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2025-12-02T05:32:16Z

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'''Partial Response/Maximum Likelihood''' (PRML) ist ein Leseverfahren, um Daten von [[Datenspeicher#Magnetische Speicherung|magnetischen Datenträgern]], wie [[Festplattenlaufwerk|Festplatten]], mit höherer [[Datendichte|Schreibdichte]] zu lesen.

== Verfahren ==
Um Daten auf einen magnetischen Datenträger zu schreiben, werden diese zunächst mittels eines [[Leitungscode]]s codiert. Diese [[Kodierung]] basiert z. B. auf der Gruppe der [[Run Length Limited|RLL-Codes]], welche die Daten in Form unterschiedlich langer [[Puls (Elektrotechnik)|Pulsfolgen]] am Speichermedium abbilden.

Beim Lesen der Daten kann, durch schwankende Materialeigenschaften des magnetischen Mediums, hohe Schreibdichten oder zufälliges [[Rauschen (Physik)|Rauschen]], die Höhe der einzelne Pulse variieren. Dadurch weisen die üblichen, fixen [[Schwellenwert (Elektronik)|Schwellwert]]<nowiki/>entscheidungen zur Bildung eines [[Digitalsignal]]s höhere [[Fehlerrate]]n auf als PRML. Bei fixer Schwellwertentscheidung werden z. B. analoge Signalwerte des [[Lesekopf]]es mit über 50 % als ''logisch-1'' interpretiert, Signalwerte mit weniger als 50 % dagegen als ''logisch-0''.

Bei PRML wird hingegen die Schwellwertentscheidung dynamisch in Abhängigkeit vom Signalverlauf verschoben und somit von der zeitlichen Umgebung im Rahmen einer [[Maximum-Likelihood-Methode]] abhängig gemacht. Damit können, neben einer besseren Störunterdrückung auf magnetischen Medien, höhere Schreibdichten erzielt werden, da die einzelnen Schreibimpulse bis zu einem gewissen Grad quasi „ineinander“ fließen können und aufgrund der Nachbarschaft ''[[Schätzmethode (Statistik)|geschätzt]]'' werden.

Wird vom Lesekopf z. B. ein analoger Signalverlauf mit folgendem prozentualen Verlauf gelesen:

:70 %, 60 %, 55 %, 60 %, 70 %,

so wird dieser bei fixer Schwellwertentscheidung als konstante logische Bitfolge ''111'' gelesen, während er bei PRML als ''101'' interpretiert wird.

Ähnlich verhält es sich bei Signalwerten wie:

:30 %, 35 %, 45 %, 35 %, 30 %

welcher bei fixer Schwellwertentscheidung als konstant ''000'' gelesen wird, bei PRML hingegen als Bitfolge ''010'' interpretiert wird.

Da ein Maximum Likelihood Detektor auch eine gewisse Intelligenz besitzt und weiß, dass die 111 eine verbotene Abfolge ist, kann anhand statistischer Berechnungen auf die tatsächlichen Werte geschlossen werden. Hierzu ein Beispiel aus der Literatur<ref>{{Literatur |Autor=Alexander Taratorin |Titel=Characterization of Magnetic Recording Systems |Datum=1996 |Seiten=156-163}}</ref>::
<pre>
0,8 0,3 -0,7 -0,2 0,6 0,9 1,1 0,2 Signalwerte
1 0 -1 0 1 1 0 0 Variante 1
1 0 -1 0 0 1 1 0 Variante 2 << ML
1 0 -1 0 0 0 1 1 Variante 3
</pre>
Neben der logisch analytischen Betrachtung, dass Variante 2 die wahrscheinlichste ist, berechnet PRML dies per [[Mittlere quadratische Verschiebung]].

Unabhängig von PRML wird die so gewonnene digitale Datenfolge im Anschluss durch den Leitungs[[Dekodierer|decoder]] (RLL) decodiert, woran sich üblicherweise weitere Stufen wie [[Fehlerkorrekturverfahren]] anschließen.

Entfernt ist PRML mit dem [[Viterbi-Algorithmus]] vergleichbar, wenngleich bei PRML keine [[Faltungscode]]s eingesetzt werden müssen.

== Literatur ==
* {{Literatur
|Autor = Todd K. Moon
|Titel = Error Correction Coding. Mathematical Methods and Algorithms
|Verlag = Wiley-Interscience |Ort=Hoboken NJ |Jahr = 2005 | ISBN = 0-471-64800-0
}}

== Weblinks ==
* [http://www.guzik.com/solutions_chapter9.asp Online-Kapitel "Introduction to PRML" aus Alex Taratorins Buch "Characterization of Magnetic Recording Systems: A Practical Approach"]

== Einzelnachweise ==
<references />

[[Kategorie:Speichertechnologie|Prml]]

Partial Response/Maximum Likelihood - Versionsgeschichte

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