データ再生装置、データ再生方法、及びデータ記録再生装置
【課題】データを再生するための信号処理の一単位が複数のトラックに分けて記録された記録媒体からのデータの再生において、トラックごとの再生信号を分離する際にチャネル行列の逆行列を演算していた。しかし、逆行列を演算には多大な演算量を要し、回路規模の増大、消費電力の増大を招くという課題があった。
【解決手段】チャネル行列と逆行列または一般化逆行列との組み合わせをチャネル行列記憶部２３４に予め記憶しておき、このチャネル行列記憶部２３４から、チャネル推定演算によって求められたチャネル行列に対応する逆行列を取り出して信号分離演算に用いることとする。これにより、信号分離演算部２３５にて逆行列の演算を行わずに信号分離演算を行うことが可能となり、信号分離演算の演算量の大幅な低減及び処理速度の向上を図ることができる。
【解決手段】チャネル行列と逆行列または一般化逆行列との組み合わせをチャネル行列記憶部２３４に予め記憶しておき、このチャネル行列記憶部２３４から、チャネル推定演算によって求められたチャネル行列に対応する逆行列を取り出して信号分離演算に用いることとする。これにより、信号分離演算部２３５にて逆行列の演算を行わずに信号分離演算を行うことが可能となり、信号分離演算の演算量の大幅な低減及び処理速度の向上を図ることができる。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、データを再生するための信号処理の一単位が複数のトラックに分けて記録された記録媒体からデータを再生するデータ再生装置、データ再生方法、及びデータ記録再生装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、磁気ヘッドにおいては、磁気記録メディアの大容量化を図るために、更なる高密度記録が求められ、トラックのトラック幅を狭くすること（以下、「狭幅化」という。）に適した磁気ヘッドが採用されるようになってきている。一般的には、トラックの狭幅化にはトラック・サーボの精度向上が鍵となる。
【０００３】
磁気テープ記録再生装置においては、狭幅化に伴い、サーボが困難になる対策案として、所謂ノントラッキング・システムが提唱され、実用化に至っている（たとえば特許文献１−５など）。このノントラッキング方式は、ヘリカル・スキャンにてダブルアジマス記録を行ったトラックに対し、識別のために、ブロックに分けてデータを記録することによって、目的のトラックを１回のトレースで再生できなくても、データを再構成できるものである。このノントラッキング方式によって、従来のトラック・サーボで必要とされる１トラック以内のトラック制御に対して、４倍以上のマージンが許容されるようになる。
【０００４】
また、ノントラッキング技術は、ヘリカル・スキャンに留まらずリニア記録で使用されるための可能性が検討されている（たとえば特許文献６，７など）。
【０００５】
ところで、磁気記録メディアの基板に、たとえばポリエステルフィルムのような伸縮性をもった非磁性支持体を使用した場合、ダブルアジマス記録を行ったとしても、許容できる変形量はトラック・サーボを併用して、例えばトラック幅の２倍程度までであり、これ以上の変形が発生する場合は、十分なＳＮ比をもって信号を再生することができなかった。また、ダブルアジマスを持たない記録の場合では、トラックをまたがない所謂ガードバンドの幅を、トラック・サーボを併用した状態でも、エラーレート等の信頼性を劣化させないために、テープの変形量以下に押さえ込む必要があった
【０００６】
このような問題は、これまで実現されていた信号再生方式においては、少なくとも１つの再生ヘッドが同時に複数のトラックから信号を読み込むことによって信号品質が著しく劣化することに起因する。それを回避するために、ガードバンドやダブルアジマス記録を行い、また再生ヘッドからは１つのトラックからの信号のみを拾うように工夫されてきた。
【０００７】
しかし、さらに高トラック密度化を行う場合においては、先ずガードバンドの設置はその妨げとなる。また、再生時において隣接するトラックからの干渉を少なくすることができるダブルアジマス記録は、狭幅化した場合その効果は減少してしまう。
【０００８】
このことは、ノントラッキング方式であっても同じであり、再生ヘッドは複数のトラックに跨って信号を再生するように見えるが、時間分割した場合、再生している信号は常に１つのトラックに対してだけであり、同一時間に複数のトラックを再生するということは行っていなかった。
【０００９】
また、ノントラッキング方式で高トラック密度化に対応しようとした際に、対象トラックの隣接するトラックからの信号を拾うことによってノイズが混入するようになるため、トラックの狭幅化対応が限界になってきている。
【００１０】
磁気ヘッド装置の背景技術としてこのほか、記録密度を向上させるために、１つのブロックに複数のヘッドを配置し、同一アジマスのブロックで形成する方式として、一度に複数のデータ・フレームを記録する技術がある（たとえば特許文献８及び特許文献９など）。
【００１１】
これらの公知技術は、再生ヘッド幅をトラックの幅の半分程度にしなければならなくなるため、再生信号の出力を大きくとることができないという制約が生じ、たとえばＳＮ比の確保の点で不利であり、更なる高密度記録化には必ずしも向いていなかった。
【００１２】
ＭＩＭＯ（Multi-Input/Multi-Output）技術は、無線通信に用いられるものとして広く知られている（たとえば特許文献１０など）。
【００１３】
また、ＭＩＭＯに関する技術を磁気記録に使用する技術も知られている（たとえば非特許文献１など）。しかし、たとえば記録したトラックよりも広幅の再生ヘッドを使用する場合など、実用化に際して発生する課題が解決されていなかった。
【００１４】
本発明においては、ＭＩＭＯを使用した磁気記録方法としては前項で紹介した論文をもって実現しえなかった、磁気記録再生方法へのＭＩＭＯ技術の実用化を実現するにあたり、公知技術からは予見しえなかった技術内容を明らかにするものである。
【特許文献１】特許１８４２０５７号公報
【特許文献２】特許１８４２０５８号公報
【特許文献３】特許１８４２０５９号公報
【特許文献４】特開平０４−３７０５８０号公報
【特許文献５】特開平０５−０２０７８８号公報
【特許文献６】特開平１０−２８３６２０号公報
【特許文献７】特開２００３−１３２５０４号公報
【特許文献８】特開２００３−３３８０１２号公報
【特許文献９】特開２００４−０７１０１４号公報
【特許文献１０】特許３６６４９９３号公報
【非特許文献１】論文IEEE Trans.Mag.Vol.30.No.6 Nov.1994 5100ページ
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１５】
上述したように従来の磁気記録再生方式では、記録密度を高めるに磁気記録メディアでのトラック幅を狭くする方法が採用されてきた。しかし、このまま高記録密度を追い求めてトラック幅を狭くしていくと、再生時にトラックを追いきれなくなるという問題が生じる。そこで、トラックに対する再生ヘッドの位置が多少とも外れていても、そのトラックから信号を読み取ることができるノントラッキング方式が提案されている。しかしながら、ノントラッキング方式で適切に再生信号を得るためには、再生ヘッドの設定に厳しい制約が伴う。この面からトラック幅の狭小化による高記録密度化には限界があった。
【００１６】
そこで、本発明者らは、磁気記録メディアに記録ヘッドにより、データを再生するための信号処理の一単位である複数のトラックを記録し、磁気記録メディアの複数のトラックに跨って信号を再生することが可能な再生ヘッドにより、複数のトラックに対する信号を、複数のトラックに対して異なる位置関係で複数再生し、これら再生信号を一単位にまとめ、信号処理を行うことで、トラックごとの再生信号を生成するという方式を提案した。これによると、再生ヘッドの幅を決める制約が軽減し、トラック幅の狭小化、高記録密度化が可能である。
【００１７】
図２５は、上記の磁気記録再生方式を採用した記録装置８００の構成を示す図である。
【００１８】
同図に示すように、この記録装置８００は、マルチトラック化部１１０、マルチトラック記録符号化部１２０、マルチトラックプリアンブル付加部１３０、マルチトラック記録部１４０、記録ヘッドアレイ１５０で構成される。
【００１９】
マルチトラック化部１１０は、マルチトラック化のために記録データ１を記録ヘッドアレイ１５０に設けられた記録ヘッドＷ−１，Ｗ−２，Ｗ−３の数（Ｍ＝３）分のデータに振り分けるデータ分配器１１１で構成される。
【００２０】
マルチトラック記録符号化部１２０は、データ分配器１１１にてＭ個に振り分けられた記録データを符号化するＭ個の記録符号化部１２１−１，１２１−２，１２１−３で構成される。
【００２１】
マルチトラックプリアンブル付加部１３０は、マルチトラック記録符号化部１２０によって符号化された各記録データに、トラックごとに特定のプリアンブルを付加するＭ個のプリアンブル付加部１３１−１，１３１−２，１３１−３で構成される。
【００２２】
マルチトラック記録部１４０は、プリアンブルが付加された各トラックの記録符号列を記録媒体に記録する手段であり、より詳細には、プリアンブルが付加された記録符号列に所望のタイミングを与えるＭ個の出力タイミング設定部１４１−１，１４１−２，１４１−３と、記録補償処理を行うＭ個の記録補償部１４４−１，１４４−２，１４４−３と、記録補償処理後の記録符号列をもとに個々の記録ヘッドＷ−１，Ｗ−２，Ｗ−３を駆動するＭ個の記録アンプ１４７−１，１４７−２，１４７−３とで構成される。
【００２３】
図２６は、この記録装置８００によるユニット記録の動作を示すフローチャートである。この記録装置１００では、まず、入力された記録データ１がマルチトラック化部１１０にて、記録ヘッドＷ−１，Ｗ−２，Ｗ−３の数（Ｍ＝３）のデータ、すなわちユニットを構成するトラック数分のデータに分配される（ステップＳ８０１）。
【００２４】
分配された各データは、それぞれマルチトラック記録符号化部１２０の記録符号化部１２１−１，１２１−２，１２１−３にて、磁気記録メディア２の記録再生特性を考慮した符号列に符号化される。このときデータの符号列に、復調用同期パターンなどの、データ復調時に必要な情報も付加される（ステップＳ８０２）。
【００２５】
次に、符号化されたそれぞれの記録データの所定の位置に、マルチトラックプリアンブル付加部１３０のプリアンブル付加部１３１−１，１３１−２，１３１−３にて、ユニット単位のデータを再生する制御のために必要なパターンがプリアンブルとして付加され、記録符号列が得られる（ステップＳ８０３）。
【００２６】
ここで、符号化されたそれぞれの記録データの所定の位置とは、連続して記録符号列が記録再生されることを考慮して決められた位置である。また、プリアンブルとしては、例えば、再生信号に対するゲイン制御のための学習に用いられるゲイン制御パターン、ビット同期処理などに用いられる同期パターン、及び、複数の再生ヘッドと１ユニット分の複数のトラックとのトラック幅方向の位置関係に相当するチャネル行列を演算するために必要な分離パターンなどがある。ここで、１ユニット分の複数のトラックとは、データを再生するための信号処理の一単位を構成する複数のトラックである。同期パターンはトラックごとの分離パターンやデータの開始位置を特定するための情報としても用いられる。これらのパターンは、マルチトラック記録符号化部１２０の記録符号化部１２１−１，１２１−２，１２１−３で生成される符号列の規則を考慮して作成されたものである。
【００２７】
それぞれのトラックごとの記録符号列は、マルチトラック記録部１４０の出力タイミング設定部１４１−１，１４１−２，１４１−３にて所望のタイミングが与えられた後、記録補償部１４４−１，１４４−２，１４４−３にて、磁気記録メディア２への記録に最適化するための記録補償処理が施される。
【００２８】
この後、トラックごとの記録符号列は、記録アンプ１４７−１，１４７−２，１４７−３において電圧から電流に変換されて記録ヘッドＷ−１，Ｗ−２，Ｗ−３に送られ、記録ヘッドＷ−１，Ｗ−２，Ｗ−３によって磁気記録メディア２に記録される（ステップＳ８０４）。
【００２９】
そして、以上の磁気記録メディア２へのユニット単位の記録動作は、トラック方向に複数のユニットが連続して配置されるように繰り返される。
【００３０】
次に、上記の磁気記録再生方式を採用した再生装置について説明する。
【００３１】
図２７は上記の磁気記録再生方式を採用した再生装置９００の構成を示す図である。
【００３２】
同図に示すように、この再生装置９００は、再生ヘッドアレイ２１０、チャネル再生部２２０、信号分離部２３０、マルチトラック復調部２４０、及び復元部２６０を備える。
【００３３】
再生ヘッドアレイ２１０は、磁気記録メディア２に記録された各トラックから信号を読み出すＮ（Ｎ＝３）個の再生ヘッドＲ−１，Ｒ−２，Ｒ−３を有する。それぞれの再生ヘッドＲ−１，Ｒ−２，Ｒ−３は、磁気記録メディア２上で隣接する１以上のトラックから信号を再生することが可能なように、そのヘッド幅及び配置が決められている。
【００３４】
チャネル再生部２２０は、再生ヘッドアレイ２１０に搭載されたＮ個の再生ヘッドＲ−１，Ｒ−２，Ｒ−３によって再生された信号を増幅するＮ個の再生アンプ２２１−１，２２１−２，２２１−３と、Ｎ個の再生アンプ２２１−１，２２１−２，２２１−３の出力の振幅レベルが所定の値になるようにゲインを制御するゲイン調整部２２４−１，２２４−２，２２４−３と、ゲイン調整部２２４−１，２２４−２，２２４−３の出力を所定のビット幅のディジタル値に量子化するＡ／Ｄコンバータ２２５−１，２２５−２，２２５−３とを備える。
【００３５】
なお、Ａ／Ｄコンバータ２２５−１，２２５−２，２２５−３の直前には必要に応じて不要な高域成分を除去するローパス・フィルタが備えられていてもよい。
【００３６】
また、ゲイン調整部２２４−１，２２４−２，２２４−３は、Ａ／Ｄコンバータ２２５−１，２２５−２，２２５−３の前段ではなく後段に配置されてもよい。これは、Ａ／Ｄコンバータ２２５−１，２２５−２，２２５−３のビット幅をより有効に用いたり、ゲイン調整部２２４−１，２２４−２，２２４−３の構成を、プリアンプルに含まれる各パターンの検出を考慮した簡単なものとしたい場合に有効である。
【００３７】
信号分離部２３０は、Ａ／Ｄコンバータ２２５−１，２２５−２，２２５−３の出力から同期パターンの検出を行う同期信号検出器２３１と、同期信号検出器２３１によって検出された同期信号をもとに分離パターンの開始位置を特定して、その分離パターンを用いてチャネル推定演算および信号分離演算を行うことによって、複数の再生ヘッドＲ−１，Ｒ−２，Ｒ−３によってそれぞれ再生された１ユニット分の再生信号からトラックごとの再生信号を分離する信号分離処理部２３６とを備える。
【００３８】
マルチトラック復調部２４０は、信号分離処理部２３６にて分離されたトラックごとの再生信号に対して等化処理を行うＭ個の等化器２４１−１，２４１−２，２４１−３と、等化器２４１−１，２４１−２，２４１−３の出力からビット同期を行うＭ個のＰＬＬ２４２−１，２４２−２，２４２−３と、ＰＬＬ２４２−１，２４２−２，２４２−３で生成されたビット同期信号を用いて各トラックごとの再生信号を二値化して符号列を生成する、たとえばビタビ検出器などＭ個の検出器２４３−１，２４３−２，２４３−３と、検出器２４３−１，２４３−２，２４３−３の出力である２値化された再生信号から符号列上の同期パターンを検出するＭ個の同期信号検出器２４４−１，２４４−２，２４４−３と、同期信号検出器２４４−１，２４４−２，２４４−３により検出された同期パターンをもとにデータの開始位置を特定して符号列からデータ列を復号するＭ個の復号器２４５−１，２４５−２，２４５−３とを備える。
【００３９】
復元部２６０は、マルチトラック復調部２４０内のＭ個の復号器２４５−１，２４５−２，２４５−３より出力された各トラックのデータを、記録時と逆の動作により連結して再生データ３を復元するデータ結合器２６１を備える。
【００４０】
図２８は、この再生装置９００のユニット再生の動作の流れを示すフローチャートである。この再生装置９００では、まず、それぞれ隣接する１以上のトラックから信号を再生することが可能なＮ個の再生ヘッドＲ−１，Ｒ−２，Ｒ−３によって、磁気記録メディア２の１ユニット分の複数のトラックから信号が再生される（ステップＳ９０１）。
【００４１】
次に、ゲイン調整部２２４−１，２２４−２，２２４−３にて、各再生アンプ２２１−１，２２１−２，２２１−３の出力の振幅レベルが調整された後、ゲイン調整部２２４−１，２２４−２，２２４−３の出力はＡ／Ｄコンバータ２２５−１，２２５−２，２２５−３にてディジタル値に変換されて同期信号検出器２３１に出力される（ステップＳ９０２）。
【００４２】
同期信号検出器２３１は、Ａ／Ｄコンバータ２２５−１，２２５−２，２２５−３の出力ごとに、プリアンブル内の分離パターンの開始位置などを知るための同期パターンの検出を行う（ステップＳ９０３）。
【００４３】
次に、信号分離処理部２３６は、同期信号検出器２３１によって検出された同期信号をもとに分離パターンの開始位置を特定して、その分離パターンを用いてチャネル推定演算によって各再生ヘッドＲ−１，Ｒ−２，Ｒ−３と１ユニット分の複数のトラックとのトラック幅方向の位置関係に相当するチャネル行列を求めた後（ステップＳ９０４）、このチャネル行列をもとに、各再生ヘッドＲ−１，Ｒ−２，Ｒ−３によって再生された１ユニット分の再生信号から、トラックＲ−１，Ｒ−２，Ｒ−３ごとの再生信号を分離する（ステップＳ９０５）。
【００４４】
この後は、トラックごとの再生信号からマルチトラック復調部２４０にてデータ列の復号が行われ（ステップＳ９０６）、復元部２６０にて各トラックごとのデータが連結されて再生データ３が得られる（ステップＳ９０７）。
【００４５】
ところで上記の磁気記録再生方式を採用する場合における、システム構成上の技術的課題としては、信号分離処理の際の演算の複雑さがあった。例えば、データ再生のための信号処理の一単位が３本のトラックからなる場合、信号分離処理においては、３×３の逆行列演算を行うこととなる。このような逆行列演算には多大な演算量を要し、回路規模の増大、消費電力の増大を招くことになる。また、このような問題は、ユニットを構成するトラックの数をさらに増やした場合には、より一層顕著なものとなる。
【００４６】
本発明は、かかる事情を鑑み、データを再生するための信号処理の一単位が複数のトラックに分けて記録された記録媒体からのデータの再生において、トラックごとの再生信号を分離する処理の演算量の低減及び処理速度の向上を図ることのできるデータ再生装置、データ再生方法、及びデータ記録再生装置を提供しようとするものである。
【課題を解決するための手段】
【００４７】
上記の課題を解決するために、本発明のデータ再生装置は、複数のトラックを有し、前記トラックごとに、データと、１以上の前記トラックに跨って信号を再生することが可能な再生ヘッドと前記複数のトラックとの再生時のトラック幅方向の位置関係を検出するために必要なパターンを含むプリアンブルとが記録され、前記複数のトラックの前記データ及び前記プリアンブルが、前記データを再生するための信号処理の一単位であるユニットとして記録された記録媒体から前記データを再生する装置であって、前記ユニットごとの前記パターンの再生信号をもとに、前記再生ヘッドと前記複数のトラックとの再生時のトラック幅方向の位置関係に相当するチャネル行列を演算するチャネル推定演算部と、前記チャネル行列と逆行列または一般化逆行列との組み合わせが予め複数記憶され、前記チャネル推定演算部の演算結果である前記チャネル行列に対応する前記逆行列または前記一般化逆行列を出力するチャネル行列記憶部と、前記チャネル行列記憶部より出力された前記逆行列または前記一般化逆行列を用いて、前記再生ヘッドによって再生された前記１ユニット分の前記データの再生信号から、前記トラックごとの前記データの再生信号を分離する信号分離演算部とを具備する。
【００４８】
この発明によれば、チャネル行列の演算後の信号分離演算において、チャネル推定演算によって求められたチャネル行列に対応する一般化逆行列をチャネル行列記憶部から得ることができる。すなわち、逆行列演算を行わずに一般化逆行列を得ることができるので、信号分離演算の演算量の低減及び処理速度の向上を図れる。
【００４９】
また、本発明のデータ再生装置は、前記チャネル推定演算部の演算結果である前記チャネル行列を前記チャネル行列記憶部に予め記憶されたチャネル行列に同定するチャネル行列変換部をさらに有し、前記チャネル行列記憶部は、前記チャネル行列変換部によって同定された前記チャネル行列に対応する前記逆行列または前記一般化逆行列を出力することとしてもよい。これにより、チャネル行列記憶部に、チャネル推定演算部の演算結果の種類分の数のチャネル行列と一般化逆行列とのペアを記憶することなく、一般化逆行列を得ることができ、チャネル推定演算部の記憶容量を抑制できるとともに、実用的な構成が実現される。
【００５０】
本発明のデータ再生装置において、前記信号分離演算部は、前記チャネル推定演算部の演算結果である前記チャネル行列を入力して、このチャネル行列の前記逆行列または前記一般化逆行列を求める逆行列演算部をさらに有し、前記チャネル行列記憶部より出力された前記逆行列または前記一般化逆行列を用いて前記トラックごとの前記データの再生信号を分離する第１のモードと、前記逆行列演算部によって求められた前記逆行列または前記一般化逆行列を用いて前記トラックごとの前記データの再生信号を分離する第２のモードとを切り替えて動作することとしてもよい。これにより、負荷の大きい逆行列演算を制限して行うことができ、データ再生時の速やかな処理が可能になるとともに、消費電力を低減できる。
【００５１】
本発明のデータ再生装置において、前記ユニットは前記記録媒体にトラック方向に複数配置されており、連続する複数の前記ユニット内の前記パターンの再生信号をもとに前記チャネル推定演算部にて求められた複数の前記チャネル行列を用いて、前記データの区間内で可変の複数の前記チャネル行列を推定するチャネル行列推定部をさらに具備し、前記チャネル行列記憶部は、前記チャネル行列推定部により推定された前記複数のチャネル行列にそれぞれ対応する前記逆行列または前記一般化逆行列を出力することとしてもよい。
【００５２】
この発明によれば、データの区間内で、再生ヘッドと複数のトラックとのトラック幅方向の位置関係に相当するチャネル行列をトラックずれの状況に応じて可変にすることによって、トラックずれに対するデータ再生の安定化を図ることのできるデータ再生装置において、チャネル行列推定部により推定された複数のチャネル行列にそれぞれ対応する一般化逆行列を、逆行列演算に拠ることなく得ることができ、信号分離演算の演算量の低減及び処理速度の向上を図ることができる。
【００５３】
本発明のデータ再生装置において、前記チャネル行列推定部により推定された前記複数のチャネル行列を、前記チャネル行列記憶部に予め記憶された前記チャネル行列にそれぞれ同定するチャネル行列変換部をさらに有し、前記チャネル行列記憶部は、前記チャネル行列変換部によってそれぞれ同定された前記複数のチャネル行列にそれぞれ対応する前記逆行列または前記一般化逆行列を出力することとしてもよい。これにより、チャネル行列記憶部に、チャネル行列推定部の推定結果の種類分の数のチャネル行列と一般化逆行列とのペアを記憶することなく、一般化逆行列を得ることができ、チャネル推定演算部の記憶容量を抑制できるとともに、実用的な構成が実現される。
【００５４】
また、前記チャネル行列推定部は、連続する複数の前記ユニット内の前記パターンの再生信号をもとに前記チャネル推定演算部によって求められた前記複数のチャネル行列から、直線補間によって、前記データの個々の区間にそれぞれ対応する複数のチャネル行列を推定することとしてもよい。このようにして直線補間を用いることで、データの区間を分割した個々の区間ごとに、トラックずれの状況に応じた適切なチャネル行列を得ることができ、トラックずれに対するデータ再生の安定化を図ることができる。
【００５５】
前記パターンとしては、前記トラックごとにユニークな位置に配置された、最小記録波長と同等あるいはそれ以上の記録波長の信号からなる分離パターンを用いることができる。また、トラッキングサーボ情報を用いてもよい。
【００５６】
本発明のデータ再生装置は、前記１ユニット分の複数のトラックに対してそれぞれ異なる位置関係で信号を再生可能なように、前記再生ヘッドを複数備えたものであってもよい。
【００５７】
本発明の別の観点に基づくデータ再生方法は、複数のトラックを有し、前記トラックごとに、データと、１以上の前記トラックに跨って信号を再生することが可能な再生ヘッドと前記複数のトラックとの再生時のトラック幅方向の位置関係を検出するために必要なパターンを含むプリアンブルとが記録され、前記複数のトラックの前記データ及び前記プリアンブルが、前記データを再生するための信号処理の一単位であるユニットとして記録された記録媒体から前記データを再生する方法であって、前記ユニットごとの前記パターンの再生信号をもとに、チャネル推定演算によって、前記再生ヘッドと前記複数のトラックとの再生時のトラック幅方向の位置関係に相当するチャネル行列を求めるステップと、前記チャネル行列と逆行列または一般化逆行列との組み合わせが予め複数記憶されたチャネル行列記憶部を設けておき、このチャネル行列記憶部から、前記チャネル推定演算の結果であるチャネル行列に対応する逆行列または一般化逆行列を出力するステップと、前記出力された逆行列または一般化逆行列を用いて、前記再生ヘッドによって再生された前記１ユニット分の前記データの再生信号から、前記トラックごとの前記データの再生信号を分離するステップとを具備する。
【００５８】
この発明によれば、チャネル行列の演算後の信号分離演算において、チャネル推定演算によって求められたチャネル行列に対応する一般化逆行列をチャネル行列記憶部から得ることができる。すなわち、逆行列演算を行わずに一般化逆行列を得ることができるので、信号分離演算の演算量の低減及び処理速度の向上を図れる。
【００５９】
本発明のデータ再生方法において、前記チャネル推定演算の結果であるチャネル行列を前記チャネル行列記憶部に予め記憶されたチャネル行列に同定するステップをさらに有し、前記逆行列出力ステップは、前記同定されたチャネル行列に対応付けて前記チャネル行列記憶部に記憶された逆行列または一般化逆行列を出力することとしてもよい。これにより、チャネル行列記憶部に、チャネル推定演算結果の種類分の数のチャネル行列と一般化逆行列とのペアを記憶することなく、一般化逆行列を得ることができ、チャネル推定演算部の記憶容量を抑制できるとともに、実用的な構成が実現される。
【００６０】
また、本発明のデータ再生方法において、前記ユニットは前記記録媒体にトラック方向に複数配置されており、連続する複数の前記ユニット内の前記パターンの再生信号をもとに前記チャネル推定演算によって求められた複数のチャネル行列を用いて、前記データの区間内で可変の複数のチャネル行列を推定するステップをさらに具備し、前記逆行列出力ステップは、前記推定されたチャネル行列に対応付けて前記チャネル行列記憶部に記憶された逆行列または一般化逆行列を出力することとしてもよい。
【００６１】
この発明によれば、データの区間内で、再生ヘッドと複数のトラックとのトラック幅方向の位置関係に相当するチャネル行列をトラックずれの状況に応じて可変にすることによって、トラックずれに対するデータ再生の安定化を図ることのできるデータ再生装置において、チャネル行列推定により得られた複数のチャネル行列にそれぞれ対応する一般化逆行列を、逆行列演算に拠ることなく得ることができ、信号分離演算の演算量の低減及び処理速度の向上を図ることができる。
【００６２】
本発明のデータ再生方法において、前記推定された前記複数のチャネル行列をそれぞれ前記チャネル行列記憶部に予め記憶されたいずれかのチャネル行列に同定するステップをさらに有し、前記逆行列出力ステップは、前記同定されたチャネル行列に対応付けて前記チャネル行列記憶部に記憶された逆行列または一般化逆行列を出力することとしてもよい。これにより、チャネル行列記憶部に、チャネル行列推定部の推定結果の種類分の数のチャネル行列と一般化逆行列とのペアを記憶することなく、一般化逆行列を得ることができ、チャネル推定演算部の記憶容量を抑制できるとともに、実用的な構成が実現される。
【発明の効果】
【００６３】
本発明のデータ再生装置、データ再生方法、及びデータ記録再生装置によれば、データを再生するための信号処理の一単位が複数のトラックに分けて記録された記録媒体からのデータの再生において、トラックごとの再生信号を分離する処理の演算量の低減及び処理速度の向上を図ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００６４】
以下、本発明の実施形態を図面に基づき詳細に説明する。
【００６５】
（第１の実施形態）
【００６６】
本発明の第１の実施形態として、マルチヘッドを用いた磁気記録再生方式について説明する。記録ヘッドの数をＭ、再生ヘッドの数をＮとし、この実施形態では、Ｍ＝３、Ｎ＝３とする。
【００６７】
図１は、本発明の第１の実施形態の磁気記録再生方式における記録装置１００の構成を示す図である。
【００６８】
同図に示すように、この記録装置１００は、マルチトラック化部１１０、マルチトラック記録符号化部１２０、マルチトラックプリアンブル付加部１３０、マルチトラック記録部１４０、記録ヘッドアレイ１５０で構成される。
【００６９】
マルチトラック化部１１０は、マルチトラック化のために記録データ１を記録ヘッドアレイ１５０に設けられた記録ヘッドＷ−１，Ｗ−２，Ｗ−３の数（Ｍ＝３）分のデータに振り分けるデータ分配器１１１で構成される。
【００７０】
マルチトラック記録符号化部１２０は、データ分配器１１１にてＭ個に振り分けられた記録データを符号化するＭ個の記録符号化部１２１−１，１２１−２，１２１−３で構成される。
【００７１】
マルチトラックプリアンブル付加部１３０は、マルチトラック記録符号化部１２０によって符号化された各記録データに、トラックごとに特定のプリアンブルを付加するＭ個のプリアンブル付加部１３１−１，１３１−２，１３１−３で構成される。
【００７２】
マルチトラック記録部１４０は、プリアンブルが付加された各トラックの記録符号列を記録媒体に記録する手段であり、より詳細には、プリアンブルが付加された記録符号列に所望のタイミングを与えるＭ個の出力タイミング設定部１４１−１，１４１−２，１４１−３と、記録補償処理を行うＭ個の記録補償部１４４−１，１４４−２，１４４−３と、記録補償処理後の記録符号列をもとに個々の記録ヘッドＷ−１，Ｗ−２，Ｗ−３を駆動するＭ個の記録アンプ１４７−１，１４７−２，１４７−３とで構成される。
【００７３】
図２は、この記録装置１００によるユニット記録の動作を示すフローチャートである。この記録装置１００では、まず、入力された記録データ１がマルチトラック化部１１０にて、記録ヘッドＷ−１，Ｗ−２，Ｗ−３の数（Ｍ＝３）のデータ、すなわちユニットを構成するトラック数分のデータに分配される（ステップＳ１０１）。
【００７４】
分配された各データは、それぞれマルチトラック記録符号化部１２０の記録符号化部１２１−１，１２１−２，１２１−３にて、磁気記録メディア２の記録再生特性を考慮した符号列に符号化される。このときデータの符号列に、復調用同期パターンなどの、データ復調時に必要な情報も付加される（ステップＳ１０２）。
【００７５】
次に、符号化されたそれぞれの記録データの所定の位置に、マルチトラックプリアンブル付加部１３０のプリアンブル付加部１３１−１，１３１−２，１３１−３にて、ユニット単位のデータを再生する制御のために必要なパターンがプリアンブルとして付加され、記録符号列が得られる（ステップＳ１０３）。
【００７６】
ここで、符号化されたそれぞれの記録データの所定の位置とは、連続して記録符号列が記録再生されることを考慮して決められた位置である。また、プリアンブルとしては、例えば、再生信号に対するゲイン制御のための学習に用いられるゲイン制御パターン、ビット同期処理などに用いられる同期パターン、及び、複数の再生ヘッドと１ユニット分の複数のトラックとのトラック幅方向の位置関係に相当するチャネル行列を演算するために必要な分離パターンなどがある。ここで、１ユニット分の複数のトラックとは、データを再生するための信号処理の一単位を構成する複数のトラックである。同期パターンはトラックごとの分離パターンやデータの開始位置を特定するための情報としても用いられる。これらのパターンは、マルチトラック記録符号化部１２０の記録符号化部１２１−１，１２１−２，１２１−３で生成される符号列の規則を考慮して作成されたものである。
【００７７】
それぞれのトラックごとの記録符号列は、マルチトラック記録部１４０の出力タイミング設定部１４１−１，１４１−２，１４１−３にて所望のタイミングが与えられた後、記録補償部１４４−１，１４４−２，１４４−３にて、磁気記録メディア２への記録に最適化するための記録補償処理が施される。
【００７８】
この後、トラックごとの記録符号列は、記録アンプ１４７−１，１４７−２，１４７−３において電圧から電流に変換されて記録ヘッドＷ−１，Ｗ−２，Ｗ−３に送られ、記録ヘッドＷ−１，Ｗ−２，Ｗ−３によって磁気記録メディア２に記録される（ステップＳ１０４）。
【００７９】
そして、以上の磁気記録メディア２へのユニット単位の記録動作は、トラック方向に複数のユニットが連続して配置されるように繰り返される。
【００８０】
次に、本発明の第１の実施形態の磁気記録再生方式における再生装置について説明する。
【００８１】
図３は本発明の第１の実施形態の磁気記録再生方式における再生装置２００の構成を示す図である。
【００８２】
同図に示すように、再生装置２００は、再生ヘッドアレイ２１０、チャネル再生部２２０、信号分離処理部２３０、マルチトラック復調部２４０、及び復元部２６０を備える。
【００８３】
再生ヘッドアレイ２１０は、磁気記録メディア２に記録された各トラックから信号を読み出すＮ（Ｎ＝３）個の再生ヘッドＲ−１，Ｒ−２，Ｒ−３を有する。それぞれの再生ヘッドＲ−１，Ｒ−２，Ｒ−３は、磁気記録メディア２上で隣接する１以上のトラックから信号を再生することが可能なように、そのヘッド幅及び配置が決められている。
【００８４】
チャネル再生部２２０は、再生ヘッドアレイ２１０に搭載されたＮ個の再生ヘッドＲ−１，Ｒ−２，Ｒ−３によって再生された信号を増幅するＮ個の再生アンプ２２１−１，２２１−２，２２１−３と、Ｎ個の再生アンプ２２１−１，２２１−２，２２１−３の出力の振幅レベルが所定の値になるようにゲインを制御するゲイン調整部２２４−１，２２４−２，２２４−３と、ゲイン調整部２２４−１，２２４−２，２２４−３の出力を所定のビット幅のディジタル値に量子化するＡ／Ｄコンバータ２２５−１，２２５−２，２２５−３とを備える。
【００８５】
なお、Ａ／Ｄコンバータ２２５−１，２２５−２，２２５−３の直前には必要に応じて不要な高域成分を除去するローパス・フィルタが備えられていてもよい。
【００８６】
また、ゲイン調整部２２４−１，２２４−２，２２４−３は、Ａ／Ｄコンバータ２２５−１，２２５−２，２２５−３の前段ではなく後段に配置されてもよい。これは、Ａ／Ｄコンバータ２２５−１，２２５−２，２２５−３のビット幅をより有効に用いたり、ゲイン調整部２２４−１，２２４−２，２２４−３の構成を、プリアンプルに含まれる各パターンの検出を考慮した簡単なものとしたい場合に有効である。
【００８７】
信号分離処理部２３０は、同期信号検出器２３１、チャネル推定演算部２３２、チャネル行列変換部２３３、チャネル行列記憶部２３４、及び信号分離演算部２３５を有している。
【００８８】
同期信号検出器２３１は、Ａ／Ｄコンバータ２２５−１，２２５−２，２２５−３の出力から同期パターンの検出を行う。
【００８９】
チャネル推定演算部２３２は、同期信号検出器２３１によって検出された同期パターンをもとに分離パターンの開始位置を特定して、この分離パターンの再生信号を用いてチャネル推定演算を行う。
【００９０】
チャネル行列変換部２３３は、チャネル推定演算部２３２によって得られたチャネル行列をチャネル行列記憶部２３４に予め記憶されたチャネル行列に同定する。より具体的には、チャネル行列変換部２３３は、チャネル行列記憶部２３４に予め記憶された複数のチャネル行列のうちチャネル推定演算部２３２の演算結果に最も近いチャネル行列を判断して、このチャネル行列をチャネル行列記憶部２３４に入力する。
【００９１】
チャネル行列記憶部２３４は、チャネル行列と逆行列または一般化逆行列との組み合わせが予め複数記憶され、チャネル行列変換部２３３より入力されたチャネル行列に対応する逆行列または一般化逆行列を出力する。
【００９２】
なお、ここで用いられているチャネル行列が正方行列の場合、チャネル行列記憶部２３４にはチャネル行列と逆行列との組み合わせが記憶され、正方行列でない場合には、チャネル行列と一般化逆行列との組み合わせが予め記憶されることになる。
【００９３】
信号分離演算部２３５は、チャネル行列記憶部２３４より出力された逆行列または一般化逆行列を用いて、各再生ヘッドＲ−１，Ｒ−２，Ｒ−３によって再生された１ユニット分の再生信号からトラックごとの再生信号を分離する。
【００９４】
信号分離処理部２３０は、処理を行うために必要なデータ等の情報を記憶する図示しない記憶部を持っている。信号分離処理部２３０は、この記憶部に、例えば、プリアンブルとデータからなる所定のユニット分の情報を記憶して処理を行う。
【００９５】
マルチトラック復調部２４０は、図４に示すように、信号分離演算部２３５にて分離されたトラックごとの再生信号に対して等化処理を行うＭ個の等化器２４１−１，２４１−２，２４１−３と、等化器２４１−１，２４１−２，２４１−３の出力からビット同期を行うＭ個のＰＬＬ２４２−１，２４２−２，２４２−３と、ＰＬＬ２４２−１，２４２−２，２４２−３で生成されたビット同期信号を用いて各トラックごとの再生信号を二値化して符号列を生成する、たとえばビタビ検出器などＭ個の検出器２４３−１，２４３−２，２４３−３と、検出器２４３−１，２４３−２，２４３−３の出力である２値化された再生信号から符号列上の同期パターンを検出するＭ個の同期信号検出器２４４−１，２４４−２，２４４−３と、同期信号検出器２４４−１，２４４−２，２４４−３により検出された同期パターンをもとにデータの開始位置を特定して符号列からデータ列を復号するＭ個の復号器２４５−１，２４５−２，２４５−３とを備える。なお、マルチトラック復調部２４０は、上記の処理を行うために必要なデータ等の情報を記憶する、図示しない記憶部を有している。
【００９６】
図３に戻って、復元部２６０は、マルチトラック復調部２４０内のＭ個の復号器２４５−１，２４５−２，２４５−３より出力された各トラックのデータを、記録時と逆の動作により連結して再生データ３を復元するデータ結合器２６１を備える。
【００９７】
図５は、この再生装置２００のユニット再生の動作の流れを示すフローチャートである。この再生装置２００では、まず、それぞれ隣接する１以上のトラックから信号を再生することが可能なＮ個の再生ヘッドＲ−１，Ｒ−２，Ｒ−３によって、磁気記録メディア２の１ユニット分の複数のトラックから信号が再生される（ステップＳ２０１）。
【００９８】
次に、ゲイン調整部２２４−１，２２４−２，２２４−３にて、各再生アンプ２２１−１，２２１−２，２２１−３の出力の振幅レベルが調整された後、ゲイン調整部２２４−１，２２４−２，２２４−３の出力はＡ／Ｄコンバータ２２５−１，２２５−２，２２５−３にてディジタル値に変換されて同期信号検出器２３１に出力される（ステップＳ２０２）。
【００９９】
同期信号検出器２３１は、Ａ／Ｄコンバータ２２５−１，２２５−２，２２５−３の出力ごとに、プリアンブル内の分離パターンの開始位置などを知るための同期パターンの検出を行う（ステップＳ２０３）。
【０１００】
次に、チャネル推定演算部２３２は、同期信号検出器２３１によって検出された同期パターンをもとに各再生信号に配置されている分離パターンの開始位置を特定し、その分離パターンの再生信号をもとに所定のチャネル推定演算によって各再生ヘッドＲ−１，Ｒ−２，Ｒ−３と１ユニット分の複数のトラックとのトラック幅方向の位置関係に相当するチャネル行列を求める（ステップＳ２０４）。
【０１０１】
次に、チャネル行列変換部２３３は、チャネル推定演算部２３２にて得られたチャネル行列をチャネル行列記憶部２３４に記憶された最も近いチャネル行列に同定する（ステップＳ２０５）。
【０１０２】
続いて、チャネル行列記憶部２３４は、チャネル行列変換部２３３より入力されたチャネル行列に対応した逆行列または一般化逆行列を信号分離演算部２３５に出力する（ステップＳ２０６）。
【０１０３】
次に、信号分離演算部２３５は、チャネル行列記憶部２３４より入力された逆行列または一般化逆行列をもとに、各再生ヘッドＲ−１，Ｒ−２，Ｒ−３によって再生された１ユニット分の再生信号から、トラックごとの再生信号を分離する（ステップＳ２０７）。
【０１０４】
この後は、トラックごとの再生信号からマルチトラック復調部２４０にてデータ列の復号が行われ（ステップＳ２０８）、復元部２６０にて各トラックごとのデータが連結されて再生データ３が得られる（ステップＳ２０９）。
【０１０５】
図６は、上記の本実施形態の記録装置１００によって記録が行われた磁気記録メディア２上のデータフォーマットの概念図である。
【０１０６】
Ｍ個の記録ヘッドによって磁気記録メディア２に記録された、Ｍ個のトラックをまとめた一単位を「ユニット」と呼ぶことにする。図６において、トラック＃１、トラック＃２、トラック＃３はそれぞれ、記録装置（たとえば記録装置１００）のＭ（ここではＭ＝３）個の記録ヘッドＷ−１，Ｗ−２，Ｗ−３によって磁気記録メディア２に記録されたトラックである。これらのトラック＃１、トラック＃２、トラック＃３のまとまりがユニット５１である。それぞれのユニット５１間にはガードバンド５２と呼ばれる、何も記録されていない領域が確保されている。このガードバンド５２の目的は、隣のユニットのトラックが再生されないようにすることにある。
【０１０７】
トラック＃１、トラック＃２、トラック＃３にはそれぞれ、プリアンブル２１とデータ２２が記録されている。プリアンブル２１は、前述したように、データ２２を再生する制御のために必要な情報として、再生信号に対するゲイン制御のための学習に用いられるゲイン制御パターン、ビット同期処理などに用いられる同期パターン、及び、複数の再生ヘッドと１ユニット分の複数のトラックとのトラック幅方向の位置関係に相当するチャネル行列を演算するために必要な分離パターンを含むものである。
【０１０８】
ここでＭ個のトラック＃１、トラック＃２、トラック＃３それぞれの、Ｍ個のプリアンブル２１とＭ個のデータ２２とのまとまりが、データを再生するための信号処理の一単位としてのユニット５１である。
【０１０９】
図７は、プリアンブル２１の構成を示す図である。
【０１１０】
同図に示すように、プリアンブル２１は、第１のプリアンブル２３、同期パターン２４、及び第２のプリアンブル２５で構成されている。トラック上では、先頭より、第１のプリアンブル２３、同期パターン２４、第２のプリアンブル２５の順に配置される。第２のプリアンブル２５の後にはデータ２２が配置される。データ２２は、記録時に図１の記録装置１００の記録符号化部１２１−１，１２１−２，１２１−３で作成された記録符号列である。第１のプリアンブル２３、同期パターン２４、第２のプリアンブル２５は、プリアンブル付加部１３１−１，１３１−２，１３１−３によって記録符号列に対して付加されたものである。
【０１１１】
第１のプリアンブル２３は、再生時に図３に示した再生装置２００の中のゲイン調整部２２４−１，２２４−２，２２４−３による再生アンプ２２１−１，２２１−２，２２１−３のゲイン制御のための学習信号として使用される。また、第１のプリアンブル２３は、必要に応じて、同期信号検出器２３１にて、ビット同期検出のための学習や、再生信号のレベル調整等にも用いられる。
【０１１２】
同期パターン２４は、同期信号検出器２３１によって第２のプリアンブル２５の開始位置及びデータ２２の開始位置を知るための情報として使用される。
【０１１３】
第２のプリアンブル２５は、再生時に複数の再生ヘッドＲ−１，Ｒ−２，Ｒ−３と１ユニット分の複数のトラック＃１，＃２，＃３とのトラック幅方向における位置関係に相当するチャネル行列をチャネル推定演算部２３２にて求めるために使用されるパターンである。
【０１１４】
第２のプリアンブル２５は、トラック＃１，＃２，＃３ごとに、隣りのトラックとの間で、トラック方向での位置が重ならないように配置された分離パターン３１，３２，３３で構成される。すなわち、トラック＃１の分離パターン３１はＴ１区間に、トラック＃２の分離パターン３２はＴ２区間に、トラック＃３の分離パターン３３はＴ３区間にそれぞれ記録されている。これにより分離パターンの種類は、トラック数に対応する３種類となる。隣り合うトラックの分離パターン３１，３２，３３どうしの間には所定の時間分の隙間３８が設けられており、ユニット内で各トラック＃１，＃２，＃３の各分離パターン３１，３２，３３が重ならないようにしてある。
【０１１５】
なお、分離パターン３１，３２，３３は、最小記録波長と同等か、あるいはそれ以上の所定の記録波長で記録されたものである。
【０１１６】
チャネル推定演算部２３２は、この分離パターン３１，３２，３３の再生信号を用いてチャネル推定演算を行い、その結果としてチャネル行列を生成する。このチャネル行列は、１ユニット内の各トラック＃１，＃２，＃３に対する個々の再生ヘッドＲ−１，Ｒ−２，Ｒ−３のトラック幅方向での位置情報に相当するもので、言い換えると、個々の再生ヘッドＲ−１，Ｒ−２，Ｒ−３がそれぞれ、ユニット内のどのトラックとどんな割合で位置的に重なるかを示した情報である。
【０１１７】
なお、図７の例では、再生ヘッドＲ−１，Ｒ−２，Ｒ−３の幅はトラック幅の１．５倍とする。すなわち、再生ヘッドＲ−１，Ｒ−２，Ｒ−３の幅は、記録ヘッドＷ−１，Ｗ−２，Ｗ−３のヘッド幅の１．５倍とされ、個々の再生ヘッドＲ−１，Ｒ−２，Ｒ−３はそれぞれ複数のトラックから信号を再生できるものとする。図７の場合には、再生ヘッドＲ−１は、トラック＃１とトラック＃２から信号を再生し、再生ヘッドＲ−２は、３本のトラック＃１，＃２，＃３から信号を再生し、再生ヘッドＲ−３はトラック＃２とトラック＃３から信号を再生する。
【０１１８】
なお、図７は本発明に適用可能なプリアンブル２１の構成の一例にすぎず、データの再生制御に用いることができるものであれば、他の構成を有するものであってもよい。
【０１１９】
次に、この実施形態において、信号分離演算のために必要な逆行列を求める動作の詳細を説明する。
【０１２０】
発明が解決しようとする課題で説明したように、逆行列の演算は多大な演算量を要し、回路規模の増大、消費電力の増大を招くため、この実施形態では、チャネル行列と逆行列または一般化逆行列との組み合わせを図３に示したチャネル行列記憶部２３４に予め記憶しておくことで、信号分離演算部２３５にて、チャネル行列Ｈから逆行列または一般化逆行列への演算を行わずに、チャネル行列記憶部２３４に記憶された逆行列または一般化逆行列を用いることで信号分離処理を行うこととしている。
【０１２１】
この場合、チャネル行列記憶部２３４に、再生ヘッドＲ−１，Ｒ−２，Ｒ−３のトラックずれの量に応じた各チャネル行列に対応する逆行列または一般化逆行列の情報を記憶しておく必要がある。
【０１２２】
図８は再生ヘッドＲ−１，Ｒ−２，Ｒ−３がトラック幅に対して５０％だけ下方にずれている状態を示す図である。なお、図７は再生ヘッドＲ−１，Ｒ−２，Ｒ−３のトラックずれがない状態を示すものである。このように、各再生ヘッドＲ−１，Ｒ−２，Ｒ−３は、図７に示す基準位置から、各再生ヘッドＲ−１，Ｒ−２，Ｒ−３間の位置関係は保たれたまま、トラックに対して上方あるいは下方にずれていく。図７及び図８のそれぞれ下の部分に、それぞれの状態でのチャネル行列Ｈとこれに対応する逆行列Ｈ（−１）を示している。チャネル行列Ｈは３行３列の要素からなる正方行列であり、要素の最大値は１．００とする。ここで、チャネル行列Ｈとこれに対応する逆行列Ｈ（−１）は、再生ヘッドＲ−１，Ｒ−２，Ｒ−３のトラックずれの量、すなわち、複数の再生ヘッドＲ−１，Ｒ−２，Ｒ−３と複数のトラックとの再生時のトラック幅方向の位置関係に対応するものであることから、チャネル行列記憶部２３４には、チャネル行列Ｈと逆行列Ｈ（−１）との組み合わせを、検出すべき位置関係の数の分だけ記憶しておかねばならない。
【０１２３】
図９は、チャネル行列記憶部２３４に記憶されるチャネル行列Ｈと逆行列Ｈ（−１）との組み合わせの例を示す図であり、各再生ヘッドＲ−１，Ｒ−２，Ｒ−３の中心と各トラックの中心の位置が揃っている場合を０％として、トラック幅に対して１０％きざみで、トラック中心に対して再生ヘッドＲ−１，Ｒ−２，Ｒ−３の中心位置がトラック幅の５０％だけ下方にずれた場合までのチャネル行列Ｈとこれに対応する逆行列Ｈ（−１）とを組み合わせを示したものである。
【０１２４】
ところで、チャネル行列記憶部２３４のデータ記憶容量の制約などから、チャネル行列記憶部２３４に記憶されるチャネル行列と逆行列との組み合わせの数は限られる。したがって、チャネル推定演算部２３２によって求められたチャネル行列をチャネル行列記憶部２３４に記憶された最も近いチャネル行列に同定する機構が必要となる。
【０１２５】
この実施形態では、チャネル行列変換部２３３にて、チャネル推定演算部２３２による演算結果であるチャネル行列を、チャネル行列記憶部２３４に記憶されている最も近いチャネル行列に同定する処理を行うこととしている。もちろん、このチャネル行列の同定処理は、チャネル行列記憶部２３４に、チャネル推定演算部２３２の演算結果として出力され得る全てのチャネル行列とこれに対応する逆行列が記憶されている場合には不要であり、したがって、チャネル行列変換部２３３は不要である。以下に、チャネル行列の同定の具体例を示す。
【０１２６】
トラック中心に対して再生ヘッドＲ−１，Ｒ−２，Ｒ−３の中心がトラック幅の８％だけ下方にずれて再生が行われた場合を想定する。この場合、チャネル推定演算部２３２によるチャネル推定演算の結果は、トラックに対して再生ヘッドＲ−１，Ｒ−２，Ｒ−３の中心がトラック幅の８％程度下方にずれた位置情報を示すチャネル行列となる。
【０１２７】
このチャネル行列がチャネル行列変換部２３３に入力されると、チャネル行列変換部２３３は、チャネル行列記憶部２３４に格納されたチャネル行列の中から、チャネル推定演算部２３２より入力されたチャネル行列に最も近いもの、すなわち、トラックに対して再生ヘッドＲ−１，Ｒ−２，Ｒ−３の中心がトラック幅の１０％だけ下方にずれたチャネル行列を同定結果として出力する。
【０１２８】
このチャネル行列変換部２３３によるチャネル行列の同定結果はチャネル行列記憶部２３４に入力され、この結果、チャネル行列記憶部２３４から、この入力されたチャネル行列に対応する逆行列が信号分離演算部２３５に出力される。これによって、信号分離演算部２３５は、トラック幅の１０％だけ下方にずれたチャネル行列に対応した逆行列をもとに信号分離演算を行う。
【０１２９】
なお、図７、図８のチャネル行列は、ノイズが入っていないことを想定した場合のものであり、実際の再生信号からチャネル推定演算部２３２より出力されるチャネル推定行列は、たいていが図７、図８のチャネル行列とは異なるものとなることが予想される。
【０１３０】
以上のように、本実施形態の再生装置２００においては、信号分離演算部２３５にて逆行列の演算を行わずに信号分離演算を行うことが可能となり、信号分離演算の演算量の大幅な低減及び処理速度の向上を図ることができる。
【０１３１】
また、本実施形態によれば、各再生ヘッドＲ−１，Ｒ−２，Ｒ−３がそれぞれ複数のトラックに跨って再生した各信号をユニットの単位にまとめ、所定の信号処理を行うことで、トラック毎の再生信号を分離することができる。このため、ユニット内のトラック間の距離を狭く設定することができ、あるいは再生ヘッドＲ−１，Ｒ−２，Ｒ−３の幅をトラック幅よりも広く設定することができるので、高トラック密度化を実現できる。
【０１３２】
次に、本実施形態の変形例を説明する。
【０１３３】
信号分離演算部２３５において、逆行列演算を行う機能を持たせておき、チャネル行列変換部２３３から信号分離演算部２３５に、同定結果であるチャネル行列を出力するように構成してもよい。
【０１３４】
例えば、チャネル推定演算部２３２によって求められたチャネル行列が、チャネル行列変換部２３３にとって想定外な値であった場合に、チャネル行列変換部２３３は、チャネル推定演算部２３２より入力されたチャネル行列をそのまま信号分離演算部２３５へ出力し、信号分離演算部２３５内の逆行列演算機能にて逆行列演算を行うようにする。
【０１３５】
また、２つのモードを用意しておき、チャネル行列変換部２３３が、図示しないシステムコントローラからの通知に従って、同定結果であるチャネル行列をチャネル行列記憶部２３４に入力して、チャネル行列記憶部２３４からそのチャネル行列に対応する逆行列を信号分離演算部２３５に出力する第１のモードと、同定結果であるチャネル行列を信号分離演算部２３５に出力して、信号分離演算部２３５内の逆行列演算機能にて逆行列演算を行わせる第２のモードとを切り替えるようにしてもよい。
【０１３６】
このほか、信号分離演算部２３５内の逆行列演算機能によって演算されたチャネル行列を、チャネル行列記憶部２３４に記憶しておき、この対応情報を例えばチャネル行列変換部２３３に与えておくことによって、前記、チャネル推定演算部２３２によって求められたチャネル行列が、チャネル行列変換部２３３にとって想定外な値であった場合においても、本発明を適用することができる。
【０１３７】
このように負荷の大きい逆行列演算を制限して行うことによっても、データ再生時の速やかな処理が可能になるとともに、消費電力を低減できる。
【０１３８】
また、各再生ヘッドＲ−１，Ｒ−２，Ｒ−３と１ユニット分の複数のトラックとの再生時のトラック幅方向の位置関係を検出するために必要なパターンとして、上記の実施形態では、図７、図８に示したような分離パターン３１，３２，３３を用いたが、本発明はこれに限定されるものではなく、例えば、トラッキングサーボ情報などを用いることも可能である。この場合には、トラッキングサーボ情報の各記録パターンと各再生ヘッドとの位置関係をユニット単位にまとめたものがチャネル推定情報として生成される。
【０１３９】
また、分離パターンを用いて上記の位置関係を検出する手段と、トラッキングサーボ情報を用いて位置関係を検出する手段の両方を併用して、チャネル推定演算を行ってもよい。
【０１４０】
さらに、上記の実施形態では、３行３列の行列をチャネル推定情報として算出する場合を説明したが、例えば、４行４列の行列や、その他の正方行列であっても、その一般化逆行列を求めることによって信号分離処理を行うことが可能である。さらに、正方行列以外の行列でも、同様にしてその一般化逆行列を求めるようにすればよい。
【０１４１】
なお、行列の一般化逆行列を求められるようにするために、分離パターンの種類はトラック数に対応させておく必要がある。
【０１４２】
また、分離パターンは、互いに一次独立なトラック数のパターンとする。例えば、記録ヘッドの数を３、再生ヘッドの数を４とした場合、すなわち、記録トラックの数を３とし、再生信号の数を４とした場合は、分離パターンは、互いに一次独立な３通りのパターンで構成されるものとする。
【０１４３】
第１のプリアンブル２３に配置されているゲイン制御パターンを、同期パターン２４の後方に追加配置することによって、ゲイン制御のための情報量を増やしてもよい。
【０１４４】
第１のプリアンブル２３に配置されているゲイン制御パターンと、第２のプリアンブル２５に配置されている分離パターンとには、同一のパターンを採用してもかまわない。
【０１４５】
上記の実施形態では、時間軸上で直交する分離パターンを用いたが、本発明はこれに限定されるものではなく、例えば、周波数軸上で直交するような分離パターン、あるいは、直交符号を用いた分離パターンなどを用いてもよい。
【０１４６】
（第２の実施形態）
【０１４７】
次に、本発明の第２の実施形態として、シングルヘッドを用いた磁気記録再生方式を説明する。
【０１４８】
この実施形態の磁気記録再生方式は、１個、又はユニット当たりのトラック数より少ない個数の記録ヘッド及び再生ヘッドを有し、トラックごとに記録位置を揃えることなく記録されている記録媒体を、トラックごとに再生位置を揃えることなく再生する方式である。
【０１４９】
図１０は本発明の第２の実施形態である磁気記録再生方式における記録装置３００の構成を示す図である。
【０１５０】
この記録装置３００は、シングルヘッドでユニットの記録を行うものである。ここで、一つの記録ヘッドによってユニットの記録を行う所定の回数をＭとし、また一つの再生ヘッドによってユニットの再生を行う所定の回数をＮとし、この実施形態では、Ｍ＝３、Ｎ＝３とする。
【０１５１】
同図に示すように、この記録装置３００は、マルチトラック化部１１０、マルチトラック記録符号化部１２０、マルチトラックプリアンブル付加部１３０、マルチトラック記録部１４０、記録ヘッドアレイ１５０で構成される。
【０１５２】
マルチトラック記録符号化部１２０は、データ分配器１１１にてＭ個に振り分けられた記録データを符号化するＭ個の記録符号化部１２１−１，１２１−２，１２１−３で構成される。
【０１５３】
マルチトラックプリアンブル付加部１３０は、マルチトラック記録符号化部１２０によって符号化された各記録データに、トラックごとに特定のプリアンブルを付加するＭ個のプリアンブル付加部１３１−１，１３１−２，１３１−３で構成される。
【０１５４】
マルチトラック記録部１４０は、少なくとも１ユニット分の記録データを記憶する記憶部１４９と、プリアンブルが付加された記録符号列に所望のタイミングを与える１個の出力タイミング設定部１４１と、記録補償処理を行う１個の記録補償部１４４と、記録補償処理後の記録符号列をもとに記録ヘッドＷ−１を駆動する１個の記録アンプとで構成される。
【０１５５】
図１１は、この記録装置３００のユニット記録時の動作の流れを示すフローチャートである。この記録装置３００では、まず、入力された記録データ１がマルチトラック化部１１０にて、Ｍ（Ｍ＝３）個のデータ（トラックごとのデータ）に分配される（ステップＳ３０１）。
【０１５６】
分配された各データは、それぞれマルチトラック記録符号化部１２０の記録符号化部１２１−１，１２１−２，１２１−３にて、磁気記録メディア２の記録再生特性を考慮した符号列に符号化される。このとき符号列に、復調用同期パターンなどの、データ復調時に必要な情報も付加される（ステップＳ３０２）。
【０１５７】
次に、符号化されたそれぞれの記録データの所定の位置に、マルチトラックプリアンブル付加部１３０のプリアンブル付加部１３１−１，１３１−２，１３１−３にて、ユニット単位のデータの再生制御のために必要なパターンがプリアンブルとして付加され、記録符号列が得られる（ステップＳ３０３）。このようにしてプリアンブルが付加されたトラックごとの記録符号列は記憶部１４９に記憶される（ステップＳ３０４）。
【０１５８】
この後、記憶部１４９から、最初に記録するトラックの記録符号列が読み出され（ステップＳ３０５）、このトラックの記録符号列に対して出力タイミング設定部１４１によって所望のタイミングが与えられた後、記録補償部１４４にて、磁気記録メディア２への記録に最適化するための記録補償処理が施され、記録アンプ１４７にて電圧から電流に変換されて、記録ヘッドＷ−１によって磁気記録メディア２に記録される（ステップＳ３０６）。
【０１５９】
この後、１ユニット分のトラックの記録が終了したかどうかを判定し（ステップＳ３０７）、終了していなければ（ステップＳ３０７のＮＯ）、記録ヘッドＷ−１を次の位置に移動させる（ステップＳ３０８）。この後、記憶部１４９から次のトラックの記録符号列を読み出して同様に記録のための処理を繰り返す。以上の動作を、１ユニット分のトラックの記録が終了するまで繰り返す。
【０１６０】
そして、以上の磁気記録メディア２へのユニット単位の記録動作は、トラック方向に複数のユニットが連続して配置されるように繰り返される。
【０１６１】
次に、この第２の実施形態の磁気記録再生方式における記録装置の変形例を示す。
【０１６２】
図１２は、この第２の実施形態の磁気記録再生方式における記録装置の変形例である記録装置３０１の構成を示す図である。
【０１６３】
同図に示すように、この記録装置３０１は、所定の単位の記録データ、例えば所定のトラック数分の記録データを記録符号化する記録符号化部１２１と、トラックごとの符号化された記録データにトラックごとに特定のプリアンブルを付加するプリアンブル付加部１３１と、記憶部１４９と、プリアンブルが付加された記録符号列に所望のタイミングを与える出力タイミング設定部１４１と、記録補償処理を行う記録補償部１４４と、記録補償処理後の記録符号列をもとに記録ヘッドＷ−１を駆動する記録アンプ１４７とで構成されている。すなわち、図１０に示す記録装置３００の構成から、マルチトラック化部１１０（データ分配器１１１）が省かれているとともに、マルチトラック記録符号化部１２０は一つの記録符号化部１２１で構成され、マルチトラックプリアンブル付加部１３０は一つのプリアンブル付加部１３１で構成されている。
【０１６４】
図１３は、この記録装置３０１のユニット記録の動作の流れを示すフローチャートである。
【０１６５】
この記録装置３０１では、まず、記録符号化部１２１にて、所定の単位の記録データ、例えば所定のトラック数分の記録データが、磁気記録メディア２の記録再生特性を考慮した符号列に符号化される。このときデータの符号列に、復調用同期パターンなどの、データ復調時に必要な情報も付加される（ステップＳ３１１）。
【０１６６】
次に、符号化されたそれぞれの記録データの所定の位置に、プリアンブル付加部１３１にて、ユニット単位のデータを再生する制御のために必要なパターンがプリアンブルとして付加され、記録符号列が得られる（ステップＳ３１２）。このようにしてプリアンブル符号が付加されたトラックごとの記録符号列は記憶部１４９に記憶される（ステップＳ３１３）。
【０１６７】
この後、記憶部１４９から最初に記録するトラックの記録符号列が読み出され（ステップＳ３１４）、このトラックの記録符号列に対して出力タイミング設定部１４１によって所望のタイミングが与えられた後、記録補償部１４４にて、磁気記録メディア２への記録に最適化するための記録補償処理が施され、記録アンプ１４７にて電圧から電流に変換されて、記録ヘッドＷ−１によって磁気記録メディア２に記録される（ステップＳ３１５）。
【０１６８】
この後、１ユニット分のトラックの記録が終了したかどうかを判定し（ステップＳ３１６）、終了していなければ（ステップＳ３１６のＮＯ）、記録ヘッドＷ−１を次の位置に移動させ（ステップＳ３１７）、記憶部１４９から次のトラックの記録符号列を読み出して同様に記録のための処理を繰り返す。以上の動作を、１ユニット分のトラックの記録が終了するまで繰り返す。
【０１６９】
そして、以上の磁気記録メディア２へのユニット単位の記録動作は、トラック方向に複数のユニットが連続して配置されるように繰り返される。
【０１７０】
次に、本発明の第２の実施形態である磁気記録再生方式における再生装置について説明する。
【０１７１】
図１４は本発明の第２の実施形態である磁気記録再生方式における再生装置４００の構成を示す図である。
【０１７２】
同図に示すように、この再生装置４００は、再生ヘッドアレイ２１０、チャネル再生部２２０、信号分離処理部２３０、マルチトラック復調部２４０、及び復元部２６０を備える。
【０１７３】
再生ヘッドアレイ２１０は、磁気記録メディア２に記録された各トラックから信号を読み出す１個の再生ヘッドＲ−１を有する。
【０１７４】
チャネル再生部２２０は、再生ヘッドアレイ２１０に搭載された再生ヘッドＲ−１によって再生された信号を増幅する１個の再生アンプ２２１と、再生アンプ２２１の出力の振幅レベルが所定の値になるようにゲインを制御する１個のゲイン調整部２２４と、ゲイン調整部２２４の出力を所定のビット幅のディジタル値に量子化する１個のＡ／Ｄコンバータ２２５とを備える。
【０１７５】
信号分離処理部２３０は、同期信号検出器２３１、チャネル推定演算部２３２、チャネル行列変換部２３３、チャネル行列記憶部２３４、信号分離演算部２３５、及び記憶部２３６を有している。
【０１７６】
同期信号検出器２３１は、Ａ／Ｄコンバータ２２５の出力から同期パターンの検出を行う。
【０１７７】
記憶部２３６は、同期信号検出器２３１と信号分離演算部２３５との間に配置され、少なくとも１ユニット分の再生信号を記憶する。
【０１７８】
チャネル推定演算部２３２は、同期信号検出器２３１によって検出された同期パターンをもとに分離パターンの開始位置を特定して、この分離パターンの再生信号を用いてチャネル推定演算を行う。
【０１７９】
チャネル行列変換部２３３は、チャネル推定演算部２３２によって得られたチャネル行列をチャネル行列記憶部２３４に予め記憶されたチャネル行列に同定する。より具体的には、チャネル行列変換部２３３は、チャネル行列記憶部２３４に予め記憶された複数のチャネル行列のうちチャネル推定演算部２３２の演算結果に最も近いチャネル行列を判断して、このチャネル行列をチャネル行列記憶部２３４に入力する。
【０１８０】
チャネル行列記憶部２３４は、チャネル行列と逆行列または一般化逆行列との組み合わせが予め複数記憶され、チャネル行列変換部２３３より入力されたチャネル行列に対応する逆行列または一般化逆行列を出力する。
【０１８１】
なお、ここで用いられているチャネル行列が正方行列の場合、チャネル行列記憶部２３４にはチャネル行列と逆行列との組み合わせが記憶され、正方行列でない場合には、チャネル行列と一般化逆行列との組み合わせが予め記憶されることになる。
【０１８２】
信号分離演算部２３５は、チャネル行列記憶部２３４より出力された逆行列または一般化逆行列を用いて、再生ヘッドＲ−１によって再生された１ユニット分の再生信号からトラックごとの再生信号を分離する。
【０１８３】
マルチトラック復調部２４０は、図４に示したように、信号分離演算部２３５にて分離された各トラックごとの再生信号に対して等化処理を行うＭ個の等化器２４１−１，２４１−２，２４１−３と、等化器２４１−１，２４１−２，２４１−３の出力からビット同期を行うＭ個のＰＬＬ２４２−１，２４２−２，２４２−３と、ＰＬＬ２４２−１，２４２−２，２４２−３で生成されたビット同期信号を用いて各トラックごとの再生信号を二値化して符号列を生成する、たとえばビタビ検出器などＭ個の検出器２４３−１，２４３−２，２４３−３と、検出器２４３−１，２４３−２，２４３−３の出力である２値化された再生信号から符号列上の同期パターンを検出するＭ個の同期信号検出器２４４−１，２４４−２，２４４−３と、同期信号検出器２４４−１，２４４−２，２４４−３により検出された同期パターンをもとにデータの開始位置を特定して符号列からデータ列を復号するＭ個の復号器２４５−１，２４５−２，２４５−３とを備える。なお、マルチトラック復調部２４０は、上記の処理を行うために必要なデータ等の情報を記憶する、図示しない記憶部を有している。
【０１８４】
図１４に戻って、復元部２６０は、マルチトラック復調部２４０内のＭ個の復号器２４５−１，２４５−２，２４５−３より出力された各トラックのデータを、記録時と逆の動作により連結して再生データ３を復元するデータ結合器２６１を備える。
【０１８５】
なお、シングルヘッドによる再生時のトラックのトレースは、少なくとも１ユニットの記録トラック数の回数だけ繰り返される。すなわち、トラック数以上の回数トレースを繰り返してもよい。その際、１ユニット分の全てのトラックが少なくとも１回はトレースされるようにする。記憶部２３６には、再生ヘッドＲ−１が移動した各位置で再生したユニット分の信号、すなわち再生ヘッドＲ−１が各位置で複数のトラックからそれぞれ再生した信号であり、同期信号検出器２３１によって分離パターン以降の必要な再生信号が記憶される。
【０１８６】
図１５は、この再生装置４００のユニット再生動作を示すフローチャートを示す。
【０１８７】
この再生装置４００では、まず、再生ヘッドＲ−１によって、最初の位置で複数のトラックから信号が再生される（ステップＳ４０１）。次に、ゲイン調整部２２４にて、再生アンプ２２１の出力の振幅レベルが調整された後、その出力はＡ／Ｄコンバータ２２５にてディジタル値に変換されて同期信号検出器２３１に出力される（ステップＳ４０２）。
【０１８８】
同期信号検出器２３１では、Ａ／Ｄコンバータ２２５の出力から分離パターンの開始位置を知るための同期パターンの検出が行われた後（ステップＳ４０３）、トラックの再生信号は記憶部２３６に記憶される（ステップＳ４０４）。
【０１８９】
次に、１ユニット分の再生信号が記憶部２３６に記憶されたかどうかを判断し（ステップＳ４０５）、１ユニット分の再生信号が記憶部２３６にまだ記憶されていない場合には、再生ヘッドＲ−１をトラック幅方向の次の位置にずらし（ステップ４０６）、ステップＳ４０１からステップＳ４０５までの動作を繰り返す。
【０１９０】
１ユニット分の再生信号が記憶部２３６に記憶された場合、チャネル推定演算部２３２は、記憶部２３６に記憶された１ユニット分の再生信号を読み出し、その再生信号に配置されている同期パターンをもとに分離パターンの開始位置を特定してその分離パターンの再生信号を用いてチャネル推定演算を行う（ステップＳ４０７）。
【０１９１】
次に、チャネル行列変換部２３３は、チャネル推定演算部２３２にて得られたチャネル行列をチャネル行列記憶部２３４に記憶された最も近いチャネル行列に同定する（ステップＳ４０８）。
【０１９２】
続いて、チャネル行列記憶部２３４は、チャネル行列変換部２３３より入力されたチャネル行列に対応した逆行列または一般化逆行列を信号分離演算部２３５に出力する（ステップＳ４０９）。
【０１９３】
次に、信号分離演算部２３５は、チャネル行列記憶部２３４より入力された逆行列と、再生ヘッドＲ−１によって再生された１ユニット分の再生信号から、トラックごとの再生信号を分離する（ステップＳ４１０）。
【０１９４】
この後は、トラックごとに分離された再生信号からマルチトラック復調部２４０にてデータ列の復号が行われ（ステップＳ４１１）、復元部２６０にて各トラックごとのデータが連結されて再生データ３が得られる（ステップＳ４１２）。
【０１９５】
なお、Ａ／Ｄコンバータ２２５の直前には必要に応じて不要な高域成分を除去するローパス・フィルタが備えられていてもよい。また、ゲイン調整部２２４については、Ａ／Ｄコンバータ２２５の後段に接続して量子化後にゲインを制御するようにしてもよい。これは、Ａ／Ｄコンバータ２２５のビット幅をより有効に用いたり、ゲイン調整部２２４の構成を、プリアンプルに含まれる各パターンの検出を考慮した簡単なものとしたい場合に有効である。あるいは、同期信号検出器２３１において利得目標値との誤差をとった情報を用いてゲイン調整部２２４においてゲイン調整を行うようにしてもよい。
【０１９６】
また、マルチトラック復調部２４０にて、トラックごとの出力タイミングを制御しながら復調処理を行うようにすれば、復元部２６０でのデータの連結処理は不要となる。したがって、この場合には復元部２６０は不要である。
【０１９７】
（第３の実施形態）
【０１９８】
次に、本発明の第３の実施形態を説明する。
第３の実施形態にかかる磁気記録再生装置における記録装置の構成は、第１の実施形態で説明した記録装置１００と同様であるが、第３の実施形態の記録装置では、磁気記録メディア２へのユニット単位の記録動作を、トラック方向に複数のユニットが連続して配置されるように繰り返すこととしている。
【０１９９】
図１６は、本発明の第３の実施形態にかかる磁気記録再生方式における再生装置５００の構成を示す図である。
【０２００】
同図に示すように、この再生装置５００は、第１の実施形態の再生装置２００における信号分離処理部２３０にチャネル行列推定部２３７を付加したものである。
【０２０１】
すなわち、信号分離処理部２３０は、同期信号検出器２３１、チャネル推定演算部２３２、チャネル行列変換部２３３、チャネル行列記憶部２３４、及び信号分離演算部２３５を有している。
【０２０２】
同期信号検出器２３１は、Ａ／Ｄコンバータ２２５−１，２２５−２，２２５−３の出力から同期パターンの検出を行う。
【０２０３】
チャネル推定演算部２３２は、同期信号検出器２３１によって検出された同期パターンをもとに分離パターンの開始位置を特定して、この分離パターンの再生信号を用いてチャネル推定演算を行う。
【０２０４】
チャネル行列推定部２３７は、データを挟んで連続する複数のプリアンブルの再生信号からチャネル推定演算によってそれぞれ求められた複数のチャネル行列を用いて、データの区間内で可変のチャネル行列を推定する。
【０２０５】
チャネル行列変換部２３３は、チャネル行列推定部２３７によって推定された、データの区間内で可変のチャネル行列を、チャネル行列記憶部２３４に予め記憶されたチャネル行列に同定する。より具体的には、チャネル行列変換部２３３は、チャネル行列記憶部２３４に予め記憶された複数のチャネル行列のうちチャネル行列推定部２３７の推定結果に最も近いチャネル行列を判断して、このチャネル行列をチャネル行列記憶部２３４に入力する。
【０２０６】
チャネル行列記憶部２３４は、チャネル行列と逆行列または一般化逆行列との組み合わせが予め複数記憶され、チャネル行列変換部２３３より入力されたチャネル行列に対応する逆行列または一般化逆行列を出力する。
【０２０７】
なお、ここで用いられているチャネル行列が正方行列の場合、チャネル行列記憶部２３４にはチャネル行列と逆行列との組み合わせが記憶され、正方行列でない場合には、チャネル行列と一般化逆行列との組み合わせが予め記憶されることになる。
【０２０８】
信号分離演算部２３５は、チャネル行列記憶部２３４より出力された逆行列または一般化逆行列を用いて、各再生ヘッドＲ−１，Ｒ−２，Ｒ−３によって再生された１ユニット分の再生信号からトラックごとの再生信号を分離する。
【０２０９】
図１７は、この再生装置５００のユニット再生の動作の流れを示すフローチャートである。この再生装置５００では、まず、それぞれ隣接する１以上のトラックから信号を再生することが可能なＮ個の再生ヘッドＲ−１，Ｒ−２，Ｒ−３によって、磁気記録メディア２の１ユニット分の複数のトラックから信号が再生される（ステップＳ５０１）。
【０２１０】
次に、ゲイン調整部２２４−１，２２４−２，２２４−３にて、各再生アンプ２２１−１，２２１−２，２２１−３の出力の振幅レベルが調整された後、ゲイン調整部２２４−１，２２４−２，２２４−３の出力はＡ／Ｄコンバータ２２５−１，２２５−２，２２５−３にてディジタル値に変換されて同期信号検出器２３１に出力される（ステップＳ５０２）。
【０２１１】
同期信号検出器２３１は、Ａ／Ｄコンバータ２２５−１，２２５−２，２２５−３の出力ごとに、プリアンブル内の分離パターンの開始位置などを知るための同期パターンの検出を行う（ステップＳ５０３）。
【０２１２】
次に、チャネル推定演算部２３２は、同期信号検出器２３１によって検出された同期パターンをもとに各再生信号に配置されている分離パターンの開始位置を特定し、その分離パターンの再生信号をもとに所定のチャネル推定演算によって各再生ヘッドＲ−１，Ｒ−２，Ｒ−３と１ユニット分の複数のトラックとのトラック幅方向の位置関係に相当するチャネル行列を求める（ステップＳ５０４）。
【０２１３】
次に、チャネル行列推定部２３７は、トラック上でデータを挟んで連続する複数のプリアンブル中の分離パターンの再生信号からチャネル推定演算によって求められた複数のチャネル行列を用いて、そのデータの区間内で可変のチャネル行列を推定する（ステップＳ５０５）。
【０２１４】
次に、チャネル行列変換部２３３は、チャネル行列推定部２３７によって推定された、データの区間内で可変のチャネル行列をチャネル行列記憶部２３４に記憶された最も近いチャネル行列に同定する（ステップＳ５０６）。
【０２１５】
続いて、チャネル行列記憶部２３４は、チャネル行列変換部２３３より入力されたチャネル行列に対応した逆行列または一般化逆行列を信号分離演算部２３５に出力する（ステップＳ５０７）。
【０２１６】
次に、信号分離演算部２３５は、チャネル行列記憶部２３４より入力された逆行列または一般化逆行列をもとに、各再生ヘッドＲ−１，Ｒ−２，Ｒ−３によって再生された１ユニット分の再生信号から、トラックごとの再生信号を分離する（ステップＳ５０８）。
【０２１７】
この後は、トラックごとの再生信号からマルチトラック復調部２４０にてデータ列の復号が行われ（ステップＳ５０９）、復元部２６０にて各トラックごとのデータが連結されて再生データ３が得られる（ステップＳ５１０）。
【０２１８】
図１８は、この第３の実施形態の磁気記録再生方式の記録装置によって記録が行われた磁気記録メディア２上のデータフォーマットの概念図である。前述したように、この第３の実施形態の記録装置では、磁気記録メディア２へのユニット単位の記録動作を、トラック方向に複数のユニットが連続して配置されるように繰り返すこととしている。
【０２１９】
すなわち、図１８に示すように、トラック＃１、トラック＃２、トラック＃３はそれぞれ、記録装置１００のＭ（Ｍ＝３）個の記録ヘッドによって磁気記録メディア２に記録されたトラックである。トラック＃１、トラック＃２、トラック＃３にはそれぞれ、プリアンブル２１（１），２１（２），・・・とデータ２２（１），２２（２），・・・が記録されている。プリアンブル２１（１）は、前述したように、データ２２（１）を再生するために必要な情報として、再生信号に対するゲイン制御のための学習に用いられるゲイン制御パターン、ビット同期処理などに用いられる同期パターン、及び、複数の再生ヘッドと１ユニット分の複数のトラックとのトラック幅方向の位置関係に相当するチャネル行列を演算するために必要な分離パターンを含むものであり、プリアンブル２１（２）も同様にデータ２２（２）を再生するために必要な上記の各パターンを含むものである。
【０２２０】
ここでＭ個のトラック＃１、トラック＃２、トラック＃３それぞれの、Ｍ個のプリアンブル２１とＭ個のデータ２２とのまとまりが、データを再生するための信号処理の一単位としてのユニット５１（１），５１（２），・・・，５１（Ｅ）である。また、Ｍ個のトラック＃１、トラック＃２、トラック＃３のまとまりを、以降「ユニット構成トラック列」と呼ぶこととする。
【０２２１】
ユニット構成トラック列６１には、複数のユニット５１（１），５１（２），・・・，５１（Ｅ）がトラック方向に連続して配置されている。この実施形態では、トラック上でデータ２２を挟んで連続する複数のプリアンブル２１、例えば２つのプリアンブル２１内の分離パターンの再生信号をもとに、チャネル推定演算によってそれぞれ求められた例えば２つのチャネル行列から、そのデータ２２の区間内で可変のチャネル行列として、データ２２の区間を分割した各区間にそれぞれ対応する複数のチャネル行列を推定することとしている。このため、Ｍ個のトラック＃１、トラック＃２、トラック＃３それぞれの最後のデータ２２（Ｅ）の後にもプリアンブル２１（Ｅ＋１）が追加されている。
【０２２２】
また、磁気記録メディア２には、Ｓ個のユニット構成トラック列６１が互いに平行に配置され、隣接する各ユニット構成トラック列６１の間にはガードバンド５２が配置されている。
【０２２３】
図１９は、図１８に示すフォーマット上での各再生ヘッドＲ−１，Ｒ−２，Ｒ−３のトラックずれの例を示す図である。
【０２２４】
再生ヘッドＲ−１，Ｒ−２，Ｒ−３の移動方向を符号１３の矢印方向とすると、各トラック＃１，＃２，＃３からプリアンブルは、プリアンブル２１（１）、プリアンブル２１（２）の順で再生される。再生時に例えば外乱等によりトラッキングが不安定となった場合に、プリアンブル２１（１）の位置では各再生ヘッドＲ−１，Ｒ−２，Ｒ−３と各トラック＃１，＃２，＃３との位置関係が適正であったのが、プリアンブル２１（２）の位置では適正な位置関係から逸脱してしまうことがある。図１９の例では、プリアンブル２１（２）の位置で、各再生ヘッドＲ−１，Ｒ−２，Ｒ−３と各トラック＃１，＃２，＃３との位置関係は適正な状態から図中下方にトラック幅の５０％ずれた状態を示している。このような場合、プリアンブル２１（１）の再生信号に基いて得られた分離信号は、データ２２（１）区間の後半部分において、品質が低下する。なお、ここでは再生ヘッドＲ−１，Ｒ−２，Ｒ−３が移動するものとして説明したが、再生ヘッドＲ−１，Ｒ−２，Ｒ−３が固定で、磁気記録メディア２が符号１４の矢印方向に移動する場合も同様である。
【０２２５】
そこで本実施形態では、データを挟んで連続する複数のプリアンブルの再生信号からそれぞれチャネル推定演算の結果として求められた複数のチャネル行列をもとに、そのデータの区間内で可変のチャネル行列を推定し、この可変のチャネル行列を用いて、１ユニット分の各再生ヘッドＲ−１，Ｒ−２，Ｒ−３の再生信号からトラックごとの再生信号を分離する処理を行うこととしている。
【０２２６】
次に、チャネル行列推定部２３７によるチャネル行列推定動作の詳細を説明する。なお、この詳細説明では、データ区間内で可変のチャネル行列の例として、データ区間を分割した各区間ごとのチャネル行列を採用することとする。
【０２２７】
チャネル行列推定部２３７は、チャネル推定演算部２３２によって、連続する複数のユニット、例えば２つのユニットのプリアンブル２１内の分離パターンの再生信号をもとに、チャネル推定演算部２３２によってそれぞれ求められた２つのチャネル行列を用いて、その２つのプリアンブル２１の間のデータ２２の個々の分割区間に対応する複数のチャネル行列を推定する。
【０２２８】
図２０は、このチャネル行列推定部２３７によるチャネル行列推定動作の具体例を示す図である。
【０２２９】
この例では、２つのプリアンブル２１（１），２１（２）の間のデータ２２（１）の区間をｎ分割する。ここではｎ＝３とする。この場合、チャネル行列推定部２３７は、２つのプリアンブル２１（１），２１（２）内の分離パターンの再生信号からチャネル推定演算によってそれぞれ得られた２つのチャネル行列を用いて、例えば、直線補間などによって、データ２２（１）の区間をｎ分割した各区間に対応するｎ個のチャネル行列を推定する。
【０２３０】
この例において、チャネル行列を推定するための前提条件を示す。チャネル行列に用いられる値の最大値は１．０、最小値は０．０とする。例えば推定演算において、チャネル行列の値が０．０を下回る場合は０．０に固定し、１．０を上回る場合は１．０に固定する。また再生ヘッドＲ−１，Ｒ−２，Ｒ−３の幅はトラック幅の１．５倍とする。すなわち、再生ヘッドＲ−１，Ｒ−２，Ｒ−３の幅は、記録ヘッドＷ−１，Ｗ−２，Ｗ−３のヘッド幅の１．５倍とされ、個々の再生ヘッドＲ−１，Ｒ−２，Ｒ−３はそれぞれ複数のトラックから信号を再生できるものとする。図２０の場合には、再生ヘッドＲ−１は、トラック＃１とトラック＃２から信号を再生し、再生ヘッドＲ−２は、３本のトラック＃１，＃２，＃３から信号を再生し、再生ヘッドＲ−３はトラック＃２とトラック＃３から信号を再生する。
【０２３１】
チャネル行列推定部２３７は、まず、２つのプリアンブル２１（１），２１（２）内のそれぞれの分離パターンの再生信号から、チャネル推定演算によって求められた２つのチャネル行列３４，３５を比較し、最大差分及び正負変移方向を検出する。次に、最大差分と与えられた分割の数から、変移量を求める。ここではｎ＝３であって、かつ推定を行うのがＴ２区間のみであるから、最大差分の１／２倍の値を変位量とする。すなわち、最大差分が０．５であるため、変位量として０．２５が得られる。そして変移量と変移方向をもとに、図２０に示すチャネル行列３６が、データ区間の中間であるＴ２区間に対応するチャネル行列として推定される。また、チャネル行列推定部２３７は、プリアンブル２１（１）の再生信号からチャネル推定演算によって求められたチャネル行列３４を、データ区間のＴ１区間に対するチャネル行列の推定結果とし、さらにプリアンブル２１（２）の再生信号からチャネル推定演算によって求められたチャネル行列３５を、データ区間のＴ３区間に対するチャネル行列の推定結果とする。
【０２３２】
なお、ここではｎ＝３としてＴ２区間を推定する場合とし、最大差分の１／２倍を変移量としたが、例えばｎ＝４として、Ｔ１からＴ４の区間のうち、Ｔ２とＴ２の区間を推定とする場合は、最大差分の１／３倍を変移量とする。
【０２３３】
チャネル行列変換部２３３は、このようにしてチャネル行列推定部２３７によって推定された各区間Ｔ１，Ｔ２，Ｔ３ごとのチャネル行列をそれぞれ、チャネル行列記憶部２３４に記憶されたチャネル行列に同定する。この後、チャネル行列記憶部２３４からは、チャネル行列変換部２３３より入力された各区間Ｔ１，Ｔ２，Ｔ３ごとのチャネル行列に対応した逆行列が信号分離演算部２３５に出力される。
【０２３４】
信号分離演算部２３５による信号分離処理は、分割区間Ｔ１，Ｔ２，Ｔ３のそれぞれに対してチャネル行列記憶部２３４から出力された各チャネル行列を用いて、分割区間Ｔ１，Ｔ２，Ｔ３ごとに行われる。すなわち、信号分離演算部２３５は、Ｔ１区間ではプリアンブル２１（１）の再生信号からチャネル推定演算によって求められたチャネル行列３４を
チャネル行列変換部２３３にてチャネル行列記憶部２３４に記憶されたチャネル行列に同定されたものに対応する逆行列を用いて信号分離処理を行い、Ｔ２区間ではチャネル行列推定部２３７により推定されたチャネル行列３６をチャネル行列変換部２３３にてチャネル行列記憶部２３４に記憶されたチャネル行列に同定されたものに対応する逆行列を用いて信号分離処理を行い、Ｔ３区間ではプリアンブル２１（２）の再生信号からチャネル推定演算によって求められたチャネル行列３５をチャネル行列変換部２３３にてチャネル行列記憶部２３４に記憶されたチャネル行列に同定されたものに対応する逆行列を用いて信号分離処理を行う。
【０２３５】
以上説明したように、本実施形態によれば、データを挟んで連続する複数のプリアンブルの再生信号からそれぞれチャネル推定演算の結果として求められた複数のチャネル行列をもとに、そのデータの区間内で可変のチャネル行列を推定し、この可変のチャネル行列を用いて、１ユニット分の各再生ヘッドＲ−１，Ｒ−２，Ｒ−３の再生信号からトラックごとの再生信号を分離する処理を行うことによって、各再生ヘッドと１ユニット分の各トラックとのトラック幅方向での位置関係が、外乱等によるトラックずれによって適正な状態から外れた場合においても、データ再生を良好に行うことが可能になる。
【０２３６】
そして、本実施形態によれば、このような効果に加えて、信号分離演算部２３５で、従来行っていた逆行列の演算を行わずに信号分離演算を行うことができるので、速やかな演算を実現することができる。また、逆行列演算を省略できることより、回路規模を小さくでき、消費電力を少なくすることができる。
【０２３７】
なお、上記では、連続する２つのユニット内のプリアンブル内の分離パターンの再生信号をもとにチャネル推定演算によって求められた２つのチャネル行列から、トラックずれの状況を反映した、データ区間で可変のチャネル行列を推定することとしたが、連続する３つ以上のユニット内のプリアンブル内の分離パターンの再生信号をもとにチャネル推定演算によって求められた３つ以上のチャネル行列から、各々のデータ区間ごとに可変のチャネル行列を推定して、信号分離処理に用いるようにしてもよい。さらに、複数の参照するプリアンブルは、必ずしも連続していなくても良く、チャネル推定演算が行うための情報が得られることが出来れば良い。また、チャネル行列推定部２３７によるチャネル行列の補間方法としては、直線補間以外の手法を用いても構わない。
【０２３８】
また、図２０では、各チャネル行列３４，３５，３６が適用される分割区間Ｔ１，Ｔ２，Ｔ３の長さは均等としたが、各チャネル行列３４，３５，３６がそれぞれ適用される分割区間の長さは均等である必要はない。例えば、図２１に示すように、データ区間を均等に４分割して、Ｔ１区間では最初のプリアンブル２１（１）内の分離パターンの再生信号より得られたチャネル行列３４を用いて信号分離処理を行い、Ｔ２区間とＴ３区間では、２つのチャネル行列３４，３５からチャネル行列推定部２３７により補間されたチャネル行列３６を用いて信号分離処理を行い、Ｔ４区間ではプリアンブル２１（２）内の分離パターンの再生信号より得られたチャネル行列３５を用いて分離処理を行うようにしてもよい。
【０２３９】
また、データ区間を均等に５分割して、Ｔ２区間からＴ４区間でチャネル行列推定部２３７により補間されたチャネル行列３６を用いて信号分離処理を行うようにしたり、データ区間を均等に７分割して、Ｔ３区間からＴ５区間でチャネル行列推定部２３７により補間されたチャネル行列３６を用いて信号分離処理を行うようにしてもよい。その他の数にデータ区間を分割した場合も同様である。
【０２４０】
さらに、データ区間の均等に２分割し、Ｔ１区間ではプリアンブル２１（１）内の分離パターンの再生信号より得られたチャネル行列３４を用いて信号分離処理を行い、Ｔ２区間ではプリアンブル２１（２）内の分離パターンの再生信号より得られたチャネル行列３５を用いて信号分離処理を行うようにしてもよい。この方式では、チャネル行列推定部２３７によるチャネル行列３６の補間は不要である。
【０２４１】
さらに、データ区間の分割数ｎを１として、プリアンブル２１（１）内の分離パターンの再生信号より得られたチャネル行列３４とプリアンブル２１（２）内の分離パターンの再生信号より得られたチャネル行列３５とを所定の条件で選択して分離処理を行うようにしても構わない。この場合も、チャネル行列推定部２３７によるチャネル行列３６の補間は不要である。
【０２４２】
本発明は、所定の複数のチャネル行列から、そのシステム及びその時の状況に適したチャネル行列を再生成し、これを用いることによって、よりデータ再生を良好に行うものである。
【０２４３】
なお、本発明において、プリアンブル２１の構成は図７に示したものに限定されるものではなく、チャネル行列の演算に使用できるものであれば何でもよい。
【０２４４】
図２２は、本発明に係るデータフォーマットの別の例を示す図である。先に説明した図１８のデータフォーマットでは、データ２２（１）を挟んで連続する２つのプリアンブル２１（１），２１（２）内の分離パターンの再生信号からチャネル推定演算によってそれぞれ得られた２のチャネル行列を用いて、データ２２（１）の区間内で可変のチャネル行列を推定することとしたが、例えば、データ２２（２）よりも前方に配置された複数のプリアンブル、例えば、２つのプリアンブル２１（１），２１（２）内の分離パターンの再生信号からチャネル推定演算によって得られた２つのチャネル行列を用いて、データ２２（２）の区間内で可変のチャネル行列を推定することによっても同様の効果を期待できる。このような場合には、図１８に示した最後のデータ２２（Ｅ）の後のプリアンブル２１（Ｅ＋１）は不要である。なお、この場合には、プリアンブル２１とデータ２２の再生信号を信号分離処理部２３０の記憶部内に記憶していなくても信号分離処理を行うことが可能である。
【０２４５】
本発明は、上記で説明したリニア記録方式、ノンアジマス記録方式の磁気記録再生に適用されることに限らず、ヘリカル記録方式、アジマス記録方式にも適用可能である。
【０２４６】
その具体例を以下に示す。
【０２４７】
図２３は、複数の記録ヘッドＷ−１，Ｗ−２，Ｗ−３を用いて、ノンアジマス方式とヘリカル・スキャン方式で磁気記録メディア２に記録されるデータフォーマットの概念図である。ヘリカル・スキャン方式においても、トラック＃１，トラック＃２，トラック＃３で構成されるユニット構成トラック列６１の間にはガードバンド５２が配置される。トラック＃１，トラック＃２，トラック＃３に記録されるプリアンブル２１は、例えば図７に示したものと同様でよい。このようなヘリカル・スキャン方式の磁気記録再生方式においても、本発明は適用可能であり、第１の実施形態の磁気記録再生方式を採用することができる。
【０２４８】
図２４は、複数の記録ヘッドＷ−１，Ｗ−２，Ｗ−３，Ｗ−４，Ｗ−５，Ｗ−６を用いて、ダブルアジマス方式とヘリカル・スキャン方式により記録媒体に記録されるデータフォーマットの概念図である。
【０２４９】
本例では、記録用と再生用のそれぞれに６つの記録ヘッドＷ−１，Ｗ−２，Ｗ−３，Ｗ−４，Ｗ−５，Ｗ−６が用いられている。これらの記録ヘッドのうち、連続する３つの記録ヘッドＷ−１，Ｗ−２，Ｗ−３と、残る連続する３つの記録ヘッドＷ−４，Ｗ−５，Ｗ−６とは、互いにトラックの磁化方向であるアジマス方向が異なるようにしてある。すなわち、トラック＃１−＃３とトラック＃４−＃６とはアジマス方向が異なる。これらのトラック＃１−＃６が、データを再生するための処理の一単位であるユニットを複数含むユニット構成トラック列６１となる。なお、このダブルアジマスの場合においては、ガードバンドは不要である。
【０２５０】
なお、この例では、トラック＃１−＃６のまとまりを、データを再生するための信号処理の一単位（ユニット）としているが、アジマス方向が同一である３つの連続するトラック（例えばトラック＃１−＃３、トラック＃４−＃６）を、それぞれ一つのユニットとして信号処理を行うようにしてもよい。
【０２５１】
各トラック＃１−＃６に記録されるプリアンブルは、例えば図８に示したものと同様でよい。このようなダブルアジマス方式とヘリカル・スキャン方式の磁気記録再生方式においても、本発明は適用可能であり、第１の実施形態の磁気記録再生方式の構成を採用することができる。
【０２５２】
なお、本発明は、上記実施の形態に示す構成のものに限定されるものではなく、請求項に記載した技術的範囲を逸脱しない範囲において種々に変更し変形することは勿論である。
【図面の簡単な説明】
【０２５３】
【図１】本発明の第１の実施形態の磁気記録再生方式における記録装置の構成を示す図である。
【図２】図１の記録装置によるユニット記録の動作を示すフローチャートである。
【図３】本発明の第１の実施形態の磁気記録再生方式における再生装置の構成を示す図である。
【図４】図３の再生装置の中のマルチトラック復調部の構成を示す図である。
【図５】図３の再生装置によるユニット再生の動作を示すフローチャートである。
【図６】図１の記録装置によって記録が行われた磁気記録メディア上のデータフォーマットの概念図である。
【図７】図６のデータフォーマットにおけるプリアンブルの構成を示す図である。
【図８】再生ヘッドがトラック幅に対して５０％だけ下方にずれている状態を示す図である。
【図９】チャネル行列とこれに対応する逆行列を示す図である。
【図１０】本発明の第２の実施形態である磁気記録再生方式における記録装置の構成を示す図である。
【図１１】図１０の記録装置によるユニット記録の動作を示すフローチャートである。
【図１２】第２の実施形態の磁気記録再生方式における記録装置の変形例である記録装置の構成を示す図である。
【図１３】図１２の記録装置によるユニット記録の動作を示すフローチャートである。
【図１４】本発明の第２の実施形態である磁気記録再生方式における再生装置の構成を示す図である。
【図１５】図１４の再生装置によるユニット再生の動作を示すフローチャートである。
【図１６】本発明の第３の実施形態にかかる磁気記録再生方式における再生装置の構成を示す図である。
【図１７】図１６の再生装置によるユニット再生の動作を示すフローチャートである。
【図１８】第３の実施形態の磁気記録再生方式の記録装置によって記録が行われた磁気記録メディア上のデータフォーマットの概念図である。
【図１９】図１８に示すフォーマット上での各再生ヘッドのトラックずれの様子の例を示す図である。
【図２０】チャネル行列推定部によるチャネル行列推定動作の具体例を示す図である。
【図２１】チャネル行列推定部によるチャネル行列推定動作の他の具体例を示す図である。
【図２２】本発明に係るデータフォーマットの別の例を示す図である。
【図２３】複数の記録ヘッドを用いてノンアジマス方式とヘリカル・スキャン方式で磁気記録メディアに記録されるデータフォーマットの概念図である。
【図２４】複数の記録ヘッドを用いてダブルアジマス方式とヘリカル・スキャン方式により記録媒体に記録されるデータフォーマットの概念図である
【図２５】本発明者らが過去に提案した磁気記録再生方式を採用した記録装置の構成を示す図である。
【図２６】図２０の記録装置によるユニット記録の動作を示すフローチャートである。
【図２７】本発明者らが過去に提案した磁気記録再生方式を採用した再生装置の構成を示す図である。
【図２８】図２２の再生装置のユニット再生の動作の流れを示すフローチャートである。
【符号の説明】
【０２５４】
１ 記録データ
２ 磁気記録メディア
３ 再生データ
２１ プリアンブル
２２ データ
３１，３２，３３ 分離パターン
３４，３５，３６ チャネル行列
５１ ユニット
１００ 記録装置
２００ 再生装置
２１０ 再生ヘッドアレイ
２２０ チャネル再生部
２２１−１，２２１−２，２２１−３ 再生アンプ
２２４−１，２２４−２，２２４−３ ゲイン調整部
２２５−１，２２５−２，２２５−３ Ａ／Ｄコンバータ
２３０ 信号分離処理部
２３１ 同期信号検出器
２３２ チャネル推定演算部
２３３ チャネル行列変換部
２３４ チャネル行列記憶部
２３５ 信号分離演算部
２３６ 記憶部
２３７ チャネル行列推定部
２４０ マルチトラック復調部
２４１−１，２４１−２，２４１−３ 等化器
２４３−１，２４３−２，２４３−３ 検出器
２４４−１，２４４−２，２４４−３ 同期信号検出器
２４５−１，２４５−２，２４５−３ 復号器
２６０ 復元部
２６１ データ結合器
Ｒ−１，Ｒ−２，Ｒ−３ 再生ヘッド
【技術分野】
【０００１】
本発明は、データを再生するための信号処理の一単位が複数のトラックに分けて記録された記録媒体からデータを再生するデータ再生装置、データ再生方法、及びデータ記録再生装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、磁気ヘッドにおいては、磁気記録メディアの大容量化を図るために、更なる高密度記録が求められ、トラックのトラック幅を狭くすること（以下、「狭幅化」という。）に適した磁気ヘッドが採用されるようになってきている。一般的には、トラックの狭幅化にはトラック・サーボの精度向上が鍵となる。
【０００３】
磁気テープ記録再生装置においては、狭幅化に伴い、サーボが困難になる対策案として、所謂ノントラッキング・システムが提唱され、実用化に至っている（たとえば特許文献１−５など）。このノントラッキング方式は、ヘリカル・スキャンにてダブルアジマス記録を行ったトラックに対し、識別のために、ブロックに分けてデータを記録することによって、目的のトラックを１回のトレースで再生できなくても、データを再構成できるものである。このノントラッキング方式によって、従来のトラック・サーボで必要とされる１トラック以内のトラック制御に対して、４倍以上のマージンが許容されるようになる。
【０００４】
また、ノントラッキング技術は、ヘリカル・スキャンに留まらずリニア記録で使用されるための可能性が検討されている（たとえば特許文献６，７など）。
【０００５】
ところで、磁気記録メディアの基板に、たとえばポリエステルフィルムのような伸縮性をもった非磁性支持体を使用した場合、ダブルアジマス記録を行ったとしても、許容できる変形量はトラック・サーボを併用して、例えばトラック幅の２倍程度までであり、これ以上の変形が発生する場合は、十分なＳＮ比をもって信号を再生することができなかった。また、ダブルアジマスを持たない記録の場合では、トラックをまたがない所謂ガードバンドの幅を、トラック・サーボを併用した状態でも、エラーレート等の信頼性を劣化させないために、テープの変形量以下に押さえ込む必要があった
【０００６】
このような問題は、これまで実現されていた信号再生方式においては、少なくとも１つの再生ヘッドが同時に複数のトラックから信号を読み込むことによって信号品質が著しく劣化することに起因する。それを回避するために、ガードバンドやダブルアジマス記録を行い、また再生ヘッドからは１つのトラックからの信号のみを拾うように工夫されてきた。
【０００７】
しかし、さらに高トラック密度化を行う場合においては、先ずガードバンドの設置はその妨げとなる。また、再生時において隣接するトラックからの干渉を少なくすることができるダブルアジマス記録は、狭幅化した場合その効果は減少してしまう。
【０００８】
このことは、ノントラッキング方式であっても同じであり、再生ヘッドは複数のトラックに跨って信号を再生するように見えるが、時間分割した場合、再生している信号は常に１つのトラックに対してだけであり、同一時間に複数のトラックを再生するということは行っていなかった。
【０００９】
また、ノントラッキング方式で高トラック密度化に対応しようとした際に、対象トラックの隣接するトラックからの信号を拾うことによってノイズが混入するようになるため、トラックの狭幅化対応が限界になってきている。
【００１０】
磁気ヘッド装置の背景技術としてこのほか、記録密度を向上させるために、１つのブロックに複数のヘッドを配置し、同一アジマスのブロックで形成する方式として、一度に複数のデータ・フレームを記録する技術がある（たとえば特許文献８及び特許文献９など）。
【００１１】
これらの公知技術は、再生ヘッド幅をトラックの幅の半分程度にしなければならなくなるため、再生信号の出力を大きくとることができないという制約が生じ、たとえばＳＮ比の確保の点で不利であり、更なる高密度記録化には必ずしも向いていなかった。
【００１２】
ＭＩＭＯ（Multi-Input/Multi-Output）技術は、無線通信に用いられるものとして広く知られている（たとえば特許文献１０など）。
【００１３】
また、ＭＩＭＯに関する技術を磁気記録に使用する技術も知られている（たとえば非特許文献１など）。しかし、たとえば記録したトラックよりも広幅の再生ヘッドを使用する場合など、実用化に際して発生する課題が解決されていなかった。
【００１４】
本発明においては、ＭＩＭＯを使用した磁気記録方法としては前項で紹介した論文をもって実現しえなかった、磁気記録再生方法へのＭＩＭＯ技術の実用化を実現するにあたり、公知技術からは予見しえなかった技術内容を明らかにするものである。
【特許文献１】特許１８４２０５７号公報
【特許文献２】特許１８４２０５８号公報
【特許文献３】特許１８４２０５９号公報
【特許文献４】特開平０４−３７０５８０号公報
【特許文献５】特開平０５−０２０７８８号公報
【特許文献６】特開平１０−２８３６２０号公報
【特許文献７】特開２００３−１３２５０４号公報
【特許文献８】特開２００３−３３８０１２号公報
【特許文献９】特開２００４−０７１０１４号公報
【特許文献１０】特許３６６４９９３号公報
【非特許文献１】論文IEEE Trans.Mag.Vol.30.No.6 Nov.1994 5100ページ
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１５】
上述したように従来の磁気記録再生方式では、記録密度を高めるに磁気記録メディアでのトラック幅を狭くする方法が採用されてきた。しかし、このまま高記録密度を追い求めてトラック幅を狭くしていくと、再生時にトラックを追いきれなくなるという問題が生じる。そこで、トラックに対する再生ヘッドの位置が多少とも外れていても、そのトラックから信号を読み取ることができるノントラッキング方式が提案されている。しかしながら、ノントラッキング方式で適切に再生信号を得るためには、再生ヘッドの設定に厳しい制約が伴う。この面からトラック幅の狭小化による高記録密度化には限界があった。
【００１６】
そこで、本発明者らは、磁気記録メディアに記録ヘッドにより、データを再生するための信号処理の一単位である複数のトラックを記録し、磁気記録メディアの複数のトラックに跨って信号を再生することが可能な再生ヘッドにより、複数のトラックに対する信号を、複数のトラックに対して異なる位置関係で複数再生し、これら再生信号を一単位にまとめ、信号処理を行うことで、トラックごとの再生信号を生成するという方式を提案した。これによると、再生ヘッドの幅を決める制約が軽減し、トラック幅の狭小化、高記録密度化が可能である。
【００１７】
図２５は、上記の磁気記録再生方式を採用した記録装置８００の構成を示す図である。
【００１８】
同図に示すように、この記録装置８００は、マルチトラック化部１１０、マルチトラック記録符号化部１２０、マルチトラックプリアンブル付加部１３０、マルチトラック記録部１４０、記録ヘッドアレイ１５０で構成される。
【００１９】
マルチトラック化部１１０は、マルチトラック化のために記録データ１を記録ヘッドアレイ１５０に設けられた記録ヘッドＷ−１，Ｗ−２，Ｗ−３の数（Ｍ＝３）分のデータに振り分けるデータ分配器１１１で構成される。
【００２０】
マルチトラック記録符号化部１２０は、データ分配器１１１にてＭ個に振り分けられた記録データを符号化するＭ個の記録符号化部１２１−１，１２１−２，１２１−３で構成される。
【００２１】
マルチトラックプリアンブル付加部１３０は、マルチトラック記録符号化部１２０によって符号化された各記録データに、トラックごとに特定のプリアンブルを付加するＭ個のプリアンブル付加部１３１−１，１３１−２，１３１−３で構成される。
【００２２】
マルチトラック記録部１４０は、プリアンブルが付加された各トラックの記録符号列を記録媒体に記録する手段であり、より詳細には、プリアンブルが付加された記録符号列に所望のタイミングを与えるＭ個の出力タイミング設定部１４１−１，１４１−２，１４１−３と、記録補償処理を行うＭ個の記録補償部１４４−１，１４４−２，１４４−３と、記録補償処理後の記録符号列をもとに個々の記録ヘッドＷ−１，Ｗ−２，Ｗ−３を駆動するＭ個の記録アンプ１４７−１，１４７−２，１４７−３とで構成される。
【００２３】
図２６は、この記録装置８００によるユニット記録の動作を示すフローチャートである。この記録装置１００では、まず、入力された記録データ１がマルチトラック化部１１０にて、記録ヘッドＷ−１，Ｗ−２，Ｗ−３の数（Ｍ＝３）のデータ、すなわちユニットを構成するトラック数分のデータに分配される（ステップＳ８０１）。
【００２４】
分配された各データは、それぞれマルチトラック記録符号化部１２０の記録符号化部１２１−１，１２１−２，１２１−３にて、磁気記録メディア２の記録再生特性を考慮した符号列に符号化される。このときデータの符号列に、復調用同期パターンなどの、データ復調時に必要な情報も付加される（ステップＳ８０２）。
【００２５】
次に、符号化されたそれぞれの記録データの所定の位置に、マルチトラックプリアンブル付加部１３０のプリアンブル付加部１３１−１，１３１−２，１３１−３にて、ユニット単位のデータを再生する制御のために必要なパターンがプリアンブルとして付加され、記録符号列が得られる（ステップＳ８０３）。
【００２６】
ここで、符号化されたそれぞれの記録データの所定の位置とは、連続して記録符号列が記録再生されることを考慮して決められた位置である。また、プリアンブルとしては、例えば、再生信号に対するゲイン制御のための学習に用いられるゲイン制御パターン、ビット同期処理などに用いられる同期パターン、及び、複数の再生ヘッドと１ユニット分の複数のトラックとのトラック幅方向の位置関係に相当するチャネル行列を演算するために必要な分離パターンなどがある。ここで、１ユニット分の複数のトラックとは、データを再生するための信号処理の一単位を構成する複数のトラックである。同期パターンはトラックごとの分離パターンやデータの開始位置を特定するための情報としても用いられる。これらのパターンは、マルチトラック記録符号化部１２０の記録符号化部１２１−１，１２１−２，１２１−３で生成される符号列の規則を考慮して作成されたものである。
【００２７】
それぞれのトラックごとの記録符号列は、マルチトラック記録部１４０の出力タイミング設定部１４１−１，１４１−２，１４１−３にて所望のタイミングが与えられた後、記録補償部１４４−１，１４４−２，１４４−３にて、磁気記録メディア２への記録に最適化するための記録補償処理が施される。
【００２８】
この後、トラックごとの記録符号列は、記録アンプ１４７−１，１４７−２，１４７−３において電圧から電流に変換されて記録ヘッドＷ−１，Ｗ−２，Ｗ−３に送られ、記録ヘッドＷ−１，Ｗ−２，Ｗ−３によって磁気記録メディア２に記録される（ステップＳ８０４）。
【００２９】
そして、以上の磁気記録メディア２へのユニット単位の記録動作は、トラック方向に複数のユニットが連続して配置されるように繰り返される。
【００３０】
次に、上記の磁気記録再生方式を採用した再生装置について説明する。
【００３１】
図２７は上記の磁気記録再生方式を採用した再生装置９００の構成を示す図である。
【００３２】
同図に示すように、この再生装置９００は、再生ヘッドアレイ２１０、チャネル再生部２２０、信号分離部２３０、マルチトラック復調部２４０、及び復元部２６０を備える。
【００３３】
再生ヘッドアレイ２１０は、磁気記録メディア２に記録された各トラックから信号を読み出すＮ（Ｎ＝３）個の再生ヘッドＲ−１，Ｒ−２，Ｒ−３を有する。それぞれの再生ヘッドＲ−１，Ｒ−２，Ｒ−３は、磁気記録メディア２上で隣接する１以上のトラックから信号を再生することが可能なように、そのヘッド幅及び配置が決められている。
【００３４】
チャネル再生部２２０は、再生ヘッドアレイ２１０に搭載されたＮ個の再生ヘッドＲ−１，Ｒ−２，Ｒ−３によって再生された信号を増幅するＮ個の再生アンプ２２１−１，２２１−２，２２１−３と、Ｎ個の再生アンプ２２１−１，２２１−２，２２１−３の出力の振幅レベルが所定の値になるようにゲインを制御するゲイン調整部２２４−１，２２４−２，２２４−３と、ゲイン調整部２２４−１，２２４−２，２２４−３の出力を所定のビット幅のディジタル値に量子化するＡ／Ｄコンバータ２２５−１，２２５−２，２２５−３とを備える。
【００３５】
なお、Ａ／Ｄコンバータ２２５−１，２２５−２，２２５−３の直前には必要に応じて不要な高域成分を除去するローパス・フィルタが備えられていてもよい。
【００３６】
また、ゲイン調整部２２４−１，２２４−２，２２４−３は、Ａ／Ｄコンバータ２２５−１，２２５−２，２２５−３の前段ではなく後段に配置されてもよい。これは、Ａ／Ｄコンバータ２２５−１，２２５−２，２２５−３のビット幅をより有効に用いたり、ゲイン調整部２２４−１，２２４−２，２２４−３の構成を、プリアンプルに含まれる各パターンの検出を考慮した簡単なものとしたい場合に有効である。
【００３７】
信号分離部２３０は、Ａ／Ｄコンバータ２２５−１，２２５−２，２２５−３の出力から同期パターンの検出を行う同期信号検出器２３１と、同期信号検出器２３１によって検出された同期信号をもとに分離パターンの開始位置を特定して、その分離パターンを用いてチャネル推定演算および信号分離演算を行うことによって、複数の再生ヘッドＲ−１，Ｒ−２，Ｒ−３によってそれぞれ再生された１ユニット分の再生信号からトラックごとの再生信号を分離する信号分離処理部２３６とを備える。
【００３８】
マルチトラック復調部２４０は、信号分離処理部２３６にて分離されたトラックごとの再生信号に対して等化処理を行うＭ個の等化器２４１−１，２４１−２，２４１−３と、等化器２４１−１，２４１−２，２４１−３の出力からビット同期を行うＭ個のＰＬＬ２４２−１，２４２−２，２４２−３と、ＰＬＬ２４２−１，２４２−２，２４２−３で生成されたビット同期信号を用いて各トラックごとの再生信号を二値化して符号列を生成する、たとえばビタビ検出器などＭ個の検出器２４３−１，２４３−２，２４３−３と、検出器２４３−１，２４３−２，２４３−３の出力である２値化された再生信号から符号列上の同期パターンを検出するＭ個の同期信号検出器２４４−１，２４４−２，２４４−３と、同期信号検出器２４４−１，２４４−２，２４４−３により検出された同期パターンをもとにデータの開始位置を特定して符号列からデータ列を復号するＭ個の復号器２４５−１，２４５−２，２４５−３とを備える。
【００３９】
復元部２６０は、マルチトラック復調部２４０内のＭ個の復号器２４５−１，２４５−２，２４５−３より出力された各トラックのデータを、記録時と逆の動作により連結して再生データ３を復元するデータ結合器２６１を備える。
【００４０】
図２８は、この再生装置９００のユニット再生の動作の流れを示すフローチャートである。この再生装置９００では、まず、それぞれ隣接する１以上のトラックから信号を再生することが可能なＮ個の再生ヘッドＲ−１，Ｒ−２，Ｒ−３によって、磁気記録メディア２の１ユニット分の複数のトラックから信号が再生される（ステップＳ９０１）。
【００４１】
次に、ゲイン調整部２２４−１，２２４−２，２２４−３にて、各再生アンプ２２１−１，２２１−２，２２１−３の出力の振幅レベルが調整された後、ゲイン調整部２２４−１，２２４−２，２２４−３の出力はＡ／Ｄコンバータ２２５−１，２２５−２，２２５−３にてディジタル値に変換されて同期信号検出器２３１に出力される（ステップＳ９０２）。
【００４２】
同期信号検出器２３１は、Ａ／Ｄコンバータ２２５−１，２２５−２，２２５−３の出力ごとに、プリアンブル内の分離パターンの開始位置などを知るための同期パターンの検出を行う（ステップＳ９０３）。
【００４３】
次に、信号分離処理部２３６は、同期信号検出器２３１によって検出された同期信号をもとに分離パターンの開始位置を特定して、その分離パターンを用いてチャネル推定演算によって各再生ヘッドＲ−１，Ｒ−２，Ｒ−３と１ユニット分の複数のトラックとのトラック幅方向の位置関係に相当するチャネル行列を求めた後（ステップＳ９０４）、このチャネル行列をもとに、各再生ヘッドＲ−１，Ｒ−２，Ｒ−３によって再生された１ユニット分の再生信号から、トラックＲ−１，Ｒ−２，Ｒ−３ごとの再生信号を分離する（ステップＳ９０５）。
【００４４】
この後は、トラックごとの再生信号からマルチトラック復調部２４０にてデータ列の復号が行われ（ステップＳ９０６）、復元部２６０にて各トラックごとのデータが連結されて再生データ３が得られる（ステップＳ９０７）。
【００４５】
ところで上記の磁気記録再生方式を採用する場合における、システム構成上の技術的課題としては、信号分離処理の際の演算の複雑さがあった。例えば、データ再生のための信号処理の一単位が３本のトラックからなる場合、信号分離処理においては、３×３の逆行列演算を行うこととなる。このような逆行列演算には多大な演算量を要し、回路規模の増大、消費電力の増大を招くことになる。また、このような問題は、ユニットを構成するトラックの数をさらに増やした場合には、より一層顕著なものとなる。
【００４６】
本発明は、かかる事情を鑑み、データを再生するための信号処理の一単位が複数のトラックに分けて記録された記録媒体からのデータの再生において、トラックごとの再生信号を分離する処理の演算量の低減及び処理速度の向上を図ることのできるデータ再生装置、データ再生方法、及びデータ記録再生装置を提供しようとするものである。
【課題を解決するための手段】
【００４７】
上記の課題を解決するために、本発明のデータ再生装置は、複数のトラックを有し、前記トラックごとに、データと、１以上の前記トラックに跨って信号を再生することが可能な再生ヘッドと前記複数のトラックとの再生時のトラック幅方向の位置関係を検出するために必要なパターンを含むプリアンブルとが記録され、前記複数のトラックの前記データ及び前記プリアンブルが、前記データを再生するための信号処理の一単位であるユニットとして記録された記録媒体から前記データを再生する装置であって、前記ユニットごとの前記パターンの再生信号をもとに、前記再生ヘッドと前記複数のトラックとの再生時のトラック幅方向の位置関係に相当するチャネル行列を演算するチャネル推定演算部と、前記チャネル行列と逆行列または一般化逆行列との組み合わせが予め複数記憶され、前記チャネル推定演算部の演算結果である前記チャネル行列に対応する前記逆行列または前記一般化逆行列を出力するチャネル行列記憶部と、前記チャネル行列記憶部より出力された前記逆行列または前記一般化逆行列を用いて、前記再生ヘッドによって再生された前記１ユニット分の前記データの再生信号から、前記トラックごとの前記データの再生信号を分離する信号分離演算部とを具備する。
【００４８】
この発明によれば、チャネル行列の演算後の信号分離演算において、チャネル推定演算によって求められたチャネル行列に対応する一般化逆行列をチャネル行列記憶部から得ることができる。すなわち、逆行列演算を行わずに一般化逆行列を得ることができるので、信号分離演算の演算量の低減及び処理速度の向上を図れる。
【００４９】
また、本発明のデータ再生装置は、前記チャネル推定演算部の演算結果である前記チャネル行列を前記チャネル行列記憶部に予め記憶されたチャネル行列に同定するチャネル行列変換部をさらに有し、前記チャネル行列記憶部は、前記チャネル行列変換部によって同定された前記チャネル行列に対応する前記逆行列または前記一般化逆行列を出力することとしてもよい。これにより、チャネル行列記憶部に、チャネル推定演算部の演算結果の種類分の数のチャネル行列と一般化逆行列とのペアを記憶することなく、一般化逆行列を得ることができ、チャネル推定演算部の記憶容量を抑制できるとともに、実用的な構成が実現される。
【００５０】
本発明のデータ再生装置において、前記信号分離演算部は、前記チャネル推定演算部の演算結果である前記チャネル行列を入力して、このチャネル行列の前記逆行列または前記一般化逆行列を求める逆行列演算部をさらに有し、前記チャネル行列記憶部より出力された前記逆行列または前記一般化逆行列を用いて前記トラックごとの前記データの再生信号を分離する第１のモードと、前記逆行列演算部によって求められた前記逆行列または前記一般化逆行列を用いて前記トラックごとの前記データの再生信号を分離する第２のモードとを切り替えて動作することとしてもよい。これにより、負荷の大きい逆行列演算を制限して行うことができ、データ再生時の速やかな処理が可能になるとともに、消費電力を低減できる。
【００５１】
本発明のデータ再生装置において、前記ユニットは前記記録媒体にトラック方向に複数配置されており、連続する複数の前記ユニット内の前記パターンの再生信号をもとに前記チャネル推定演算部にて求められた複数の前記チャネル行列を用いて、前記データの区間内で可変の複数の前記チャネル行列を推定するチャネル行列推定部をさらに具備し、前記チャネル行列記憶部は、前記チャネル行列推定部により推定された前記複数のチャネル行列にそれぞれ対応する前記逆行列または前記一般化逆行列を出力することとしてもよい。
【００５２】
この発明によれば、データの区間内で、再生ヘッドと複数のトラックとのトラック幅方向の位置関係に相当するチャネル行列をトラックずれの状況に応じて可変にすることによって、トラックずれに対するデータ再生の安定化を図ることのできるデータ再生装置において、チャネル行列推定部により推定された複数のチャネル行列にそれぞれ対応する一般化逆行列を、逆行列演算に拠ることなく得ることができ、信号分離演算の演算量の低減及び処理速度の向上を図ることができる。
【００５３】
本発明のデータ再生装置において、前記チャネル行列推定部により推定された前記複数のチャネル行列を、前記チャネル行列記憶部に予め記憶された前記チャネル行列にそれぞれ同定するチャネル行列変換部をさらに有し、前記チャネル行列記憶部は、前記チャネル行列変換部によってそれぞれ同定された前記複数のチャネル行列にそれぞれ対応する前記逆行列または前記一般化逆行列を出力することとしてもよい。これにより、チャネル行列記憶部に、チャネル行列推定部の推定結果の種類分の数のチャネル行列と一般化逆行列とのペアを記憶することなく、一般化逆行列を得ることができ、チャネル推定演算部の記憶容量を抑制できるとともに、実用的な構成が実現される。
【００５４】
また、前記チャネル行列推定部は、連続する複数の前記ユニット内の前記パターンの再生信号をもとに前記チャネル推定演算部によって求められた前記複数のチャネル行列から、直線補間によって、前記データの個々の区間にそれぞれ対応する複数のチャネル行列を推定することとしてもよい。このようにして直線補間を用いることで、データの区間を分割した個々の区間ごとに、トラックずれの状況に応じた適切なチャネル行列を得ることができ、トラックずれに対するデータ再生の安定化を図ることができる。
【００５５】
前記パターンとしては、前記トラックごとにユニークな位置に配置された、最小記録波長と同等あるいはそれ以上の記録波長の信号からなる分離パターンを用いることができる。また、トラッキングサーボ情報を用いてもよい。
【００５６】
本発明のデータ再生装置は、前記１ユニット分の複数のトラックに対してそれぞれ異なる位置関係で信号を再生可能なように、前記再生ヘッドを複数備えたものであってもよい。
【００５７】
本発明の別の観点に基づくデータ再生方法は、複数のトラックを有し、前記トラックごとに、データと、１以上の前記トラックに跨って信号を再生することが可能な再生ヘッドと前記複数のトラックとの再生時のトラック幅方向の位置関係を検出するために必要なパターンを含むプリアンブルとが記録され、前記複数のトラックの前記データ及び前記プリアンブルが、前記データを再生するための信号処理の一単位であるユニットとして記録された記録媒体から前記データを再生する方法であって、前記ユニットごとの前記パターンの再生信号をもとに、チャネル推定演算によって、前記再生ヘッドと前記複数のトラックとの再生時のトラック幅方向の位置関係に相当するチャネル行列を求めるステップと、前記チャネル行列と逆行列または一般化逆行列との組み合わせが予め複数記憶されたチャネル行列記憶部を設けておき、このチャネル行列記憶部から、前記チャネル推定演算の結果であるチャネル行列に対応する逆行列または一般化逆行列を出力するステップと、前記出力された逆行列または一般化逆行列を用いて、前記再生ヘッドによって再生された前記１ユニット分の前記データの再生信号から、前記トラックごとの前記データの再生信号を分離するステップとを具備する。
【００５８】
この発明によれば、チャネル行列の演算後の信号分離演算において、チャネル推定演算によって求められたチャネル行列に対応する一般化逆行列をチャネル行列記憶部から得ることができる。すなわち、逆行列演算を行わずに一般化逆行列を得ることができるので、信号分離演算の演算量の低減及び処理速度の向上を図れる。
【００５９】
本発明のデータ再生方法において、前記チャネル推定演算の結果であるチャネル行列を前記チャネル行列記憶部に予め記憶されたチャネル行列に同定するステップをさらに有し、前記逆行列出力ステップは、前記同定されたチャネル行列に対応付けて前記チャネル行列記憶部に記憶された逆行列または一般化逆行列を出力することとしてもよい。これにより、チャネル行列記憶部に、チャネル推定演算結果の種類分の数のチャネル行列と一般化逆行列とのペアを記憶することなく、一般化逆行列を得ることができ、チャネル推定演算部の記憶容量を抑制できるとともに、実用的な構成が実現される。
【００６０】
また、本発明のデータ再生方法において、前記ユニットは前記記録媒体にトラック方向に複数配置されており、連続する複数の前記ユニット内の前記パターンの再生信号をもとに前記チャネル推定演算によって求められた複数のチャネル行列を用いて、前記データの区間内で可変の複数のチャネル行列を推定するステップをさらに具備し、前記逆行列出力ステップは、前記推定されたチャネル行列に対応付けて前記チャネル行列記憶部に記憶された逆行列または一般化逆行列を出力することとしてもよい。
【００６１】
この発明によれば、データの区間内で、再生ヘッドと複数のトラックとのトラック幅方向の位置関係に相当するチャネル行列をトラックずれの状況に応じて可変にすることによって、トラックずれに対するデータ再生の安定化を図ることのできるデータ再生装置において、チャネル行列推定により得られた複数のチャネル行列にそれぞれ対応する一般化逆行列を、逆行列演算に拠ることなく得ることができ、信号分離演算の演算量の低減及び処理速度の向上を図ることができる。
【００６２】
本発明のデータ再生方法において、前記推定された前記複数のチャネル行列をそれぞれ前記チャネル行列記憶部に予め記憶されたいずれかのチャネル行列に同定するステップをさらに有し、前記逆行列出力ステップは、前記同定されたチャネル行列に対応付けて前記チャネル行列記憶部に記憶された逆行列または一般化逆行列を出力することとしてもよい。これにより、チャネル行列記憶部に、チャネル行列推定部の推定結果の種類分の数のチャネル行列と一般化逆行列とのペアを記憶することなく、一般化逆行列を得ることができ、チャネル推定演算部の記憶容量を抑制できるとともに、実用的な構成が実現される。
【発明の効果】
【００６３】
本発明のデータ再生装置、データ再生方法、及びデータ記録再生装置によれば、データを再生するための信号処理の一単位が複数のトラックに分けて記録された記録媒体からのデータの再生において、トラックごとの再生信号を分離する処理の演算量の低減及び処理速度の向上を図ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００６４】
以下、本発明の実施形態を図面に基づき詳細に説明する。
【００６５】
（第１の実施形態）
【００６６】
本発明の第１の実施形態として、マルチヘッドを用いた磁気記録再生方式について説明する。記録ヘッドの数をＭ、再生ヘッドの数をＮとし、この実施形態では、Ｍ＝３、Ｎ＝３とする。
【００６７】
図１は、本発明の第１の実施形態の磁気記録再生方式における記録装置１００の構成を示す図である。
【００６８】
同図に示すように、この記録装置１００は、マルチトラック化部１１０、マルチトラック記録符号化部１２０、マルチトラックプリアンブル付加部１３０、マルチトラック記録部１４０、記録ヘッドアレイ１５０で構成される。
【００６９】
マルチトラック化部１１０は、マルチトラック化のために記録データ１を記録ヘッドアレイ１５０に設けられた記録ヘッドＷ−１，Ｗ−２，Ｗ−３の数（Ｍ＝３）分のデータに振り分けるデータ分配器１１１で構成される。
【００７０】
マルチトラック記録符号化部１２０は、データ分配器１１１にてＭ個に振り分けられた記録データを符号化するＭ個の記録符号化部１２１−１，１２１−２，１２１−３で構成される。
【００７１】
マルチトラックプリアンブル付加部１３０は、マルチトラック記録符号化部１２０によって符号化された各記録データに、トラックごとに特定のプリアンブルを付加するＭ個のプリアンブル付加部１３１−１，１３１−２，１３１−３で構成される。
【００７２】
マルチトラック記録部１４０は、プリアンブルが付加された各トラックの記録符号列を記録媒体に記録する手段であり、より詳細には、プリアンブルが付加された記録符号列に所望のタイミングを与えるＭ個の出力タイミング設定部１４１−１，１４１−２，１４１−３と、記録補償処理を行うＭ個の記録補償部１４４−１，１４４−２，１４４−３と、記録補償処理後の記録符号列をもとに個々の記録ヘッドＷ−１，Ｗ−２，Ｗ−３を駆動するＭ個の記録アンプ１４７−１，１４７−２，１４７−３とで構成される。
【００７３】
図２は、この記録装置１００によるユニット記録の動作を示すフローチャートである。この記録装置１００では、まず、入力された記録データ１がマルチトラック化部１１０にて、記録ヘッドＷ−１，Ｗ−２，Ｗ−３の数（Ｍ＝３）のデータ、すなわちユニットを構成するトラック数分のデータに分配される（ステップＳ１０１）。
【００７４】
分配された各データは、それぞれマルチトラック記録符号化部１２０の記録符号化部１２１−１，１２１−２，１２１−３にて、磁気記録メディア２の記録再生特性を考慮した符号列に符号化される。このときデータの符号列に、復調用同期パターンなどの、データ復調時に必要な情報も付加される（ステップＳ１０２）。
【００７５】
次に、符号化されたそれぞれの記録データの所定の位置に、マルチトラックプリアンブル付加部１３０のプリアンブル付加部１３１−１，１３１−２，１３１−３にて、ユニット単位のデータを再生する制御のために必要なパターンがプリアンブルとして付加され、記録符号列が得られる（ステップＳ１０３）。
【００７６】
ここで、符号化されたそれぞれの記録データの所定の位置とは、連続して記録符号列が記録再生されることを考慮して決められた位置である。また、プリアンブルとしては、例えば、再生信号に対するゲイン制御のための学習に用いられるゲイン制御パターン、ビット同期処理などに用いられる同期パターン、及び、複数の再生ヘッドと１ユニット分の複数のトラックとのトラック幅方向の位置関係に相当するチャネル行列を演算するために必要な分離パターンなどがある。ここで、１ユニット分の複数のトラックとは、データを再生するための信号処理の一単位を構成する複数のトラックである。同期パターンはトラックごとの分離パターンやデータの開始位置を特定するための情報としても用いられる。これらのパターンは、マルチトラック記録符号化部１２０の記録符号化部１２１−１，１２１−２，１２１−３で生成される符号列の規則を考慮して作成されたものである。
【００７７】
それぞれのトラックごとの記録符号列は、マルチトラック記録部１４０の出力タイミング設定部１４１−１，１４１−２，１４１−３にて所望のタイミングが与えられた後、記録補償部１４４−１，１４４−２，１４４−３にて、磁気記録メディア２への記録に最適化するための記録補償処理が施される。
【００７８】
この後、トラックごとの記録符号列は、記録アンプ１４７−１，１４７−２，１４７−３において電圧から電流に変換されて記録ヘッドＷ−１，Ｗ−２，Ｗ−３に送られ、記録ヘッドＷ−１，Ｗ−２，Ｗ−３によって磁気記録メディア２に記録される（ステップＳ１０４）。
【００７９】
そして、以上の磁気記録メディア２へのユニット単位の記録動作は、トラック方向に複数のユニットが連続して配置されるように繰り返される。
【００８０】
次に、本発明の第１の実施形態の磁気記録再生方式における再生装置について説明する。
【００８１】
図３は本発明の第１の実施形態の磁気記録再生方式における再生装置２００の構成を示す図である。
【００８２】
同図に示すように、再生装置２００は、再生ヘッドアレイ２１０、チャネル再生部２２０、信号分離処理部２３０、マルチトラック復調部２４０、及び復元部２６０を備える。
【００８３】
再生ヘッドアレイ２１０は、磁気記録メディア２に記録された各トラックから信号を読み出すＮ（Ｎ＝３）個の再生ヘッドＲ−１，Ｒ−２，Ｒ−３を有する。それぞれの再生ヘッドＲ−１，Ｒ−２，Ｒ−３は、磁気記録メディア２上で隣接する１以上のトラックから信号を再生することが可能なように、そのヘッド幅及び配置が決められている。
【００８４】
チャネル再生部２２０は、再生ヘッドアレイ２１０に搭載されたＮ個の再生ヘッドＲ−１，Ｒ−２，Ｒ−３によって再生された信号を増幅するＮ個の再生アンプ２２１−１，２２１−２，２２１−３と、Ｎ個の再生アンプ２２１−１，２２１−２，２２１−３の出力の振幅レベルが所定の値になるようにゲインを制御するゲイン調整部２２４−１，２２４−２，２２４−３と、ゲイン調整部２２４−１，２２４−２，２２４−３の出力を所定のビット幅のディジタル値に量子化するＡ／Ｄコンバータ２２５−１，２２５−２，２２５−３とを備える。
【００８５】
なお、Ａ／Ｄコンバータ２２５−１，２２５−２，２２５−３の直前には必要に応じて不要な高域成分を除去するローパス・フィルタが備えられていてもよい。
【００８６】
また、ゲイン調整部２２４−１，２２４−２，２２４−３は、Ａ／Ｄコンバータ２２５−１，２２５−２，２２５−３の前段ではなく後段に配置されてもよい。これは、Ａ／Ｄコンバータ２２５−１，２２５−２，２２５−３のビット幅をより有効に用いたり、ゲイン調整部２２４−１，２２４−２，２２４−３の構成を、プリアンプルに含まれる各パターンの検出を考慮した簡単なものとしたい場合に有効である。
【００８７】
信号分離処理部２３０は、同期信号検出器２３１、チャネル推定演算部２３２、チャネル行列変換部２３３、チャネル行列記憶部２３４、及び信号分離演算部２３５を有している。
【００８８】
同期信号検出器２３１は、Ａ／Ｄコンバータ２２５−１，２２５−２，２２５−３の出力から同期パターンの検出を行う。
【００８９】
チャネル推定演算部２３２は、同期信号検出器２３１によって検出された同期パターンをもとに分離パターンの開始位置を特定して、この分離パターンの再生信号を用いてチャネル推定演算を行う。
【００９０】
チャネル行列変換部２３３は、チャネル推定演算部２３２によって得られたチャネル行列をチャネル行列記憶部２３４に予め記憶されたチャネル行列に同定する。より具体的には、チャネル行列変換部２３３は、チャネル行列記憶部２３４に予め記憶された複数のチャネル行列のうちチャネル推定演算部２３２の演算結果に最も近いチャネル行列を判断して、このチャネル行列をチャネル行列記憶部２３４に入力する。
【００９１】
チャネル行列記憶部２３４は、チャネル行列と逆行列または一般化逆行列との組み合わせが予め複数記憶され、チャネル行列変換部２３３より入力されたチャネル行列に対応する逆行列または一般化逆行列を出力する。
【００９２】
なお、ここで用いられているチャネル行列が正方行列の場合、チャネル行列記憶部２３４にはチャネル行列と逆行列との組み合わせが記憶され、正方行列でない場合には、チャネル行列と一般化逆行列との組み合わせが予め記憶されることになる。
【００９３】
信号分離演算部２３５は、チャネル行列記憶部２３４より出力された逆行列または一般化逆行列を用いて、各再生ヘッドＲ−１，Ｒ−２，Ｒ−３によって再生された１ユニット分の再生信号からトラックごとの再生信号を分離する。
【００９４】
信号分離処理部２３０は、処理を行うために必要なデータ等の情報を記憶する図示しない記憶部を持っている。信号分離処理部２３０は、この記憶部に、例えば、プリアンブルとデータからなる所定のユニット分の情報を記憶して処理を行う。
【００９５】
マルチトラック復調部２４０は、図４に示すように、信号分離演算部２３５にて分離されたトラックごとの再生信号に対して等化処理を行うＭ個の等化器２４１−１，２４１−２，２４１−３と、等化器２４１−１，２４１−２，２４１−３の出力からビット同期を行うＭ個のＰＬＬ２４２−１，２４２−２，２４２−３と、ＰＬＬ２４２−１，２４２−２，２４２−３で生成されたビット同期信号を用いて各トラックごとの再生信号を二値化して符号列を生成する、たとえばビタビ検出器などＭ個の検出器２４３−１，２４３−２，２４３−３と、検出器２４３−１，２４３−２，２４３−３の出力である２値化された再生信号から符号列上の同期パターンを検出するＭ個の同期信号検出器２４４−１，２４４−２，２４４−３と、同期信号検出器２４４−１，２４４−２，２４４−３により検出された同期パターンをもとにデータの開始位置を特定して符号列からデータ列を復号するＭ個の復号器２４５−１，２４５−２，２４５−３とを備える。なお、マルチトラック復調部２４０は、上記の処理を行うために必要なデータ等の情報を記憶する、図示しない記憶部を有している。
【００９６】
図３に戻って、復元部２６０は、マルチトラック復調部２４０内のＭ個の復号器２４５−１，２４５−２，２４５−３より出力された各トラックのデータを、記録時と逆の動作により連結して再生データ３を復元するデータ結合器２６１を備える。
【００９７】
図５は、この再生装置２００のユニット再生の動作の流れを示すフローチャートである。この再生装置２００では、まず、それぞれ隣接する１以上のトラックから信号を再生することが可能なＮ個の再生ヘッドＲ−１，Ｒ−２，Ｒ−３によって、磁気記録メディア２の１ユニット分の複数のトラックから信号が再生される（ステップＳ２０１）。
【００９８】
次に、ゲイン調整部２２４−１，２２４−２，２２４−３にて、各再生アンプ２２１−１，２２１−２，２２１−３の出力の振幅レベルが調整された後、ゲイン調整部２２４−１，２２４−２，２２４−３の出力はＡ／Ｄコンバータ２２５−１，２２５−２，２２５−３にてディジタル値に変換されて同期信号検出器２３１に出力される（ステップＳ２０２）。
【００９９】
同期信号検出器２３１は、Ａ／Ｄコンバータ２２５−１，２２５−２，２２５−３の出力ごとに、プリアンブル内の分離パターンの開始位置などを知るための同期パターンの検出を行う（ステップＳ２０３）。
【０１００】
次に、チャネル推定演算部２３２は、同期信号検出器２３１によって検出された同期パターンをもとに各再生信号に配置されている分離パターンの開始位置を特定し、その分離パターンの再生信号をもとに所定のチャネル推定演算によって各再生ヘッドＲ−１，Ｒ−２，Ｒ−３と１ユニット分の複数のトラックとのトラック幅方向の位置関係に相当するチャネル行列を求める（ステップＳ２０４）。
【０１０１】
次に、チャネル行列変換部２３３は、チャネル推定演算部２３２にて得られたチャネル行列をチャネル行列記憶部２３４に記憶された最も近いチャネル行列に同定する（ステップＳ２０５）。
【０１０２】
続いて、チャネル行列記憶部２３４は、チャネル行列変換部２３３より入力されたチャネル行列に対応した逆行列または一般化逆行列を信号分離演算部２３５に出力する（ステップＳ２０６）。
【０１０３】
次に、信号分離演算部２３５は、チャネル行列記憶部２３４より入力された逆行列または一般化逆行列をもとに、各再生ヘッドＲ−１，Ｒ−２，Ｒ−３によって再生された１ユニット分の再生信号から、トラックごとの再生信号を分離する（ステップＳ２０７）。
【０１０４】
この後は、トラックごとの再生信号からマルチトラック復調部２４０にてデータ列の復号が行われ（ステップＳ２０８）、復元部２６０にて各トラックごとのデータが連結されて再生データ３が得られる（ステップＳ２０９）。
【０１０５】
図６は、上記の本実施形態の記録装置１００によって記録が行われた磁気記録メディア２上のデータフォーマットの概念図である。
【０１０６】
Ｍ個の記録ヘッドによって磁気記録メディア２に記録された、Ｍ個のトラックをまとめた一単位を「ユニット」と呼ぶことにする。図６において、トラック＃１、トラック＃２、トラック＃３はそれぞれ、記録装置（たとえば記録装置１００）のＭ（ここではＭ＝３）個の記録ヘッドＷ−１，Ｗ−２，Ｗ−３によって磁気記録メディア２に記録されたトラックである。これらのトラック＃１、トラック＃２、トラック＃３のまとまりがユニット５１である。それぞれのユニット５１間にはガードバンド５２と呼ばれる、何も記録されていない領域が確保されている。このガードバンド５２の目的は、隣のユニットのトラックが再生されないようにすることにある。
【０１０７】
トラック＃１、トラック＃２、トラック＃３にはそれぞれ、プリアンブル２１とデータ２２が記録されている。プリアンブル２１は、前述したように、データ２２を再生する制御のために必要な情報として、再生信号に対するゲイン制御のための学習に用いられるゲイン制御パターン、ビット同期処理などに用いられる同期パターン、及び、複数の再生ヘッドと１ユニット分の複数のトラックとのトラック幅方向の位置関係に相当するチャネル行列を演算するために必要な分離パターンを含むものである。
【０１０８】
ここでＭ個のトラック＃１、トラック＃２、トラック＃３それぞれの、Ｍ個のプリアンブル２１とＭ個のデータ２２とのまとまりが、データを再生するための信号処理の一単位としてのユニット５１である。
【０１０９】
図７は、プリアンブル２１の構成を示す図である。
【０１１０】
同図に示すように、プリアンブル２１は、第１のプリアンブル２３、同期パターン２４、及び第２のプリアンブル２５で構成されている。トラック上では、先頭より、第１のプリアンブル２３、同期パターン２４、第２のプリアンブル２５の順に配置される。第２のプリアンブル２５の後にはデータ２２が配置される。データ２２は、記録時に図１の記録装置１００の記録符号化部１２１−１，１２１−２，１２１−３で作成された記録符号列である。第１のプリアンブル２３、同期パターン２４、第２のプリアンブル２５は、プリアンブル付加部１３１−１，１３１−２，１３１−３によって記録符号列に対して付加されたものである。
【０１１１】
第１のプリアンブル２３は、再生時に図３に示した再生装置２００の中のゲイン調整部２２４−１，２２４−２，２２４−３による再生アンプ２２１−１，２２１−２，２２１−３のゲイン制御のための学習信号として使用される。また、第１のプリアンブル２３は、必要に応じて、同期信号検出器２３１にて、ビット同期検出のための学習や、再生信号のレベル調整等にも用いられる。
【０１１２】
同期パターン２４は、同期信号検出器２３１によって第２のプリアンブル２５の開始位置及びデータ２２の開始位置を知るための情報として使用される。
【０１１３】
第２のプリアンブル２５は、再生時に複数の再生ヘッドＲ−１，Ｒ−２，Ｒ−３と１ユニット分の複数のトラック＃１，＃２，＃３とのトラック幅方向における位置関係に相当するチャネル行列をチャネル推定演算部２３２にて求めるために使用されるパターンである。
【０１１４】
第２のプリアンブル２５は、トラック＃１，＃２，＃３ごとに、隣りのトラックとの間で、トラック方向での位置が重ならないように配置された分離パターン３１，３２，３３で構成される。すなわち、トラック＃１の分離パターン３１はＴ１区間に、トラック＃２の分離パターン３２はＴ２区間に、トラック＃３の分離パターン３３はＴ３区間にそれぞれ記録されている。これにより分離パターンの種類は、トラック数に対応する３種類となる。隣り合うトラックの分離パターン３１，３２，３３どうしの間には所定の時間分の隙間３８が設けられており、ユニット内で各トラック＃１，＃２，＃３の各分離パターン３１，３２，３３が重ならないようにしてある。
【０１１５】
なお、分離パターン３１，３２，３３は、最小記録波長と同等か、あるいはそれ以上の所定の記録波長で記録されたものである。
【０１１６】
チャネル推定演算部２３２は、この分離パターン３１，３２，３３の再生信号を用いてチャネル推定演算を行い、その結果としてチャネル行列を生成する。このチャネル行列は、１ユニット内の各トラック＃１，＃２，＃３に対する個々の再生ヘッドＲ−１，Ｒ−２，Ｒ−３のトラック幅方向での位置情報に相当するもので、言い換えると、個々の再生ヘッドＲ−１，Ｒ−２，Ｒ−３がそれぞれ、ユニット内のどのトラックとどんな割合で位置的に重なるかを示した情報である。
【０１１７】
なお、図７の例では、再生ヘッドＲ−１，Ｒ−２，Ｒ−３の幅はトラック幅の１．５倍とする。すなわち、再生ヘッドＲ−１，Ｒ−２，Ｒ−３の幅は、記録ヘッドＷ−１，Ｗ−２，Ｗ−３のヘッド幅の１．５倍とされ、個々の再生ヘッドＲ−１，Ｒ−２，Ｒ−３はそれぞれ複数のトラックから信号を再生できるものとする。図７の場合には、再生ヘッドＲ−１は、トラック＃１とトラック＃２から信号を再生し、再生ヘッドＲ−２は、３本のトラック＃１，＃２，＃３から信号を再生し、再生ヘッドＲ−３はトラック＃２とトラック＃３から信号を再生する。
【０１１８】
なお、図７は本発明に適用可能なプリアンブル２１の構成の一例にすぎず、データの再生制御に用いることができるものであれば、他の構成を有するものであってもよい。
【０１１９】
次に、この実施形態において、信号分離演算のために必要な逆行列を求める動作の詳細を説明する。
【０１２０】
発明が解決しようとする課題で説明したように、逆行列の演算は多大な演算量を要し、回路規模の増大、消費電力の増大を招くため、この実施形態では、チャネル行列と逆行列または一般化逆行列との組み合わせを図３に示したチャネル行列記憶部２３４に予め記憶しておくことで、信号分離演算部２３５にて、チャネル行列Ｈから逆行列または一般化逆行列への演算を行わずに、チャネル行列記憶部２３４に記憶された逆行列または一般化逆行列を用いることで信号分離処理を行うこととしている。
【０１２１】
この場合、チャネル行列記憶部２３４に、再生ヘッドＲ−１，Ｒ−２，Ｒ−３のトラックずれの量に応じた各チャネル行列に対応する逆行列または一般化逆行列の情報を記憶しておく必要がある。
【０１２２】
図８は再生ヘッドＲ−１，Ｒ−２，Ｒ−３がトラック幅に対して５０％だけ下方にずれている状態を示す図である。なお、図７は再生ヘッドＲ−１，Ｒ−２，Ｒ−３のトラックずれがない状態を示すものである。このように、各再生ヘッドＲ−１，Ｒ−２，Ｒ−３は、図７に示す基準位置から、各再生ヘッドＲ−１，Ｒ−２，Ｒ−３間の位置関係は保たれたまま、トラックに対して上方あるいは下方にずれていく。図７及び図８のそれぞれ下の部分に、それぞれの状態でのチャネル行列Ｈとこれに対応する逆行列Ｈ（−１）を示している。チャネル行列Ｈは３行３列の要素からなる正方行列であり、要素の最大値は１．００とする。ここで、チャネル行列Ｈとこれに対応する逆行列Ｈ（−１）は、再生ヘッドＲ−１，Ｒ−２，Ｒ−３のトラックずれの量、すなわち、複数の再生ヘッドＲ−１，Ｒ−２，Ｒ−３と複数のトラックとの再生時のトラック幅方向の位置関係に対応するものであることから、チャネル行列記憶部２３４には、チャネル行列Ｈと逆行列Ｈ（−１）との組み合わせを、検出すべき位置関係の数の分だけ記憶しておかねばならない。
【０１２３】
図９は、チャネル行列記憶部２３４に記憶されるチャネル行列Ｈと逆行列Ｈ（−１）との組み合わせの例を示す図であり、各再生ヘッドＲ−１，Ｒ−２，Ｒ−３の中心と各トラックの中心の位置が揃っている場合を０％として、トラック幅に対して１０％きざみで、トラック中心に対して再生ヘッドＲ−１，Ｒ−２，Ｒ−３の中心位置がトラック幅の５０％だけ下方にずれた場合までのチャネル行列Ｈとこれに対応する逆行列Ｈ（−１）とを組み合わせを示したものである。
【０１２４】
ところで、チャネル行列記憶部２３４のデータ記憶容量の制約などから、チャネル行列記憶部２３４に記憶されるチャネル行列と逆行列との組み合わせの数は限られる。したがって、チャネル推定演算部２３２によって求められたチャネル行列をチャネル行列記憶部２３４に記憶された最も近いチャネル行列に同定する機構が必要となる。
【０１２５】
この実施形態では、チャネル行列変換部２３３にて、チャネル推定演算部２３２による演算結果であるチャネル行列を、チャネル行列記憶部２３４に記憶されている最も近いチャネル行列に同定する処理を行うこととしている。もちろん、このチャネル行列の同定処理は、チャネル行列記憶部２３４に、チャネル推定演算部２３２の演算結果として出力され得る全てのチャネル行列とこれに対応する逆行列が記憶されている場合には不要であり、したがって、チャネル行列変換部２３３は不要である。以下に、チャネル行列の同定の具体例を示す。
【０１２６】
トラック中心に対して再生ヘッドＲ−１，Ｒ−２，Ｒ−３の中心がトラック幅の８％だけ下方にずれて再生が行われた場合を想定する。この場合、チャネル推定演算部２３２によるチャネル推定演算の結果は、トラックに対して再生ヘッドＲ−１，Ｒ−２，Ｒ−３の中心がトラック幅の８％程度下方にずれた位置情報を示すチャネル行列となる。
【０１２７】
このチャネル行列がチャネル行列変換部２３３に入力されると、チャネル行列変換部２３３は、チャネル行列記憶部２３４に格納されたチャネル行列の中から、チャネル推定演算部２３２より入力されたチャネル行列に最も近いもの、すなわち、トラックに対して再生ヘッドＲ−１，Ｒ−２，Ｒ−３の中心がトラック幅の１０％だけ下方にずれたチャネル行列を同定結果として出力する。
【０１２８】
このチャネル行列変換部２３３によるチャネル行列の同定結果はチャネル行列記憶部２３４に入力され、この結果、チャネル行列記憶部２３４から、この入力されたチャネル行列に対応する逆行列が信号分離演算部２３５に出力される。これによって、信号分離演算部２３５は、トラック幅の１０％だけ下方にずれたチャネル行列に対応した逆行列をもとに信号分離演算を行う。
【０１２９】
なお、図７、図８のチャネル行列は、ノイズが入っていないことを想定した場合のものであり、実際の再生信号からチャネル推定演算部２３２より出力されるチャネル推定行列は、たいていが図７、図８のチャネル行列とは異なるものとなることが予想される。
【０１３０】
以上のように、本実施形態の再生装置２００においては、信号分離演算部２３５にて逆行列の演算を行わずに信号分離演算を行うことが可能となり、信号分離演算の演算量の大幅な低減及び処理速度の向上を図ることができる。
【０１３１】
また、本実施形態によれば、各再生ヘッドＲ−１，Ｒ−２，Ｒ−３がそれぞれ複数のトラックに跨って再生した各信号をユニットの単位にまとめ、所定の信号処理を行うことで、トラック毎の再生信号を分離することができる。このため、ユニット内のトラック間の距離を狭く設定することができ、あるいは再生ヘッドＲ−１，Ｒ−２，Ｒ−３の幅をトラック幅よりも広く設定することができるので、高トラック密度化を実現できる。
【０１３２】
次に、本実施形態の変形例を説明する。
【０１３３】
信号分離演算部２３５において、逆行列演算を行う機能を持たせておき、チャネル行列変換部２３３から信号分離演算部２３５に、同定結果であるチャネル行列を出力するように構成してもよい。
【０１３４】
例えば、チャネル推定演算部２３２によって求められたチャネル行列が、チャネル行列変換部２３３にとって想定外な値であった場合に、チャネル行列変換部２３３は、チャネル推定演算部２３２より入力されたチャネル行列をそのまま信号分離演算部２３５へ出力し、信号分離演算部２３５内の逆行列演算機能にて逆行列演算を行うようにする。
【０１３５】
また、２つのモードを用意しておき、チャネル行列変換部２３３が、図示しないシステムコントローラからの通知に従って、同定結果であるチャネル行列をチャネル行列記憶部２３４に入力して、チャネル行列記憶部２３４からそのチャネル行列に対応する逆行列を信号分離演算部２３５に出力する第１のモードと、同定結果であるチャネル行列を信号分離演算部２３５に出力して、信号分離演算部２３５内の逆行列演算機能にて逆行列演算を行わせる第２のモードとを切り替えるようにしてもよい。
【０１３６】
このほか、信号分離演算部２３５内の逆行列演算機能によって演算されたチャネル行列を、チャネル行列記憶部２３４に記憶しておき、この対応情報を例えばチャネル行列変換部２３３に与えておくことによって、前記、チャネル推定演算部２３２によって求められたチャネル行列が、チャネル行列変換部２３３にとって想定外な値であった場合においても、本発明を適用することができる。
【０１３７】
このように負荷の大きい逆行列演算を制限して行うことによっても、データ再生時の速やかな処理が可能になるとともに、消費電力を低減できる。
【０１３８】
また、各再生ヘッドＲ−１，Ｒ−２，Ｒ−３と１ユニット分の複数のトラックとの再生時のトラック幅方向の位置関係を検出するために必要なパターンとして、上記の実施形態では、図７、図８に示したような分離パターン３１，３２，３３を用いたが、本発明はこれに限定されるものではなく、例えば、トラッキングサーボ情報などを用いることも可能である。この場合には、トラッキングサーボ情報の各記録パターンと各再生ヘッドとの位置関係をユニット単位にまとめたものがチャネル推定情報として生成される。
【０１３９】
また、分離パターンを用いて上記の位置関係を検出する手段と、トラッキングサーボ情報を用いて位置関係を検出する手段の両方を併用して、チャネル推定演算を行ってもよい。
【０１４０】
さらに、上記の実施形態では、３行３列の行列をチャネル推定情報として算出する場合を説明したが、例えば、４行４列の行列や、その他の正方行列であっても、その一般化逆行列を求めることによって信号分離処理を行うことが可能である。さらに、正方行列以外の行列でも、同様にしてその一般化逆行列を求めるようにすればよい。
【０１４１】
なお、行列の一般化逆行列を求められるようにするために、分離パターンの種類はトラック数に対応させておく必要がある。
【０１４２】
また、分離パターンは、互いに一次独立なトラック数のパターンとする。例えば、記録ヘッドの数を３、再生ヘッドの数を４とした場合、すなわち、記録トラックの数を３とし、再生信号の数を４とした場合は、分離パターンは、互いに一次独立な３通りのパターンで構成されるものとする。
【０１４３】
第１のプリアンブル２３に配置されているゲイン制御パターンを、同期パターン２４の後方に追加配置することによって、ゲイン制御のための情報量を増やしてもよい。
【０１４４】
第１のプリアンブル２３に配置されているゲイン制御パターンと、第２のプリアンブル２５に配置されている分離パターンとには、同一のパターンを採用してもかまわない。
【０１４５】
上記の実施形態では、時間軸上で直交する分離パターンを用いたが、本発明はこれに限定されるものではなく、例えば、周波数軸上で直交するような分離パターン、あるいは、直交符号を用いた分離パターンなどを用いてもよい。
【０１４６】
（第２の実施形態）
【０１４７】
次に、本発明の第２の実施形態として、シングルヘッドを用いた磁気記録再生方式を説明する。
【０１４８】
この実施形態の磁気記録再生方式は、１個、又はユニット当たりのトラック数より少ない個数の記録ヘッド及び再生ヘッドを有し、トラックごとに記録位置を揃えることなく記録されている記録媒体を、トラックごとに再生位置を揃えることなく再生する方式である。
【０１４９】
図１０は本発明の第２の実施形態である磁気記録再生方式における記録装置３００の構成を示す図である。
【０１５０】
この記録装置３００は、シングルヘッドでユニットの記録を行うものである。ここで、一つの記録ヘッドによってユニットの記録を行う所定の回数をＭとし、また一つの再生ヘッドによってユニットの再生を行う所定の回数をＮとし、この実施形態では、Ｍ＝３、Ｎ＝３とする。
【０１５１】
同図に示すように、この記録装置３００は、マルチトラック化部１１０、マルチトラック記録符号化部１２０、マルチトラックプリアンブル付加部１３０、マルチトラック記録部１４０、記録ヘッドアレイ１５０で構成される。
【０１５２】
マルチトラック記録符号化部１２０は、データ分配器１１１にてＭ個に振り分けられた記録データを符号化するＭ個の記録符号化部１２１−１，１２１−２，１２１−３で構成される。
【０１５３】
マルチトラックプリアンブル付加部１３０は、マルチトラック記録符号化部１２０によって符号化された各記録データに、トラックごとに特定のプリアンブルを付加するＭ個のプリアンブル付加部１３１−１，１３１−２，１３１−３で構成される。
【０１５４】
マルチトラック記録部１４０は、少なくとも１ユニット分の記録データを記憶する記憶部１４９と、プリアンブルが付加された記録符号列に所望のタイミングを与える１個の出力タイミング設定部１４１と、記録補償処理を行う１個の記録補償部１４４と、記録補償処理後の記録符号列をもとに記録ヘッドＷ−１を駆動する１個の記録アンプとで構成される。
【０１５５】
図１１は、この記録装置３００のユニット記録時の動作の流れを示すフローチャートである。この記録装置３００では、まず、入力された記録データ１がマルチトラック化部１１０にて、Ｍ（Ｍ＝３）個のデータ（トラックごとのデータ）に分配される（ステップＳ３０１）。
【０１５６】
分配された各データは、それぞれマルチトラック記録符号化部１２０の記録符号化部１２１−１，１２１−２，１２１−３にて、磁気記録メディア２の記録再生特性を考慮した符号列に符号化される。このとき符号列に、復調用同期パターンなどの、データ復調時に必要な情報も付加される（ステップＳ３０２）。
【０１５７】
次に、符号化されたそれぞれの記録データの所定の位置に、マルチトラックプリアンブル付加部１３０のプリアンブル付加部１３１−１，１３１−２，１３１−３にて、ユニット単位のデータの再生制御のために必要なパターンがプリアンブルとして付加され、記録符号列が得られる（ステップＳ３０３）。このようにしてプリアンブルが付加されたトラックごとの記録符号列は記憶部１４９に記憶される（ステップＳ３０４）。
【０１５８】
この後、記憶部１４９から、最初に記録するトラックの記録符号列が読み出され（ステップＳ３０５）、このトラックの記録符号列に対して出力タイミング設定部１４１によって所望のタイミングが与えられた後、記録補償部１４４にて、磁気記録メディア２への記録に最適化するための記録補償処理が施され、記録アンプ１４７にて電圧から電流に変換されて、記録ヘッドＷ−１によって磁気記録メディア２に記録される（ステップＳ３０６）。
【０１５９】
この後、１ユニット分のトラックの記録が終了したかどうかを判定し（ステップＳ３０７）、終了していなければ（ステップＳ３０７のＮＯ）、記録ヘッドＷ−１を次の位置に移動させる（ステップＳ３０８）。この後、記憶部１４９から次のトラックの記録符号列を読み出して同様に記録のための処理を繰り返す。以上の動作を、１ユニット分のトラックの記録が終了するまで繰り返す。
【０１６０】
そして、以上の磁気記録メディア２へのユニット単位の記録動作は、トラック方向に複数のユニットが連続して配置されるように繰り返される。
【０１６１】
次に、この第２の実施形態の磁気記録再生方式における記録装置の変形例を示す。
【０１６２】
図１２は、この第２の実施形態の磁気記録再生方式における記録装置の変形例である記録装置３０１の構成を示す図である。
【０１６３】
同図に示すように、この記録装置３０１は、所定の単位の記録データ、例えば所定のトラック数分の記録データを記録符号化する記録符号化部１２１と、トラックごとの符号化された記録データにトラックごとに特定のプリアンブルを付加するプリアンブル付加部１３１と、記憶部１４９と、プリアンブルが付加された記録符号列に所望のタイミングを与える出力タイミング設定部１４１と、記録補償処理を行う記録補償部１４４と、記録補償処理後の記録符号列をもとに記録ヘッドＷ−１を駆動する記録アンプ１４７とで構成されている。すなわち、図１０に示す記録装置３００の構成から、マルチトラック化部１１０（データ分配器１１１）が省かれているとともに、マルチトラック記録符号化部１２０は一つの記録符号化部１２１で構成され、マルチトラックプリアンブル付加部１３０は一つのプリアンブル付加部１３１で構成されている。
【０１６４】
図１３は、この記録装置３０１のユニット記録の動作の流れを示すフローチャートである。
【０１６５】
この記録装置３０１では、まず、記録符号化部１２１にて、所定の単位の記録データ、例えば所定のトラック数分の記録データが、磁気記録メディア２の記録再生特性を考慮した符号列に符号化される。このときデータの符号列に、復調用同期パターンなどの、データ復調時に必要な情報も付加される（ステップＳ３１１）。
【０１６６】
次に、符号化されたそれぞれの記録データの所定の位置に、プリアンブル付加部１３１にて、ユニット単位のデータを再生する制御のために必要なパターンがプリアンブルとして付加され、記録符号列が得られる（ステップＳ３１２）。このようにしてプリアンブル符号が付加されたトラックごとの記録符号列は記憶部１４９に記憶される（ステップＳ３１３）。
【０１６７】
この後、記憶部１４９から最初に記録するトラックの記録符号列が読み出され（ステップＳ３１４）、このトラックの記録符号列に対して出力タイミング設定部１４１によって所望のタイミングが与えられた後、記録補償部１４４にて、磁気記録メディア２への記録に最適化するための記録補償処理が施され、記録アンプ１４７にて電圧から電流に変換されて、記録ヘッドＷ−１によって磁気記録メディア２に記録される（ステップＳ３１５）。
【０１６８】
この後、１ユニット分のトラックの記録が終了したかどうかを判定し（ステップＳ３１６）、終了していなければ（ステップＳ３１６のＮＯ）、記録ヘッドＷ−１を次の位置に移動させ（ステップＳ３１７）、記憶部１４９から次のトラックの記録符号列を読み出して同様に記録のための処理を繰り返す。以上の動作を、１ユニット分のトラックの記録が終了するまで繰り返す。
【０１６９】
そして、以上の磁気記録メディア２へのユニット単位の記録動作は、トラック方向に複数のユニットが連続して配置されるように繰り返される。
【０１７０】
次に、本発明の第２の実施形態である磁気記録再生方式における再生装置について説明する。
【０１７１】
図１４は本発明の第２の実施形態である磁気記録再生方式における再生装置４００の構成を示す図である。
【０１７２】
同図に示すように、この再生装置４００は、再生ヘッドアレイ２１０、チャネル再生部２２０、信号分離処理部２３０、マルチトラック復調部２４０、及び復元部２６０を備える。
【０１７３】
再生ヘッドアレイ２１０は、磁気記録メディア２に記録された各トラックから信号を読み出す１個の再生ヘッドＲ−１を有する。
【０１７４】
チャネル再生部２２０は、再生ヘッドアレイ２１０に搭載された再生ヘッドＲ−１によって再生された信号を増幅する１個の再生アンプ２２１と、再生アンプ２２１の出力の振幅レベルが所定の値になるようにゲインを制御する１個のゲイン調整部２２４と、ゲイン調整部２２４の出力を所定のビット幅のディジタル値に量子化する１個のＡ／Ｄコンバータ２２５とを備える。
【０１７５】
信号分離処理部２３０は、同期信号検出器２３１、チャネル推定演算部２３２、チャネル行列変換部２３３、チャネル行列記憶部２３４、信号分離演算部２３５、及び記憶部２３６を有している。
【０１７６】
同期信号検出器２３１は、Ａ／Ｄコンバータ２２５の出力から同期パターンの検出を行う。
【０１７７】
記憶部２３６は、同期信号検出器２３１と信号分離演算部２３５との間に配置され、少なくとも１ユニット分の再生信号を記憶する。
【０１７８】
チャネル推定演算部２３２は、同期信号検出器２３１によって検出された同期パターンをもとに分離パターンの開始位置を特定して、この分離パターンの再生信号を用いてチャネル推定演算を行う。
【０１７９】
チャネル行列変換部２３３は、チャネル推定演算部２３２によって得られたチャネル行列をチャネル行列記憶部２３４に予め記憶されたチャネル行列に同定する。より具体的には、チャネル行列変換部２３３は、チャネル行列記憶部２３４に予め記憶された複数のチャネル行列のうちチャネル推定演算部２３２の演算結果に最も近いチャネル行列を判断して、このチャネル行列をチャネル行列記憶部２３４に入力する。
【０１８０】
チャネル行列記憶部２３４は、チャネル行列と逆行列または一般化逆行列との組み合わせが予め複数記憶され、チャネル行列変換部２３３より入力されたチャネル行列に対応する逆行列または一般化逆行列を出力する。
【０１８１】
なお、ここで用いられているチャネル行列が正方行列の場合、チャネル行列記憶部２３４にはチャネル行列と逆行列との組み合わせが記憶され、正方行列でない場合には、チャネル行列と一般化逆行列との組み合わせが予め記憶されることになる。
【０１８２】
信号分離演算部２３５は、チャネル行列記憶部２３４より出力された逆行列または一般化逆行列を用いて、再生ヘッドＲ−１によって再生された１ユニット分の再生信号からトラックごとの再生信号を分離する。
【０１８３】
マルチトラック復調部２４０は、図４に示したように、信号分離演算部２３５にて分離された各トラックごとの再生信号に対して等化処理を行うＭ個の等化器２４１−１，２４１−２，２４１−３と、等化器２４１−１，２４１−２，２４１−３の出力からビット同期を行うＭ個のＰＬＬ２４２−１，２４２−２，２４２−３と、ＰＬＬ２４２−１，２４２−２，２４２−３で生成されたビット同期信号を用いて各トラックごとの再生信号を二値化して符号列を生成する、たとえばビタビ検出器などＭ個の検出器２４３−１，２４３−２，２４３−３と、検出器２４３−１，２４３−２，２４３−３の出力である２値化された再生信号から符号列上の同期パターンを検出するＭ個の同期信号検出器２４４−１，２４４−２，２４４−３と、同期信号検出器２４４−１，２４４−２，２４４−３により検出された同期パターンをもとにデータの開始位置を特定して符号列からデータ列を復号するＭ個の復号器２４５−１，２４５−２，２４５−３とを備える。なお、マルチトラック復調部２４０は、上記の処理を行うために必要なデータ等の情報を記憶する、図示しない記憶部を有している。
【０１８４】
図１４に戻って、復元部２６０は、マルチトラック復調部２４０内のＭ個の復号器２４５−１，２４５−２，２４５−３より出力された各トラックのデータを、記録時と逆の動作により連結して再生データ３を復元するデータ結合器２６１を備える。
【０１８５】
なお、シングルヘッドによる再生時のトラックのトレースは、少なくとも１ユニットの記録トラック数の回数だけ繰り返される。すなわち、トラック数以上の回数トレースを繰り返してもよい。その際、１ユニット分の全てのトラックが少なくとも１回はトレースされるようにする。記憶部２３６には、再生ヘッドＲ−１が移動した各位置で再生したユニット分の信号、すなわち再生ヘッドＲ−１が各位置で複数のトラックからそれぞれ再生した信号であり、同期信号検出器２３１によって分離パターン以降の必要な再生信号が記憶される。
【０１８６】
図１５は、この再生装置４００のユニット再生動作を示すフローチャートを示す。
【０１８７】
この再生装置４００では、まず、再生ヘッドＲ−１によって、最初の位置で複数のトラックから信号が再生される（ステップＳ４０１）。次に、ゲイン調整部２２４にて、再生アンプ２２１の出力の振幅レベルが調整された後、その出力はＡ／Ｄコンバータ２２５にてディジタル値に変換されて同期信号検出器２３１に出力される（ステップＳ４０２）。
【０１８８】
同期信号検出器２３１では、Ａ／Ｄコンバータ２２５の出力から分離パターンの開始位置を知るための同期パターンの検出が行われた後（ステップＳ４０３）、トラックの再生信号は記憶部２３６に記憶される（ステップＳ４０４）。
【０１８９】
次に、１ユニット分の再生信号が記憶部２３６に記憶されたかどうかを判断し（ステップＳ４０５）、１ユニット分の再生信号が記憶部２３６にまだ記憶されていない場合には、再生ヘッドＲ−１をトラック幅方向の次の位置にずらし（ステップ４０６）、ステップＳ４０１からステップＳ４０５までの動作を繰り返す。
【０１９０】
１ユニット分の再生信号が記憶部２３６に記憶された場合、チャネル推定演算部２３２は、記憶部２３６に記憶された１ユニット分の再生信号を読み出し、その再生信号に配置されている同期パターンをもとに分離パターンの開始位置を特定してその分離パターンの再生信号を用いてチャネル推定演算を行う（ステップＳ４０７）。
【０１９１】
次に、チャネル行列変換部２３３は、チャネル推定演算部２３２にて得られたチャネル行列をチャネル行列記憶部２３４に記憶された最も近いチャネル行列に同定する（ステップＳ４０８）。
【０１９２】
続いて、チャネル行列記憶部２３４は、チャネル行列変換部２３３より入力されたチャネル行列に対応した逆行列または一般化逆行列を信号分離演算部２３５に出力する（ステップＳ４０９）。
【０１９３】
次に、信号分離演算部２３５は、チャネル行列記憶部２３４より入力された逆行列と、再生ヘッドＲ−１によって再生された１ユニット分の再生信号から、トラックごとの再生信号を分離する（ステップＳ４１０）。
【０１９４】
この後は、トラックごとに分離された再生信号からマルチトラック復調部２４０にてデータ列の復号が行われ（ステップＳ４１１）、復元部２６０にて各トラックごとのデータが連結されて再生データ３が得られる（ステップＳ４１２）。
【０１９５】
なお、Ａ／Ｄコンバータ２２５の直前には必要に応じて不要な高域成分を除去するローパス・フィルタが備えられていてもよい。また、ゲイン調整部２２４については、Ａ／Ｄコンバータ２２５の後段に接続して量子化後にゲインを制御するようにしてもよい。これは、Ａ／Ｄコンバータ２２５のビット幅をより有効に用いたり、ゲイン調整部２２４の構成を、プリアンプルに含まれる各パターンの検出を考慮した簡単なものとしたい場合に有効である。あるいは、同期信号検出器２３１において利得目標値との誤差をとった情報を用いてゲイン調整部２２４においてゲイン調整を行うようにしてもよい。
【０１９６】
また、マルチトラック復調部２４０にて、トラックごとの出力タイミングを制御しながら復調処理を行うようにすれば、復元部２６０でのデータの連結処理は不要となる。したがって、この場合には復元部２６０は不要である。
【０１９７】
（第３の実施形態）
【０１９８】
次に、本発明の第３の実施形態を説明する。
第３の実施形態にかかる磁気記録再生装置における記録装置の構成は、第１の実施形態で説明した記録装置１００と同様であるが、第３の実施形態の記録装置では、磁気記録メディア２へのユニット単位の記録動作を、トラック方向に複数のユニットが連続して配置されるように繰り返すこととしている。
【０１９９】
図１６は、本発明の第３の実施形態にかかる磁気記録再生方式における再生装置５００の構成を示す図である。
【０２００】
同図に示すように、この再生装置５００は、第１の実施形態の再生装置２００における信号分離処理部２３０にチャネル行列推定部２３７を付加したものである。
【０２０１】
すなわち、信号分離処理部２３０は、同期信号検出器２３１、チャネル推定演算部２３２、チャネル行列変換部２３３、チャネル行列記憶部２３４、及び信号分離演算部２３５を有している。
【０２０２】
同期信号検出器２３１は、Ａ／Ｄコンバータ２２５−１，２２５−２，２２５−３の出力から同期パターンの検出を行う。
【０２０３】
チャネル推定演算部２３２は、同期信号検出器２３１によって検出された同期パターンをもとに分離パターンの開始位置を特定して、この分離パターンの再生信号を用いてチャネル推定演算を行う。
【０２０４】
チャネル行列推定部２３７は、データを挟んで連続する複数のプリアンブルの再生信号からチャネル推定演算によってそれぞれ求められた複数のチャネル行列を用いて、データの区間内で可変のチャネル行列を推定する。
【０２０５】
チャネル行列変換部２３３は、チャネル行列推定部２３７によって推定された、データの区間内で可変のチャネル行列を、チャネル行列記憶部２３４に予め記憶されたチャネル行列に同定する。より具体的には、チャネル行列変換部２３３は、チャネル行列記憶部２３４に予め記憶された複数のチャネル行列のうちチャネル行列推定部２３７の推定結果に最も近いチャネル行列を判断して、このチャネル行列をチャネル行列記憶部２３４に入力する。
【０２０６】
チャネル行列記憶部２３４は、チャネル行列と逆行列または一般化逆行列との組み合わせが予め複数記憶され、チャネル行列変換部２３３より入力されたチャネル行列に対応する逆行列または一般化逆行列を出力する。
【０２０７】
なお、ここで用いられているチャネル行列が正方行列の場合、チャネル行列記憶部２３４にはチャネル行列と逆行列との組み合わせが記憶され、正方行列でない場合には、チャネル行列と一般化逆行列との組み合わせが予め記憶されることになる。
【０２０８】
信号分離演算部２３５は、チャネル行列記憶部２３４より出力された逆行列または一般化逆行列を用いて、各再生ヘッドＲ−１，Ｒ−２，Ｒ−３によって再生された１ユニット分の再生信号からトラックごとの再生信号を分離する。
【０２０９】
図１７は、この再生装置５００のユニット再生の動作の流れを示すフローチャートである。この再生装置５００では、まず、それぞれ隣接する１以上のトラックから信号を再生することが可能なＮ個の再生ヘッドＲ−１，Ｒ−２，Ｒ−３によって、磁気記録メディア２の１ユニット分の複数のトラックから信号が再生される（ステップＳ５０１）。
【０２１０】
次に、ゲイン調整部２２４−１，２２４−２，２２４−３にて、各再生アンプ２２１−１，２２１−２，２２１−３の出力の振幅レベルが調整された後、ゲイン調整部２２４−１，２２４−２，２２４−３の出力はＡ／Ｄコンバータ２２５−１，２２５−２，２２５−３にてディジタル値に変換されて同期信号検出器２３１に出力される（ステップＳ５０２）。
【０２１１】
同期信号検出器２３１は、Ａ／Ｄコンバータ２２５−１，２２５−２，２２５−３の出力ごとに、プリアンブル内の分離パターンの開始位置などを知るための同期パターンの検出を行う（ステップＳ５０３）。
【０２１２】
次に、チャネル推定演算部２３２は、同期信号検出器２３１によって検出された同期パターンをもとに各再生信号に配置されている分離パターンの開始位置を特定し、その分離パターンの再生信号をもとに所定のチャネル推定演算によって各再生ヘッドＲ−１，Ｒ−２，Ｒ−３と１ユニット分の複数のトラックとのトラック幅方向の位置関係に相当するチャネル行列を求める（ステップＳ５０４）。
【０２１３】
次に、チャネル行列推定部２３７は、トラック上でデータを挟んで連続する複数のプリアンブル中の分離パターンの再生信号からチャネル推定演算によって求められた複数のチャネル行列を用いて、そのデータの区間内で可変のチャネル行列を推定する（ステップＳ５０５）。
【０２１４】
次に、チャネル行列変換部２３３は、チャネル行列推定部２３７によって推定された、データの区間内で可変のチャネル行列をチャネル行列記憶部２３４に記憶された最も近いチャネル行列に同定する（ステップＳ５０６）。
【０２１５】
続いて、チャネル行列記憶部２３４は、チャネル行列変換部２３３より入力されたチャネル行列に対応した逆行列または一般化逆行列を信号分離演算部２３５に出力する（ステップＳ５０７）。
【０２１６】
次に、信号分離演算部２３５は、チャネル行列記憶部２３４より入力された逆行列または一般化逆行列をもとに、各再生ヘッドＲ−１，Ｒ−２，Ｒ−３によって再生された１ユニット分の再生信号から、トラックごとの再生信号を分離する（ステップＳ５０８）。
【０２１７】
この後は、トラックごとの再生信号からマルチトラック復調部２４０にてデータ列の復号が行われ（ステップＳ５０９）、復元部２６０にて各トラックごとのデータが連結されて再生データ３が得られる（ステップＳ５１０）。
【０２１８】
図１８は、この第３の実施形態の磁気記録再生方式の記録装置によって記録が行われた磁気記録メディア２上のデータフォーマットの概念図である。前述したように、この第３の実施形態の記録装置では、磁気記録メディア２へのユニット単位の記録動作を、トラック方向に複数のユニットが連続して配置されるように繰り返すこととしている。
【０２１９】
すなわち、図１８に示すように、トラック＃１、トラック＃２、トラック＃３はそれぞれ、記録装置１００のＭ（Ｍ＝３）個の記録ヘッドによって磁気記録メディア２に記録されたトラックである。トラック＃１、トラック＃２、トラック＃３にはそれぞれ、プリアンブル２１（１），２１（２），・・・とデータ２２（１），２２（２），・・・が記録されている。プリアンブル２１（１）は、前述したように、データ２２（１）を再生するために必要な情報として、再生信号に対するゲイン制御のための学習に用いられるゲイン制御パターン、ビット同期処理などに用いられる同期パターン、及び、複数の再生ヘッドと１ユニット分の複数のトラックとのトラック幅方向の位置関係に相当するチャネル行列を演算するために必要な分離パターンを含むものであり、プリアンブル２１（２）も同様にデータ２２（２）を再生するために必要な上記の各パターンを含むものである。
【０２２０】
ここでＭ個のトラック＃１、トラック＃２、トラック＃３それぞれの、Ｍ個のプリアンブル２１とＭ個のデータ２２とのまとまりが、データを再生するための信号処理の一単位としてのユニット５１（１），５１（２），・・・，５１（Ｅ）である。また、Ｍ個のトラック＃１、トラック＃２、トラック＃３のまとまりを、以降「ユニット構成トラック列」と呼ぶこととする。
【０２２１】
ユニット構成トラック列６１には、複数のユニット５１（１），５１（２），・・・，５１（Ｅ）がトラック方向に連続して配置されている。この実施形態では、トラック上でデータ２２を挟んで連続する複数のプリアンブル２１、例えば２つのプリアンブル２１内の分離パターンの再生信号をもとに、チャネル推定演算によってそれぞれ求められた例えば２つのチャネル行列から、そのデータ２２の区間内で可変のチャネル行列として、データ２２の区間を分割した各区間にそれぞれ対応する複数のチャネル行列を推定することとしている。このため、Ｍ個のトラック＃１、トラック＃２、トラック＃３それぞれの最後のデータ２２（Ｅ）の後にもプリアンブル２１（Ｅ＋１）が追加されている。
【０２２２】
また、磁気記録メディア２には、Ｓ個のユニット構成トラック列６１が互いに平行に配置され、隣接する各ユニット構成トラック列６１の間にはガードバンド５２が配置されている。
【０２２３】
図１９は、図１８に示すフォーマット上での各再生ヘッドＲ−１，Ｒ−２，Ｒ−３のトラックずれの例を示す図である。
【０２２４】
再生ヘッドＲ−１，Ｒ−２，Ｒ−３の移動方向を符号１３の矢印方向とすると、各トラック＃１，＃２，＃３からプリアンブルは、プリアンブル２１（１）、プリアンブル２１（２）の順で再生される。再生時に例えば外乱等によりトラッキングが不安定となった場合に、プリアンブル２１（１）の位置では各再生ヘッドＲ−１，Ｒ−２，Ｒ−３と各トラック＃１，＃２，＃３との位置関係が適正であったのが、プリアンブル２１（２）の位置では適正な位置関係から逸脱してしまうことがある。図１９の例では、プリアンブル２１（２）の位置で、各再生ヘッドＲ−１，Ｒ−２，Ｒ−３と各トラック＃１，＃２，＃３との位置関係は適正な状態から図中下方にトラック幅の５０％ずれた状態を示している。このような場合、プリアンブル２１（１）の再生信号に基いて得られた分離信号は、データ２２（１）区間の後半部分において、品質が低下する。なお、ここでは再生ヘッドＲ−１，Ｒ−２，Ｒ−３が移動するものとして説明したが、再生ヘッドＲ−１，Ｒ−２，Ｒ−３が固定で、磁気記録メディア２が符号１４の矢印方向に移動する場合も同様である。
【０２２５】
そこで本実施形態では、データを挟んで連続する複数のプリアンブルの再生信号からそれぞれチャネル推定演算の結果として求められた複数のチャネル行列をもとに、そのデータの区間内で可変のチャネル行列を推定し、この可変のチャネル行列を用いて、１ユニット分の各再生ヘッドＲ−１，Ｒ−２，Ｒ−３の再生信号からトラックごとの再生信号を分離する処理を行うこととしている。
【０２２６】
次に、チャネル行列推定部２３７によるチャネル行列推定動作の詳細を説明する。なお、この詳細説明では、データ区間内で可変のチャネル行列の例として、データ区間を分割した各区間ごとのチャネル行列を採用することとする。
【０２２７】
チャネル行列推定部２３７は、チャネル推定演算部２３２によって、連続する複数のユニット、例えば２つのユニットのプリアンブル２１内の分離パターンの再生信号をもとに、チャネル推定演算部２３２によってそれぞれ求められた２つのチャネル行列を用いて、その２つのプリアンブル２１の間のデータ２２の個々の分割区間に対応する複数のチャネル行列を推定する。
【０２２８】
図２０は、このチャネル行列推定部２３７によるチャネル行列推定動作の具体例を示す図である。
【０２２９】
この例では、２つのプリアンブル２１（１），２１（２）の間のデータ２２（１）の区間をｎ分割する。ここではｎ＝３とする。この場合、チャネル行列推定部２３７は、２つのプリアンブル２１（１），２１（２）内の分離パターンの再生信号からチャネル推定演算によってそれぞれ得られた２つのチャネル行列を用いて、例えば、直線補間などによって、データ２２（１）の区間をｎ分割した各区間に対応するｎ個のチャネル行列を推定する。
【０２３０】
この例において、チャネル行列を推定するための前提条件を示す。チャネル行列に用いられる値の最大値は１．０、最小値は０．０とする。例えば推定演算において、チャネル行列の値が０．０を下回る場合は０．０に固定し、１．０を上回る場合は１．０に固定する。また再生ヘッドＲ−１，Ｒ−２，Ｒ−３の幅はトラック幅の１．５倍とする。すなわち、再生ヘッドＲ−１，Ｒ−２，Ｒ−３の幅は、記録ヘッドＷ−１，Ｗ−２，Ｗ−３のヘッド幅の１．５倍とされ、個々の再生ヘッドＲ−１，Ｒ−２，Ｒ−３はそれぞれ複数のトラックから信号を再生できるものとする。図２０の場合には、再生ヘッドＲ−１は、トラック＃１とトラック＃２から信号を再生し、再生ヘッドＲ−２は、３本のトラック＃１，＃２，＃３から信号を再生し、再生ヘッドＲ−３はトラック＃２とトラック＃３から信号を再生する。
【０２３１】
チャネル行列推定部２３７は、まず、２つのプリアンブル２１（１），２１（２）内のそれぞれの分離パターンの再生信号から、チャネル推定演算によって求められた２つのチャネル行列３４，３５を比較し、最大差分及び正負変移方向を検出する。次に、最大差分と与えられた分割の数から、変移量を求める。ここではｎ＝３であって、かつ推定を行うのがＴ２区間のみであるから、最大差分の１／２倍の値を変位量とする。すなわち、最大差分が０．５であるため、変位量として０．２５が得られる。そして変移量と変移方向をもとに、図２０に示すチャネル行列３６が、データ区間の中間であるＴ２区間に対応するチャネル行列として推定される。また、チャネル行列推定部２３７は、プリアンブル２１（１）の再生信号からチャネル推定演算によって求められたチャネル行列３４を、データ区間のＴ１区間に対するチャネル行列の推定結果とし、さらにプリアンブル２１（２）の再生信号からチャネル推定演算によって求められたチャネル行列３５を、データ区間のＴ３区間に対するチャネル行列の推定結果とする。
【０２３２】
なお、ここではｎ＝３としてＴ２区間を推定する場合とし、最大差分の１／２倍を変移量としたが、例えばｎ＝４として、Ｔ１からＴ４の区間のうち、Ｔ２とＴ２の区間を推定とする場合は、最大差分の１／３倍を変移量とする。
【０２３３】
チャネル行列変換部２３３は、このようにしてチャネル行列推定部２３７によって推定された各区間Ｔ１，Ｔ２，Ｔ３ごとのチャネル行列をそれぞれ、チャネル行列記憶部２３４に記憶されたチャネル行列に同定する。この後、チャネル行列記憶部２３４からは、チャネル行列変換部２３３より入力された各区間Ｔ１，Ｔ２，Ｔ３ごとのチャネル行列に対応した逆行列が信号分離演算部２３５に出力される。
【０２３４】
信号分離演算部２３５による信号分離処理は、分割区間Ｔ１，Ｔ２，Ｔ３のそれぞれに対してチャネル行列記憶部２３４から出力された各チャネル行列を用いて、分割区間Ｔ１，Ｔ２，Ｔ３ごとに行われる。すなわち、信号分離演算部２３５は、Ｔ１区間ではプリアンブル２１（１）の再生信号からチャネル推定演算によって求められたチャネル行列３４を
チャネル行列変換部２３３にてチャネル行列記憶部２３４に記憶されたチャネル行列に同定されたものに対応する逆行列を用いて信号分離処理を行い、Ｔ２区間ではチャネル行列推定部２３７により推定されたチャネル行列３６をチャネル行列変換部２３３にてチャネル行列記憶部２３４に記憶されたチャネル行列に同定されたものに対応する逆行列を用いて信号分離処理を行い、Ｔ３区間ではプリアンブル２１（２）の再生信号からチャネル推定演算によって求められたチャネル行列３５をチャネル行列変換部２３３にてチャネル行列記憶部２３４に記憶されたチャネル行列に同定されたものに対応する逆行列を用いて信号分離処理を行う。
【０２３５】
以上説明したように、本実施形態によれば、データを挟んで連続する複数のプリアンブルの再生信号からそれぞれチャネル推定演算の結果として求められた複数のチャネル行列をもとに、そのデータの区間内で可変のチャネル行列を推定し、この可変のチャネル行列を用いて、１ユニット分の各再生ヘッドＲ−１，Ｒ−２，Ｒ−３の再生信号からトラックごとの再生信号を分離する処理を行うことによって、各再生ヘッドと１ユニット分の各トラックとのトラック幅方向での位置関係が、外乱等によるトラックずれによって適正な状態から外れた場合においても、データ再生を良好に行うことが可能になる。
【０２３６】
そして、本実施形態によれば、このような効果に加えて、信号分離演算部２３５で、従来行っていた逆行列の演算を行わずに信号分離演算を行うことができるので、速やかな演算を実現することができる。また、逆行列演算を省略できることより、回路規模を小さくでき、消費電力を少なくすることができる。
【０２３７】
なお、上記では、連続する２つのユニット内のプリアンブル内の分離パターンの再生信号をもとにチャネル推定演算によって求められた２つのチャネル行列から、トラックずれの状況を反映した、データ区間で可変のチャネル行列を推定することとしたが、連続する３つ以上のユニット内のプリアンブル内の分離パターンの再生信号をもとにチャネル推定演算によって求められた３つ以上のチャネル行列から、各々のデータ区間ごとに可変のチャネル行列を推定して、信号分離処理に用いるようにしてもよい。さらに、複数の参照するプリアンブルは、必ずしも連続していなくても良く、チャネル推定演算が行うための情報が得られることが出来れば良い。また、チャネル行列推定部２３７によるチャネル行列の補間方法としては、直線補間以外の手法を用いても構わない。
【０２３８】
また、図２０では、各チャネル行列３４，３５，３６が適用される分割区間Ｔ１，Ｔ２，Ｔ３の長さは均等としたが、各チャネル行列３４，３５，３６がそれぞれ適用される分割区間の長さは均等である必要はない。例えば、図２１に示すように、データ区間を均等に４分割して、Ｔ１区間では最初のプリアンブル２１（１）内の分離パターンの再生信号より得られたチャネル行列３４を用いて信号分離処理を行い、Ｔ２区間とＴ３区間では、２つのチャネル行列３４，３５からチャネル行列推定部２３７により補間されたチャネル行列３６を用いて信号分離処理を行い、Ｔ４区間ではプリアンブル２１（２）内の分離パターンの再生信号より得られたチャネル行列３５を用いて分離処理を行うようにしてもよい。
【０２３９】
また、データ区間を均等に５分割して、Ｔ２区間からＴ４区間でチャネル行列推定部２３７により補間されたチャネル行列３６を用いて信号分離処理を行うようにしたり、データ区間を均等に７分割して、Ｔ３区間からＴ５区間でチャネル行列推定部２３７により補間されたチャネル行列３６を用いて信号分離処理を行うようにしてもよい。その他の数にデータ区間を分割した場合も同様である。
【０２４０】
さらに、データ区間の均等に２分割し、Ｔ１区間ではプリアンブル２１（１）内の分離パターンの再生信号より得られたチャネル行列３４を用いて信号分離処理を行い、Ｔ２区間ではプリアンブル２１（２）内の分離パターンの再生信号より得られたチャネル行列３５を用いて信号分離処理を行うようにしてもよい。この方式では、チャネル行列推定部２３７によるチャネル行列３６の補間は不要である。
【０２４１】
さらに、データ区間の分割数ｎを１として、プリアンブル２１（１）内の分離パターンの再生信号より得られたチャネル行列３４とプリアンブル２１（２）内の分離パターンの再生信号より得られたチャネル行列３５とを所定の条件で選択して分離処理を行うようにしても構わない。この場合も、チャネル行列推定部２３７によるチャネル行列３６の補間は不要である。
【０２４２】
本発明は、所定の複数のチャネル行列から、そのシステム及びその時の状況に適したチャネル行列を再生成し、これを用いることによって、よりデータ再生を良好に行うものである。
【０２４３】
なお、本発明において、プリアンブル２１の構成は図７に示したものに限定されるものではなく、チャネル行列の演算に使用できるものであれば何でもよい。
【０２４４】
図２２は、本発明に係るデータフォーマットの別の例を示す図である。先に説明した図１８のデータフォーマットでは、データ２２（１）を挟んで連続する２つのプリアンブル２１（１），２１（２）内の分離パターンの再生信号からチャネル推定演算によってそれぞれ得られた２のチャネル行列を用いて、データ２２（１）の区間内で可変のチャネル行列を推定することとしたが、例えば、データ２２（２）よりも前方に配置された複数のプリアンブル、例えば、２つのプリアンブル２１（１），２１（２）内の分離パターンの再生信号からチャネル推定演算によって得られた２つのチャネル行列を用いて、データ２２（２）の区間内で可変のチャネル行列を推定することによっても同様の効果を期待できる。このような場合には、図１８に示した最後のデータ２２（Ｅ）の後のプリアンブル２１（Ｅ＋１）は不要である。なお、この場合には、プリアンブル２１とデータ２２の再生信号を信号分離処理部２３０の記憶部内に記憶していなくても信号分離処理を行うことが可能である。
【０２４５】
本発明は、上記で説明したリニア記録方式、ノンアジマス記録方式の磁気記録再生に適用されることに限らず、ヘリカル記録方式、アジマス記録方式にも適用可能である。
【０２４６】
その具体例を以下に示す。
【０２４７】
図２３は、複数の記録ヘッドＷ−１，Ｗ−２，Ｗ−３を用いて、ノンアジマス方式とヘリカル・スキャン方式で磁気記録メディア２に記録されるデータフォーマットの概念図である。ヘリカル・スキャン方式においても、トラック＃１，トラック＃２，トラック＃３で構成されるユニット構成トラック列６１の間にはガードバンド５２が配置される。トラック＃１，トラック＃２，トラック＃３に記録されるプリアンブル２１は、例えば図７に示したものと同様でよい。このようなヘリカル・スキャン方式の磁気記録再生方式においても、本発明は適用可能であり、第１の実施形態の磁気記録再生方式を採用することができる。
【０２４８】
図２４は、複数の記録ヘッドＷ−１，Ｗ−２，Ｗ−３，Ｗ−４，Ｗ−５，Ｗ−６を用いて、ダブルアジマス方式とヘリカル・スキャン方式により記録媒体に記録されるデータフォーマットの概念図である。
【０２４９】
本例では、記録用と再生用のそれぞれに６つの記録ヘッドＷ−１，Ｗ−２，Ｗ−３，Ｗ−４，Ｗ−５，Ｗ−６が用いられている。これらの記録ヘッドのうち、連続する３つの記録ヘッドＷ−１，Ｗ−２，Ｗ−３と、残る連続する３つの記録ヘッドＷ−４，Ｗ−５，Ｗ−６とは、互いにトラックの磁化方向であるアジマス方向が異なるようにしてある。すなわち、トラック＃１−＃３とトラック＃４−＃６とはアジマス方向が異なる。これらのトラック＃１−＃６が、データを再生するための処理の一単位であるユニットを複数含むユニット構成トラック列６１となる。なお、このダブルアジマスの場合においては、ガードバンドは不要である。
【０２５０】
なお、この例では、トラック＃１−＃６のまとまりを、データを再生するための信号処理の一単位（ユニット）としているが、アジマス方向が同一である３つの連続するトラック（例えばトラック＃１−＃３、トラック＃４−＃６）を、それぞれ一つのユニットとして信号処理を行うようにしてもよい。
【０２５１】
各トラック＃１−＃６に記録されるプリアンブルは、例えば図８に示したものと同様でよい。このようなダブルアジマス方式とヘリカル・スキャン方式の磁気記録再生方式においても、本発明は適用可能であり、第１の実施形態の磁気記録再生方式の構成を採用することができる。
【０２５２】
なお、本発明は、上記実施の形態に示す構成のものに限定されるものではなく、請求項に記載した技術的範囲を逸脱しない範囲において種々に変更し変形することは勿論である。
【図面の簡単な説明】
【０２５３】
【図１】本発明の第１の実施形態の磁気記録再生方式における記録装置の構成を示す図である。
【図２】図１の記録装置によるユニット記録の動作を示すフローチャートである。
【図３】本発明の第１の実施形態の磁気記録再生方式における再生装置の構成を示す図である。
【図４】図３の再生装置の中のマルチトラック復調部の構成を示す図である。
【図５】図３の再生装置によるユニット再生の動作を示すフローチャートである。
【図６】図１の記録装置によって記録が行われた磁気記録メディア上のデータフォーマットの概念図である。
【図７】図６のデータフォーマットにおけるプリアンブルの構成を示す図である。
【図８】再生ヘッドがトラック幅に対して５０％だけ下方にずれている状態を示す図である。
【図９】チャネル行列とこれに対応する逆行列を示す図である。
【図１０】本発明の第２の実施形態である磁気記録再生方式における記録装置の構成を示す図である。
【図１１】図１０の記録装置によるユニット記録の動作を示すフローチャートである。
【図１２】第２の実施形態の磁気記録再生方式における記録装置の変形例である記録装置の構成を示す図である。
【図１３】図１２の記録装置によるユニット記録の動作を示すフローチャートである。
【図１４】本発明の第２の実施形態である磁気記録再生方式における再生装置の構成を示す図である。
【図１５】図１４の再生装置によるユニット再生の動作を示すフローチャートである。
【図１６】本発明の第３の実施形態にかかる磁気記録再生方式における再生装置の構成を示す図である。
【図１７】図１６の再生装置によるユニット再生の動作を示すフローチャートである。
【図１８】第３の実施形態の磁気記録再生方式の記録装置によって記録が行われた磁気記録メディア上のデータフォーマットの概念図である。
【図１９】図１８に示すフォーマット上での各再生ヘッドのトラックずれの様子の例を示す図である。
【図２０】チャネル行列推定部によるチャネル行列推定動作の具体例を示す図である。
【図２１】チャネル行列推定部によるチャネル行列推定動作の他の具体例を示す図である。
【図２２】本発明に係るデータフォーマットの別の例を示す図である。
【図２３】複数の記録ヘッドを用いてノンアジマス方式とヘリカル・スキャン方式で磁気記録メディアに記録されるデータフォーマットの概念図である。
【図２４】複数の記録ヘッドを用いてダブルアジマス方式とヘリカル・スキャン方式により記録媒体に記録されるデータフォーマットの概念図である
【図２５】本発明者らが過去に提案した磁気記録再生方式を採用した記録装置の構成を示す図である。
【図２６】図２０の記録装置によるユニット記録の動作を示すフローチャートである。
【図２７】本発明者らが過去に提案した磁気記録再生方式を採用した再生装置の構成を示す図である。
【図２８】図２２の再生装置のユニット再生の動作の流れを示すフローチャートである。
【符号の説明】
【０２５４】
１ 記録データ
２ 磁気記録メディア
３ 再生データ
２１ プリアンブル
２２ データ
３１，３２，３３ 分離パターン
３４，３５，３６ チャネル行列
５１ ユニット
１００ 記録装置
２００ 再生装置
２１０ 再生ヘッドアレイ
２２０ チャネル再生部
２２１−１，２２１−２，２２１−３ 再生アンプ
２２４−１，２２４−２，２２４−３ ゲイン調整部
２２５−１，２２５−２，２２５−３ Ａ／Ｄコンバータ
２３０ 信号分離処理部
２３１ 同期信号検出器
２３２ チャネル推定演算部
２３３ チャネル行列変換部
２３４ チャネル行列記憶部
２３５ 信号分離演算部
２３６ 記憶部
２３７ チャネル行列推定部
２４０ マルチトラック復調部
２４１−１，２４１−２，２４１−３ 等化器
２４３−１，２４３−２，２４３−３ 検出器
２４４−１，２４４−２，２４４−３ 同期信号検出器
２４５−１，２４５−２，２４５−３ 復号器
２６０ 復元部
２６１ データ結合器
Ｒ−１，Ｒ−２，Ｒ−３ 再生ヘッド
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数のトラックを有し、前記トラックごとに、データと、１以上の前記トラックに跨って信号を再生することが可能な再生ヘッドと前記複数のトラックとの再生時のトラック幅方向の位置関係を検出するために必要なパターンを含むプリアンブルとが記録され、前記複数のトラックの前記データ及び前記プリアンブルが、前記データを再生するための信号処理の一単位であるユニットとして記録された記録媒体から前記データを再生する装置であって、
前記ユニットごとの前記パターンの再生信号をもとに、前記再生ヘッドと前記複数のトラックとの再生時のトラック幅方向の位置関係に相当するチャネル行列を演算するチャネル推定演算部と、
前記チャネル行列と逆行列または一般化逆行列との組み合わせが予め複数記憶され、前記チャネル推定演算部の演算結果である前記チャネル行列に対応する前記逆行列または前記一般化逆行列を出力するチャネル行列記憶部と、
前記チャネル行列記憶部より出力された前記逆行列または前記一般化逆行列を用いて、前記再生ヘッドによって再生された前記１ユニット分の前記データの再生信号から、前記トラックごとの前記データの再生信号を分離する信号分離演算部と
を具備することを特徴とするデータ再生装置。
【請求項２】
請求項１に記載のデータ再生装置であって、
前記チャネル推定演算部の演算結果である前記チャネル行列を前記チャネル行列記憶部に予め記憶されたチャネル行列に同定するチャネル行列変換部をさらに有し、
前記チャネル行列記憶部は、前記チャネル行列変換部によって同定された前記チャネル行列に対応する前記逆行列または前記一般化逆行列を出力することを特徴とするデータ再生装置。
【請求項３】
請求項１に記載のデータ再生装置であって、
前記信号分離演算部は、前記チャネル推定演算部の演算結果である前記チャネル行列を入力して、このチャネル行列の前記逆行列または前記一般化逆行列を求める逆行列演算部をさらに有し、前記チャネル行列記憶部より出力された前記逆行列または前記一般化逆行列を用いて前記トラックごとの前記データの再生信号を分離する第１のモードと、前記逆行列演算部によって求められた前記逆行列または前記一般化逆行列を用いて前記トラックごとの前記データの再生信号を分離する第２のモードとを切り替えて動作することを特徴とするデータ再生装置。
【請求項４】
請求項１に記載のデータ再生装置であって、
前記ユニットは前記記録媒体にトラック方向に複数配置されており、
連続する複数の前記ユニット内の前記パターンの再生信号をもとに前記チャネル推定演算部にて求められた複数の前記チャネル行列を用いて、前記データの区間内で可変の複数の前記チャネル行列を推定するチャネル行列推定部をさらに具備し、
前記チャネル行列記憶部は、前記チャネル行列推定部により推定された前記複数のチャネル行列にそれぞれ対応する前記逆行列または前記一般化逆行列を出力することを特徴とするデータ再生装置。
【請求項５】
請求項４に記載のデータ再生装置であって、
前記チャネル行列推定部により推定された前記複数のチャネル行列を、前記チャネル行列記憶部に予め記憶された前記チャネル行列にそれぞれ同定するチャネル行列変換部をさらに有し、
前記チャネル行列記憶部は、前記チャネル行列変換部によってそれぞれ同定された前記複数のチャネル行列にそれぞれ対応する前記逆行列または前記一般化逆行列を出力することを特徴とするデータ再生装置。
【請求項６】
請求項４に記載のデータ再生装置であって、
前記チャネル行列推定部は、連続する複数の前記ユニット内の前記パターンの再生信号をもとに前記チャネル推定演算部によって求められた前記複数のチャネル行列から、直線補間によって、前記データの個々の区間にそれぞれ対応する複数のチャネル行列を推定することを特徴とするデータ再生装置。
【請求項７】
請求項１に記載のデータ再生装置であって、
前記パターンが、前記トラックごとにユニークな位置に配置された、最小記録波長と同等あるいはそれ以上の記録波長の信号からなる分離パターンであることを特徴とするデータ再生装置。
【請求項８】
請求項１に記載のデータ再生装置であって、
前記パターンが、トラッキングサーボ情報であることを特徴とするデータ再生装置。
【請求項９】
請求項１に記載のデータ再生装置であって、
前記１ユニット分の複数のトラックに対してそれぞれ異なる位置関係で信号を再生可能なように、前記再生ヘッドを複数備えることを特徴とするデータ再生装置。
【請求項１０】
複数のトラックを有し、前記トラックごとに、データと、１以上の前記トラックに跨って信号を再生することが可能な再生ヘッドと前記複数のトラックとの再生時のトラック幅方向の位置関係を検出するために必要なパターンを含むプリアンブルとが記録され、前記複数のトラックの前記データ及び前記プリアンブルが、前記データを再生するための信号処理の一単位であるユニットとして記録された記録媒体から前記データを再生する方法であって、
前記ユニットごとの前記パターンの再生信号をもとに、チャネル推定演算によって、前記再生ヘッドと前記複数のトラックとの再生時のトラック幅方向の位置関係に相当するチャネル行列を求めるステップと、
前記チャネル行列と逆行列または一般化逆行列との組み合わせが予め複数記憶されたチャネル行列記憶部を設けておき、このチャネル行列記憶部から、前記チャネル推定演算の結果であるチャネル行列に対応する逆行列または一般化逆行列を出力するステップと、
前記出力された逆行列または一般化逆行列を用いて、前記再生ヘッドによって再生された前記１ユニット分の前記データの再生信号から、前記トラックごとの前記データの再生信号を分離するステップと
を具備することを特徴とするデータ再生方法。
【請求項１１】
請求項１０に記載のデータ再生方法であって、
前記チャネル推定演算の結果であるチャネル行列を前記チャネル行列記憶部に予め記憶されたチャネル行列に同定するステップをさらに有し、
前記逆行列出力ステップは、前記同定されたチャネル行列に対応付けて前記チャネル行列記憶部に記憶された逆行列または一般化逆行列を出力することを特徴とするデータ再生方法。
【請求項１２】
請求項１０に記載のデータ再生方法であって、
前記ユニットは前記記録媒体にトラック方向に複数配置されており、
連続する複数の前記ユニット内の前記パターンの再生信号をもとに前記チャネル推定演算によって求められた複数のチャネル行列を用いて、前記データの区間内で可変の複数のチャネル行列を推定するステップをさらに具備し、
前記逆行列出力ステップは、前記推定されたチャネル行列に対応付けて前記チャネル行列記憶部に記憶された逆行列または一般化逆行列を出力することを特徴とするデータ再生方法。
【請求項１３】
請求項１２に記載のデータ再生方法であって、
前記推定された前記複数のチャネル行列をそれぞれ前記チャネル行列記憶部に予め記憶されたいずれかのチャネル行列に同定するステップをさらに有し、
前記逆行列出力ステップは、前記同定されたチャネル行列に対応付けて前記チャネル行列記憶部に記憶された逆行列または一般化逆行列を出力することを特徴とするデータ再生方法。
【請求項１４】
記録媒体に複数のトラックを記録するデータ記録装置であって、
前記トラックごとに記録すべきデータを符号化するマルチトラック記録符号化部と、
前記マルチトラック記録符号化部により符号化された前記トラックごとの前記データの符号列にそれぞれ、１以上の前記トラックに跨って信号を再生することが可能な再生ヘッドと前記複数のトラックとの再生時のトラック幅方向の位置関係を検出するために必要なパターンを含むプリアンブルを付加するマルチトラックプリアンブル付加部と、
前記複数のトラックの前記プリアンブル及び前記データを、前記データを再生するための信号処理の一単位であるユニットとして、このユニットが前記トラック方向に複数配置されるように、前記マルチトラックプリアンブル付加部によって前記プリアンブルが付加された前記トラックごとのデータを前記記録ヘッドにより前記記録媒体に記録するマルチトラック記録部と
を具備するデータ記録装置と、
前記記録媒体から前記データを再生するデータ再生装置であって、
前記ユニットごとの前記パターンの再生信号をもとに、前記再生ヘッドと前記複数のトラックとの再生時のトラック幅方向の位置関係に相当するチャネル行列を演算するチャネル推定演算部と、
前記チャネル行列と逆行列または一般化逆行列との組み合わせが予め複数記憶され、前記チャネル推定演算部の演算結果である前記チャネル行列に対応する前記逆行列または前記一般化逆行列を出力するチャネル行列記憶部と、
前記チャネル行列記憶部より出力された前記逆行列または前記一般化逆行列を用いて、前記再生ヘッドによって再生された前記１ユニット分の前記データの再生信号から、前記トラックごとの前記データの再生信号を分離する信号分離演算部と
を具備するデータ再生装置と
を具備することを特徴とするデータ記録再生装置。
【請求項１】
複数のトラックを有し、前記トラックごとに、データと、１以上の前記トラックに跨って信号を再生することが可能な再生ヘッドと前記複数のトラックとの再生時のトラック幅方向の位置関係を検出するために必要なパターンを含むプリアンブルとが記録され、前記複数のトラックの前記データ及び前記プリアンブルが、前記データを再生するための信号処理の一単位であるユニットとして記録された記録媒体から前記データを再生する装置であって、
前記ユニットごとの前記パターンの再生信号をもとに、前記再生ヘッドと前記複数のトラックとの再生時のトラック幅方向の位置関係に相当するチャネル行列を演算するチャネル推定演算部と、
前記チャネル行列と逆行列または一般化逆行列との組み合わせが予め複数記憶され、前記チャネル推定演算部の演算結果である前記チャネル行列に対応する前記逆行列または前記一般化逆行列を出力するチャネル行列記憶部と、
前記チャネル行列記憶部より出力された前記逆行列または前記一般化逆行列を用いて、前記再生ヘッドによって再生された前記１ユニット分の前記データの再生信号から、前記トラックごとの前記データの再生信号を分離する信号分離演算部と
を具備することを特徴とするデータ再生装置。
【請求項２】
請求項１に記載のデータ再生装置であって、
前記チャネル推定演算部の演算結果である前記チャネル行列を前記チャネル行列記憶部に予め記憶されたチャネル行列に同定するチャネル行列変換部をさらに有し、
前記チャネル行列記憶部は、前記チャネル行列変換部によって同定された前記チャネル行列に対応する前記逆行列または前記一般化逆行列を出力することを特徴とするデータ再生装置。
【請求項３】
請求項１に記載のデータ再生装置であって、
前記信号分離演算部は、前記チャネル推定演算部の演算結果である前記チャネル行列を入力して、このチャネル行列の前記逆行列または前記一般化逆行列を求める逆行列演算部をさらに有し、前記チャネル行列記憶部より出力された前記逆行列または前記一般化逆行列を用いて前記トラックごとの前記データの再生信号を分離する第１のモードと、前記逆行列演算部によって求められた前記逆行列または前記一般化逆行列を用いて前記トラックごとの前記データの再生信号を分離する第２のモードとを切り替えて動作することを特徴とするデータ再生装置。
【請求項４】
請求項１に記載のデータ再生装置であって、
前記ユニットは前記記録媒体にトラック方向に複数配置されており、
連続する複数の前記ユニット内の前記パターンの再生信号をもとに前記チャネル推定演算部にて求められた複数の前記チャネル行列を用いて、前記データの区間内で可変の複数の前記チャネル行列を推定するチャネル行列推定部をさらに具備し、
前記チャネル行列記憶部は、前記チャネル行列推定部により推定された前記複数のチャネル行列にそれぞれ対応する前記逆行列または前記一般化逆行列を出力することを特徴とするデータ再生装置。
【請求項５】
請求項４に記載のデータ再生装置であって、
前記チャネル行列推定部により推定された前記複数のチャネル行列を、前記チャネル行列記憶部に予め記憶された前記チャネル行列にそれぞれ同定するチャネル行列変換部をさらに有し、
前記チャネル行列記憶部は、前記チャネル行列変換部によってそれぞれ同定された前記複数のチャネル行列にそれぞれ対応する前記逆行列または前記一般化逆行列を出力することを特徴とするデータ再生装置。
【請求項６】
請求項４に記載のデータ再生装置であって、
前記チャネル行列推定部は、連続する複数の前記ユニット内の前記パターンの再生信号をもとに前記チャネル推定演算部によって求められた前記複数のチャネル行列から、直線補間によって、前記データの個々の区間にそれぞれ対応する複数のチャネル行列を推定することを特徴とするデータ再生装置。
【請求項７】
請求項１に記載のデータ再生装置であって、
前記パターンが、前記トラックごとにユニークな位置に配置された、最小記録波長と同等あるいはそれ以上の記録波長の信号からなる分離パターンであることを特徴とするデータ再生装置。
【請求項８】
請求項１に記載のデータ再生装置であって、
前記パターンが、トラッキングサーボ情報であることを特徴とするデータ再生装置。
【請求項９】
請求項１に記載のデータ再生装置であって、
前記１ユニット分の複数のトラックに対してそれぞれ異なる位置関係で信号を再生可能なように、前記再生ヘッドを複数備えることを特徴とするデータ再生装置。
【請求項１０】
複数のトラックを有し、前記トラックごとに、データと、１以上の前記トラックに跨って信号を再生することが可能な再生ヘッドと前記複数のトラックとの再生時のトラック幅方向の位置関係を検出するために必要なパターンを含むプリアンブルとが記録され、前記複数のトラックの前記データ及び前記プリアンブルが、前記データを再生するための信号処理の一単位であるユニットとして記録された記録媒体から前記データを再生する方法であって、
前記ユニットごとの前記パターンの再生信号をもとに、チャネル推定演算によって、前記再生ヘッドと前記複数のトラックとの再生時のトラック幅方向の位置関係に相当するチャネル行列を求めるステップと、
前記チャネル行列と逆行列または一般化逆行列との組み合わせが予め複数記憶されたチャネル行列記憶部を設けておき、このチャネル行列記憶部から、前記チャネル推定演算の結果であるチャネル行列に対応する逆行列または一般化逆行列を出力するステップと、
前記出力された逆行列または一般化逆行列を用いて、前記再生ヘッドによって再生された前記１ユニット分の前記データの再生信号から、前記トラックごとの前記データの再生信号を分離するステップと
を具備することを特徴とするデータ再生方法。
【請求項１１】
請求項１０に記載のデータ再生方法であって、
前記チャネル推定演算の結果であるチャネル行列を前記チャネル行列記憶部に予め記憶されたチャネル行列に同定するステップをさらに有し、
前記逆行列出力ステップは、前記同定されたチャネル行列に対応付けて前記チャネル行列記憶部に記憶された逆行列または一般化逆行列を出力することを特徴とするデータ再生方法。
【請求項１２】
請求項１０に記載のデータ再生方法であって、
前記ユニットは前記記録媒体にトラック方向に複数配置されており、
連続する複数の前記ユニット内の前記パターンの再生信号をもとに前記チャネル推定演算によって求められた複数のチャネル行列を用いて、前記データの区間内で可変の複数のチャネル行列を推定するステップをさらに具備し、
前記逆行列出力ステップは、前記推定されたチャネル行列に対応付けて前記チャネル行列記憶部に記憶された逆行列または一般化逆行列を出力することを特徴とするデータ再生方法。
【請求項１３】
請求項１２に記載のデータ再生方法であって、
前記推定された前記複数のチャネル行列をそれぞれ前記チャネル行列記憶部に予め記憶されたいずれかのチャネル行列に同定するステップをさらに有し、
前記逆行列出力ステップは、前記同定されたチャネル行列に対応付けて前記チャネル行列記憶部に記憶された逆行列または一般化逆行列を出力することを特徴とするデータ再生方法。
【請求項１４】
記録媒体に複数のトラックを記録するデータ記録装置であって、
前記トラックごとに記録すべきデータを符号化するマルチトラック記録符号化部と、
前記マルチトラック記録符号化部により符号化された前記トラックごとの前記データの符号列にそれぞれ、１以上の前記トラックに跨って信号を再生することが可能な再生ヘッドと前記複数のトラックとの再生時のトラック幅方向の位置関係を検出するために必要なパターンを含むプリアンブルを付加するマルチトラックプリアンブル付加部と、
前記複数のトラックの前記プリアンブル及び前記データを、前記データを再生するための信号処理の一単位であるユニットとして、このユニットが前記トラック方向に複数配置されるように、前記マルチトラックプリアンブル付加部によって前記プリアンブルが付加された前記トラックごとのデータを前記記録ヘッドにより前記記録媒体に記録するマルチトラック記録部と
を具備するデータ記録装置と、
前記記録媒体から前記データを再生するデータ再生装置であって、
前記ユニットごとの前記パターンの再生信号をもとに、前記再生ヘッドと前記複数のトラックとの再生時のトラック幅方向の位置関係に相当するチャネル行列を演算するチャネル推定演算部と、
前記チャネル行列と逆行列または一般化逆行列との組み合わせが予め複数記憶され、前記チャネル推定演算部の演算結果である前記チャネル行列に対応する前記逆行列または前記一般化逆行列を出力するチャネル行列記憶部と、
前記チャネル行列記憶部より出力された前記逆行列または前記一般化逆行列を用いて、前記再生ヘッドによって再生された前記１ユニット分の前記データの再生信号から、前記トラックごとの前記データの再生信号を分離する信号分離演算部と
を具備するデータ再生装置と
を具備することを特徴とするデータ記録再生装置。
【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１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図１８】
【図１９】
【図２０】
【図２１】
【図２２】
【図２３】
【図２４】
【図２５】
【図２６】
【図２７】
【図２８】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図１８】
【図１９】
【図２０】
【図２１】
【図２２】
【図２３】
【図２４】
【図２５】
【図２６】
【図２７】
【図２８】
【公開番号】特開２００８−２８２５０４（Ｐ２００８−２８２５０４Ａ）
【公開日】平成２０年１１月２０日（２００８．１１．２０）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００７−１２７４２３（Ｐ２００７−１２７４２３）
【出願日】平成１９年５月１１日（２００７．５．１１）
【出願人】（０００００２１８５）ソニー株式会社 (34,172)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２０年１１月２０日（２００８．１１．２０）
【国際特許分類】
【出願日】平成１９年５月１１日（２００７．５．１１）
【出願人】（０００００２１８５）ソニー株式会社 (34,172)
【Ｆターム（参考）】
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