ƒn ´¥˜¯–¥­³¬„n¯£§» £†· ©´£˜ƒ» —¯n ‰£´ƒ¤Ê¶‰„Ë›¸ƒ´¥­´†´m £—¥¶ƒ¬˜´›² Bk u ç² Ck 1 q£—¥¶ƒ¬˜´›² Bk u ç² Ck 1 q ś¬£ƒ´¥ (2.7) †Ï´›©•­´Æ–n‰m´¤Ä–¤¯´ª³¤†º•¬£œ³—¶„¯‰£´¥q†¯¡Ã§²Â™†›¶†Â©·¤›Âƒ¶– (recursive) –‰³ ›·Ë Š´ƒ¬£ƒ´¥ (2.7) Š²Æ–n©´m Bk u  p Zk  u; ylk (2.13)–³‰›³Ë› Bk 1 q  p Zk 1  q; ylk 1  p Zk 1  q; yk ; ylk œQ1  p Zk 1  q; yk ; Zk  u; ylk u0 œQ1  p Zk 1  q; yk | Zk  u; ylk p Zk  u; ylk u032 การประมวลผลสญั ญาณสำหรบั การจัดเก็บขอมูลดจิ ิทลั Signal Processing for Digital Data Storage

œQ1 (2.14)  p Zk 1  q; yk | Zk  up Zk  u; ylk u0 œQ1  Hk u,qBk u u0 ś™´Ï ›¯‰Â–¤· ©ƒ›³ Š´ƒ¬£ƒ´¥ (2.7) Š²Æ–n©´m Ck 1 q  p ylk | Zk 1  q (2.15)–‰³ ›³Ë› Ck u  p ylk1 | Zk  u  p ylk ; yk | Zk  u œQ1  p ylk ; yk ; Zk 1  q | Zk  u q0 œQ1  p ylk |yk ; Zk 1  q; Zk  up yk ; Zk 1  q | Zk  u q0 œQ1  p ylk | Zk 1  qp yk ; Zk 1  q | Zk  u q0 œQ1 (2.16)  Ck 1 qHk u,q q0ƒ´¥ƒÏ´­›–‰ʯ¹ ›Æ„¥ʶ£—›n „¯‰ Bk u ç² Ck 1 q ร ัหสเทอ รโบ¯³§ƒ¯¥¶™¸£ BCJR ™Ê·¯š¶œ´¤Å›­³©„n¯›·Ëв¬££º—¶©m´¬£ƒ´¥ (2.15) ç² (2.16) ¥ʶ£™Ï´ƒ´¥†Ï´›©•Ä–¤ÅŒÂn ‰Ê¹¯›Æ„¥ʣ¶ —›n (initial condition) „¯‰Â£—¥¶ƒ¬˜´›² Bk u ç² Ck 1 q –‰³ ›·Ë B0 u  ¥£¦¦¤¦¦10,, u0 ç² CL O q  £¦¦¥¦¤¦10,, q0 (2.17) 2 else else บทที่ เลม 3 : การออกแบบวงจรภาครบั ขั้นสงู 33 Volume III : Advanced Receiver Design

Ê¸‰ÅŒnƒ³œƒ¥•·™Ê·™ºƒÂ¬n›¬´„´ (branch) śÞ›¢´ Â™¥§§¶¬Â¥Ê¶£—n›™Ê·¬˜´›² Z0  0 ç²£·ƒ´¥œ‰³ †³œÅ­™n ƒº ¬n›¬´„´Å›Ãž›¢´ Â™¥§§¶¬¬¶›Ë ¬º–™Ê·¬˜´›² ZL O  0 ›³Ê›†¹¯™ºƒÂ¬n›¬´„´Å›Œm©‰ƒ´¥Â©·¤›Âƒ–¶ ܜ„´n ‰­›n´ (forward recursion) —n¯‰¬¶›Ë ¬º–™Ê·¬˜´›² ZL O  0 粙ºƒÂ¬n›¬´„´Å›Œ©m ‰ƒ´¥Â©·¤›Âƒ–¶ ܜ¤n¯›ƒ§œ³ (backward recursion) —n¯‰¬›¶Ë ¬º–™Ê¬· ˜´›² Z0  0 ¯¤m´‰Æ¥ƒÉ —´£Å ›ƒ¥•· ™Ê·Æ£m£·ƒ ´¥ œ³‰ †³œ Å ­n ™ºƒ ¬n ›¬ ´„ ´Å› Þ ›¢ ´  ™ ¥§ §¶¬ ¬¶Ë› ¬º– ™Ê·¬˜´›² ZL O  0 ƒÉ›¶¤£ƒÏ´­›–Å­n†m´Â¥Ê¶£—n›„¯‰Â£—¥¶ƒ¬˜´›² CL O q £·†m´Â™m´ƒ³œÂ£—¥¶ƒ¬˜´›² BL O q ›³Ê›†¯¹ CL O q  BL O q (2.18)¬Ï´­¥³œ™ºƒ¬˜´›² q  {0, 1, …, Q – 1}  ¥´²¯³§ƒ¯¥¶™¸£ BCJR Æ£m£·†©´£¥n»ÂƒÊ·¤©ƒ³œ„n¯£»§†©´£›m´Š²ÂÉ›„¯‰Ã—§m ²¬˜´›² • ©§´ L Oƒ´¥­´†´m p yś™´‰‘¶œ³—¶†m´ p y ™Ê·ÅŒnśƒ´¥†Ï´›©•­´†m´†©´£›m´Š²ÂÉ›¯²Ä ¬Â™¯¥¶¯¯¥¶ Pr<ak | y> —´£¬£ƒ´¥ (2.8) ¬´£´¥˜§²™¶‰Ë Ɩn ›ʹ¯‰Š´ƒ p y £·†m´†‰™Ê·¬Ï´­¥³œ™ºƒÂ©§´ k –³‰›³Ë›ƒ¥²œ©›ƒ´¥­´†m´¬»‰¬º–„¯‰ Pr<ak | y> Џ‰¤‰³ †‰Å­žn §§ ³ šq™´m –£¶ ¯¤´m ‰Æ¥ƒÉ—´£Å›™Ê·›·ËŠ²Ã¬–‰©¶š·­´†m´ p y–³‰›·Ë ›ʹ¯‰Š´ƒž§¥©£„¯‰†©´£›m´Š²ÂÉ›Ãœœ£·Â‰Ê¹¯›Æ„„¯‰™ºƒÂ­—ºƒ´¥•q—n¯‰£·†m´Â™m´ƒ³œ­›Ê¸‰Â¬£¯ –³‰›³Ë›Š´ƒ¬£ƒ´¥ (2.7) Š²Æ–©n m´ œœ œœQ1Q1 ¢Zk  q|y¯±  Q1 Q1 žžžŸž Bk u Hk u,q Ck 1 q ¬®­­­­  q0 u0 q0 p y u0 Pr  u; Zk 1 1 (2.19)›³Ê›†¯¹ p y  œ œQ1 Q1 Bk uHk u,qCk 1 q (2.20) u0 q0Š´ƒ¬£ƒ´¥ (2.16) Š²Æ–©n m´ œQ1 (2.21) p y  Bk uCk u u034 การประมวลผลสญั ญาณสำหรบั การจดั เกบ็ ขอมูลดจิ ทิ ลั Signal Processing for Digital Data Storage

¬£ƒ´¥ (2.21) 얉ŭÂn ­É›©m´ž§†»•„¯‰†m´ Bk u ç² Ck u „¯‰™ºƒ¬˜´›² u ¢´¤Å›Ãž›¢´ Â™¥§§¬¶ в£·†´m ™m´ƒ³›™ºƒÂ©§´ k Ê‰¸ £†· m´Â™m´ƒœ³ †m´ p y  ¥´²‹²›³Ë›Š´ƒ¬£ƒ´¥ (2.17) ™Ï´Å­nƖn†©´£¬£³  ›³ šq©m´ p y  C0 0  BL O 0 (2.22)2.2.4 ¯³§ƒ¯¥¶™£¸ BCJR ¬Ï´­¥³œœ—¶ „n¯£§» ܜƜ›´¥·Å›ƒ¥•·™Ê·œ¶—„n¯£»§¯¶› º—ɛܜƜ›´¥· ›³Ê›†¹¯ ak ‰ \1,1^ †m´†©´£›m´Š²ÂÉ›¯²Ä ¬Â™¯¥¶¯¯¥¶Pr<ak  a | y> ś¬£ƒ´¥ (2.8) в˜ƒ» ƒÏ´­›––n©¤†´m Pr<ak  1 | y>  1 Pr<ak  1 | y> ­¥¹¯†´m ¯—³ ¥´¬m©› Pr<ak  1 | y> / Pr<ak  1 | y> Ê¸‰Å›Ä–£›§¯ƒ´¥™¶ ¸£ (logarithm domain) „·¤›Æ–Ân É› M p ak  ln Ÿžžžž Pr<ak  1 | y> >¬®­­­­ (2.23) Pr<ak  1 |y£ʯ¹ Mp ak †¯¹ †m´ LLR ܜ¯²Ä ¬Â™¯¥¶¯¯¥¶„¯‰œ—¶ „n¯£»§ ak –³‰›³Ë›Š´ƒ¬£ƒ´¥ (2.8) Š²Æ–n©m´ œœMp ak  lnžžžžžžžŸžžž uu,q,q‰‰SS11BBkk uuHHkk uu,,qqCCkk 11 qq¬®­­­­­­­­­­­ (2.24) ¯³§ƒ¯¥™¶ £¸ BCJR ¬Ï´­¥³œœ¶—„n¯£§» ܜƜ›´¥·Š²ÅŒn¬£ƒ´¥ (2.24) śƒ´¥†Ï´›©•­´†m´LLR ¬Ï´­¥œ³ ×§m ²œ¶—„¯n £»§™Ê¬· ‰m £´Š´ƒ©‰Š¥¢´†¬m‰ Ê¸‰†m´ Mp ak в˜»ƒ›Ï´£´ÅŒnśƒ´¥—³–¬¶›ÅŠ­´†´m ¥²£´•„¯‰œ—¶ „¯n £»§ ak ™Ê™· Ï´Å­†n ©´£›m´Š²ÂÉ›„¯‰„n¯ž¶– §´–£·†m´›n¯¤¬º– ˤ¯´ª³¤ƒƒ´¥—³–¬›¶ Ŋ–‰³ ›·Ë aˆk  ¦£¥¦¦¦¤1, 1, if Mp ak p 0 (2.25) ร ัหสเทอ รโบ if Mp ak  0 ›¯ƒŠ´ƒ›·Ë†m´†©´£›m´Š²ÂÉ›¯² ¶¥¯¶ ¯¥¶ p ak  a ¬´Ï ­¥³œ a ‰ \o1^ ¤³‰£·†©´£¬³£ ³›šqƒ³œ¡³‰ƒŒq ›³ †©¥Š²ÂÉ›Ãœœ§¯ƒ´¥™¶ £¸ –³‰›·Ë (–»¬£ƒ´¥ (1.6)) p ak  a  exp Ma exp aMa ak / 2 ak / 2 (2.26) 2 ak / 2 exp Ma บทที่ เลม 3 : การออกแบบวงจรภาครับข้นั สงู 35 Volume III : Advanced Receiver Design

£ʯ¹ Ma ak  lnŸžžžžpp a akk11¬®­­­­ (2.27)†¯¹ †m´ LLR ܜ¯² ¥¶ ¯¶ ¯¥„¶ ¯‰œ¶—„n¯£»§ ak ¯¤´m ‰Æ¥ƒÉ—´£Â›Ê¹¯‰Š´ƒ—©³ ¬m©›Å›¬£ƒ´¥ (2.26) £·†m´Â™´m ƒ›³ ¬Ï´­¥³œ™ƒº ƒ´¥Â§Ê¤· ›¬˜´›² (u, q) śÞ›¢´ Â™¥§§¶¬ –³‰›³Ë›Š¸‰¬´£´¥˜ÅŒn†m´†©´£›m´Š²ÂÉ›¯² ¶¥¶¯¯¥¶ p ak  a  expžžžŸžaMa2 ak ®¬­­­­ (2.28)śƒ´¥­´†´m £—¥¶ƒ¬´„´„¯‰¯³§ƒ¯¥™¶ £¸ BCJR ś¬£ƒ´¥ (2.12) Ɩn ›³Ê›†¹¯ Hk u,q  1 exp ¦£¤¦¦¥ 1 yk  rˆ u ,q 2 ²¦¦»¦¼qexp žžŸžžaˆ u,q Ma ak ¬®­­­­ (2.29) 2QT2 2T2 22.2.5 ¬¥º „›³Ë —¯›ƒ´¥™Ï´‰´›„¯‰¯§³ ƒ¯¥™¶ £¸ BCJR­§³ƒƒ´¥™Ï´‰´›„¯‰¯³§ƒ¯¥™¶ ¸£ BCJR ¬¥º ɛ„›³Ë —¯›—m´‰È Ɩn—´£¥» ™Ê· 2.122.2.6 „n¯¬‰³ ƒ—„¯‰¯§³ ƒ¯¥™¶ £¸ BCJRƒ´¥›Ï´¯³§ƒ¯¥¶™¸£ BCJR ™Ê·¯š¶œ´¤Å›¥»™Ê· 2.12 ƝŌn‰´›Š¥¶‰Å›™´‰‘¶œ³—¶ ŠÏ´ÂÉ›Š²—n¯‰™Ï´ƒ´¥›¯¥q£¯§Æ§ÂŒ³› (normalization) [22] †m´Â£—¥¶ƒ¬˜´›² Bk u ç² Ck u ¬Ï´­¥³œ™ºƒ¬˜´›²u 粙ºƒÂ©§´ k  ʹ¯­§·ƒÂ§Ê·¤‰³­´Â¥Ê¹¯‰›n¯¤Âƒ¶›ÂƒÉœÂŒ¶‰—³©Â§„ (numerical underflow) śĝ¥Ãƒ¥£†¯£ ¶©Â—¯¥q ƒ§m´©†¹¯Å›Ã—m§²Â©§´ k ™Ê·™Ï´ƒ´¥†Ï´›©•­´†m´ Bk u ç² Ck u £ʹ¯Æ–†n m´ Bk u ç² Ck u —´£¬£ƒ´¥ (2.14) ç² (2.16) ¬Ï´­¥³œ™ºƒ¬˜´›² u çn© ƒÉÅ­n™Ï´ƒ´¥›¯¥£q ¯§Æ§ÂŒ›³ †m´Â£—¥¶ƒ¬˜´›²™³‰Ë ¬¯‰—´£†©´£¬³£ ›³ šq–‰³ ›·Ë œBk u  Bk u Ck u  Ck u (2.30) i Bk i œÃ§² i Ck i ʯ¹ Å­žn §¥©£„¯‰ Bk u ¬´Ï ­¥³œ™ºƒ u £†· ´m ™´m ƒœ³ ­›Ê¸‰ ç²Å­žn §¥©£„¯‰ Ck u ¬´Ï ­¥œ³ ™ºƒ u£†· m´Â™m´ƒœ³ ­›Ê¸‰ Š´ƒ›³Ë›Š¸‰Â¥Ê£¶ †Ï´›©•­´†´m Bk u ç² Ck u ś©§´ k ˜–³ Ɲ36 การประมวลผลสัญญาณสำหรับการจัดเก็บขอมูลดจิ ิทัล Signal Processing for Digital Data Storage

¯§³ ƒ¯¥¶™¸£ BCJR1. ƒ´Ï ­›–†´m ¥ʣ¶ —›n £—¥ƒ¶ ¬˜´›² ¢ B0 0,B0 1,!,B0 Q 1¯±  <1, 0,!, 0>2. ƒ´¥Â©·¤›Âƒ–¶ ܜ„n´‰­›n´ (forward recursion) ¬Ï´­¥œ³ k  0,1,!, L O 1 ¬Ï´­¥œ³ q  0,1,!,Q 1 †Ï´›©•­´†m´ Hk u,q —´£¬£ƒ´¥ (2.29) ¬Ï´­¥œ³ ™ºƒ u ™Ê·™´Ï Å­n (u, q) ɛŠ¥‰¶ †Ï´›©•­´†m´ Bk 1 q —´£¬£ƒ´¥ (2.14) (¬›¶Ë ¬–º ƒ´¥©›Ï´Ë „¯‰ q) (¬›¶Ë ¬º–ƒ´¥©›´ÏË „¯‰ k)3. ƒÏ´­›–†m´Â¥Ê¶£—n›Â£—¥ƒ¶ ¬˜´›²6 ¢ CL O 0, CL O 1,!, CL O Q 1±¯  <1, 0,!, 0>4. ƒ´¥Â©·¤›Âƒ–¶ ܜ¤n¯›ƒ§œ³ (backward recursion) ¬´Ï ­¥³œ k  L O 1, L O  2,!, 0 ¬Ï´­¥³œ u  0,1,!,Q 1 †Ï´›©•7­´†m´ Hk u,q —´£¬£ƒ´¥ (2.29) ¬´Ï ­¥œ³ ™ºƒ q ™Ê·™´Ï Å­n (u, q) ɛŠ¥‰¶ †´Ï ›©•­´†m´ Ck u —´£¬£ƒ´¥ (2.16) (¬›¶Ë ¬º–ƒ´¥©›´ÏË „¯‰ u) †´Ï ›©•­´†m´ Mp ak —´£¬£ƒ´¥ (2.24) —³–¬›¶ Ŋ­´†m´ ak —´£¬£ƒ´¥ (2.25) (¬›¶Ë ¬º–ƒ´¥©›Ï´Ë „¯‰ k)¥»™Ê· 2.12 „›³Ë —¯›ƒ´¥™Ï´‰´›„¯‰¯³§ƒ¯¥™¶ ¸£ BCJR ˜¸‰Ã£n©m´©‰Š¥—¥©Š­´Ãœœ MAP ™Ê·ÅŒn¯³§ƒ¯¥¶™¸£ BCJR Š²ÂÉ›©‰Š¥—¥©Š­´Â­£´²™Ê·¬º– ร ัหสเทอ รโบ ¥´²¬´£´¥˜¥³œ¥²ƒ³›Æ–n©m´œ¶—„n¯£»§Ã—m§²œ¶—в£·„n¯ž¶– §´–›n¯¤¬º– ¯¤m´‰Æ¥ƒÉ—´£Å›™´‰‘¶œ³—¶6 £ʹ¯¬££—¶©´m £·ƒ´¥œ‰³ †³œÅ­n™ºƒÂ¬›n ¬´„´Å›Ãž›¢´ Â™¥§§¶¬¬›¶Ë ¬º–™Ê¬· ˜´›² ZL O  0 £‹¶ ²›³Ë›Ã§©n —n¯‰ƒÏ´­›– 2 †´m ¥ʶ£—n›„¯‰ CL O q —´£¬£ƒ´¥ (2.18) บทที่7 †´m £—¥¶ƒ¬´„´ Hk u,q ™Ê†· Ï´›©•Æ–Ån ›Œm©‰ƒ´¥Â©¤· ›Âƒ¶–Üœ¤n¯›ƒ§œ³ в£†· m´Â™m´ƒœ³ †m´Â£—¥ƒ¶ ¬´„´™Ê†· ´Ï ›©•Æ–nś Œm©‰ƒ´¥Â©·¤›Âƒ–¶ ܜ„´n ‰­›n´ ×m™Ê·™Ï´ƒ´¥†Ï´›©•†m´Â£—¥¶ƒ¬´„´Å­£¯m ƒ· †¥³‰Ë śŒm©‰ƒ´¥Â©·¤›Âƒ¶–Üœ¤n¯›ƒ§œ³ ƒÉ ʹ¯ §–ŠÏ´›©›­›m©¤†©´£Š´Ï (memory) ™Ê·—¯n ‰ÅŒÅn ›ƒ´¥ÂƒÉœ†m´Â£—¥¶ƒ¬´„´Å›Œm©‰ƒ´¥Â©·¤›Âƒ¶–Üœ„´n ‰­›n´ เลม 3 : การออกแบบวงจรภาครับขั้นสูง 37Volume III : Advanced Receiver Design