ディジタル信号復号装置
【課題】磁化転移性ノイズの影響に対してエラーレート性能を改善することが可能なディジタル信号復号装置を提供する。
【解決手段】
ブランチメトリック演算器４００とＡＣＳ演算器５００とパスメモリ６００により復号を行うビタビ復号器において、復号器入力信号の入力先を選択する復号器入力信号選択器１００と、尤度関数を制御する尤度制御回路２００と、制御された尤度関数に伴う定数を保持するレジスタと３００を備え、各ＰＲ等化目標レベルにおいてノイズの影響による誤差分散値をパラメータとする複数の尤度関数を用いた復号方法により、磁化転移性ノイズに対する復号性能を向上することができる。
【解決手段】
ブランチメトリック演算器４００とＡＣＳ演算器５００とパスメモリ６００により復号を行うビタビ復号器において、復号器入力信号の入力先を選択する復号器入力信号選択器１００と、尤度関数を制御する尤度制御回路２００と、制御された尤度関数に伴う定数を保持するレジスタと３００を備え、各ＰＲ等化目標レベルにおいてノイズの影響による誤差分散値をパラメータとする複数の尤度関数を用いた復号方法により、磁化転移性ノイズに対する復号性能を向上することができる。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明はディジタル信号復号装置に関し、より詳細にはディジタル信号復号装置の磁化転移性ノイズに対して復号性能を改善する復号器の技術に係るものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、長手記録方式のハードディスク装置での記録密度向上を実現する技術として、ＰＲＭＬ（Ｐａｒｔｉａｌ Ｒｅｓｐｏｎｓｅ Ｍａｘｉｍｕｍ Ｌｉｋｅｌｉｈｏｏｄ）方式が用いられている。このＰＲＭＬ方式は、伝送路に適したパーシャルレスポンス（ＰＲ）特性に等化するＰＲ等化器と、尤度関数に基づいて最も確からしい２値データ列に復号する最尤復号（ＭＬ）方式のディジタル信号復号装置とを組み合わせたものである。ここで、ＭＬ方式を実現するアルゴリズムの一つとしてビタビアルゴリズムがある。
【０００３】
図１２は従来のディジタル信号復号装置の構成を示すブロック図であり、３００は定数を蓄えるレジスタ、９００はブランチメトリック演算器、５００はＡＣＳ演算器、６００はパスメモリである。
【０００４】
ＰＲ等化器（図示せず）によって複数レベルからなる所望のＰＲ特性に等化された入力信号は、ブランチメトリック演算器９００において確からしさ（尤度）を表すブランチメトリック演算が行われる。このとき、ハードディスク装置の再生信号に含まれるノイズが白色ガウスノイズであり、且つ入力信号の各レベルにおけるノイズの分散が等しいと仮定して、ガウス分布を尤度関数として利用する。そして、尤度関数によってブランチメトリック演算で用いる定数を求め、この定数をレジスタ３００に予め与えておく。
【０００５】
ＡＣＳ演算器５００では、ビタビアルゴリズムに基づいて、ブランチメトリックを用いたＡＣＳ（Ａｄｄ Ｃｏｍｐａｒｅ Ｓｅｌｅｃｔ）演算を行い、パス遷移信号を出力する。パスメモリ６００ではパス遷移信号を用いて２値データ系列の選択を行い、復号データを出力する。
【０００６】
一方、従来の長手記録方式に比べて更なる高記録密度の達成が期待できる記録方式として垂直記録方式の研究が行われている。垂直記録方式は記録媒体の面内方向に対して垂直方向に磁化を形成してデータを記録する方式である。
【０００７】
しかしながら、垂直記録方式のハードディスク装置の再生信号に含まれるノイズは白色ガウスノイズよりも磁化転移性ノイズが支配的となる。
この磁化転移性ノイズは、ディスク媒体上の記録面を形成する磁性粒子の大きさや形が一定でないために磁性粒子が不均一に磁化され、その結果磁化反転位置が本来の磁化反転位置からずれることによりサンプルポイントにおいて再生信号の振幅が正方向もしくは負方向に変化する非線形な媒体ノイズである。
【０００８】
この様な非線形な磁化転移性ノイズが混入した再生信号に対して、従来のディジタル信号復号装置を用いた場合には復号エラーが増加するという問題があった。
ここで、非線形なノイズに対しては、１クロック前の状態遷移における磁化反転の有無に基づいて、ブランチメトリック演算に使用する尤度関数を複数の中から選択するようにしたディジタル信号復号装置が開示されている。
【０００９】
とりわけ、隣接する磁化反転の影響を受けて磁化反転位置が移動する非線形ビットシフト（Ｎｏｎ−Ｌｉｎｅａｒ Ｔｒａｎｓｉｔｉｏｎ Ｓｈｉｆｔ：ＮＬＴＳ）や、磁化反転間隔が狭くなることで部分的な磁化反転の消去が起こって再生信号の振幅が小さくなるパーシャルイレージャ（Ｐａｒｔｉａｌ Ｅｒａｓｕｒｅ：ＰＥ）などのように、隣接する磁化反転によって一定のずれを生じる非線形ノイズに対して有用である。（例えば、特許文献１参照）
【特許文献１】特開２００１−３５０８６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
しかしながら、磁化転移性ノイズは隣接の磁化反転に依存せず全ての磁化反転位置において発生し、その発生量と発生方向は磁化反転位置毎に異なる。即ち、ＰＲ特性によって定められる信号分布のレベル毎にノイズの分布が異なる。
【００１１】
一方、従来の構成では信号分布のレベル全てにおいて同じノイズ分布であると想定して構成されているために、磁化転移性ノイズに対して最適な尤度関数を選択することが出来ず、復号エラーが増加してしまうという課題を有していた。
【００１２】
本発明は上記した従来の課題を解決するものであり、垂直記録方式において発生する磁化転移性ノイズに対して復号性能を改善するディジタル信号復号装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
上記課題を解決するために、本発明のディジタル信号復号装置は、パーシャルレスポンス等化された記録媒体からの再生信号である復号器入力信号をビタビアルゴリズムにより２値化して復号データに変換する復号器において、前記パーシャルレスポンス特性により決定する各等化目標レベルに対して前記復号器入力信号が有するそれぞれの分散値に応じた尤度関数を利用して復号を行うものであり、復号器入力信号選択器と尤度制御回路とブランチメトリック演算器とレジスタとＡＣＳ演算器とパスメモリとを備え、前記復号器入力信号選択器は、前記復号器入力信号を尤度制御回路とブランチメトリック演算器に対して選択的に出力し、前記尤度制御回路は、前記復号器入力信号から前記各等化目標レベルに対する分散値を求め、前記それぞれの分散値に対する尤度関数に応じた所定の定数を出力し、前記レジスタは前記所定の定数を保持し、前記ブランチメトリック演算器は、前記復号器入力信号と前記レジスタから得られる前記所定の定数を用いた尤度演算によりブランチメトリックを出力し、前記ＡＣＳ演算器は、前記ブランチメトリックを用いたＡＣＳ演算によりパス遷移信号を出力し、パスメモリは、前記パス遷移信号を用いて復号データを出力し、前記尤度制御回路において求める分散値は、前記各等化目標レベルの中心レベルに対して最大となり、隣接する等化目標レベルに対する分散値は中心レベル側の等化目標レベルに対する分散値以下に設定されることを特徴とする。
【００１４】
さらに、本発明のディジタル信号復号装置は、前記ディジタル信号復号装置は、尤度関数設定期間と復号期間を有し、前記尤度関数設定期間において前記復号器入力信号選択器が前記復号器入力信号を前記尤度制御回路に入力して、前記尤度制御回路が前記復号器入力信号から前記各等化目標レベルに対する分散値を求め、前記それぞれの分散値に対する尤度関数に応じた所定の定数を前記レジスタへ出力し、その後に復号期間において前記復号器入力信号選択器が前記復号器入力信号を前記ブランチメトリック演算器に入力し、前記ブランチメトリック演算器が前記復号器入力信号と前記レジスタから得られる前記所定の定数を用いた尤度演算によりブランチメトリックを出力することを特徴とし、復号期間開始時において磁化転移性ノイズの影響に対して最適な復号性能を有する状態での復号が可能となる作用を有する。
【００１５】
さらに、本発明のディジタル信号復号装置は、前記ディジタル信号復号装置は、尤度関数設定期間と復号期間を有し、前記尤度関数設定期間において前記復号器入力信号選択器が前記復号器入力信号を前記尤度制御回路に入力して、前記尤度制御回路が前記復号器入力信号から前記各等化目標レベルに対する分散値を求め、前記それぞれの分散値に対する尤度関数に応じた所定の定数を前記レジスタへ出力し、その後に復号期間において前記復号器入力信号選択器が前記復号器入力信号を前記ブランチメトリック演算器に入力し、前記ブランチメトリック演算器が前記復号器入力信号と前記レジスタから得られる前記所定の定数を用いた尤度演算によりブランチメトリックを出力し、復号期間中の一定期間毎に設ける尤度関数設定期間において前記所定の定数を更新しながら復号を行うことを特徴とし、ヘッドや記録媒体の経年変化に対するジッタ性媒体ノイズの特性変化に対して最適な復号性能を維持するという作用を有する。
【００１６】
さらに、本発明のディジタル信号復号装置は、前記尤度制御回路が、前記復号器入力信号と各等化目標レベルの誤差を利用して前記分散値の演算を行うことを特徴とし、ヘッドと記録媒体の組み合わせに応じて適切な尤度設定を行うことが可能となる作用を有する。
【００１７】
さらに、本発明のディジタル信号復号装置は、前記尤度制御回路が、前記尤度関数設定期間において、あらかじめ記録された特定トラックから得られる特定の記録データを再生した復号器入力信号と、特定の記録データに対応する理想等化レベルとの誤差を利用して前記分散値の演算を行うことを特徴とし、精度の高い前記分散値演算及び尤度設定を行うことが可能となる作用を有する。
【００１８】
さらに、本発明のディジタル信号復号装置は、前記尤度制御回路が、前記特定の記録データを前記記録媒体以外のメモリに保存し、前記尤度関数設定期間において特定の記録データを再生した復号器入力信号と、特定の記録データに対応する理想等化レベルとの誤差を利用して前記分散値の演算を行うことを特徴とし、高精度の前記分散値演算及び尤度設定を行い、かつ、前記記録媒体における記録容量を増加できるという作用を有する。
【発明の効果】
【００１９】
以上のように、本発明のディジタル信号復号装置によれば、パーシャルレスポンス特性により決定する各等化目標レベルに対して復号器入力信号が有するそれぞれの分散値に応じた尤度関数を利用して復号を行うことで、垂直記録方式において発生する磁化転移性ノイズに対して復号性能を改善できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２０】
以下に、本発明のディジタル信号復号装置の実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。
【実施例１】
【００２１】
図１は、本発明の実施例１におけるディジタル信号復号装置の構成ブロック図を示すものである。図１において、復号器１は復号器入力信号選択器１００、尤度制御回路２００、レジスタ３００、ブランチメトリック演算器４００、ＡＣＳ演算器５００、パスメモリ６００から構成される。
【００２２】
垂直記録方式では記録再生特性が積分型であるため、復号器１へ入力する復号器入力信号は積分型のＰＲ方式に等化された信号となる。本実施例ではＰＲ方式としてＥＰＲ３（Ｅｘｔｅｎｄｅｄ Ｐａｒｔｉａｌ Ｒｅｓｐｏｎｓｅ Ｃｌａｓｓ３）方式を用いた場合について説明する。
【００２３】
ＥＰＲ３方式はＰＲ（２、３、０、−１）方式と表され、時刻ｋにおける記録データａｋ（”０”あるいは”１”）に対して、ＥＰＲ３方式の出力ｘｋは「数１」式であらわされる。
【００２４】
【数１】
ここで、時刻ｋと時刻ｋ−１の時間間隔は、再生信号に同期した再生信号のサンプリングクロックであるチャネルクロック１周期に相当する。
【００２５】
「数１」式によると、ＥＰＲ３方式の出力は”−１”、”０”、”１”、”２”、”３”、”４”、”５”の７値のレベル分布を有する。即ち”２”を中心に上下対称性を有する。従って、一般的にアナログ・デジタルコンバータ（図示省略）によって量子化が行われる際には、”２”をセンターレベル、即ち”０”にするようにシフトを行う。
【００２６】
このシフトを行うことにより、復号器１への入力信号のレベル分布は”−３”、”−２”、”−１”、”０”、”１”、”２”、”３”となり、これを等化目標値ｚｋとする。このため、例えば「数１」式で求めたＥＰＲ３方式の出力ｘｋ”−１”は等化目標値ｚｋ”−３”に対応し、ＥＰＲ３方式の出力ｘｋ”２”は等化目標値ｚｋ”０”に対応し、ＥＰＲ３方式の出力ｘｋ”５”は等化目標値ｚｋ”３”に対応する。
【００２７】
次に、ＥＰＲ３方式の記録データと状態遷移について表１を用いて説明する。表１はある時刻ｋにおける記録データａｋが”０”もしくは”１”である場合に、時刻ｋ−１の状態が時刻ｋのどの状態に遷移するかを表した状態遷移表である。
【００２８】
【表１】
表１において左側１列目は時刻ｋ−１における状態を表す。ここで、状態とは２列目の記録データａｋ−１、ａｋ−２、ａｋ−３におけるビットの組み合わせを表１のようにＳＡからＳＨに割り当てたものである。
【００２９】
次に、３列目は記録データａｋが“０”もしくは“１”の場合の時刻ｋにおける状態を示しており、４列目はそれぞれの遷移における等化目標レベルを示している。復号器１では、この状態遷移表を元に記録データを推測して復号データを出力する。
【００３０】
例えば、ある時刻ｋにおいて、時刻ｋ−１までの記録データが（ａｋ−３，ａｋ−２，ａｋ−１）＝（０，０，０）に割り当てられた状態ＳＡである場合に、時刻ｋにおける記録データａｋが“１”であると、次の時刻ｋにおける状態は（ａｋ−３，ａｋ−２，ａｋ−１）＝（０，０，１）である状態ＳＢに遷移し、その遷移における等化目標レベルｚｋは“０”となる。
【００３１】
ＥＰＲ３方式による等化目標レベルは“−３”、“−２”、“−１”、“０”、“１”、“２”、“３”の合計７レベルとなるが、この中で時刻ｋ−１と時刻ｋにおける記録データが異なる場合、つまり時刻ｋにおいて磁化反転が発生する場合の等化目標レベルは図中丸印で囲まれた合計８つの遷移となる。
【００３２】
これら８つの遷移に対する等化目標レベルは“−１”、“０”、“１”の３レベルであり、全７レベルのうちの中心部分を占める。特に等化目標レベルが“０”レベルとなるのは４遷移（ＳＡからＳＢ、ＳＣからＳＦ、ＳＦからＳＣ、ＳＨからＳＧ）であり、等化目標レベルが“−１”、“１”レベルとなるのは、それぞれ２遷移（“−１”はＳＢからＳＣとＳＤからＳＧ、“１”はＳＥからＳＢとＳＧからＳＦ）である。
【００３３】
つまり、磁化反転位置において発生する磁化転移性ノイズの影響を受ける等化目標レベルは“−１”、“０”、“１”のみである。中でも“０”レベルは発生頻度が最も多いため、“−１”及び“１”レベルに比べて磁化転移性ノイズの影響が大きい。
【００３４】
磁化転移性ノイズの影響を受けると、復号器入力信号のノイズの分布は磁化転移性ノイズの影響を受けない場合に比べて異なる分布となる。
図２は等化目標レベルを中心とした復号器入力信号のノイズ分布を等しい母数にて比較した図であり、横軸はノイズの振幅レベルを、縦軸はノイズの発生頻度を示している。さらに、分布Ａは白色ガウスノイズの分布、分布Ｂは磁化転移性ノイズの分布である。
【００３５】
図２のように分布Ｂの分散は分布Ａの分散に比べて小であり、復号器１への復号器入力信号は、磁化転移性ノイズの影響を受ける等化目標レベル（“−１”、“０”、“１”）と、影響を受けない等化目標レベル（“−３”、“−２”、“２”、“３”）とにおいてノイズの分散が異なる。
【００３６】
次に、等化目標レベル毎に異なる分散を有するノイズに対する尤度関数を用いた復号方法について説明する。本実施例１におけるディジタル信号復号装置では尤度関数設定期間と復号期間を設け、それぞれの期間において復号器１への復号器入力信号を復号器入力選択信号により異なる回路に接続する。
【００３７】
尤度関数設定期間ではファームウェア（図示せず）から得られる復号器入力選択信号が０となり、復号器入力信号選択器１００において復号器１への復号器入力信号が尤度制御回路２００に入力され、尤度関数の設定が行われる。
【００３８】
また、ブランチメトリック演算器４００、ＡＣＳ演算器５００、パスメモリ６００は復号器入力選択信号が“０”である間において動作を停止する。
復号期間には復号器入力選択信号が１となり、復号器１への入力信号はブランチメトリック演算器４００に入力される。そして、ＡＣＳ演算器５００、パスメモリ６００を用いて復号を行う。
【００３９】
以降、復号期間における動作について説明する。まず、ブランチメトリック演算方法について説明する。表１に示す全１６通りの遷移に対する等化目標レベルは重複する等化目標レベルが存在するため、（“−３”，“−２”，“−１”，“０”，“１”，“２”，“３”）となる合計７レベルに対してブランチメトリック演算を行い、実際にはこれら７種類のブランチメトリックを使用する。
【００４０】
時刻ｋにおいて復号器１へ入力される復号器入力信号ｙkは、復号器入力信号に含まれるノイズ成分をｎkとすると「数２」式で表される。この復号器入力信号ｙkに対する尤度関数Ｌｋには、「数３」式に示す対数尤度関数を最適化した結果を用いる。この対数尤度関数は平均値μ、分散σをパラメータとするガウス分布の負の対数尤度関数である。
【００４１】
【数２】
【００４２】
【数３】
平均値μと分散σのパラメータのうち、平均値μには各等化目標レベルを当てはめ、分散σには各等化目標レベル毎にノイズの分散を求め当てはめる。このようにして各等化目標レベル毎にブランチメトリック演算を行うことが可能となる。そのため、尤度制御回路２００において分散値を算出する必要がある。
【００４３】
次に、尤度制御回路２００の構成について図３を用いて説明する。尤度制御回路２００への復号器入力信号は減算器２１１〜２１６に入力され、減算器２１１〜２１６では図のように尤度制御回路２００への復号器入力信号から各等化目標レベル“−３”から“３”をそれぞれ減算する。
【００４４】
減算器２１１〜２１６の出力信号（減算結果）は最小値選択器２１７と分散算出回路２２０〜２２２、２２４〜２２６にそれぞれ入力され、尤度制御回路２００への復号器入力信号が最小値選択器２１７と分散算出回路２２３に入力される。最小値選択器２１７では減算器２１１〜２１６からの入力信号（減算結果）と尤度制御回路２００への復号器入力信号のうち、最小となる入力信号を選択する。
【００４５】
そして、最小値選択器２１７は、減算器２１１からの入力信号が最小であれば“３”を、減算器２１２からの入力信号が最小であれば“２”を、減算器２１３からの入力信号が最小であれば“１”を、尤度制御回路２００への復号器入力信号が最小であれば“０”を、減算器２１４からの入力信号が最小であれば“−１”を、減算器２１５からの入力信号が最小であれば“−２”を、減算器２１６からの入力信号が最小であれば“−３”を分散算出回路２２０〜２２６へ出力（最小値選択信号）する。
【００４６】
分散算出回路２２０〜２２２、２２４〜２２６は減算器２１１〜２１６からの入力信号（減算結果）と最小値選択器２１７からの入力信号（最小値選択信号）とレジスタ３００からの入力信号に基づいて分散値演算を行い、分散算出回路２２３は尤度制御回路２００への復号器入力信号と最小値選択器２１７からの信号とレジスタ３００からの信号を入力として分散値演算を行う。そして、分散算出回路２２０〜２２６はそれぞれの演算結果の分散値を分散値調整回路２７０に送り、分散値調整回路２７０はその出力を定数Ａ演算回路２３０とレジスタ３００に送る。
【００４７】
レジスタ３００には、定数Ａ演算回路２３０から分散値に基づく定数Ａ０からＡ６が送られ、分散算出回路２２０〜２２６より分散値Ｂ０からＢ６が送られる。
次に、尤度制御回路２００の詳細な動作について説明する。図３に示したように復号器１への復号器入力信号が尤度制御回路２００内の減算器２１１、２１２、２１３、２１４、２１５、２１６と最小値選択器２１７と分散算出回路２２３に送られる。
【００４８】
減算器２１１では復号器１への入力信号から定数“３”を減算し、減算結果を分散算出回路２２０と最小値選択器２１７に出力する。
減算器２１２では復号器１への入力信号から定数“２”を減算し、減算結果を分散算出回路２２１と最小値選択器２１７に出力する。
【００４９】
減算器２１３では復号器１への入力信号から定数“１”を減算し、減算結果を分散算出回路２２２と最小値選択器２１７に出力する。
減算器２１４では復号器１への入力信号から定数“−１”を減算し、減算結果を分散算出回路２２４と最小値選択器２１７に出力する。
【００５０】
減算器２１５では復号器１への入力信号から定数“−２”を減算し、減算結果を分散算出回路２２５と最小値選択器２１７に出力する。
減算器２１６では復号器１への入力信号から定数“−３”を減算し、減算結果を分散算出回路２２６と最小値選択器２１７に出力する。
【００５１】
最小値選択器２１７では、入力された７つの信号の中で最も値の小さいものを選択し、減算器に応じた最小値選択信号を出力する。具体的には最小値選択信号は“−３”から“３”の整数であり、その説明のための表現として（最小となる減算器の番号、最小値選択信号）の形式を用いると、（２１１，３）、（２１２，２）、（２１３，１）、（２１４，−１）、（２１５，−２）、（２１６，−３）となる。また、復号器１への復号器入力信号が最小である場合には最小値選択器から“０”が出力される。
【００５２】
ここで、複数の入力信号値が等しく最小値の判定が不可能な場合は、最小値選択信号の値が最も小さい減算器を選択する。例えば減算器２１１と２１２からの入力信号が等しい場合に、減算器２１１の最小値選択信号が”３”で、減算器２１２の最小値選択信号が”２”であることから最小値選択信号の値が小さい減算器２１２を選択する。
【００５３】
次に、分散算出回路２２０〜２２６の詳細な構成を分散算出回路２２０を例として図４を用いて説明する。分散算出回路２２０は、大きく分けて平均値演算回路２４１と分散値演算回路２５１から構成される。
【００５４】
分散算出回路２２０に入力された減算器２１１の出力信号（減算結果）は加算器２４２とメモリ２５０に送られる。加算器２４２の出力信号はフリップフロップ回路２４３に送られ、フリップフロップ回路２４３の出力信号は加算器２４２と除算器２４４に送られる。ここで、尤度関数設定期間の開始時にフリップフロップ回路２４３は“０”にリセットされる。
【００５５】
カウンタ２４６にはフリップフロップ回路２４５の定数“３”と、最小値選択器２１７の出力信号（最小値選択信号）が入力され、カウンタ２４６の出力信号は除算器２４４と比較選択器２４７とメモリ２５０に送られる。セレクタ２４９は除算器２４４の出力信号とフリップフロップ回路２４８の定数“０”と比較選択器２４７の出力信号を入力として、その出力信号はメモリ２５０に送られる。ここで、フリップフロップ回路は入力信号を１チャネルクロック遅延する。
【００５６】
減算器２５２はメモリ２５０から出力される２つの信号（減算器２１１の減算結果と平均値演算回路２４１の平均値）を入力として、その出力信号は乗算器２５３に送られる。乗算器２５３の出力信号は加算器２５４、フリップフロップ回路２５５に送られ、フリップフロップ回路２５５の出力信号は加算器２５４と除算器２５６に送られる。ここで、尤度関数設定期間開始時にフリップフロップ回路２５５は“０”にリセットされる。
【００５７】
また、メモリ２５０は減算器２５２とカウンタ２５７と除算器２５６と比較選択器２５８に出力し、比較選択器２５８ではカウンタ２５７の出力信号とメモリ２５０からの信号（カウンタ２４６の出力信号）を入力として、その結果をセレクタ２６０に出力する。
【００５８】
そして、セレクタ２６０では除算器２５６の出力信号と、定数“０”と、比較選択器２５８の出力信号を入力とし、その出力信号が分散算出回路２２０の出力となる。
次に、分散算出回路２２０の詳細な動作について説明する。平均値演算回路２４１において、分散算出回路２２０に入力された減算器２１１の出力信号（減算結果）は、加算器２４２においてフリップフロップ回路２４３の出力信号との加算が行われ、その出力信号（加算結果）が除算器２４４に送られる。
【００５９】
カウンタ２４６は尤度関数設定期間の開始時に初期値を“０”としておき、最小値選択器２１７の出力信号とフリップフロップ回路２４５から得られる定数“３”を比較して、一致した場合のみカウント値を“１”アップして除算器２４４と比較選択器２４７とメモリ２５０にカウント値を出力する。
【００６０】
除算器２４４ではフリップフロップ回路２４３の出力信号を分子に、カウンタ２４６の出力信号を分母とする除算を行い、除算結果をセレクタ２４９に出力する。ここで、カウンタ２４６の出力信号が“０”である場合には除算器２４４において除算を行わず、入力された信号をそのまま出力する。
【００６１】
比較選択器２４７では、カウンタ２４６の出力信号と、レジスタ３００から供給されるデータナンバー（以下、ＤＮとする）をチャネルクロック毎に比較し、一致した場合には“１”を、一致しない場合には“０”を出力する。ここで、ＤＮは分散値演算を行うのに十分なデータ数とし、具体的には１０，０００ビットとする。
【００６２】
セレクタ２４９では、比較選択器２４７の出力信号が“０”である場合にフリップフロップ回路２４８から得られる定数“０”を選択し、“１”である場合に除算器２４４の出力信号を選択して平均値信号をメモリ２５０に保存する。
【００６３】
メモリ２５０は、平均値演算が行われると同時に比較選択器２４７の出力が“１”である場合にのみ、減算器２１１出力を保存する。
以上が平均値演算回路の動作であり、メモリ２５０へのデータ入力が完了するとカウンタ２４６の出力信号をメモリ２５０に保存してから分散値演算回路２５１の動作が開始する。
【００６４】
分散値演算回路２５１ではメモリ２５０に保存された減算器２１１の出力信号が減算器２５２とカウンタ２５７に送られる。減算器２５２では減算器２１１の出力信号とメモリ２５０から読み出した平均値信号との減算を行い、減算結果を乗算器２５３に出力する。そして、乗算器２５３では二乗演算を行って結果を加算器２５４に出力する。加算器２５４とフリップフロップ回路２５５では、乗算器２５３の出力信号の総和を計算し、除算器２５６に出力する。
【００６５】
カウンタ２５７では、メモリ２５０から供給される信号数をカウントして比較選択器２５８に送る。比較選択器２５８は、メモリ２５０から供給される平均値演算回路の動作終了時のカウンタ２４６の出力信号とカウンタ２５７の出力信号を比較し、一致した場合は“１”を、一致しなかった場合は“０”をチャネルクロック毎にセレクタ２６０へ出力する。
【００６６】
セレクタ２６０では、比較選択器２５８の出力信号が“０”である場合（比較選択器２５８は分散値演算回路２５１の動作開始時には“０”を出力する）にフリップフロップ回路２５９から得る定数“０”を選択し、比較選択器２５８の出力信号が“１”である場合（比較選択器２５８は分散値演算回路２５１で分散値演算を行った後に“１”を出力する）に除算器２５６の出力信号を選択し、分散値信号として出力して分散値演算動作を終了する。
【００６７】
以上の様に分散算出回路２２０では、平均値演算回路２４１により等化目標レベルに対するノイズの平均値を算出し、その平均値を入力とする分散値演算回路２５１において演算を行うことにより分散を求めることが出来る。
【００６８】
以上が分散算出回路２２０の動作説明である。分散算出回路２２１、２２２、２２３、２２４，２２５、２２６においても分散算出回路２２０とほぼ同様の動作を行うが、動作の異なるのところはカウンタ２４６に入力される定数であり、分散算出回路２２１では“２”、分散算出回路２２２では“１”、分散算出回路２２３では“０”、分散算出回路２２４では“−１”、分散算出回路２２５では“−２”、分散算出回路２２６では“−３”となる。
【００６９】
分散算出回路２２０、２２１、２２２、２２３、２２４、２２５、２２６から出力された各等化目標レベルにおけるノイズの分散値は分散値調整回路２７０に送られ、入力された分散値の調整を行う。
【００７０】
分散値調整回路２７０では、分散算出回路２２２、２２３、２２４の出力信号をグループＡ、分散算出回路２２０、２２１、２２５、２２６の出力信号をグループＢとし、グループＡに属する分散値の最大値がグループＢに属する分散値の最小値以下となるように分散値の変更を行い、調整結果を定数Ａ演算回路２３０とレジスタ３００に出力する。レジスタ３００では図３のように定数Ｂ０、Ｂ１、Ｂ２、Ｂ３、Ｂ４、Ｂ５、Ｂ６として保存される。定数Ａ演算回路では、各等化目標レベルに対する「数３」式の右辺第一項の演算を例えばＤＳＰを用いて行い、演算結果Ａ０からＡ６をレジスタ３００に送る。
【００７１】
次に、ブランチメトリック演算器４００の構成について図５を用いて説明する。ブランチメトリック演算器４００は「数３」式の演算を行う回路であり、ＢＭ演算サブユニット４４１から４４７にて構成され、それぞれに復号器１への復号器入力信号とレジスタ３００の出力信号が入力される。
【００７２】
ＢＭ演算サブユニット４４１の出力信号はブランチメトリック演算結果ＢＭＡとなり、同様にＢＭ演算サブユニット４４２〜４４７の出力信号はそれぞれＡＣＳ演算器５００に送られる。ＢＭ演算サブユニット４４１〜４４７の出力信号は、その説明のための表現として（ＢＭ演算サブユニット番号、ブランチメトリック演算結果）の形式を用いると、（４４１，ＢＭＡ）、（４４２，ＢＭＢ）、（４４３，ＢＭＣ）、（４４４，ＢＭＤ）、（４４５，ＢＭＥ）、（４４６，ＢＭＦ）、（４４７，ＢＭＧ）となる。
【００７３】
次に、ＢＭ演算サブユニット４４１〜４４７の構成をＢＭ演算サブユニット４４１を例にして図６に基づいて詳細に説明する。ＢＭ演算サブユニット４４１に入力された復号器入力信号は加算器４５１に送られ、フリップフロップ回路４５２から得る定数“−３”との加算を行う。
【００７４】
乗算器４５３では加算器４５１の出力信号の二乗演算を行い、演算結果を除算器４５４に出力する。一方、乗算器４５６ではレジスタ３００から得られる定数Ｂ０の二乗演算を行い、演算結果を乗算器４５７に出力する。そして、乗算器４５７において入力値を２倍して除算器４５４に出力する。
【００７５】
除算器４５４では乗算器４５３の出力信号を乗算器４５７の出力信号で除算する演算を行い、演算結果を加算器４５８に出力する。そして、加算器４５８では除算器４５４の出力信号と、レジスタ３００から得られる定数Ａ０との加算を行う。
【００７６】
ＢＭ演算サブユニット４４２〜４４７はＢＭ演算サブユニット４４１と同様の構成をしており、加算器４５１、乗算器４５６、加算器４５８に入力される定数が異なるのみである。
【００７７】
ここで、加算器４５１、乗算器４５６、加算器４５８に入力される定数をそれぞれＦＦＡ、ＦＦＢ、ＦＦＣとするとともに、その表現として（ＢＭサブユニット番号，ＦＦＡ，ＦＦＢ，ＦＦＣ）の形式を用いると、（４４１，−３，Ａ０，Ｂ０）なる。同様に他のＢＭサブユニットにおけるフリップフロップ回路入力信号は、（４４２，−２，Ａ１，Ｂ１）、（４４３，−１，Ａ２，Ｂ２）、（４４４，０，Ａ３，Ｂ３）、（４４４，１，Ａ４，Ｂ４）、（４４５，２，Ａ５，Ｂ５）、（４４６，３，Ａ６，Ｂ６）となる。
【００７８】
図７はＡＣＳ演算器５００の構成を示すブロック図である。５１１、５１２、５１３、５１４、５１５、５１６、５１７、５１８はＡＣＳ演算サブユニットであり、５２１、５２２、５２３、５２４、５２５、５２６、５２７、５２８は、それぞれのＡＣＳ演算サブユニット内のパスメトリックメモリであり、フリップフロップ回路で構成される。
【００７９】
ＡＣＳ演算サブユニット５１１は、ブランチメトリックＢＭＢ、ＢＭＡ、パスメトリックメモリ５２１、５２５の出力を用いてＡＣＳ演算を行い、パス遷移信号ＦＬＡＧＡを出力する。
【００８０】
ＡＣＳ演算サブユニット５１２はブランチメトリックＢＭＤ、ＢＭＣ、パスメトリックメモリ５２１、５２５の出力を用いてＡＣＳ演算を行い、パス遷移信号ＦＬＡＧＢを出力する。
【００８１】
ＡＣＳ演算サブユニット５１３はブランチメトリックＢＭＥ、ＢＭＤ、パスメトリックメモリ５２２、５２６の出力を用いてＡＣＳ演算を行い、パス遷移信号ＦＬＡＧＣを出力する。
【００８２】
ＡＣＳ演算サブユニット５１４はブランチメトリックＢＭＧ、ＢＭＦ、パスメトリックメモリ５２２、５２６の出力を用いてＡＣＳ演算を行い、パス遷移信号ＦＬＡＧＤを出力する。
【００８３】
ＡＣＳ演算サブユニット５１５はブランチメトリックＢＭＢ、ＢＭＡ、パスメトリックメモリ５２３、５２７の出力を用いてＡＣＳ演算を行い、パス遷移信号ＦＬＡＧＥを出力する。
【００８４】
ＡＣＳ演算サブユニット５１６はブランチメトリックＢＭＤ、ＢＭＣ、パスメトリックメモリ５２３、５２７の出力を用いてＡＣＳ演算を行い、パス遷移信号ＦＬＡＧＦを出力する。
【００８５】
ＡＣＳ演算サブユニット５１７はブランチメトリックＢＭＥ、ＢＭＤ、パスメトリックメモリ５２４、５２８の出力を用いてＡＣＳ演算を行い、パス遷移信号ＦＬＡＧＧを出力する。
【００８６】
ＡＣＳ演算サブユニット５１８はブランチメトリックＢＭＧ、ＢＭＦ、パスメトリックメモリ５２４、５２８の出力を用いてＡＣＳ演算を行い、パス遷移信号ＦＬＡＧＨを出力する。
【００８７】
ここで、ＡＣＳ演算の詳細な動作についてＡＣＳ演算サブユニット５１１を例として説明する。図８はＡＣＳ演算サブユニット５１１の構成を示した図であり、５３１、５３２は加算器、５３３は比較選択器、５３４はセレクタ、５２１はパスメトリックメモリである。
【００８８】
ＡＣＳ演算は表１の状態遷移表に従って行い、加算器５３１ではブランチメトリックＢＭＢと、パスメトリックメモリ５２１の出力信号ＰＭＡ（図７の回路構成参照）を加算する。一方、加算器５３２ではブランチメトリックＢＭＡと、ＡＣＳ演算サブユニット５１５のパスメトリックメモリ５２５の出力信号ＰＭＥ（図７の回路構成参照）を加算する。
【００８９】
ブランチメトリック演算時に尤度が高いほどにメトリックが小となるように演算を行っているので、比較選択器５３３においては加算器５３１の出力信号と加算器５３２の出力信号を比較して、加算器５３１の出力信号が加算器５３２の出力信号以下である場合にパス遷移信号ＦＬＡＧＡ＝０を、加算器５３１の出力信号が加算器５３２の出力信号より大である場合にパス遷移信号ＦＬＡＧＡ＝１をセレクタ５３４とパスメモリ６００（図１の回路構成参照）に出力する。
【００９０】
セレクタ５３４ではＦＬＡＧＡ＝０の場合は加算器５３１の出力信号を、ＦＬＡＧＡ＝１の場合は加算器５３２の出力信号を選択し、パスメトリックメモリ５２１に送る。そして、パスメトリックメモリ５２１ではセレクタ５３４から送られる加算結果を保持し、１チャネルクロック後のＡＣＳ演算処理に用いる。
【００９１】
図９はパスメモリ６００の構成を説明するブロック図である。パスメモリ６００は定数“０”を出力する信号と、定数“１”を出力する信号と、ＡＣＳ演算サブユニット５１１から５１８の出力であるパス遷移信号ＦＬＡＧＡ、ＦＬＡＧＢ、ＦＬＡＧＣ、ＦＬＡＧＤ、ＦＬＡＧＥ、ＦＬＡＧＦ、ＦＬＡＧＧ、ＦＬＡＧＨを入力とするパスメモリサブユニット６１０、６３０、６５０から構成される。
【００９２】
ここで、パスメモリ６００は同様の構成を有するパスメモリサブユニットをＭ個接続しており、図９では１段目をパスメモリサブユニット６１０、２段目をパスメモリサブユニット６３０、Ｍ段目をパスメモリサブユニット６５０としている。
【００９３】
次に、各パスメモリサブユニット６１０、６３０、６５０の詳細な構成をパスメモリサブユニット６１０を例に図１０を用いて説明する。各パスメモリ６１０（６３０、６５０）には前段からの入力信号（但し、１段目のパスメモリサブユニットでは定数“０”もしくは“１”）であるＭＩＡ、ＭＩＢ、ＭＩＣ、ＭＩＤ、ＭＩＥ、ＭＩＦ、ＭＩＧ、ＭＩＨが、図１０に示すように、セレクタ６１１〜６１８に入力される。
【００９４】
ここで、ＭＩＡからＭＩＨとセレクタ６１１から６１８の接続関係は表１の状態遷移図に従い、例えばＭＩＡは状態ＳＡからの遷移に、ＭＩＢは状態ＳＢからの遷移に相当し、それぞれのセレクタ６１１〜６１８には２つの入力が存在する。
【００９５】
そして、セレクタ６１１〜６１８ではパスメモリサブユニット６１０に入力されるパス遷移信号ＦＬＡＧＡ〜ＦＬＡＧＨを選択信号として、選択結果をフリップフロップ回路６２１から６２８に出力する。
【００９６】
例えば、セレクタ６１１ではＭＩＡとＭＩＥが入力され、ＦＬＡＧＡが“０”の場合はＭＩＡを、“１”の場合はＭＩＥを選択する。セレクタ６１２でも同様にＦＬＡＧＢが“０”の場合はＭＩＡを、“１”の場合はＭＩＥを選択する。
【００９７】
同様に、セレクタ６１３と６１４ではＦＬＡＧＣもしくはＦＬＡＧＤが“０”の場合はＭＩＢを、“１”の場合はＭＩＦを選択し、セレクタ６１５と６１６ではＦＬＡＧＥもしくはＦＬＡＧＦが“０”の場合はＭＩＣを、“１”の場合はＭＩＧを選択し、セレクタ６１７と６１８ではＦＬＡＧＧもしくはＦＬＡＧＨが“０”の場合はＭＩＤを、“１”の場合はＭＩＨを選択する。
【００９８】
セレクタ６１１〜６１８による選択結果はフリップフロップ回路６２１〜６２８に送られ、１チャネルクロック後にＭＯＡ〜ＭＯＨとして出力され、次のパスメモリサブユニットの入力となる。
【００９９】
ここで、ＦＬＡＧＡからＦＬＡＧＨによる選択動作はチャネルクロック毎に全てのパスメモリサブユニット内のセレクタにおいて一斉に行われる。
以上のような選択、保持をチャネルクロック毎に繰り返してデータの復号を行うが、ここで復号データが確定するために必要なパスメモリサブユニットの接続段数Ｍは、少ない場合には復号データが確定せず、多い場合には確定した復号データを遅延させるのみであるため余分な回路が増え、回路効率が悪くなる。
【０１００】
図１１はパスメモリサブユニットの接続段数Ｍを５から５０とした場合におけるエラーレートの変化を示した説明図であり、記録符号には１６／１７（０、６／６）符号を用いている。Ｍが５から１０の間はＭの増加に伴ってエラーレートが良くなっているが、１０を越えるとエラーレートは変化しなくなる。
【０１０１】
この傾向は、記録符号の特性とノイズの影響によって決まるものであり、復号データが確定するのに十分な接続段数Ｍを設定する必要がある。今回用いた記録符号の場合であればＭは１０以上で同様な特性となるが、本実施例１ではノイズの影響を考慮してパスメモリサブユニットの接続段数Ｍを３０とする。
【０１０２】
そして、Ｍ段目のパスメモリサブユニット６５０の出力ＭＯＡがパスメモリ６００の出力である復号データとなり、これが本発明の実施例１におけるディジタル信号復号装置の出力となる。
【０１０３】
以上が復号期間の動作であり、例えば本発明のディジタル信号再生装置の工場出荷時において、再生要求のあるトラックから読み出された再生信号を用いて尤度関数設定動作を行い、その後、復号期間に切り替えて再度同トラックを再生することにより記録再生特性のチェックを行う。また、出荷後の使用時は復号期間が選択され、工場出荷時の尤度関数設定動作において設定された定数（Ａ０〜Ａ６及び、Ｂ０〜Ｂ６）を利用して復号を行う。
【０１０４】
また、尤度制御回路２００における分散値演算用の誤差量を求める方法として、あらかじめ決められた記録データを記録媒体上の特定トラックＡに記録しておき、尤度関数設定期間にトラックＡから得られる復号器入力信号と、尤度制御回路２００内に設けたメモリに保存してある理想等化レベルとの誤差量を用いても良い。
【０１０５】
ここで、理想等化レベルはあらかじめ記録された記録データに対する理想的な等化目標レベルとする。この場合、先述した方法、つまり復号器入力信号に対する等化目標値を誤差が最小となる等化レベルにみなす方法に比べて精度の高い分散値演算を行うことが可能となる。
【０１０６】
また、尤度制御回路２００における分散値演算用の誤差量を求める方法として、あらかじめ決められた記録データと理想等化値を尤度制御回路２００内に設けたメモリに蓄えておき、尤度関数設定期間にはメモリに蓄えている記録データを特定トラックＢに記録する。そして、トラックＢを再生することで得られる復号器入力信号とメモリに保存してある理想等化レベルの差を用いて誤差量を求めても良い。
【０１０７】
この場合、尤度関数設定期間の終了後には特定トラックＢにおいて記録再生を行うことができるため、記録媒体にあらかじめ特定のデータを記録する方法に比べて記録容量を増加することが可能となる。
【０１０８】
ここで、尤度関数設定期間の開始時に記録媒体上の記録領域が残り少なく、分散値演算に必要な１０，０００ビットのデータを記録することが不可能な場合は、例えば１０，０００ビットの記録済みデータを特定トラックＢから復号して尤度制御回路２００内に設けたメモリに蓄え、分散値演算用の記録データを特定トラックＢに記録する。
【０１０９】
その後、特定トラックＢの記録データを再生することで得られる復号器入力信号を用いて分散値演算を行う。そして尤度関数設定期間の終了時に再度メモリに蓄えてある記録済みデータを記録する。この方法であれば空き領域が十分でない場合でも分散値演算用の領域を確保して演算を行える。
【０１１０】
以上のように本実施例１では、復号器入力信号の各等化目標レベルにおけるノイズの分散値を利用したブランチメトリック演算を行うことにより、それぞれのレベルに最適となる尤度関数を用いたビタビ復号を行うことができるので、磁化転移性ノイズに対する復号性能を向上することができる。
【０１１１】
なお、本実施例１におけるディジタル信号復号装置においては、尤度関数設定期間において定数（Ａ０〜Ａ６及び、Ｂ０〜Ｂ６）を一度設定すると、復号期間において同じ定数を使用し続ける。
【０１１２】
しかしながら、例えばディスク及びヘッドなどの経年変化による磁化転移性ノイズの特性が変化した場合、予め設定した定数は最適な値にならないことがある。このため、復号期間中の一定期間毎に尤度関数設定期間を設け、一定期間毎に復号器入力信号選択器１００において復号器入力信号を尤度制御回路２００に対して出力する。
【０１１３】
そして、復号期間においても一定期間毎に尤度制御回路２００を動作させ、レジスタ３００の定数Ａ０からＡ６及びＢ０からＢ６を一定期間毎に更新する。このことで、ディスク及びヘッドなどの経年変化による磁化転移性ノイズの特性変化に対して復号性能を維持することが可能となる。
【０１１４】
ここで、一定期間は例えば分散値を精度良く求めるのに必要な１０，０００ポイントのデータとし、尤度制御回路２００に設けたカウンタにより一定期間のカウントを行うことで定数の更新を行う。
【０１１５】
なお、本発明の各構成要素は組み合わせ回路と記憶保持回路等のハードウェア回路で実現しても良いし、コンピュータを利用してソフトウェア上で実現しても良い。
【産業上の利用可能性】
【０１１６】
本発明にかかるディジタル信号復号装置は、ディジタル化した再生信号を２値化するのに有用であり、特に磁化転移性ノイズの影響を受けた再生信号を２値化するディジタル信号復号装置に適している。
【図面の簡単な説明】
【０１１７】
【図１】本発明の実施例１におけるディジタル信号復号装置を示すブロック図
【図２】ノイズの種類に対する分布比較図
【図３】本発明の実施例１におけるディジタル信号復号装置の尤度制御回路の説明図
【図４】本発明の実施例１におけるディジタル信号復号装置の分散算出回路の説明図
【図５】本発明の実施例１におけるディジタル信号復号装置のブランチメトリック演算器の説明図
【図６】本発明の実施例１におけるディジタル信号復号装置のブランチメトリック演算サブユニットの説明図
【図７】本発明の実施例１におけるディジタル信号復号装置のＡＣＳ演算器の説明図
【図８】本発明の実施例１におけるディジタル信号復号装置のＡＣＳ演算サブユニットの説明図
【図９】本発明の実施例１におけるディジタル信号復号装置のパスメモリの説明図
【図１０】本発明の実施例１におけるディジタル信号復号装置のパスメモリサブユニットの説明図
【図１１】パスメモリ長とエラーレートの関係を示す説明図
【図１２】従来のディジタル信号復号装置を示すブロック図
【符号の説明】
【０１１８】
１００ 復号器入力信号選択器
２００ 尤度制御回路
２０１、２０２、２０３、２０４、２０５、２０６ 定数（フリップフロップ回路）
２１１、２１２、２１３、２１４、２１５、２１６ 減算器
２１７ 最小値選択器
２２０、２２１、２２２、２２３、２２４、２２５、２２６ 分散算出回路
２４１ 平均値演算回路
２４２ 加算器
２４３ フリップフロップ回路
２４４ 除算器
２４５ 定数
２４６ カウンタ
２４７ 比較選択器
２４８ 定数
２４９ セレクタ
２５０ メモリ
２５１ 分散値演算回路
２５２ 減算器
２５３ 乗算器
２５４ 加算器
２５５ フリップフロップ回路
２５６ 除算器
２５７ カウンタ
２５８ 比較選択器
２５９ 定数
２６０ セレクタ
２７０ 分散値調整回路
３００ レジスタ
４００ ブランチメトリック演算器
４４１、４４２、４４３、４４４、４４５、４４６、４４７ ＢＭ演算サブユニット
４５１ 加算器
４５２ 定数（フリップフロップ回路）
４５３、４５６、４５７ 乗算器
４５４ 除算器
４５８ 加算器
５００ ＡＣＳ演算器
５１１、５１２、５１３、５１４ ＡＣＳ演算サブユニット
５１５、５１６、５１７、５１８ ＡＣＳ演算サブユニット
５２１、５２２、５２３、５２４ パスメトリックメモリ
５２５、５２６、５２７、５２８ パスメトリックメモリ
５３１ 加算器
５３２ 加算器
５３３ 比較選択器
５３４ セレクタ
６００ パスメモリ
６０１、６０２、６０３、６０４ 定数（フリップフロップ回路）
６０５、６０６、６０７、６０８ 定数（フリップフロップ回路）
６１０、６３０、６５０ パスメモリサブユニット
６１１、６１２、６１３、６１４、６１５、６１６、６１７、６１８ セレクタ
６２１、６２２、６２３、６２４ フリップフロップ回路
６２５、６２６、６２７、６２８ フリップフロップ回路
【技術分野】
【０００１】
本発明はディジタル信号復号装置に関し、より詳細にはディジタル信号復号装置の磁化転移性ノイズに対して復号性能を改善する復号器の技術に係るものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、長手記録方式のハードディスク装置での記録密度向上を実現する技術として、ＰＲＭＬ（Ｐａｒｔｉａｌ Ｒｅｓｐｏｎｓｅ Ｍａｘｉｍｕｍ Ｌｉｋｅｌｉｈｏｏｄ）方式が用いられている。このＰＲＭＬ方式は、伝送路に適したパーシャルレスポンス（ＰＲ）特性に等化するＰＲ等化器と、尤度関数に基づいて最も確からしい２値データ列に復号する最尤復号（ＭＬ）方式のディジタル信号復号装置とを組み合わせたものである。ここで、ＭＬ方式を実現するアルゴリズムの一つとしてビタビアルゴリズムがある。
【０００３】
図１２は従来のディジタル信号復号装置の構成を示すブロック図であり、３００は定数を蓄えるレジスタ、９００はブランチメトリック演算器、５００はＡＣＳ演算器、６００はパスメモリである。
【０００４】
ＰＲ等化器（図示せず）によって複数レベルからなる所望のＰＲ特性に等化された入力信号は、ブランチメトリック演算器９００において確からしさ（尤度）を表すブランチメトリック演算が行われる。このとき、ハードディスク装置の再生信号に含まれるノイズが白色ガウスノイズであり、且つ入力信号の各レベルにおけるノイズの分散が等しいと仮定して、ガウス分布を尤度関数として利用する。そして、尤度関数によってブランチメトリック演算で用いる定数を求め、この定数をレジスタ３００に予め与えておく。
【０００５】
ＡＣＳ演算器５００では、ビタビアルゴリズムに基づいて、ブランチメトリックを用いたＡＣＳ（Ａｄｄ Ｃｏｍｐａｒｅ Ｓｅｌｅｃｔ）演算を行い、パス遷移信号を出力する。パスメモリ６００ではパス遷移信号を用いて２値データ系列の選択を行い、復号データを出力する。
【０００６】
一方、従来の長手記録方式に比べて更なる高記録密度の達成が期待できる記録方式として垂直記録方式の研究が行われている。垂直記録方式は記録媒体の面内方向に対して垂直方向に磁化を形成してデータを記録する方式である。
【０００７】
しかしながら、垂直記録方式のハードディスク装置の再生信号に含まれるノイズは白色ガウスノイズよりも磁化転移性ノイズが支配的となる。
この磁化転移性ノイズは、ディスク媒体上の記録面を形成する磁性粒子の大きさや形が一定でないために磁性粒子が不均一に磁化され、その結果磁化反転位置が本来の磁化反転位置からずれることによりサンプルポイントにおいて再生信号の振幅が正方向もしくは負方向に変化する非線形な媒体ノイズである。
【０００８】
この様な非線形な磁化転移性ノイズが混入した再生信号に対して、従来のディジタル信号復号装置を用いた場合には復号エラーが増加するという問題があった。
ここで、非線形なノイズに対しては、１クロック前の状態遷移における磁化反転の有無に基づいて、ブランチメトリック演算に使用する尤度関数を複数の中から選択するようにしたディジタル信号復号装置が開示されている。
【０００９】
とりわけ、隣接する磁化反転の影響を受けて磁化反転位置が移動する非線形ビットシフト（Ｎｏｎ−Ｌｉｎｅａｒ Ｔｒａｎｓｉｔｉｏｎ Ｓｈｉｆｔ：ＮＬＴＳ）や、磁化反転間隔が狭くなることで部分的な磁化反転の消去が起こって再生信号の振幅が小さくなるパーシャルイレージャ（Ｐａｒｔｉａｌ Ｅｒａｓｕｒｅ：ＰＥ）などのように、隣接する磁化反転によって一定のずれを生じる非線形ノイズに対して有用である。（例えば、特許文献１参照）
【特許文献１】特開２００１−３５０８６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
しかしながら、磁化転移性ノイズは隣接の磁化反転に依存せず全ての磁化反転位置において発生し、その発生量と発生方向は磁化反転位置毎に異なる。即ち、ＰＲ特性によって定められる信号分布のレベル毎にノイズの分布が異なる。
【００１１】
一方、従来の構成では信号分布のレベル全てにおいて同じノイズ分布であると想定して構成されているために、磁化転移性ノイズに対して最適な尤度関数を選択することが出来ず、復号エラーが増加してしまうという課題を有していた。
【００１２】
本発明は上記した従来の課題を解決するものであり、垂直記録方式において発生する磁化転移性ノイズに対して復号性能を改善するディジタル信号復号装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
上記課題を解決するために、本発明のディジタル信号復号装置は、パーシャルレスポンス等化された記録媒体からの再生信号である復号器入力信号をビタビアルゴリズムにより２値化して復号データに変換する復号器において、前記パーシャルレスポンス特性により決定する各等化目標レベルに対して前記復号器入力信号が有するそれぞれの分散値に応じた尤度関数を利用して復号を行うものであり、復号器入力信号選択器と尤度制御回路とブランチメトリック演算器とレジスタとＡＣＳ演算器とパスメモリとを備え、前記復号器入力信号選択器は、前記復号器入力信号を尤度制御回路とブランチメトリック演算器に対して選択的に出力し、前記尤度制御回路は、前記復号器入力信号から前記各等化目標レベルに対する分散値を求め、前記それぞれの分散値に対する尤度関数に応じた所定の定数を出力し、前記レジスタは前記所定の定数を保持し、前記ブランチメトリック演算器は、前記復号器入力信号と前記レジスタから得られる前記所定の定数を用いた尤度演算によりブランチメトリックを出力し、前記ＡＣＳ演算器は、前記ブランチメトリックを用いたＡＣＳ演算によりパス遷移信号を出力し、パスメモリは、前記パス遷移信号を用いて復号データを出力し、前記尤度制御回路において求める分散値は、前記各等化目標レベルの中心レベルに対して最大となり、隣接する等化目標レベルに対する分散値は中心レベル側の等化目標レベルに対する分散値以下に設定されることを特徴とする。
【００１４】
さらに、本発明のディジタル信号復号装置は、前記ディジタル信号復号装置は、尤度関数設定期間と復号期間を有し、前記尤度関数設定期間において前記復号器入力信号選択器が前記復号器入力信号を前記尤度制御回路に入力して、前記尤度制御回路が前記復号器入力信号から前記各等化目標レベルに対する分散値を求め、前記それぞれの分散値に対する尤度関数に応じた所定の定数を前記レジスタへ出力し、その後に復号期間において前記復号器入力信号選択器が前記復号器入力信号を前記ブランチメトリック演算器に入力し、前記ブランチメトリック演算器が前記復号器入力信号と前記レジスタから得られる前記所定の定数を用いた尤度演算によりブランチメトリックを出力することを特徴とし、復号期間開始時において磁化転移性ノイズの影響に対して最適な復号性能を有する状態での復号が可能となる作用を有する。
【００１５】
さらに、本発明のディジタル信号復号装置は、前記ディジタル信号復号装置は、尤度関数設定期間と復号期間を有し、前記尤度関数設定期間において前記復号器入力信号選択器が前記復号器入力信号を前記尤度制御回路に入力して、前記尤度制御回路が前記復号器入力信号から前記各等化目標レベルに対する分散値を求め、前記それぞれの分散値に対する尤度関数に応じた所定の定数を前記レジスタへ出力し、その後に復号期間において前記復号器入力信号選択器が前記復号器入力信号を前記ブランチメトリック演算器に入力し、前記ブランチメトリック演算器が前記復号器入力信号と前記レジスタから得られる前記所定の定数を用いた尤度演算によりブランチメトリックを出力し、復号期間中の一定期間毎に設ける尤度関数設定期間において前記所定の定数を更新しながら復号を行うことを特徴とし、ヘッドや記録媒体の経年変化に対するジッタ性媒体ノイズの特性変化に対して最適な復号性能を維持するという作用を有する。
【００１６】
さらに、本発明のディジタル信号復号装置は、前記尤度制御回路が、前記復号器入力信号と各等化目標レベルの誤差を利用して前記分散値の演算を行うことを特徴とし、ヘッドと記録媒体の組み合わせに応じて適切な尤度設定を行うことが可能となる作用を有する。
【００１７】
さらに、本発明のディジタル信号復号装置は、前記尤度制御回路が、前記尤度関数設定期間において、あらかじめ記録された特定トラックから得られる特定の記録データを再生した復号器入力信号と、特定の記録データに対応する理想等化レベルとの誤差を利用して前記分散値の演算を行うことを特徴とし、精度の高い前記分散値演算及び尤度設定を行うことが可能となる作用を有する。
【００１８】
さらに、本発明のディジタル信号復号装置は、前記尤度制御回路が、前記特定の記録データを前記記録媒体以外のメモリに保存し、前記尤度関数設定期間において特定の記録データを再生した復号器入力信号と、特定の記録データに対応する理想等化レベルとの誤差を利用して前記分散値の演算を行うことを特徴とし、高精度の前記分散値演算及び尤度設定を行い、かつ、前記記録媒体における記録容量を増加できるという作用を有する。
【発明の効果】
【００１９】
以上のように、本発明のディジタル信号復号装置によれば、パーシャルレスポンス特性により決定する各等化目標レベルに対して復号器入力信号が有するそれぞれの分散値に応じた尤度関数を利用して復号を行うことで、垂直記録方式において発生する磁化転移性ノイズに対して復号性能を改善できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２０】
以下に、本発明のディジタル信号復号装置の実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。
【実施例１】
【００２１】
図１は、本発明の実施例１におけるディジタル信号復号装置の構成ブロック図を示すものである。図１において、復号器１は復号器入力信号選択器１００、尤度制御回路２００、レジスタ３００、ブランチメトリック演算器４００、ＡＣＳ演算器５００、パスメモリ６００から構成される。
【００２２】
垂直記録方式では記録再生特性が積分型であるため、復号器１へ入力する復号器入力信号は積分型のＰＲ方式に等化された信号となる。本実施例ではＰＲ方式としてＥＰＲ３（Ｅｘｔｅｎｄｅｄ Ｐａｒｔｉａｌ Ｒｅｓｐｏｎｓｅ Ｃｌａｓｓ３）方式を用いた場合について説明する。
【００２３】
ＥＰＲ３方式はＰＲ（２、３、０、−１）方式と表され、時刻ｋにおける記録データａｋ（”０”あるいは”１”）に対して、ＥＰＲ３方式の出力ｘｋは「数１」式であらわされる。
【００２４】
【数１】
ここで、時刻ｋと時刻ｋ−１の時間間隔は、再生信号に同期した再生信号のサンプリングクロックであるチャネルクロック１周期に相当する。
【００２５】
「数１」式によると、ＥＰＲ３方式の出力は”−１”、”０”、”１”、”２”、”３”、”４”、”５”の７値のレベル分布を有する。即ち”２”を中心に上下対称性を有する。従って、一般的にアナログ・デジタルコンバータ（図示省略）によって量子化が行われる際には、”２”をセンターレベル、即ち”０”にするようにシフトを行う。
【００２６】
このシフトを行うことにより、復号器１への入力信号のレベル分布は”−３”、”−２”、”−１”、”０”、”１”、”２”、”３”となり、これを等化目標値ｚｋとする。このため、例えば「数１」式で求めたＥＰＲ３方式の出力ｘｋ”−１”は等化目標値ｚｋ”−３”に対応し、ＥＰＲ３方式の出力ｘｋ”２”は等化目標値ｚｋ”０”に対応し、ＥＰＲ３方式の出力ｘｋ”５”は等化目標値ｚｋ”３”に対応する。
【００２７】
次に、ＥＰＲ３方式の記録データと状態遷移について表１を用いて説明する。表１はある時刻ｋにおける記録データａｋが”０”もしくは”１”である場合に、時刻ｋ−１の状態が時刻ｋのどの状態に遷移するかを表した状態遷移表である。
【００２８】
【表１】
表１において左側１列目は時刻ｋ−１における状態を表す。ここで、状態とは２列目の記録データａｋ−１、ａｋ−２、ａｋ−３におけるビットの組み合わせを表１のようにＳＡからＳＨに割り当てたものである。
【００２９】
次に、３列目は記録データａｋが“０”もしくは“１”の場合の時刻ｋにおける状態を示しており、４列目はそれぞれの遷移における等化目標レベルを示している。復号器１では、この状態遷移表を元に記録データを推測して復号データを出力する。
【００３０】
例えば、ある時刻ｋにおいて、時刻ｋ−１までの記録データが（ａｋ−３，ａｋ−２，ａｋ−１）＝（０，０，０）に割り当てられた状態ＳＡである場合に、時刻ｋにおける記録データａｋが“１”であると、次の時刻ｋにおける状態は（ａｋ−３，ａｋ−２，ａｋ−１）＝（０，０，１）である状態ＳＢに遷移し、その遷移における等化目標レベルｚｋは“０”となる。
【００３１】
ＥＰＲ３方式による等化目標レベルは“−３”、“−２”、“−１”、“０”、“１”、“２”、“３”の合計７レベルとなるが、この中で時刻ｋ−１と時刻ｋにおける記録データが異なる場合、つまり時刻ｋにおいて磁化反転が発生する場合の等化目標レベルは図中丸印で囲まれた合計８つの遷移となる。
【００３２】
これら８つの遷移に対する等化目標レベルは“−１”、“０”、“１”の３レベルであり、全７レベルのうちの中心部分を占める。特に等化目標レベルが“０”レベルとなるのは４遷移（ＳＡからＳＢ、ＳＣからＳＦ、ＳＦからＳＣ、ＳＨからＳＧ）であり、等化目標レベルが“−１”、“１”レベルとなるのは、それぞれ２遷移（“−１”はＳＢからＳＣとＳＤからＳＧ、“１”はＳＥからＳＢとＳＧからＳＦ）である。
【００３３】
つまり、磁化反転位置において発生する磁化転移性ノイズの影響を受ける等化目標レベルは“−１”、“０”、“１”のみである。中でも“０”レベルは発生頻度が最も多いため、“−１”及び“１”レベルに比べて磁化転移性ノイズの影響が大きい。
【００３４】
磁化転移性ノイズの影響を受けると、復号器入力信号のノイズの分布は磁化転移性ノイズの影響を受けない場合に比べて異なる分布となる。
図２は等化目標レベルを中心とした復号器入力信号のノイズ分布を等しい母数にて比較した図であり、横軸はノイズの振幅レベルを、縦軸はノイズの発生頻度を示している。さらに、分布Ａは白色ガウスノイズの分布、分布Ｂは磁化転移性ノイズの分布である。
【００３５】
図２のように分布Ｂの分散は分布Ａの分散に比べて小であり、復号器１への復号器入力信号は、磁化転移性ノイズの影響を受ける等化目標レベル（“−１”、“０”、“１”）と、影響を受けない等化目標レベル（“−３”、“−２”、“２”、“３”）とにおいてノイズの分散が異なる。
【００３６】
次に、等化目標レベル毎に異なる分散を有するノイズに対する尤度関数を用いた復号方法について説明する。本実施例１におけるディジタル信号復号装置では尤度関数設定期間と復号期間を設け、それぞれの期間において復号器１への復号器入力信号を復号器入力選択信号により異なる回路に接続する。
【００３７】
尤度関数設定期間ではファームウェア（図示せず）から得られる復号器入力選択信号が０となり、復号器入力信号選択器１００において復号器１への復号器入力信号が尤度制御回路２００に入力され、尤度関数の設定が行われる。
【００３８】
また、ブランチメトリック演算器４００、ＡＣＳ演算器５００、パスメモリ６００は復号器入力選択信号が“０”である間において動作を停止する。
復号期間には復号器入力選択信号が１となり、復号器１への入力信号はブランチメトリック演算器４００に入力される。そして、ＡＣＳ演算器５００、パスメモリ６００を用いて復号を行う。
【００３９】
以降、復号期間における動作について説明する。まず、ブランチメトリック演算方法について説明する。表１に示す全１６通りの遷移に対する等化目標レベルは重複する等化目標レベルが存在するため、（“−３”，“−２”，“−１”，“０”，“１”，“２”，“３”）となる合計７レベルに対してブランチメトリック演算を行い、実際にはこれら７種類のブランチメトリックを使用する。
【００４０】
時刻ｋにおいて復号器１へ入力される復号器入力信号ｙkは、復号器入力信号に含まれるノイズ成分をｎkとすると「数２」式で表される。この復号器入力信号ｙkに対する尤度関数Ｌｋには、「数３」式に示す対数尤度関数を最適化した結果を用いる。この対数尤度関数は平均値μ、分散σをパラメータとするガウス分布の負の対数尤度関数である。
【００４１】
【数２】
【００４２】
【数３】
平均値μと分散σのパラメータのうち、平均値μには各等化目標レベルを当てはめ、分散σには各等化目標レベル毎にノイズの分散を求め当てはめる。このようにして各等化目標レベル毎にブランチメトリック演算を行うことが可能となる。そのため、尤度制御回路２００において分散値を算出する必要がある。
【００４３】
次に、尤度制御回路２００の構成について図３を用いて説明する。尤度制御回路２００への復号器入力信号は減算器２１１〜２１６に入力され、減算器２１１〜２１６では図のように尤度制御回路２００への復号器入力信号から各等化目標レベル“−３”から“３”をそれぞれ減算する。
【００４４】
減算器２１１〜２１６の出力信号（減算結果）は最小値選択器２１７と分散算出回路２２０〜２２２、２２４〜２２６にそれぞれ入力され、尤度制御回路２００への復号器入力信号が最小値選択器２１７と分散算出回路２２３に入力される。最小値選択器２１７では減算器２１１〜２１６からの入力信号（減算結果）と尤度制御回路２００への復号器入力信号のうち、最小となる入力信号を選択する。
【００４５】
そして、最小値選択器２１７は、減算器２１１からの入力信号が最小であれば“３”を、減算器２１２からの入力信号が最小であれば“２”を、減算器２１３からの入力信号が最小であれば“１”を、尤度制御回路２００への復号器入力信号が最小であれば“０”を、減算器２１４からの入力信号が最小であれば“−１”を、減算器２１５からの入力信号が最小であれば“−２”を、減算器２１６からの入力信号が最小であれば“−３”を分散算出回路２２０〜２２６へ出力（最小値選択信号）する。
【００４６】
分散算出回路２２０〜２２２、２２４〜２２６は減算器２１１〜２１６からの入力信号（減算結果）と最小値選択器２１７からの入力信号（最小値選択信号）とレジスタ３００からの入力信号に基づいて分散値演算を行い、分散算出回路２２３は尤度制御回路２００への復号器入力信号と最小値選択器２１７からの信号とレジスタ３００からの信号を入力として分散値演算を行う。そして、分散算出回路２２０〜２２６はそれぞれの演算結果の分散値を分散値調整回路２７０に送り、分散値調整回路２７０はその出力を定数Ａ演算回路２３０とレジスタ３００に送る。
【００４７】
レジスタ３００には、定数Ａ演算回路２３０から分散値に基づく定数Ａ０からＡ６が送られ、分散算出回路２２０〜２２６より分散値Ｂ０からＢ６が送られる。
次に、尤度制御回路２００の詳細な動作について説明する。図３に示したように復号器１への復号器入力信号が尤度制御回路２００内の減算器２１１、２１２、２１３、２１４、２１５、２１６と最小値選択器２１７と分散算出回路２２３に送られる。
【００４８】
減算器２１１では復号器１への入力信号から定数“３”を減算し、減算結果を分散算出回路２２０と最小値選択器２１７に出力する。
減算器２１２では復号器１への入力信号から定数“２”を減算し、減算結果を分散算出回路２２１と最小値選択器２１７に出力する。
【００４９】
減算器２１３では復号器１への入力信号から定数“１”を減算し、減算結果を分散算出回路２２２と最小値選択器２１７に出力する。
減算器２１４では復号器１への入力信号から定数“−１”を減算し、減算結果を分散算出回路２２４と最小値選択器２１７に出力する。
【００５０】
減算器２１５では復号器１への入力信号から定数“−２”を減算し、減算結果を分散算出回路２２５と最小値選択器２１７に出力する。
減算器２１６では復号器１への入力信号から定数“−３”を減算し、減算結果を分散算出回路２２６と最小値選択器２１７に出力する。
【００５１】
最小値選択器２１７では、入力された７つの信号の中で最も値の小さいものを選択し、減算器に応じた最小値選択信号を出力する。具体的には最小値選択信号は“−３”から“３”の整数であり、その説明のための表現として（最小となる減算器の番号、最小値選択信号）の形式を用いると、（２１１，３）、（２１２，２）、（２１３，１）、（２１４，−１）、（２１５，−２）、（２１６，−３）となる。また、復号器１への復号器入力信号が最小である場合には最小値選択器から“０”が出力される。
【００５２】
ここで、複数の入力信号値が等しく最小値の判定が不可能な場合は、最小値選択信号の値が最も小さい減算器を選択する。例えば減算器２１１と２１２からの入力信号が等しい場合に、減算器２１１の最小値選択信号が”３”で、減算器２１２の最小値選択信号が”２”であることから最小値選択信号の値が小さい減算器２１２を選択する。
【００５３】
次に、分散算出回路２２０〜２２６の詳細な構成を分散算出回路２２０を例として図４を用いて説明する。分散算出回路２２０は、大きく分けて平均値演算回路２４１と分散値演算回路２５１から構成される。
【００５４】
分散算出回路２２０に入力された減算器２１１の出力信号（減算結果）は加算器２４２とメモリ２５０に送られる。加算器２４２の出力信号はフリップフロップ回路２４３に送られ、フリップフロップ回路２４３の出力信号は加算器２４２と除算器２４４に送られる。ここで、尤度関数設定期間の開始時にフリップフロップ回路２４３は“０”にリセットされる。
【００５５】
カウンタ２４６にはフリップフロップ回路２４５の定数“３”と、最小値選択器２１７の出力信号（最小値選択信号）が入力され、カウンタ２４６の出力信号は除算器２４４と比較選択器２４７とメモリ２５０に送られる。セレクタ２４９は除算器２４４の出力信号とフリップフロップ回路２４８の定数“０”と比較選択器２４７の出力信号を入力として、その出力信号はメモリ２５０に送られる。ここで、フリップフロップ回路は入力信号を１チャネルクロック遅延する。
【００５６】
減算器２５２はメモリ２５０から出力される２つの信号（減算器２１１の減算結果と平均値演算回路２４１の平均値）を入力として、その出力信号は乗算器２５３に送られる。乗算器２５３の出力信号は加算器２５４、フリップフロップ回路２５５に送られ、フリップフロップ回路２５５の出力信号は加算器２５４と除算器２５６に送られる。ここで、尤度関数設定期間開始時にフリップフロップ回路２５５は“０”にリセットされる。
【００５７】
また、メモリ２５０は減算器２５２とカウンタ２５７と除算器２５６と比較選択器２５８に出力し、比較選択器２５８ではカウンタ２５７の出力信号とメモリ２５０からの信号（カウンタ２４６の出力信号）を入力として、その結果をセレクタ２６０に出力する。
【００５８】
そして、セレクタ２６０では除算器２５６の出力信号と、定数“０”と、比較選択器２５８の出力信号を入力とし、その出力信号が分散算出回路２２０の出力となる。
次に、分散算出回路２２０の詳細な動作について説明する。平均値演算回路２４１において、分散算出回路２２０に入力された減算器２１１の出力信号（減算結果）は、加算器２４２においてフリップフロップ回路２４３の出力信号との加算が行われ、その出力信号（加算結果）が除算器２４４に送られる。
【００５９】
カウンタ２４６は尤度関数設定期間の開始時に初期値を“０”としておき、最小値選択器２１７の出力信号とフリップフロップ回路２４５から得られる定数“３”を比較して、一致した場合のみカウント値を“１”アップして除算器２４４と比較選択器２４７とメモリ２５０にカウント値を出力する。
【００６０】
除算器２４４ではフリップフロップ回路２４３の出力信号を分子に、カウンタ２４６の出力信号を分母とする除算を行い、除算結果をセレクタ２４９に出力する。ここで、カウンタ２４６の出力信号が“０”である場合には除算器２４４において除算を行わず、入力された信号をそのまま出力する。
【００６１】
比較選択器２４７では、カウンタ２４６の出力信号と、レジスタ３００から供給されるデータナンバー（以下、ＤＮとする）をチャネルクロック毎に比較し、一致した場合には“１”を、一致しない場合には“０”を出力する。ここで、ＤＮは分散値演算を行うのに十分なデータ数とし、具体的には１０，０００ビットとする。
【００６２】
セレクタ２４９では、比較選択器２４７の出力信号が“０”である場合にフリップフロップ回路２４８から得られる定数“０”を選択し、“１”である場合に除算器２４４の出力信号を選択して平均値信号をメモリ２５０に保存する。
【００６３】
メモリ２５０は、平均値演算が行われると同時に比較選択器２４７の出力が“１”である場合にのみ、減算器２１１出力を保存する。
以上が平均値演算回路の動作であり、メモリ２５０へのデータ入力が完了するとカウンタ２４６の出力信号をメモリ２５０に保存してから分散値演算回路２５１の動作が開始する。
【００６４】
分散値演算回路２５１ではメモリ２５０に保存された減算器２１１の出力信号が減算器２５２とカウンタ２５７に送られる。減算器２５２では減算器２１１の出力信号とメモリ２５０から読み出した平均値信号との減算を行い、減算結果を乗算器２５３に出力する。そして、乗算器２５３では二乗演算を行って結果を加算器２５４に出力する。加算器２５４とフリップフロップ回路２５５では、乗算器２５３の出力信号の総和を計算し、除算器２５６に出力する。
【００６５】
カウンタ２５７では、メモリ２５０から供給される信号数をカウントして比較選択器２５８に送る。比較選択器２５８は、メモリ２５０から供給される平均値演算回路の動作終了時のカウンタ２４６の出力信号とカウンタ２５７の出力信号を比較し、一致した場合は“１”を、一致しなかった場合は“０”をチャネルクロック毎にセレクタ２６０へ出力する。
【００６６】
セレクタ２６０では、比較選択器２５８の出力信号が“０”である場合（比較選択器２５８は分散値演算回路２５１の動作開始時には“０”を出力する）にフリップフロップ回路２５９から得る定数“０”を選択し、比較選択器２５８の出力信号が“１”である場合（比較選択器２５８は分散値演算回路２５１で分散値演算を行った後に“１”を出力する）に除算器２５６の出力信号を選択し、分散値信号として出力して分散値演算動作を終了する。
【００６７】
以上の様に分散算出回路２２０では、平均値演算回路２４１により等化目標レベルに対するノイズの平均値を算出し、その平均値を入力とする分散値演算回路２５１において演算を行うことにより分散を求めることが出来る。
【００６８】
以上が分散算出回路２２０の動作説明である。分散算出回路２２１、２２２、２２３、２２４，２２５、２２６においても分散算出回路２２０とほぼ同様の動作を行うが、動作の異なるのところはカウンタ２４６に入力される定数であり、分散算出回路２２１では“２”、分散算出回路２２２では“１”、分散算出回路２２３では“０”、分散算出回路２２４では“−１”、分散算出回路２２５では“−２”、分散算出回路２２６では“−３”となる。
【００６９】
分散算出回路２２０、２２１、２２２、２２３、２２４、２２５、２２６から出力された各等化目標レベルにおけるノイズの分散値は分散値調整回路２７０に送られ、入力された分散値の調整を行う。
【００７０】
分散値調整回路２７０では、分散算出回路２２２、２２３、２２４の出力信号をグループＡ、分散算出回路２２０、２２１、２２５、２２６の出力信号をグループＢとし、グループＡに属する分散値の最大値がグループＢに属する分散値の最小値以下となるように分散値の変更を行い、調整結果を定数Ａ演算回路２３０とレジスタ３００に出力する。レジスタ３００では図３のように定数Ｂ０、Ｂ１、Ｂ２、Ｂ３、Ｂ４、Ｂ５、Ｂ６として保存される。定数Ａ演算回路では、各等化目標レベルに対する「数３」式の右辺第一項の演算を例えばＤＳＰを用いて行い、演算結果Ａ０からＡ６をレジスタ３００に送る。
【００７１】
次に、ブランチメトリック演算器４００の構成について図５を用いて説明する。ブランチメトリック演算器４００は「数３」式の演算を行う回路であり、ＢＭ演算サブユニット４４１から４４７にて構成され、それぞれに復号器１への復号器入力信号とレジスタ３００の出力信号が入力される。
【００７２】
ＢＭ演算サブユニット４４１の出力信号はブランチメトリック演算結果ＢＭＡとなり、同様にＢＭ演算サブユニット４４２〜４４７の出力信号はそれぞれＡＣＳ演算器５００に送られる。ＢＭ演算サブユニット４４１〜４４７の出力信号は、その説明のための表現として（ＢＭ演算サブユニット番号、ブランチメトリック演算結果）の形式を用いると、（４４１，ＢＭＡ）、（４４２，ＢＭＢ）、（４４３，ＢＭＣ）、（４４４，ＢＭＤ）、（４４５，ＢＭＥ）、（４４６，ＢＭＦ）、（４４７，ＢＭＧ）となる。
【００７３】
次に、ＢＭ演算サブユニット４４１〜４４７の構成をＢＭ演算サブユニット４４１を例にして図６に基づいて詳細に説明する。ＢＭ演算サブユニット４４１に入力された復号器入力信号は加算器４５１に送られ、フリップフロップ回路４５２から得る定数“−３”との加算を行う。
【００７４】
乗算器４５３では加算器４５１の出力信号の二乗演算を行い、演算結果を除算器４５４に出力する。一方、乗算器４５６ではレジスタ３００から得られる定数Ｂ０の二乗演算を行い、演算結果を乗算器４５７に出力する。そして、乗算器４５７において入力値を２倍して除算器４５４に出力する。
【００７５】
除算器４５４では乗算器４５３の出力信号を乗算器４５７の出力信号で除算する演算を行い、演算結果を加算器４５８に出力する。そして、加算器４５８では除算器４５４の出力信号と、レジスタ３００から得られる定数Ａ０との加算を行う。
【００７６】
ＢＭ演算サブユニット４４２〜４４７はＢＭ演算サブユニット４４１と同様の構成をしており、加算器４５１、乗算器４５６、加算器４５８に入力される定数が異なるのみである。
【００７７】
ここで、加算器４５１、乗算器４５６、加算器４５８に入力される定数をそれぞれＦＦＡ、ＦＦＢ、ＦＦＣとするとともに、その表現として（ＢＭサブユニット番号，ＦＦＡ，ＦＦＢ，ＦＦＣ）の形式を用いると、（４４１，−３，Ａ０，Ｂ０）なる。同様に他のＢＭサブユニットにおけるフリップフロップ回路入力信号は、（４４２，−２，Ａ１，Ｂ１）、（４４３，−１，Ａ２，Ｂ２）、（４４４，０，Ａ３，Ｂ３）、（４４４，１，Ａ４，Ｂ４）、（４４５，２，Ａ５，Ｂ５）、（４４６，３，Ａ６，Ｂ６）となる。
【００７８】
図７はＡＣＳ演算器５００の構成を示すブロック図である。５１１、５１２、５１３、５１４、５１５、５１６、５１７、５１８はＡＣＳ演算サブユニットであり、５２１、５２２、５２３、５２４、５２５、５２６、５２７、５２８は、それぞれのＡＣＳ演算サブユニット内のパスメトリックメモリであり、フリップフロップ回路で構成される。
【００７９】
ＡＣＳ演算サブユニット５１１は、ブランチメトリックＢＭＢ、ＢＭＡ、パスメトリックメモリ５２１、５２５の出力を用いてＡＣＳ演算を行い、パス遷移信号ＦＬＡＧＡを出力する。
【００８０】
ＡＣＳ演算サブユニット５１２はブランチメトリックＢＭＤ、ＢＭＣ、パスメトリックメモリ５２１、５２５の出力を用いてＡＣＳ演算を行い、パス遷移信号ＦＬＡＧＢを出力する。
【００８１】
ＡＣＳ演算サブユニット５１３はブランチメトリックＢＭＥ、ＢＭＤ、パスメトリックメモリ５２２、５２６の出力を用いてＡＣＳ演算を行い、パス遷移信号ＦＬＡＧＣを出力する。
【００８２】
ＡＣＳ演算サブユニット５１４はブランチメトリックＢＭＧ、ＢＭＦ、パスメトリックメモリ５２２、５２６の出力を用いてＡＣＳ演算を行い、パス遷移信号ＦＬＡＧＤを出力する。
【００８３】
ＡＣＳ演算サブユニット５１５はブランチメトリックＢＭＢ、ＢＭＡ、パスメトリックメモリ５２３、５２７の出力を用いてＡＣＳ演算を行い、パス遷移信号ＦＬＡＧＥを出力する。
【００８４】
ＡＣＳ演算サブユニット５１６はブランチメトリックＢＭＤ、ＢＭＣ、パスメトリックメモリ５２３、５２７の出力を用いてＡＣＳ演算を行い、パス遷移信号ＦＬＡＧＦを出力する。
【００８５】
ＡＣＳ演算サブユニット５１７はブランチメトリックＢＭＥ、ＢＭＤ、パスメトリックメモリ５２４、５２８の出力を用いてＡＣＳ演算を行い、パス遷移信号ＦＬＡＧＧを出力する。
【００８６】
ＡＣＳ演算サブユニット５１８はブランチメトリックＢＭＧ、ＢＭＦ、パスメトリックメモリ５２４、５２８の出力を用いてＡＣＳ演算を行い、パス遷移信号ＦＬＡＧＨを出力する。
【００８７】
ここで、ＡＣＳ演算の詳細な動作についてＡＣＳ演算サブユニット５１１を例として説明する。図８はＡＣＳ演算サブユニット５１１の構成を示した図であり、５３１、５３２は加算器、５３３は比較選択器、５３４はセレクタ、５２１はパスメトリックメモリである。
【００８８】
ＡＣＳ演算は表１の状態遷移表に従って行い、加算器５３１ではブランチメトリックＢＭＢと、パスメトリックメモリ５２１の出力信号ＰＭＡ（図７の回路構成参照）を加算する。一方、加算器５３２ではブランチメトリックＢＭＡと、ＡＣＳ演算サブユニット５１５のパスメトリックメモリ５２５の出力信号ＰＭＥ（図７の回路構成参照）を加算する。
【００８９】
ブランチメトリック演算時に尤度が高いほどにメトリックが小となるように演算を行っているので、比較選択器５３３においては加算器５３１の出力信号と加算器５３２の出力信号を比較して、加算器５３１の出力信号が加算器５３２の出力信号以下である場合にパス遷移信号ＦＬＡＧＡ＝０を、加算器５３１の出力信号が加算器５３２の出力信号より大である場合にパス遷移信号ＦＬＡＧＡ＝１をセレクタ５３４とパスメモリ６００（図１の回路構成参照）に出力する。
【００９０】
セレクタ５３４ではＦＬＡＧＡ＝０の場合は加算器５３１の出力信号を、ＦＬＡＧＡ＝１の場合は加算器５３２の出力信号を選択し、パスメトリックメモリ５２１に送る。そして、パスメトリックメモリ５２１ではセレクタ５３４から送られる加算結果を保持し、１チャネルクロック後のＡＣＳ演算処理に用いる。
【００９１】
図９はパスメモリ６００の構成を説明するブロック図である。パスメモリ６００は定数“０”を出力する信号と、定数“１”を出力する信号と、ＡＣＳ演算サブユニット５１１から５１８の出力であるパス遷移信号ＦＬＡＧＡ、ＦＬＡＧＢ、ＦＬＡＧＣ、ＦＬＡＧＤ、ＦＬＡＧＥ、ＦＬＡＧＦ、ＦＬＡＧＧ、ＦＬＡＧＨを入力とするパスメモリサブユニット６１０、６３０、６５０から構成される。
【００９２】
ここで、パスメモリ６００は同様の構成を有するパスメモリサブユニットをＭ個接続しており、図９では１段目をパスメモリサブユニット６１０、２段目をパスメモリサブユニット６３０、Ｍ段目をパスメモリサブユニット６５０としている。
【００９３】
次に、各パスメモリサブユニット６１０、６３０、６５０の詳細な構成をパスメモリサブユニット６１０を例に図１０を用いて説明する。各パスメモリ６１０（６３０、６５０）には前段からの入力信号（但し、１段目のパスメモリサブユニットでは定数“０”もしくは“１”）であるＭＩＡ、ＭＩＢ、ＭＩＣ、ＭＩＤ、ＭＩＥ、ＭＩＦ、ＭＩＧ、ＭＩＨが、図１０に示すように、セレクタ６１１〜６１８に入力される。
【００９４】
ここで、ＭＩＡからＭＩＨとセレクタ６１１から６１８の接続関係は表１の状態遷移図に従い、例えばＭＩＡは状態ＳＡからの遷移に、ＭＩＢは状態ＳＢからの遷移に相当し、それぞれのセレクタ６１１〜６１８には２つの入力が存在する。
【００９５】
そして、セレクタ６１１〜６１８ではパスメモリサブユニット６１０に入力されるパス遷移信号ＦＬＡＧＡ〜ＦＬＡＧＨを選択信号として、選択結果をフリップフロップ回路６２１から６２８に出力する。
【００９６】
例えば、セレクタ６１１ではＭＩＡとＭＩＥが入力され、ＦＬＡＧＡが“０”の場合はＭＩＡを、“１”の場合はＭＩＥを選択する。セレクタ６１２でも同様にＦＬＡＧＢが“０”の場合はＭＩＡを、“１”の場合はＭＩＥを選択する。
【００９７】
同様に、セレクタ６１３と６１４ではＦＬＡＧＣもしくはＦＬＡＧＤが“０”の場合はＭＩＢを、“１”の場合はＭＩＦを選択し、セレクタ６１５と６１６ではＦＬＡＧＥもしくはＦＬＡＧＦが“０”の場合はＭＩＣを、“１”の場合はＭＩＧを選択し、セレクタ６１７と６１８ではＦＬＡＧＧもしくはＦＬＡＧＨが“０”の場合はＭＩＤを、“１”の場合はＭＩＨを選択する。
【００９８】
セレクタ６１１〜６１８による選択結果はフリップフロップ回路６２１〜６２８に送られ、１チャネルクロック後にＭＯＡ〜ＭＯＨとして出力され、次のパスメモリサブユニットの入力となる。
【００９９】
ここで、ＦＬＡＧＡからＦＬＡＧＨによる選択動作はチャネルクロック毎に全てのパスメモリサブユニット内のセレクタにおいて一斉に行われる。
以上のような選択、保持をチャネルクロック毎に繰り返してデータの復号を行うが、ここで復号データが確定するために必要なパスメモリサブユニットの接続段数Ｍは、少ない場合には復号データが確定せず、多い場合には確定した復号データを遅延させるのみであるため余分な回路が増え、回路効率が悪くなる。
【０１００】
図１１はパスメモリサブユニットの接続段数Ｍを５から５０とした場合におけるエラーレートの変化を示した説明図であり、記録符号には１６／１７（０、６／６）符号を用いている。Ｍが５から１０の間はＭの増加に伴ってエラーレートが良くなっているが、１０を越えるとエラーレートは変化しなくなる。
【０１０１】
この傾向は、記録符号の特性とノイズの影響によって決まるものであり、復号データが確定するのに十分な接続段数Ｍを設定する必要がある。今回用いた記録符号の場合であればＭは１０以上で同様な特性となるが、本実施例１ではノイズの影響を考慮してパスメモリサブユニットの接続段数Ｍを３０とする。
【０１０２】
そして、Ｍ段目のパスメモリサブユニット６５０の出力ＭＯＡがパスメモリ６００の出力である復号データとなり、これが本発明の実施例１におけるディジタル信号復号装置の出力となる。
【０１０３】
以上が復号期間の動作であり、例えば本発明のディジタル信号再生装置の工場出荷時において、再生要求のあるトラックから読み出された再生信号を用いて尤度関数設定動作を行い、その後、復号期間に切り替えて再度同トラックを再生することにより記録再生特性のチェックを行う。また、出荷後の使用時は復号期間が選択され、工場出荷時の尤度関数設定動作において設定された定数（Ａ０〜Ａ６及び、Ｂ０〜Ｂ６）を利用して復号を行う。
【０１０４】
また、尤度制御回路２００における分散値演算用の誤差量を求める方法として、あらかじめ決められた記録データを記録媒体上の特定トラックＡに記録しておき、尤度関数設定期間にトラックＡから得られる復号器入力信号と、尤度制御回路２００内に設けたメモリに保存してある理想等化レベルとの誤差量を用いても良い。
【０１０５】
ここで、理想等化レベルはあらかじめ記録された記録データに対する理想的な等化目標レベルとする。この場合、先述した方法、つまり復号器入力信号に対する等化目標値を誤差が最小となる等化レベルにみなす方法に比べて精度の高い分散値演算を行うことが可能となる。
【０１０６】
また、尤度制御回路２００における分散値演算用の誤差量を求める方法として、あらかじめ決められた記録データと理想等化値を尤度制御回路２００内に設けたメモリに蓄えておき、尤度関数設定期間にはメモリに蓄えている記録データを特定トラックＢに記録する。そして、トラックＢを再生することで得られる復号器入力信号とメモリに保存してある理想等化レベルの差を用いて誤差量を求めても良い。
【０１０７】
この場合、尤度関数設定期間の終了後には特定トラックＢにおいて記録再生を行うことができるため、記録媒体にあらかじめ特定のデータを記録する方法に比べて記録容量を増加することが可能となる。
【０１０８】
ここで、尤度関数設定期間の開始時に記録媒体上の記録領域が残り少なく、分散値演算に必要な１０，０００ビットのデータを記録することが不可能な場合は、例えば１０，０００ビットの記録済みデータを特定トラックＢから復号して尤度制御回路２００内に設けたメモリに蓄え、分散値演算用の記録データを特定トラックＢに記録する。
【０１０９】
その後、特定トラックＢの記録データを再生することで得られる復号器入力信号を用いて分散値演算を行う。そして尤度関数設定期間の終了時に再度メモリに蓄えてある記録済みデータを記録する。この方法であれば空き領域が十分でない場合でも分散値演算用の領域を確保して演算を行える。
【０１１０】
以上のように本実施例１では、復号器入力信号の各等化目標レベルにおけるノイズの分散値を利用したブランチメトリック演算を行うことにより、それぞれのレベルに最適となる尤度関数を用いたビタビ復号を行うことができるので、磁化転移性ノイズに対する復号性能を向上することができる。
【０１１１】
なお、本実施例１におけるディジタル信号復号装置においては、尤度関数設定期間において定数（Ａ０〜Ａ６及び、Ｂ０〜Ｂ６）を一度設定すると、復号期間において同じ定数を使用し続ける。
【０１１２】
しかしながら、例えばディスク及びヘッドなどの経年変化による磁化転移性ノイズの特性が変化した場合、予め設定した定数は最適な値にならないことがある。このため、復号期間中の一定期間毎に尤度関数設定期間を設け、一定期間毎に復号器入力信号選択器１００において復号器入力信号を尤度制御回路２００に対して出力する。
【０１１３】
そして、復号期間においても一定期間毎に尤度制御回路２００を動作させ、レジスタ３００の定数Ａ０からＡ６及びＢ０からＢ６を一定期間毎に更新する。このことで、ディスク及びヘッドなどの経年変化による磁化転移性ノイズの特性変化に対して復号性能を維持することが可能となる。
【０１１４】
ここで、一定期間は例えば分散値を精度良く求めるのに必要な１０，０００ポイントのデータとし、尤度制御回路２００に設けたカウンタにより一定期間のカウントを行うことで定数の更新を行う。
【０１１５】
なお、本発明の各構成要素は組み合わせ回路と記憶保持回路等のハードウェア回路で実現しても良いし、コンピュータを利用してソフトウェア上で実現しても良い。
【産業上の利用可能性】
【０１１６】
本発明にかかるディジタル信号復号装置は、ディジタル化した再生信号を２値化するのに有用であり、特に磁化転移性ノイズの影響を受けた再生信号を２値化するディジタル信号復号装置に適している。
【図面の簡単な説明】
【０１１７】
【図１】本発明の実施例１におけるディジタル信号復号装置を示すブロック図
【図２】ノイズの種類に対する分布比較図
【図３】本発明の実施例１におけるディジタル信号復号装置の尤度制御回路の説明図
【図４】本発明の実施例１におけるディジタル信号復号装置の分散算出回路の説明図
【図５】本発明の実施例１におけるディジタル信号復号装置のブランチメトリック演算器の説明図
【図６】本発明の実施例１におけるディジタル信号復号装置のブランチメトリック演算サブユニットの説明図
【図７】本発明の実施例１におけるディジタル信号復号装置のＡＣＳ演算器の説明図
【図８】本発明の実施例１におけるディジタル信号復号装置のＡＣＳ演算サブユニットの説明図
【図９】本発明の実施例１におけるディジタル信号復号装置のパスメモリの説明図
【図１０】本発明の実施例１におけるディジタル信号復号装置のパスメモリサブユニットの説明図
【図１１】パスメモリ長とエラーレートの関係を示す説明図
【図１２】従来のディジタル信号復号装置を示すブロック図
【符号の説明】
【０１１８】
１００ 復号器入力信号選択器
２００ 尤度制御回路
２０１、２０２、２０３、２０４、２０５、２０６ 定数（フリップフロップ回路）
２１１、２１２、２１３、２１４、２１５、２１６ 減算器
２１７ 最小値選択器
２２０、２２１、２２２、２２３、２２４、２２５、２２６ 分散算出回路
２４１ 平均値演算回路
２４２ 加算器
２４３ フリップフロップ回路
２４４ 除算器
２４５ 定数
２４６ カウンタ
２４７ 比較選択器
２４８ 定数
２４９ セレクタ
２５０ メモリ
２５１ 分散値演算回路
２５２ 減算器
２５３ 乗算器
２５４ 加算器
２５５ フリップフロップ回路
２５６ 除算器
２５７ カウンタ
２５８ 比較選択器
２５９ 定数
２６０ セレクタ
２７０ 分散値調整回路
３００ レジスタ
４００ ブランチメトリック演算器
４４１、４４２、４４３、４４４、４４５、４４６、４４７ ＢＭ演算サブユニット
４５１ 加算器
４５２ 定数（フリップフロップ回路）
４５３、４５６、４５７ 乗算器
４５４ 除算器
４５８ 加算器
５００ ＡＣＳ演算器
５１１、５１２、５１３、５１４ ＡＣＳ演算サブユニット
５１５、５１６、５１７、５１８ ＡＣＳ演算サブユニット
５２１、５２２、５２３、５２４ パスメトリックメモリ
５２５、５２６、５２７、５２８ パスメトリックメモリ
５３１ 加算器
５３２ 加算器
５３３ 比較選択器
５３４ セレクタ
６００ パスメモリ
６０１、６０２、６０３、６０４ 定数（フリップフロップ回路）
６０５、６０６、６０７、６０８ 定数（フリップフロップ回路）
６１０、６３０、６５０ パスメモリサブユニット
６１１、６１２、６１３、６１４、６１５、６１６、６１７、６１８ セレクタ
６２１、６２２、６２３、６２４ フリップフロップ回路
６２５、６２６、６２７、６２８ フリップフロップ回路
【特許請求の範囲】
【請求項１】
パーシャルレスポンス等化された記録媒体からの再生信号である復号器入力信号をビタビアルゴリズムにより２値化して復号データに変換する復号器において、前記パーシャルレスポンス特性により決定する各等化目標レベルに対して前記復号器入力信号が有するそれぞれの分散値に応じた尤度関数を利用して復号を行うものであり、
復号器入力信号選択器と尤度制御回路とブランチメトリック演算器とレジスタとＡＣＳ演算器とパスメモリとを備え、
前記復号器入力信号選択器は、前記復号器入力信号を尤度制御回路とブランチメトリック演算器に対して選択的に出力し、前記尤度制御回路は、前記復号器入力信号から前記各等化目標レベルに対する分散値を求め、前記それぞれの分散値に対する尤度関数に応じた所定の定数を出力し、前記レジスタは前記所定の定数を保持し、前記ブランチメトリック演算器は、前記復号器入力信号と前記レジスタから得られる前記所定の定数を用いた尤度演算によりブランチメトリックを出力し、前記ＡＣＳ演算器は、前記ブランチメトリックを用いたＡＣＳ演算によりパス遷移信号を出力し、前記パスメモリは、前記パス遷移信号を用いて復号データを出力し、
前記尤度制御回路において求める分散値は、前記各等化目標レベルの中心レベルに対して最大となり、隣接する等化目標レベルに対する分散値は中心レベル側の等化目標レベルに対する分散値以下に設定されることを特徴とするディジタル信号復号装置。
【請求項２】
前記ディジタル信号復号装置は、尤度関数設定期間と復号期間を有し、前記尤度関数設定期間において前記復号器入力信号選択器が前記復号器入力信号を前記尤度制御回路に入力して、前記尤度制御回路が前記復号器入力信号から前記各等化目標レベルに対する分散値を求め、前記それぞれの分散値に対する尤度関数に応じた所定の定数を前記レジスタへ出力し、その後に復号期間において前記復号器入力信号選択器が前記復号器入力信号を前記ブランチメトリック演算器に入力し、前記ブランチメトリック演算器が前記復号器入力信号と前記レジスタから得られる前記所定の定数を用いた尤度演算によりブランチメトリックを出力することを特徴とする請求項１に記載のディジタル信号復号装置。
【請求項３】
前記ディジタル信号復号装置は、尤度関数設定期間と復号期間を有し、前記尤度関数設定期間において前記復号器入力信号選択器が前記復号器入力信号を前記尤度制御回路に入力して、前記尤度制御回路が前記復号器入力信号から前記各等化目標レベルに対する分散値を求め、前記それぞれの分散値に対する尤度関数に応じた所定の定数を前記レジスタへ出力し、その後に復号期間において前記復号器入力信号選択器が前記復号器入力信号を前記ブランチメトリック演算器に入力し、前記ブランチメトリック演算器が前記復号器入力信号と前記レジスタから得られる前記所定の定数を用いた尤度演算によりブランチメトリックを出力し、
復号期間中の一定期間毎に設ける尤度関数設定期間において前記所定の定数を更新しながら復号を行うことを特徴とする請求項１に記載のディジタル信号復号装置。
【請求項４】
前記尤度制御回路は、前記復号器入力信号と各等化目標レベルの誤差を利用して前記分散値の演算を行うことを特徴とする請求項１〜３の何れか１項に記載のディジタル信号復号装置。
【請求項５】
前記尤度制御回路は、前記尤度関数設定期間において、あらかじめ記録された特定トラックから得られる特定の記録データを再生した復号器入力信号と、特定の記録データに対応する理想等化レベルとの誤差を利用して前記分散値の演算を行うことを特徴とする請求項２もしくは請求項３に記載のディジタル信号復号装置。
【請求項６】
前記尤度制御回路は、前記特定の記録データを前記記録媒体以外のメモリに保存し、前記尤度関数設定期間において特定の記録データを再生した復号器入力信号と、特定の記録データに対応する理想等化レベルとの誤差を利用して前記分散値の演算を行うことを特徴とする請求項２もしくは請求項３に記載のディジタル信号復号装置。
【請求項１】
パーシャルレスポンス等化された記録媒体からの再生信号である復号器入力信号をビタビアルゴリズムにより２値化して復号データに変換する復号器において、前記パーシャルレスポンス特性により決定する各等化目標レベルに対して前記復号器入力信号が有するそれぞれの分散値に応じた尤度関数を利用して復号を行うものであり、
復号器入力信号選択器と尤度制御回路とブランチメトリック演算器とレジスタとＡＣＳ演算器とパスメモリとを備え、
前記復号器入力信号選択器は、前記復号器入力信号を尤度制御回路とブランチメトリック演算器に対して選択的に出力し、前記尤度制御回路は、前記復号器入力信号から前記各等化目標レベルに対する分散値を求め、前記それぞれの分散値に対する尤度関数に応じた所定の定数を出力し、前記レジスタは前記所定の定数を保持し、前記ブランチメトリック演算器は、前記復号器入力信号と前記レジスタから得られる前記所定の定数を用いた尤度演算によりブランチメトリックを出力し、前記ＡＣＳ演算器は、前記ブランチメトリックを用いたＡＣＳ演算によりパス遷移信号を出力し、前記パスメモリは、前記パス遷移信号を用いて復号データを出力し、
前記尤度制御回路において求める分散値は、前記各等化目標レベルの中心レベルに対して最大となり、隣接する等化目標レベルに対する分散値は中心レベル側の等化目標レベルに対する分散値以下に設定されることを特徴とするディジタル信号復号装置。
【請求項２】
前記ディジタル信号復号装置は、尤度関数設定期間と復号期間を有し、前記尤度関数設定期間において前記復号器入力信号選択器が前記復号器入力信号を前記尤度制御回路に入力して、前記尤度制御回路が前記復号器入力信号から前記各等化目標レベルに対する分散値を求め、前記それぞれの分散値に対する尤度関数に応じた所定の定数を前記レジスタへ出力し、その後に復号期間において前記復号器入力信号選択器が前記復号器入力信号を前記ブランチメトリック演算器に入力し、前記ブランチメトリック演算器が前記復号器入力信号と前記レジスタから得られる前記所定の定数を用いた尤度演算によりブランチメトリックを出力することを特徴とする請求項１に記載のディジタル信号復号装置。
【請求項３】
前記ディジタル信号復号装置は、尤度関数設定期間と復号期間を有し、前記尤度関数設定期間において前記復号器入力信号選択器が前記復号器入力信号を前記尤度制御回路に入力して、前記尤度制御回路が前記復号器入力信号から前記各等化目標レベルに対する分散値を求め、前記それぞれの分散値に対する尤度関数に応じた所定の定数を前記レジスタへ出力し、その後に復号期間において前記復号器入力信号選択器が前記復号器入力信号を前記ブランチメトリック演算器に入力し、前記ブランチメトリック演算器が前記復号器入力信号と前記レジスタから得られる前記所定の定数を用いた尤度演算によりブランチメトリックを出力し、
復号期間中の一定期間毎に設ける尤度関数設定期間において前記所定の定数を更新しながら復号を行うことを特徴とする請求項１に記載のディジタル信号復号装置。
【請求項４】
前記尤度制御回路は、前記復号器入力信号と各等化目標レベルの誤差を利用して前記分散値の演算を行うことを特徴とする請求項１〜３の何れか１項に記載のディジタル信号復号装置。
【請求項５】
前記尤度制御回路は、前記尤度関数設定期間において、あらかじめ記録された特定トラックから得られる特定の記録データを再生した復号器入力信号と、特定の記録データに対応する理想等化レベルとの誤差を利用して前記分散値の演算を行うことを特徴とする請求項２もしくは請求項３に記載のディジタル信号復号装置。
【請求項６】
前記尤度制御回路は、前記特定の記録データを前記記録媒体以外のメモリに保存し、前記尤度関数設定期間において特定の記録データを再生した復号器入力信号と、特定の記録データに対応する理想等化レベルとの誤差を利用して前記分散値の演算を行うことを特徴とする請求項２もしくは請求項３に記載のディジタル信号復号装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【公開番号】特開２００６−９２６３７（Ｐ２００６−９２６３７Ａ）
【公開日】平成１８年４月６日（２００６．４．６）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００４−２７６２６５（Ｐ２００４−２７６２６５）
【出願日】平成１６年９月２４日（２００４．９．２４）
【出願人】（０００００５８２１）松下電器産業株式会社 (73,050)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成１８年４月６日（２００６．４．６）
【国際特許分類】
【出願日】平成１６年９月２４日（２００４．９．２４）
【出願人】（０００００５８２１）松下電器産業株式会社 (73,050)
【Ｆターム（参考）】
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