再生装置および再生方法
【課題】 １つのＬＤＰＣデコーダを用いて複数のチャンネルのＬＤＰＣ符号の反復復号を時分割に行う場合の、各チャンネルへの反復有限回数の割り当てを最適化して、エラーレートを低下させる。
【解決手段】 1つのＬＤＰＣデコーダ３２を時分割に用いて複数のチャンネルの反復復号を行う場合に、前回の反復復号で反復回数Ｒが少ないチャンネルから先に反復復号を行うように制御する。これにより、より多くの反復回数を必要とする傾向のあるチャンネルの反復復号に、より多くの反復有限回数ｕを割り当てることができ、ブロックエラーの発生確率を低減することができる。
【解決手段】 1つのＬＤＰＣデコーダ３２を時分割に用いて複数のチャンネルの反復復号を行う場合に、前回の反復復号で反復回数Ｒが少ないチャンネルから先に反復復号を行うように制御する。これにより、より多くの反復回数を必要とする傾向のあるチャンネルの反復復号に、より多くの反復有限回数ｕを割り当てることができ、ブロックエラーの発生確率を低減することができる。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、記録媒体から複数のチャンネルの信号を再生する再生装置および再生方法に係り、特にＬＤＰＣ符号を復号して再生を行う再生装置および再生方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
低密度パリティ検査符号(Low Density Parity Check codes)（以下、ＬＤＰＣ符号という）が脚光を浴びつつある。ＬＤＰＣ符号は、ターボ符号等と同様に、符号長を長くしていくにしたがって、シャノン限界に近い性能が得られることがわかりつつある。また、ＬＤＰＣ符号は、最小距離が符号長に比例するという性質があることから、その特徴として、ブロック誤り確率特性がよく、さらに、ターボ符号等の復号特性において観測される、いわゆるエラーフロア現象が殆ど生じないことも利点として挙げられる。
【０００３】
ＬＤＰＣ符号は、そのＬＤＰＣ符号を定義するパリティ検査行列(parity check matrix)が疎なものであることを最大の特徴とするものである。ここで、疎な行列とは、行列のコンポーネントの"１"の個数が非常に少なく構成されるものである。このようなＬＤＰＣ符号による符号化においては、検査行列Hに基づいて生成行列Gを生成し、この生成行列Gを２元の情報メッセージに対して乗算することによって符号語を生成することで実現される。具体的には、ＬＤＰＣ符号による符号化を行う符号化装置は、まず、検査行列Ｈの転置行列ＨTとの間に、式ＧＨT＝０が成立する生成行列Gを算出する。
【０００４】
一方、ＬＤＰＣ符号の復号法には、sum-productアルゴリズムと称されるものがある。sum-productアルゴリズムは、事後確率に関する計算を「変数ノード処理」と「チェックノード処理」と呼ばれる２つの処理に分け、その間で反復処理を繰り返すことで推定精度の高いビット系列を判定する。事後確率とは、受信信号が既知であるという前提に基づく各符号語に関する条件付き確率である。sum-productアルゴリズムは、この事後確率を漏れなく計算する手法であるビット単位最大事後確率復号法を近似したもので、疎な行列を用いることで近似計算の効率を飛躍的に高めたものである。
【０００５】
sum-productアルゴリズムでは、反復復号の反復回数を重ねるに従って推定精度が向上し、符号の誤りが訂正できたことになる。一般的に、反復回数には上限が定められる。これは、sum-productアルゴリズムでは、反復回数を重ねればパリティ検索条件を満たすビット列が得られるという収束性が保証されないためである。
【０００６】
このようなsum-productアルゴリズムによるＬＤＰＣ符号の復号法を、テープ状の磁気記録媒体に対する記録再生を行う装置でのデータ再生のようにリアルタイム性が要求されるシステムに用いた場合、反復回数の上限は時間的にさらに厳しい制約のもとに決められる必要があり、反復回数の上限を超えてもパリティ検索条件を満たすビット列が得られない場合には誤り訂正エラーとして、反復復号は強制終了とされる。
【０００７】
また、特許文献１には、ＬＤＰＣ符号の反復復号において、処理効率や消費電力の面から最適な反復回数を決定するために、１フレームの反復復号に割り当て可能な許容時間、１フレーム中の符号ブロック数、および各符号ブロックのサイズに基づいて、各符号ブロックの最大反復回数を決定する技術が開示されている。
【特許文献１】特開２００７−６３８２号参照
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
sum-productアルゴリズムによるＬＤＰＣ符号の復号法を、テープ状の磁気記録媒体に対してマルチチャンネルで記録再生を行う磁気記録再生装置のデータ再生に用いた場合、チャンネル毎にＬＤＰＣ符号の復号を行うＬＤＰＣデコーダを設けて、各チャンネルのＬＤＰＣ符号を並列して行うか、もしくは、１つのチャンネルのＬＤＰＣ復号が終了したなら次のチャンネルのＬＤＰＣ復号を開始するといったように、1つのＬＤＰＣデコーダを時分割に用いて各チャンネルの反復復号を時分割に行うことが考えられる。
【０００９】
コスト面を優先したとき、1つのＬＤＰＣデコーダを時分割に用いて複数のチャンネルのＬＤＰＣ復号を時分割に行う構成が採用される。しかしながら、この場合には次のような問題がある。
【００１０】
1つのＬＤＰＣデコーダを時分割に用いて複数のチャンネルのＬＤＰＣ復号を時分割に行う場合、例えば、簡単な例として、２チャンネルのＬＤＰＣ復号を時分割に行う場合、先行するチャンネルのＬＤＰＣ復号でパリティ検索条件を満たすビット列が得られるまでに多くの回数の反復処理を要し、システムで決められた反復最大回数を全て消費したり、その大部分を消費してしまった場合、次のチャンネルのＬＤＰＣ復号が実行不能になったり、実行できたとしても反復処理を十分な回数実行できないためにＬＤＰＣ復号が強制終了となり、誤り訂正エラーとなってしまうおそれがある。
【００１１】
そこで、システムで決められた反復最大回数をチャンネル数で均等に割った回数を、個々のチャンネルのＬＤＰＣ復号に分配して割り当てることが考えられる。しかしながら、この方法では、チャンネル毎のＬＤＰＣ復号での反復処理に割り当てられる反復最大回数が１／（チャンネル数）に制限されることによって、システムで決められた反復最大回数の利用効率が低下し、エラーレートが上がる。
【００１２】
本発明は、かかる実情に鑑み、１つのＬＤＰＣデコーダを用いて複数のチャンネルのＬＤＰＣ符号の反復復号を時分割に行う場合の、各チャンネルへの反復有限回数の割り当てを最適化することができ、エラーレートを低下させることのできる再生装置及び再生方法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】
【００１３】
上記の課題を解決するために、本発明の再生装置は、複数のチャンネルの信号を再生する再生装置であって、前記チャンネル毎に、ＬＤＰＣ（Low Density Parity Check）符号により符号化された、ＬＤＰＣ符号長分のビット列をブロックとして、このブロックのビット毎の軟判定を行う軟判定手段と、前記チャンネル毎に、前記軟判定手段により得られた前記ブロック単位の軟判定結果を保持する保持手段と、前記ブロック単位の軟判定結果を入力として、反復復号により推定ビット列を求める復号手段と、前記チャンネル毎の反復復号終了時の反復回数をもとに、次のブロックの反復復号のチャンネル間での優先順位を決定し、この優先順位に従って前記各チャンネルの反復復号が行われるように、前記保持手段から前記復号手段への前記各チャンネルの前記ブロック単位の軟判定結果の入力を制御する制御手段とを具備する。
【００１４】
本発明において、制御手段は、チャンネル毎の反復復号終了時の反復回数をもとに、次のブロックの反復復号のチャンネル間での優先順位を決定し、この優先順位に従って各チャンネルの反復復号が行われるように各チャンネルの前記ブロック単位の軟判定結果の入力を制御することで、１つのＬＤＰＣデコーダを用いて複数のチャンネルのＬＤＰＣ符号の反復復号を時分割に行う場合の、各チャンネルへの反復有限回数の割り当てを最適化することができ、エラーレートを低下させることができる。
【００１５】
本発明の再生装置において、前記軟判定手段は、前記ビット単位の事後確率の対数尤度比を前記軟判定結果として求めるものであってもよい。
【００１６】
本発明の再生装置において、前記制御手段は、反復復号終了時の反復回数が少ないチャンネルほど、次のブロックの反復復号が優先して行われるようにチャンネル間での優先順位を決定することとしてもよい。これにより、最初のチャンネルの反復復号が少ない反復回数で終了する確率が高くなり、次のチャンネルの反復復号に多くの反復回数を割り当てることができ、ブロックエラーの発生確率を低減することができる。すなわち、ＬＤＰＣ符号の反復復号時の反復回数は、再生信号の品質が悪くてＳＮ比が小さいほど増える。再生信号の品質は記録ヘッドや再生ヘッドの特性等に大きく依存するので、特定のチャンネルの反復復号時の反復回数が他のチャンネルのそれよりも多くなる状態が続く傾向がある。したがって、前回反復回数が少なかった方のチャンネルから先に反復復号を行うことによって、次のチャンネルの反復復号に、より多くの反復有限回数を割り当てることができる確率が高くなる。
【００１７】
また、本発明の再生装置において、前記復号手段は、複数のチャンネルの反復復号時の反復回数の上限制限を有するものである。リアルタイムなデータ再生が要求される場合、反復回数の上限は時間的な制約を考慮して決められる。本発明は、このように反復回数の上限制限が存在する場合の、各チャンネルへの反復有限回数の割り当てを最適化することによって、エラーレートを低下させることができるものである。
【００１８】
本発明において、前記復号手段は、事後確率に関する計算を変数ノード処理とチェックノード処理の２つの処理に分け、その間で反復処理を行うものである。この方法は、sum-productアルゴリズムと称されるものであり、反復処理を繰り返すことで推定精度の高いビット系列を判定することができる。事後確率とは、受信信号が既知であるという前提に基づく各符号語に関する条件付き確率である。sum-productアルゴリズムは、この事後確率を漏れなく計算する手法であるビット単位最大事後確率復号方を近似したもので、疎な行列を用いることで近似計算の効率を飛躍的に高めたものである。
【００１９】
本発明の別の観点に基づく再生方法は、複数のチャンネルの信号を再生する方法であって、前記チャンネル毎に、ＬＤＰＣ（Low Density Parity Check）符号により符号化された、ＬＤＰＣ符号長分のビット列をブロックとして、このブロックのビット毎の軟判定を行うステップと、前記ブロック単位の軟判定結果を入力として、反復復号により推定ビット列を求めるステップと、前記チャンネル毎の反復復号終了時の反復回数をもとに、次のブロックの反復復号のチャンネル間での優先順位を決定し、この優先順位に従って前記各チャンネルの反復復号が行われるように制御するステップとを具備する。
【００２０】
本発明によれば、チャンネル毎の反復復号終了時の反復回数をもとに、次のブロックの反復復号のチャンネル間での優先順位を決定し、この優先順位に従って各チャンネルの反復復号が行われるように制御することで、１つのＬＤＰＣデコーダを用いて複数のチャンネルのＬＤＰＣ符号の反復復号を時分割に行う場合の、各チャンネルへの反復有限回数の割り当てを最適化することができ、エラーレートを低下させることができる。
【発明の効果】
【００２１】
本発明によれば、１つのＬＤＰＣデコーダを用いて複数のチャンネルのＬＤＰＣ符号の反復復号を時分割に行う場合の、各チャンネルへの反復有限回数の割り当てを最適化することができ、エラーレートを低下させることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２２】
以下、本発明の実施の形態を図面を用いて詳細に説明する。
【００２３】
図１および図２は、本発明の再生装置を、テープ状の磁気記録媒体に対して記録または再生を行う磁気記録再生装置に採用した場合の実施の形態の構成を示す図であり、図１はその磁気記録再生装置における記録装置の構成を示す図、図２はその磁気記録再生装置における再生装置の構成を示す図である。
【００２４】
この実施形態の磁気記録再生装置は、テープ状の磁気記録媒体に複数の記録ヘッドで複数のチャンネルの信号を記録し、かつそのテープ状の磁気記録媒体から複数の再生ヘッドで各チャンネルの信号を再生する装置である。この実施形態では、チャンネル数が２である場合について説明するが、本発明においてチャンネル数は複数であればよい。
【００２５】
まず、図１を参照して記録装置の構成を説明する。同図に示すように、記録装置は、データ分配部１０、ヘッダ付加部１１Ａ，１１Ｂ、ＬＤＰＣ符号化部１２Ａ，１２Ｂ、ＳＹＮＣパターン付加部１３Ａ，１３Ｂ、記録アンプ１４Ａ，１４Ｂ、記録ヘッド１５Ａ，１５Ｂを備える。ここで、ヘッダ付加部１１Ａ，１１Ｂ、ＬＤＰＣ符号化部１２Ａ，１２Ｂ、ＳＹＮＣパターン付加部１３Ａ，１３Ｂ、記録アンプ１４Ａ，１４Ｂ、記録ヘッド１５Ａ，１５Ｂは、それぞれ、チャンネル毎に設けられている。
【００２６】
データ分配部１０は、ユーザデータをチャンネル数分のデータに分配して、チャンネル毎のヘッダ付加部１１Ａ，１１Ｂに供給する。
【００２７】
ヘッダ付加部１１Ａ，１１Ｂは、チャンネル毎に分けられたユーザデータに再生制御のために必要な各種の付加情報をヘッダとして付加する。
【００２８】
ＬＤＰＣ符号化部１２Ａ，１２Ｂは、ヘッダが付加されたデータをＬＤＰＣ符号化してＬＤＰＣ符号語を生成する。
【００２９】
ＳＹＮＣパターン付加部１３Ａ，１３Ｂは、ＬＤＰＣ符号化部１２Ａ，１２Ｂより得られた符号語の先頭にブロック検出のためのＳＹＮＣパターンを付加する。
【００３０】
記録アンプ１４Ａ，１４Ｂは、ＳＹＮＣパターン付加部１３Ａ，１３Ｂより出力された記録符号列をもとに記録ヘッド１５Ａ，１５Ｂを駆動する。記録ヘッド１５Ａ，１５Ｂはテープ状の磁気記録媒体１６に信号を記録する。
【００３１】
次に、本実施形態の磁気記録再生装置の記録装置の動作を示す。まず、ユーザデータがデータ分配部１０に入力され、チャンネル数分のデータに分配されてチャンネル毎のヘッダ付加部１１Ａ，１１Ｂに供給される。以降、チャンネル毎の動作が以下のように行われる。
【００３２】
ヘッダ付加部１１Ａ，１１Ｂにて、データ分配部１０より供給されたユーザデータに対して、当該ユーザデータの再生制御のために必要な各種の付加情報がヘッダとして付加される。次に、ＬＤＰＣ符号化部１２Ａ，１２Ｂにて、ヘッダが付加されたデータはＬＤＰＣの符号長Ｎ分のビット数に符号化される。このＬＤＰＣ符号化は、例えば、パリティ符号を定義する検査行列Ｈから、ＧＨT＝０を満足する生成行列Ｇを求め、ヘッダが付加されたデータに生成行列Ｇを乗じることなどによって行われる。ここで、パリティ符号を定義する検査行列ＨはＭ行×Ｎ列の"０"と"１"の要素からなる行列で、かつ疎なものであることを特徴とするものである。疎な行列とは、行列の要素"１"の個数が非常に少なく構成されるものである。符号化により得られるビット数はＬＤＰＣの符号長Ｎであり、このＬＤＰＣ符号長Ｎ分のビット列を1ブロックとする。
【００３３】
次に、ブロックの先頭に、ＳＹＮＣパターン付加部１３Ａ，１３ＢによってＳＹＮＣパターンが付加されて１ブロックの記録ビット列が得られる。
【００３４】
図３に、この１ブロックの記録ビット列の構成を示す。このように１ブロックの記録ビット列の先頭にはブロック検出のためのＳＹＮＣパターンが付加され、このＳＹＮＣパターンの後に、ヘッダが付加されたユーザデータを符号化した１ブロック分のビット列である符号語が付加される。符号語は、ヘッダが付加されたユーザデータのメッセージ・ビット列と検査ビット列とで構成される。
【００３５】
この後は、記録アンプ１４Ａ，１４Ｂにて、記録ビット列をもとに記録ヘッド１５Ａ，１５Ｂが駆動されることによって、テープ状の磁気記録媒体１６に信号が記録される。
【００３６】
次に、図２を参照して再生装置の構成を説明する。同図に示すように、再生装置は、再生ヘッド２１Ａ，２１Ｂ、再生アンプ２２Ａ，２２Ｂ、ＡＤコンバータ２３Ａ，２３Ｂ、ＨＰＦ（High Pass Filter）２４Ａ，２４Ｂ、プレフィルタ２５Ａ，２５Ｂ、デジタル位相同期回路２６Ａ，２６Ｂ、適応型等化フィルタ２７Ａ，２７Ｂ、軟判定検出器２８Ａ，２８Ｂ、ＳＹＮＣ検出器２９Ａ，２９Ｂ、バッファ３０Ａ，３０Ｂ、セレクタ３１、ＬＤＰＣデコーダ３２、データ処理部３３、バッファ・セレクタ制御部３４を備えている。ここで、再生ヘッド２１Ａ，２１Ｂ、再生アンプ２２Ａ，２２Ｂ、ＡＤコンバータ２３Ａ，２３Ｂ、ＨＰＦ（High Pass Filter）２４Ａ，２４Ｂ、プレフィルタ２５Ａ，２５Ｂ、デジタル位相同期回路２６Ａ，２６Ｂ、適応型等化フィルタ２７Ａ，２７Ｂ、軟判定検出器２８Ａ，２８Ｂ、ＳＹＮＣ検出器２９Ａ，２９Ｂ、バッファ３０Ａ，３０Ｂは、それぞれ、チャンネル毎に設けられ、セレクタ３１、ＬＤＰＣデコーダ３２、データ処理部３３、バッファ・セレクタ制御部３４はそれぞれ１つずつ設けられている。
【００３７】
再生ヘッド２１Ａ，２１Ｂは、磁気記録媒体１６に記録された信号を読み出すヘッドである。再生アンプ２２Ａ，２２Ｂは、再生ヘッド２１Ａ，２１Ｂの出力を後段の回路にて処理可能なレベルに増幅する。ＡＤコンバータ２３Ａ，２３Ｂは、再生アンプ２２Ａ，２２Ｂより出力されたアナログ再生信号をデジタル値に変換する。ＨＰＦ２４Ａ，２４Ｂは、ＡＤコンバータ２３Ａ，２３Ｂの出力から後段の処理にとって不要な低周波成分を除去する。プレフィルタ２５Ａ，２５Ｂは、ＨＰＦ２４Ａ，２４Ｂを通過した再生信号に対して位相同期のための等化処理を行う。デジタル位相同期回路２６Ａ，２６Ｂは、ＡＤコンバータ２３Ａ，２３Ｂによって非同期にサンプリングされた再生信号から位相同期のとれたデータ系列を生成する。適応型等化フィルタ２７Ａ，２７Ｂは、後段の軟判定検出器２８Ａ，２８Ｂから出力される誤差信号をもとに、自身のフィルタのタップ係数を最適な値に更新して、入力信号を所定の目標等化特性に等化する。
【００３８】
軟判定検出器２８Ａ，２８Ｂには、例えば、事後確率検出器等が用いられる。事後確率検出器は、入力値ｙを基にビット毎の事後確率Ｐ０＝Ｐ（ｘ＝０｜Ｙ＝ｙ），Ｐ１＝Ｐ（ｘ＝１｜Ｙ＝ｙ）を計算し、その対数尤度比（ＬＬＲ：Log-Likelihood Ratio）λ＝ｌｏｇ（Ｐ１／Ｐ０）を出力する。ここでｘは記録ビットであり、例えば、"０"か"１"のいずれかの値をとる。
【００３９】
なお、事後確率検出器は、トレリス線図を用いて前後複数の入力値からＬＬＲを求めるものであってもよい。トレリス線図とは、入力されるビット系列に従って、符号器が状態を変化させていく過程で生成する符号列を表すものである。
【００４０】
ＳＹＮＣ検出器２９Ａ，２９Ｂは、軟判定検出器２８Ａ，２８Ｂによって判定されたＬＬＲからブロックの先頭のＳＹＮＣパターンを検出して、バッファ３０Ａ，３０Ｂに最新の１ブロック分のＬＬＲが保持されるように制御を行う。
【００４１】
バッファ３０Ａ，３０Ｂは、チャンネル毎に１ブロック分のＬＬＲを保持する。バッファ３０Ａ，３０Ｂへのブロック単位のＬＬＲの書き込みはＳＹＮＣ検出器２９Ａ，２９Ｂによって制御され、読み出しはバッファ・セレクタ制御部３４によって制御される。
【００４２】
セレクタ３１は、バッファ・セレクタ制御部３４による制御の下、ＬＤＰＣデコーダ３２へブロック単位のＬＬＲを供給するバッファ３０Ａ，３０Ｂを選択する。
【００４３】
ＬＤＰＣデコーダ３２は、セレクタ３１を介して入力されたブロック単位のＬＬＲを入力としてＬＤＰＣ符号の反復復号を行う回路である。ＬＤＰＣデコーダ３２は、チャンネル毎の反復復号終了時の反復回数をバッファ・セレクタ制御部３４に出力する。
【００４４】
バッファ・セレクタ制御部３４は、ＬＤＰＣデコーダ３２より入力されたチャンネル毎の反復復号終了時の反復回数を保持するレジスタを有し、このレジスタに保持されたチャンネル毎の反復復号終了時の反復回数をもとに、次のブロックの各チャンネル間での反復復号の優先順位を決定し、この優先順位に従って各チャンネルの反復復号が順次行われるように、バッファ３０Ａ，３０Ｂからの読み出し及びセレクタ３１の制御を行う。
【００４５】
データ処理部３３は、ＬＤＰＣデコーダ３２にて得られた推定符号語からチャンネル毎のデータを復元し、これらのデータを連結して記録データを復元する処理を行う回路である。
【００４６】
次に、ＬＤＰＣデコーダ３２によるＬＤＰＣ符号の反復復号の詳細を説明する。この実施形態では、sum-productアルゴリズムによりＬＤＰＣ符号の反復復号を行うものとする。sum-productアルゴリズムでは、事後確率に関する計算を「変数ノード処理」と「チェックノード処理」と呼ばれる２つの処理に分け、その間で反復処理を行うことで、推定精度の高いビット系列を判定する。
【００４７】
図４はＬＤＰＣ符号のパリティ検査行列Ｈのノード表現を示す図である。ＬＤＰＣのパリティ検査行列Ｈ（Ｎ行×Ｍ列）は、Ｎ個の変数ノード、Ｍ個のチェックノード、枝（ｅｄｇｅ）で表現される。枝は、パリティ検査行列Ｈの第ｍ行・第ｎ列の要素ｈｍｎが"１"であるとき変数ノードｎとチェックノードｍとを結ぶものである。
【００４８】
図５はＬＤＰＣデコーダ３２によるＬＤＰＣ符号の反復復号のフローチャートである。ＬＤＰＣデコーダ３２は、ＳＹＮＣ検出器２９Ａ，２９ＢからのＳＹＮＣ検出信号をもとにブロックの先頭を検出し、図６に示すように、１ブロック分のビット毎の対数尤度比（ＬＬＲ）であるＬ１，Ｌ２，…，ＬｎをＮ個の変数ノードに順にセットする（ステップＳ１０１）。
【００４９】
次に、ＬＤＰＣデコーダ３２は、チェックノードから変数ノードへのメッセージＡｍｎおよび反復回数Ｒをそれぞれ初期化し（ステップＳ１０２）、さらに反復復号の反復有限回数ｕをセットする（ステップＳ１０３）。
【００５０】
この後、ステップＳ１０４、ステップＳ１０５、ステップＳ１０６、ステップＳ１０７をスルーして、反復回数Ｒをインクリメントした後（ステップＳ１０８）、初回の反復処理を次のように行う。
【００５１】
ＬＤＰＣデコーダ３２は、変数ノード処理として、変数ノードｎからチェックノードｍに与えるメッセージＢｍｎを次式により計算する（ステップＳ１０９）。図７はメッセージＢｍｎの計算方法を示す図である。
【００５２】
【数１】
【００５３】
ここで、Ｂ（ｎ）＼ｍは変数ノードｎにつながるチェックノードの集合Ｂ（ｎ）からチェックノードｍを除いたものであり、図７においてｍ’と表記する。図７のＡｍ’ｎは、そのチェックノードｍ’で計算された変数ノートｎへのメッセージである。メッセージＡｍ’ｎの初期値は０であるから、変数ノードｎからチェックノードｍへの初回のメッセージＢｍｎはＬｎとなる。
【００５４】
次に、ＬＤＰＣデコーダ３２は、チェックノードｍから変数ノードｎへのメッセージＡｍｎを次式により計算する（ステップＳ１１０）。図８はメッセージＡｍｎの計算方法を示す図である。
【００５５】
【数２】
【００５６】
ここで、関数ｆ（ｘ）はGallagerの関数で、ｆ（ｘ）＝ｌｎ（（ｅｘｐ（ｘ）＋１）／（ｅｘｐ（ｘ）−１））である。Ａ（ｍ）＼ｎは、チェックノードｍにつながる変数ノードの集合Ａ（ｍ）から変数ノードｎを除いたものであり、ｎ’と表記する。図８中のＢｍｎ’は、その変数ノードｎ’で計算されたチェックノートｍへのメッセージである。
【００５７】
次に、ＬＤＰＣデコーダ３２は、ステップＳ１０３に戻って、対数事後確率比の近似値Ｋｎの計算を次式により行う。
【００５８】
【数３】
【００５９】
なお、ＬＳＩに実装する場合、メッセージＡｍｎ、メッセージＢｍｎ、関数ｆ（ｘ）の計算には近似式が使われる。
【００６０】
ＬＤＰＣデコーダ３２は、上記のメッセージＡｍｎ、メッセージＢｍｎ、対数事後確率比の近似値Ｋｎの各計算が終了したところで、対数事後確率比の近似値Ｋｎをもとに推定復号語Ｃ'ｎを求める（ステップＳ１０５）。ここで、Ｃ'はＣサーカムフレックス の代用表記である。この推定復号語Ｃ'ｎの判定は次のように行われる。ＬＤＰＣデコーダ３２は、対数事後確率比の近似値Ｋｎが０以上ならば推定復号語Ｃ'ｎを"０"と判定し、対数事後確率比の近似値Ｋｎが０未満ならば推定復号語Ｃ'ｎを"１"と判定する。
【００６１】
次に、ＬＤＰＣデコーダ３２は、今回得られた推定復号語Ｃ'ｎに関して、Ｃ'ｎＨT ＝０のパリティ検査条件を満たすかどうかを判定する（ステップＳ１０６）。ここで、ＨTはＬＤＰＣのパリティ検査行列Ｈの転置行列である。推定復号語Ｃ'ｎがパリティ検査条件を満たすならば、ＬＤＰＣデコーダ３２は、今回得られた推定復号語Ｃ'ｎをデータ処理部３３に出力するとともに、反復復号終了時の反復回数Ｒをバッファ・セレクタ制御部３４に出力して復号を終了する（ステップＳ１１１）。
【００６２】
ここで、メッセージＢｍｎ、メッセージＡｍｎ、対数事後確率比の近似値Ｋｎ、推定復号語Ｃ'ｎを計算し、この推定復号語Ｃ'ｎがパリティ検査条件を満たすかどうかを判定するまでの処理を「１回の反復処理」と呼ぶ。この反復処理の回数が反復回数Ｒである。
【００６３】
ＬＤＰＣデコーダ３２は、ステップＳ１０６での判定の結果、推定復号語Ｃ'ｎがパリティ検査条件を満たす場合には、今回得られた推定復号語Ｃ'ｎを復号結果としてデータ処理部３３に出力して反復復号を終了することとしたが、推定復号語Ｃ'ｎがパリティ検査条件を満たさない場合、現在の反復回数Ｒが反復有限回数ｕに達したかどうかを判定する（ステップＳ１０７）。現在の反復回数Ｒが反復有限回数ｕに達していない場合には、ＬＤＰＣデコーダ３２は、反復回数Ｒをインクリメントした後（ステップＳ１０８）、次の反復処理を行う。
【００６４】
以後、ＬＤＰＣデコーダ３２は、生成された推定復号語Ｃ'ｎがパリティ検査条件を満たすことが判定されるか、あるいは、現在の反復回数Ｒが反復有限回数ｕに達する直前まで、反復処理を繰り返す。ＬＤＰＣデコーダ３２は、ステップＳ１０７で現在の反復回数Ｒが反復有限回数ｕに達したことを判定した場合、つまり反復処理をｕ回繰り返しても推定復号語Ｃ'ｎがパリティ検査条件を満たすことがなかった場合には、現在処理中のブロックをエラーブロックとして復号処理を強制終了する（ステップＳ１１２）。
【００６５】
本実施形態の磁気記録再生装置では、1つのＬＤＰＣデコーダ３２を時分割に用いて複数のチャンネルの反復復号を時分割に行うこととしている。
【００６６】
次に、1つのＬＤＰＣデコーダ３２を時分割に用いて複数のチャンネルの反復復号を時分割に行う場合の制御について説明する。なお、ここでは、２チャンネルの場合を想定して説明することとする。この場合、ＬＤＰＣデコーダ３２はチャンネル周波数の２倍以上のレートで復号を行える回路とする必要がある。
【００６７】
図９は1つのＬＤＰＣデコーダ３２を時分割に用いて２つのチャンネルの反復復号を時分割に行う場合のバッファ・セレクタ制御部３４による制御のフローチャートである。
【００６８】
ここで、２つのチャンネルにおいて一方のチャンネルを「第１のチャンネル」、他方のチャンネルを「第２のチャンネル」と称す。バッファ・セレクタ制御部３４は、第１のチャンネルの反復復号の優先順位が格納される第１の優先順位レジスタ、第２のチャンネルの反復復号の優先順位が格納される第２の優先順位レジスタ、第１のチャンネルの最新の反復復号の終了時の反復回数が格納される第１の反復回数レジスタ、第２のチャンネルの最新の反復復号の終了時の反復回数が格納される第２の反復回数レジスタを有している。
【００６９】
バッファ・セレクタ制御部３４は、まず、各チャンネルの優先順位レジスタにそれぞれの初期値をセットする。例えば、第１の優先順位レジスタに初期値として優先順位１をセットし、第２の優先順位レジスタに初期値として優先順位２をセットする。これにより、復号開始時には第１のチャンネルの反復復号から開始され、第１のチャンネルの反復復号の終了後に直ちに第２のチャンネルの反復復号が開始されるように設定がされる。
【００７０】
この後、バッファ・セレクタ制御部３４は、各チャンネルのバッファ３０Ａ，３０Ｂにそれぞれ１ブロック分以上のデータ（ＬＬＲ）がたまったことを検出すると（ステップＳ２０１のＹＥＳ）、優先順位１に設定されたチャンネル、すなわち今回は第１のチャンネルのバッファ３０Ａのデータ（ＬＬＲ）を選択するようにセレクタ３１に選択信号を出力する（ステップＳ２０２）。セレクタ３１はバッファ・セレクタ制御部３４からの選択信号に基づいて、第１のチャンネルのバッファ３０Ａのデータ（ＬＬＲ）を選択してＬＤＰＣデコーダ３２に供給する。これにより、ＬＤＰＣデコーダ３２にて、バッファ３０Ａから読み出された１ブロック分のデータ（ＬＬＲ）に対する反復復号が既述の手順で行われる。
【００７１】
複数のチャンネル間で最初に選択されたチャンネルの反復復号においては、バッファ３０Ａ，３０Ｂにそれぞれ１ブロック分のデータ（ＬＬＲ）が全て出力されるのに要する時間内に可能な反復の最大回数を全チャンネル数で割った回数Ｕが反復有限回数ｕとしてＬＤＰＣデコーダ３２にセットされる。なお、Ｕの値はシステムに予め記憶されている。反復有限回数ｕのセットは、ＬＤＰＣデコーダ３２がバッファ・セレクタ制御部３４から反復有限回数ｕの通知を受けて行うようにしてもよいし、ＬＤＰＣデコーダ３２がバッファ・セレクタ制御部３４から複数のチャンネル間で最初に選択されたチャンネルであるか２番目に選択されたチャンネルであるかの通知を受け、最初に選択されたチャンネルであることの通知の場合に、Ｕの値を反復有限回数ｕとしてセットするようにしてもよい。
【００７２】
ＬＤＰＣデコーダ３２は、１ブロックの反復復号を終了すると（ステップＳ２０３のＹＥＳ）、そのブロックの反復復号終了時の反復回数Ｒをバッファ・セレクタ制御部３４に通知する。バッファ・セレクタ制御部３４は、ＬＤＰＣデコーダ３２より通知された反復回数Ｒを、優先順位１のチャンネルに対応する反復回数レジスタ、すなわち今回は第１のチャンネルに対応する第１の反復回数レジスタに格納する（ステップＳ２０４）。ここで、第１の反復回数レジスタに格納された反復回数Ｒを「反復回数Ｒ１」とする。
【００７３】
続いて、バッファ・セレクタ制御部３４は、優先順位２に設定されたチャンネルすなわち今回は第２のチャンネルのバッファ３０Ｂのデータ（ＬＬＲ）を選択するようにセレクタ３１に選択信号を出力する（ステップＳ２０５）。セレクタ３１はバッファ・セレクタ制御部３４からの選択信号に基づいてバッファ３０Ｂのデータ（ＬＬＲ）を選択してＬＤＰＣデコーダ３２に供給する。これにより、ＬＤＰＣデコーダ３２にて、バッファ３０Ｂから読み出された１ブロック分のデータ（ＬＬＲ）に対する反復復号が既述の手順で行われる。
【００７４】
複数のチャンネル間で２番目に選択されたチャンネルの反復復号においては、バッファ３０Ａ，３０Ｂにそれぞれ１ブロック分のデータ（ＬＬＲ）が全て出力されるのに要する時間内に可能な反復の最大回数（チャンネル数が２場合は２Ｕ）から、最初に選択されたチャンネルの反復復号終了時の反復回数Ｒを引いた回数（２Ｕ−Ｒ）が反復有限回数ｕとしてＬＤＰＣデコーダ３２にセットされる。このときの反復有限回数ｕのセットも、ＬＤＰＣデコーダ３２がバッファ・セレクタ制御部３４から反復有限回数ｕの通知を受けて行うようにしてもよいし、ＬＤＰＣデコーダ３２がバッファ・セレクタ制御部３４から複数のチャンネル間で最初に選択されたチャンネルであるか２番目に選択されたチャンネルであるかの通知を受け、２番目に選択されたチャンネルであることの通知の場合に、２Ｕ−Ｒの値を反復有限回数ｕとしてセットするようにしてもよい。
【００７５】
ＬＤＰＣデコーダ３２は、１ブロックの反復復号を終了すると（ステップＳ２０６のＹＥＳ）、そのブロックの反復復号終了時の反復回数Ｒをバッファ・セレクタ制御部３４に通知する。バッファ・セレクタ制御部３４は、ＬＤＰＣデコーダ３２より通知された反復回数Ｒを、優先順位２のチャンネルに対応する反復回数レジスタ、すなわち今回は第２のチャンネルに対応する第２の反復回数レジスタに格納する（ステップＳ２０７）。ここで、第２の反復回数レジスタに格納された反復回数Ｒを「反復回数Ｒ２」とする。
【００７６】
次に、バッファ・セレクタ制御部３４は、第１の反復回数レジスタに格納された反復回数Ｒ１と第２の反復回数レジスタに格納された反復回数Ｒ２とを比較して、Ｒ１<Ｒ２の関係を満たしているかどうかを判定する（ステップＳ２０８）。Ｒ１<Ｒ２の関係を満たしている場合には、第１の優先順位レジスタに、第１のチャンネルの反復復号の優先順位Ｂ１として１をセットし、第２の優先順位レジスタに第２のチャンネルの反復復号の優先順位Ｂ２として２をセットする（ステップＳ２０９）。すなわち、各チャンネルの優先順位レジスタの内容は初期値のままとする。Ｒ１<Ｒ２の関係を満たしていない場合には、逆に第１の優先順位レジスタに、第１のチャンネルの反復復号の優先順位Ｂ１として２をセットし、第２の優先順位レジスタに第２のチャンネルの反復復号の優先順位Ｂ２として１をセットする（ステップＳ２１０）。
【００７７】
次回の２チャンネルのブロックに対する反復復号時のバッファ・セレクタ制御部３４による制御は、各チャンネルの優先順位レジスタに改めてセットされた優先順位Ｂ１，Ｂ２に基づいて行われる。すなわち、次回の複数チャンネルのブロックに対して時分割に行われる反復復号は、前回の反復復号終了時の反復回数が少なかった方のチャンネルから先に行われることになる。
【００７８】
図１０は２チャンネル間での反復復号の順位の制御に関するタイミングチャートの例である。この例では、反復復号開始時には第１のチャンネル（ｃｈ１）のバッファ３０Ａに保持されたブロック（ｂｌｏｃｋ１）の反復復号から開始され、ブロック（ｂｌｏｃｋ１）の反復復号終了後、直ちに第２のチャンネル（ｃｈ２）のバッファ３０Ｂに保持されたブロック（ｂｌｏｃｋ２）の反復復号が行われる。このとき、第１のチャンネル（ｃｈ１）のブロック（ｂｌｏｃｋ１）に対して１０回の反復処理が行われ、第２のチャンネル（ｃｈ２）のブロック（ｂｌｏｃｋ２）に対して３回の反復処理が行われたので、Ｒ１＝１０、Ｒ２＝３である。これは、Ｒ１<Ｒ２の関係を満たしていないので、次回は第２のチャンネル（ｃｈ２）のバッファ３０Ｂに保持されたブロック（ｂｌｏｃｋ４）の反復復号から開始され、ブロック（ｂｌｏｃｋ４）の反復復号終了後、直ちに第１のチャンネル（ｃｈ１）のバッファ３０Ａに保持されたブロック（ｂｌｏｃｋ３）の反復復号が行われる。
【００７９】
今回の２チャンネルの反復復号では、結果的に、ブロック（ｂｌｏｃｋ４）に対して３回の反復処理が行われ、ブロック（ｂｌｏｃｋ３）に対して（２Ｕ−３）回の反復処理が行われている。このように、最初のチャンネルの反復復号が少ない反復回数で終了したならば、次のチャンネルの反復復号に多くの反復回数を割り当てることができ、ブロックエラーの発生確率を低減することができる。
【００８０】
一般に、ＬＤＰＣ符号の反復復号時の反復回数は、再生信号の品質が悪くてＳＮ比が小さいほど増える。再生信号の品質は記録ヘッドや再生ヘッドの特性等に大きく依存するので、特定のチャンネルの反復復号時の反復回数が他のチャンネルのそれよりも多くなる状態が続く傾向がある。したがって、前回反復回数が少なかった方のチャンネルから先に反復復号を行うことによって、次のチャンネルの反復復号に、より多くの反復有限回数ｕを割り当てることができる確率が高くなる。
【００８１】
以上、チャンネル数が２である場合を説明したが、チャンネル数が３以上である場合においても、各チャンネルの中から前回の反復回数が少なかったチャンネルから順に反復復号を行えばよく、本発明が適用可能である。勿論、この場合には、ＬＤＰＣデコーダ３２がチャンネル周波数の３倍以上のレートで復号できる回路であることが前提となる。
【００８２】
以上説明したように、本実施形態によれば、1つのＬＤＰＣデコーダ３２を時分割に用いて複数のチャンネルの反復復号を行う場合に、前回の反復復号で反復回数Ｒが少ないチャンネルから先に反復復号を行うように制御することによって、より多くの反復回数を必要とする傾向のあるチャンネルの反復復号に、より多くの反復有限回数ｕを割り当てることができ、ブロックエラーの発生確率を低減することができる。
【００８３】
本発明は、上述の実施形態にのみ限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において種々更新を加え得ることは勿論である。
【図面の簡単な説明】
【００８４】
【図１】本発明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を示すブロック図である。
【図２】本発明の実施形態にかかる磁気記録再生装置における再生装置の構成を示すブロック図である。
【図３】図１の記録装置によって記録媒体に記録された１ブロックの記録ビット列の構成を示す図である。
【図４】ＬＤＰＣ符号のパリティ検査行列Ｈのノード表現を示す図である。
【図５】ＬＤＰＣデコーダによるＬＤＰＣ符号の反復復号のフローチャートである。
【図６】１ブロック分のビット毎の対数尤度比（ＬＬＲ）を変数ノードにセットした図である。
【図７】変数ノードｎからチェックノードｍに与えられるメッセージＢｍｎの計算を示す図である。
【図８】チェックノードｍから変数ノードｎに与えられるメッセージＡｍｎの計算を示す図である。
【図９】1つのＬＤＰＣデコーダを時分割に用いて２チャンネルの反復復号を時分割に行う場合のバッファ・セレクタ制御部の制御に関するフローチャートである。
【図１０】２チャンネル間での反復復号の順位の制御に関するタイミングチャートの例である。
【符号の説明】
【００８５】
２１Ａ，２１Ｂ 再生ヘッド
２３Ａ，２３Ｂ ＡＤコンバータ
２４Ａ，２４Ｂ ＨＰＦ（High Pass Filter）
２５Ａ，２５Ｂ プレフィルタ
２６Ａ，２６Ｂ デジタル位相同期回路
２７Ａ，２７Ｂ 適応型等化フィルタ
２８Ａ，２８Ｂ 軟判定検出器
２９Ａ，２９Ｂ ＳＹＮＣ検出器
３０Ａ，３０Ｂ バッファ
３１ セレクタ
３２ ＬＤＰＣデコーダ
３３ データ処理部
３４ バッファ・セレクタ制御部
【技術分野】
【０００１】
本発明は、記録媒体から複数のチャンネルの信号を再生する再生装置および再生方法に係り、特にＬＤＰＣ符号を復号して再生を行う再生装置および再生方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
低密度パリティ検査符号(Low Density Parity Check codes)（以下、ＬＤＰＣ符号という）が脚光を浴びつつある。ＬＤＰＣ符号は、ターボ符号等と同様に、符号長を長くしていくにしたがって、シャノン限界に近い性能が得られることがわかりつつある。また、ＬＤＰＣ符号は、最小距離が符号長に比例するという性質があることから、その特徴として、ブロック誤り確率特性がよく、さらに、ターボ符号等の復号特性において観測される、いわゆるエラーフロア現象が殆ど生じないことも利点として挙げられる。
【０００３】
ＬＤＰＣ符号は、そのＬＤＰＣ符号を定義するパリティ検査行列(parity check matrix)が疎なものであることを最大の特徴とするものである。ここで、疎な行列とは、行列のコンポーネントの"１"の個数が非常に少なく構成されるものである。このようなＬＤＰＣ符号による符号化においては、検査行列Hに基づいて生成行列Gを生成し、この生成行列Gを２元の情報メッセージに対して乗算することによって符号語を生成することで実現される。具体的には、ＬＤＰＣ符号による符号化を行う符号化装置は、まず、検査行列Ｈの転置行列ＨTとの間に、式ＧＨT＝０が成立する生成行列Gを算出する。
【０００４】
一方、ＬＤＰＣ符号の復号法には、sum-productアルゴリズムと称されるものがある。sum-productアルゴリズムは、事後確率に関する計算を「変数ノード処理」と「チェックノード処理」と呼ばれる２つの処理に分け、その間で反復処理を繰り返すことで推定精度の高いビット系列を判定する。事後確率とは、受信信号が既知であるという前提に基づく各符号語に関する条件付き確率である。sum-productアルゴリズムは、この事後確率を漏れなく計算する手法であるビット単位最大事後確率復号法を近似したもので、疎な行列を用いることで近似計算の効率を飛躍的に高めたものである。
【０００５】
sum-productアルゴリズムでは、反復復号の反復回数を重ねるに従って推定精度が向上し、符号の誤りが訂正できたことになる。一般的に、反復回数には上限が定められる。これは、sum-productアルゴリズムでは、反復回数を重ねればパリティ検索条件を満たすビット列が得られるという収束性が保証されないためである。
【０００６】
このようなsum-productアルゴリズムによるＬＤＰＣ符号の復号法を、テープ状の磁気記録媒体に対する記録再生を行う装置でのデータ再生のようにリアルタイム性が要求されるシステムに用いた場合、反復回数の上限は時間的にさらに厳しい制約のもとに決められる必要があり、反復回数の上限を超えてもパリティ検索条件を満たすビット列が得られない場合には誤り訂正エラーとして、反復復号は強制終了とされる。
【０００７】
また、特許文献１には、ＬＤＰＣ符号の反復復号において、処理効率や消費電力の面から最適な反復回数を決定するために、１フレームの反復復号に割り当て可能な許容時間、１フレーム中の符号ブロック数、および各符号ブロックのサイズに基づいて、各符号ブロックの最大反復回数を決定する技術が開示されている。
【特許文献１】特開２００７−６３８２号参照
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
sum-productアルゴリズムによるＬＤＰＣ符号の復号法を、テープ状の磁気記録媒体に対してマルチチャンネルで記録再生を行う磁気記録再生装置のデータ再生に用いた場合、チャンネル毎にＬＤＰＣ符号の復号を行うＬＤＰＣデコーダを設けて、各チャンネルのＬＤＰＣ符号を並列して行うか、もしくは、１つのチャンネルのＬＤＰＣ復号が終了したなら次のチャンネルのＬＤＰＣ復号を開始するといったように、1つのＬＤＰＣデコーダを時分割に用いて各チャンネルの反復復号を時分割に行うことが考えられる。
【０００９】
コスト面を優先したとき、1つのＬＤＰＣデコーダを時分割に用いて複数のチャンネルのＬＤＰＣ復号を時分割に行う構成が採用される。しかしながら、この場合には次のような問題がある。
【００１０】
1つのＬＤＰＣデコーダを時分割に用いて複数のチャンネルのＬＤＰＣ復号を時分割に行う場合、例えば、簡単な例として、２チャンネルのＬＤＰＣ復号を時分割に行う場合、先行するチャンネルのＬＤＰＣ復号でパリティ検索条件を満たすビット列が得られるまでに多くの回数の反復処理を要し、システムで決められた反復最大回数を全て消費したり、その大部分を消費してしまった場合、次のチャンネルのＬＤＰＣ復号が実行不能になったり、実行できたとしても反復処理を十分な回数実行できないためにＬＤＰＣ復号が強制終了となり、誤り訂正エラーとなってしまうおそれがある。
【００１１】
そこで、システムで決められた反復最大回数をチャンネル数で均等に割った回数を、個々のチャンネルのＬＤＰＣ復号に分配して割り当てることが考えられる。しかしながら、この方法では、チャンネル毎のＬＤＰＣ復号での反復処理に割り当てられる反復最大回数が１／（チャンネル数）に制限されることによって、システムで決められた反復最大回数の利用効率が低下し、エラーレートが上がる。
【００１２】
本発明は、かかる実情に鑑み、１つのＬＤＰＣデコーダを用いて複数のチャンネルのＬＤＰＣ符号の反復復号を時分割に行う場合の、各チャンネルへの反復有限回数の割り当てを最適化することができ、エラーレートを低下させることのできる再生装置及び再生方法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】
【００１３】
上記の課題を解決するために、本発明の再生装置は、複数のチャンネルの信号を再生する再生装置であって、前記チャンネル毎に、ＬＤＰＣ（Low Density Parity Check）符号により符号化された、ＬＤＰＣ符号長分のビット列をブロックとして、このブロックのビット毎の軟判定を行う軟判定手段と、前記チャンネル毎に、前記軟判定手段により得られた前記ブロック単位の軟判定結果を保持する保持手段と、前記ブロック単位の軟判定結果を入力として、反復復号により推定ビット列を求める復号手段と、前記チャンネル毎の反復復号終了時の反復回数をもとに、次のブロックの反復復号のチャンネル間での優先順位を決定し、この優先順位に従って前記各チャンネルの反復復号が行われるように、前記保持手段から前記復号手段への前記各チャンネルの前記ブロック単位の軟判定結果の入力を制御する制御手段とを具備する。
【００１４】
本発明において、制御手段は、チャンネル毎の反復復号終了時の反復回数をもとに、次のブロックの反復復号のチャンネル間での優先順位を決定し、この優先順位に従って各チャンネルの反復復号が行われるように各チャンネルの前記ブロック単位の軟判定結果の入力を制御することで、１つのＬＤＰＣデコーダを用いて複数のチャンネルのＬＤＰＣ符号の反復復号を時分割に行う場合の、各チャンネルへの反復有限回数の割り当てを最適化することができ、エラーレートを低下させることができる。
【００１５】
本発明の再生装置において、前記軟判定手段は、前記ビット単位の事後確率の対数尤度比を前記軟判定結果として求めるものであってもよい。
【００１６】
本発明の再生装置において、前記制御手段は、反復復号終了時の反復回数が少ないチャンネルほど、次のブロックの反復復号が優先して行われるようにチャンネル間での優先順位を決定することとしてもよい。これにより、最初のチャンネルの反復復号が少ない反復回数で終了する確率が高くなり、次のチャンネルの反復復号に多くの反復回数を割り当てることができ、ブロックエラーの発生確率を低減することができる。すなわち、ＬＤＰＣ符号の反復復号時の反復回数は、再生信号の品質が悪くてＳＮ比が小さいほど増える。再生信号の品質は記録ヘッドや再生ヘッドの特性等に大きく依存するので、特定のチャンネルの反復復号時の反復回数が他のチャンネルのそれよりも多くなる状態が続く傾向がある。したがって、前回反復回数が少なかった方のチャンネルから先に反復復号を行うことによって、次のチャンネルの反復復号に、より多くの反復有限回数を割り当てることができる確率が高くなる。
【００１７】
また、本発明の再生装置において、前記復号手段は、複数のチャンネルの反復復号時の反復回数の上限制限を有するものである。リアルタイムなデータ再生が要求される場合、反復回数の上限は時間的な制約を考慮して決められる。本発明は、このように反復回数の上限制限が存在する場合の、各チャンネルへの反復有限回数の割り当てを最適化することによって、エラーレートを低下させることができるものである。
【００１８】
本発明において、前記復号手段は、事後確率に関する計算を変数ノード処理とチェックノード処理の２つの処理に分け、その間で反復処理を行うものである。この方法は、sum-productアルゴリズムと称されるものであり、反復処理を繰り返すことで推定精度の高いビット系列を判定することができる。事後確率とは、受信信号が既知であるという前提に基づく各符号語に関する条件付き確率である。sum-productアルゴリズムは、この事後確率を漏れなく計算する手法であるビット単位最大事後確率復号方を近似したもので、疎な行列を用いることで近似計算の効率を飛躍的に高めたものである。
【００１９】
本発明の別の観点に基づく再生方法は、複数のチャンネルの信号を再生する方法であって、前記チャンネル毎に、ＬＤＰＣ（Low Density Parity Check）符号により符号化された、ＬＤＰＣ符号長分のビット列をブロックとして、このブロックのビット毎の軟判定を行うステップと、前記ブロック単位の軟判定結果を入力として、反復復号により推定ビット列を求めるステップと、前記チャンネル毎の反復復号終了時の反復回数をもとに、次のブロックの反復復号のチャンネル間での優先順位を決定し、この優先順位に従って前記各チャンネルの反復復号が行われるように制御するステップとを具備する。
【００２０】
本発明によれば、チャンネル毎の反復復号終了時の反復回数をもとに、次のブロックの反復復号のチャンネル間での優先順位を決定し、この優先順位に従って各チャンネルの反復復号が行われるように制御することで、１つのＬＤＰＣデコーダを用いて複数のチャンネルのＬＤＰＣ符号の反復復号を時分割に行う場合の、各チャンネルへの反復有限回数の割り当てを最適化することができ、エラーレートを低下させることができる。
【発明の効果】
【００２１】
本発明によれば、１つのＬＤＰＣデコーダを用いて複数のチャンネルのＬＤＰＣ符号の反復復号を時分割に行う場合の、各チャンネルへの反復有限回数の割り当てを最適化することができ、エラーレートを低下させることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２２】
以下、本発明の実施の形態を図面を用いて詳細に説明する。
【００２３】
図１および図２は、本発明の再生装置を、テープ状の磁気記録媒体に対して記録または再生を行う磁気記録再生装置に採用した場合の実施の形態の構成を示す図であり、図１はその磁気記録再生装置における記録装置の構成を示す図、図２はその磁気記録再生装置における再生装置の構成を示す図である。
【００２４】
この実施形態の磁気記録再生装置は、テープ状の磁気記録媒体に複数の記録ヘッドで複数のチャンネルの信号を記録し、かつそのテープ状の磁気記録媒体から複数の再生ヘッドで各チャンネルの信号を再生する装置である。この実施形態では、チャンネル数が２である場合について説明するが、本発明においてチャンネル数は複数であればよい。
【００２５】
まず、図１を参照して記録装置の構成を説明する。同図に示すように、記録装置は、データ分配部１０、ヘッダ付加部１１Ａ，１１Ｂ、ＬＤＰＣ符号化部１２Ａ，１２Ｂ、ＳＹＮＣパターン付加部１３Ａ，１３Ｂ、記録アンプ１４Ａ，１４Ｂ、記録ヘッド１５Ａ，１５Ｂを備える。ここで、ヘッダ付加部１１Ａ，１１Ｂ、ＬＤＰＣ符号化部１２Ａ，１２Ｂ、ＳＹＮＣパターン付加部１３Ａ，１３Ｂ、記録アンプ１４Ａ，１４Ｂ、記録ヘッド１５Ａ，１５Ｂは、それぞれ、チャンネル毎に設けられている。
【００２６】
データ分配部１０は、ユーザデータをチャンネル数分のデータに分配して、チャンネル毎のヘッダ付加部１１Ａ，１１Ｂに供給する。
【００２７】
ヘッダ付加部１１Ａ，１１Ｂは、チャンネル毎に分けられたユーザデータに再生制御のために必要な各種の付加情報をヘッダとして付加する。
【００２８】
ＬＤＰＣ符号化部１２Ａ，１２Ｂは、ヘッダが付加されたデータをＬＤＰＣ符号化してＬＤＰＣ符号語を生成する。
【００２９】
ＳＹＮＣパターン付加部１３Ａ，１３Ｂは、ＬＤＰＣ符号化部１２Ａ，１２Ｂより得られた符号語の先頭にブロック検出のためのＳＹＮＣパターンを付加する。
【００３０】
記録アンプ１４Ａ，１４Ｂは、ＳＹＮＣパターン付加部１３Ａ，１３Ｂより出力された記録符号列をもとに記録ヘッド１５Ａ，１５Ｂを駆動する。記録ヘッド１５Ａ，１５Ｂはテープ状の磁気記録媒体１６に信号を記録する。
【００３１】
次に、本実施形態の磁気記録再生装置の記録装置の動作を示す。まず、ユーザデータがデータ分配部１０に入力され、チャンネル数分のデータに分配されてチャンネル毎のヘッダ付加部１１Ａ，１１Ｂに供給される。以降、チャンネル毎の動作が以下のように行われる。
【００３２】
ヘッダ付加部１１Ａ，１１Ｂにて、データ分配部１０より供給されたユーザデータに対して、当該ユーザデータの再生制御のために必要な各種の付加情報がヘッダとして付加される。次に、ＬＤＰＣ符号化部１２Ａ，１２Ｂにて、ヘッダが付加されたデータはＬＤＰＣの符号長Ｎ分のビット数に符号化される。このＬＤＰＣ符号化は、例えば、パリティ符号を定義する検査行列Ｈから、ＧＨT＝０を満足する生成行列Ｇを求め、ヘッダが付加されたデータに生成行列Ｇを乗じることなどによって行われる。ここで、パリティ符号を定義する検査行列ＨはＭ行×Ｎ列の"０"と"１"の要素からなる行列で、かつ疎なものであることを特徴とするものである。疎な行列とは、行列の要素"１"の個数が非常に少なく構成されるものである。符号化により得られるビット数はＬＤＰＣの符号長Ｎであり、このＬＤＰＣ符号長Ｎ分のビット列を1ブロックとする。
【００３３】
次に、ブロックの先頭に、ＳＹＮＣパターン付加部１３Ａ，１３ＢによってＳＹＮＣパターンが付加されて１ブロックの記録ビット列が得られる。
【００３４】
図３に、この１ブロックの記録ビット列の構成を示す。このように１ブロックの記録ビット列の先頭にはブロック検出のためのＳＹＮＣパターンが付加され、このＳＹＮＣパターンの後に、ヘッダが付加されたユーザデータを符号化した１ブロック分のビット列である符号語が付加される。符号語は、ヘッダが付加されたユーザデータのメッセージ・ビット列と検査ビット列とで構成される。
【００３５】
この後は、記録アンプ１４Ａ，１４Ｂにて、記録ビット列をもとに記録ヘッド１５Ａ，１５Ｂが駆動されることによって、テープ状の磁気記録媒体１６に信号が記録される。
【００３６】
次に、図２を参照して再生装置の構成を説明する。同図に示すように、再生装置は、再生ヘッド２１Ａ，２１Ｂ、再生アンプ２２Ａ，２２Ｂ、ＡＤコンバータ２３Ａ，２３Ｂ、ＨＰＦ（High Pass Filter）２４Ａ，２４Ｂ、プレフィルタ２５Ａ，２５Ｂ、デジタル位相同期回路２６Ａ，２６Ｂ、適応型等化フィルタ２７Ａ，２７Ｂ、軟判定検出器２８Ａ，２８Ｂ、ＳＹＮＣ検出器２９Ａ，２９Ｂ、バッファ３０Ａ，３０Ｂ、セレクタ３１、ＬＤＰＣデコーダ３２、データ処理部３３、バッファ・セレクタ制御部３４を備えている。ここで、再生ヘッド２１Ａ，２１Ｂ、再生アンプ２２Ａ，２２Ｂ、ＡＤコンバータ２３Ａ，２３Ｂ、ＨＰＦ（High Pass Filter）２４Ａ，２４Ｂ、プレフィルタ２５Ａ，２５Ｂ、デジタル位相同期回路２６Ａ，２６Ｂ、適応型等化フィルタ２７Ａ，２７Ｂ、軟判定検出器２８Ａ，２８Ｂ、ＳＹＮＣ検出器２９Ａ，２９Ｂ、バッファ３０Ａ，３０Ｂは、それぞれ、チャンネル毎に設けられ、セレクタ３１、ＬＤＰＣデコーダ３２、データ処理部３３、バッファ・セレクタ制御部３４はそれぞれ１つずつ設けられている。
【００３７】
再生ヘッド２１Ａ，２１Ｂは、磁気記録媒体１６に記録された信号を読み出すヘッドである。再生アンプ２２Ａ，２２Ｂは、再生ヘッド２１Ａ，２１Ｂの出力を後段の回路にて処理可能なレベルに増幅する。ＡＤコンバータ２３Ａ，２３Ｂは、再生アンプ２２Ａ，２２Ｂより出力されたアナログ再生信号をデジタル値に変換する。ＨＰＦ２４Ａ，２４Ｂは、ＡＤコンバータ２３Ａ，２３Ｂの出力から後段の処理にとって不要な低周波成分を除去する。プレフィルタ２５Ａ，２５Ｂは、ＨＰＦ２４Ａ，２４Ｂを通過した再生信号に対して位相同期のための等化処理を行う。デジタル位相同期回路２６Ａ，２６Ｂは、ＡＤコンバータ２３Ａ，２３Ｂによって非同期にサンプリングされた再生信号から位相同期のとれたデータ系列を生成する。適応型等化フィルタ２７Ａ，２７Ｂは、後段の軟判定検出器２８Ａ，２８Ｂから出力される誤差信号をもとに、自身のフィルタのタップ係数を最適な値に更新して、入力信号を所定の目標等化特性に等化する。
【００３８】
軟判定検出器２８Ａ，２８Ｂには、例えば、事後確率検出器等が用いられる。事後確率検出器は、入力値ｙを基にビット毎の事後確率Ｐ０＝Ｐ（ｘ＝０｜Ｙ＝ｙ），Ｐ１＝Ｐ（ｘ＝１｜Ｙ＝ｙ）を計算し、その対数尤度比（ＬＬＲ：Log-Likelihood Ratio）λ＝ｌｏｇ（Ｐ１／Ｐ０）を出力する。ここでｘは記録ビットであり、例えば、"０"か"１"のいずれかの値をとる。
【００３９】
なお、事後確率検出器は、トレリス線図を用いて前後複数の入力値からＬＬＲを求めるものであってもよい。トレリス線図とは、入力されるビット系列に従って、符号器が状態を変化させていく過程で生成する符号列を表すものである。
【００４０】
ＳＹＮＣ検出器２９Ａ，２９Ｂは、軟判定検出器２８Ａ，２８Ｂによって判定されたＬＬＲからブロックの先頭のＳＹＮＣパターンを検出して、バッファ３０Ａ，３０Ｂに最新の１ブロック分のＬＬＲが保持されるように制御を行う。
【００４１】
バッファ３０Ａ，３０Ｂは、チャンネル毎に１ブロック分のＬＬＲを保持する。バッファ３０Ａ，３０Ｂへのブロック単位のＬＬＲの書き込みはＳＹＮＣ検出器２９Ａ，２９Ｂによって制御され、読み出しはバッファ・セレクタ制御部３４によって制御される。
【００４２】
セレクタ３１は、バッファ・セレクタ制御部３４による制御の下、ＬＤＰＣデコーダ３２へブロック単位のＬＬＲを供給するバッファ３０Ａ，３０Ｂを選択する。
【００４３】
ＬＤＰＣデコーダ３２は、セレクタ３１を介して入力されたブロック単位のＬＬＲを入力としてＬＤＰＣ符号の反復復号を行う回路である。ＬＤＰＣデコーダ３２は、チャンネル毎の反復復号終了時の反復回数をバッファ・セレクタ制御部３４に出力する。
【００４４】
バッファ・セレクタ制御部３４は、ＬＤＰＣデコーダ３２より入力されたチャンネル毎の反復復号終了時の反復回数を保持するレジスタを有し、このレジスタに保持されたチャンネル毎の反復復号終了時の反復回数をもとに、次のブロックの各チャンネル間での反復復号の優先順位を決定し、この優先順位に従って各チャンネルの反復復号が順次行われるように、バッファ３０Ａ，３０Ｂからの読み出し及びセレクタ３１の制御を行う。
【００４５】
データ処理部３３は、ＬＤＰＣデコーダ３２にて得られた推定符号語からチャンネル毎のデータを復元し、これらのデータを連結して記録データを復元する処理を行う回路である。
【００４６】
次に、ＬＤＰＣデコーダ３２によるＬＤＰＣ符号の反復復号の詳細を説明する。この実施形態では、sum-productアルゴリズムによりＬＤＰＣ符号の反復復号を行うものとする。sum-productアルゴリズムでは、事後確率に関する計算を「変数ノード処理」と「チェックノード処理」と呼ばれる２つの処理に分け、その間で反復処理を行うことで、推定精度の高いビット系列を判定する。
【００４７】
図４はＬＤＰＣ符号のパリティ検査行列Ｈのノード表現を示す図である。ＬＤＰＣのパリティ検査行列Ｈ（Ｎ行×Ｍ列）は、Ｎ個の変数ノード、Ｍ個のチェックノード、枝（ｅｄｇｅ）で表現される。枝は、パリティ検査行列Ｈの第ｍ行・第ｎ列の要素ｈｍｎが"１"であるとき変数ノードｎとチェックノードｍとを結ぶものである。
【００４８】
図５はＬＤＰＣデコーダ３２によるＬＤＰＣ符号の反復復号のフローチャートである。ＬＤＰＣデコーダ３２は、ＳＹＮＣ検出器２９Ａ，２９ＢからのＳＹＮＣ検出信号をもとにブロックの先頭を検出し、図６に示すように、１ブロック分のビット毎の対数尤度比（ＬＬＲ）であるＬ１，Ｌ２，…，ＬｎをＮ個の変数ノードに順にセットする（ステップＳ１０１）。
【００４９】
次に、ＬＤＰＣデコーダ３２は、チェックノードから変数ノードへのメッセージＡｍｎおよび反復回数Ｒをそれぞれ初期化し（ステップＳ１０２）、さらに反復復号の反復有限回数ｕをセットする（ステップＳ１０３）。
【００５０】
この後、ステップＳ１０４、ステップＳ１０５、ステップＳ１０６、ステップＳ１０７をスルーして、反復回数Ｒをインクリメントした後（ステップＳ１０８）、初回の反復処理を次のように行う。
【００５１】
ＬＤＰＣデコーダ３２は、変数ノード処理として、変数ノードｎからチェックノードｍに与えるメッセージＢｍｎを次式により計算する（ステップＳ１０９）。図７はメッセージＢｍｎの計算方法を示す図である。
【００５２】
【数１】
【００５３】
ここで、Ｂ（ｎ）＼ｍは変数ノードｎにつながるチェックノードの集合Ｂ（ｎ）からチェックノードｍを除いたものであり、図７においてｍ’と表記する。図７のＡｍ’ｎは、そのチェックノードｍ’で計算された変数ノートｎへのメッセージである。メッセージＡｍ’ｎの初期値は０であるから、変数ノードｎからチェックノードｍへの初回のメッセージＢｍｎはＬｎとなる。
【００５４】
次に、ＬＤＰＣデコーダ３２は、チェックノードｍから変数ノードｎへのメッセージＡｍｎを次式により計算する（ステップＳ１１０）。図８はメッセージＡｍｎの計算方法を示す図である。
【００５５】
【数２】
【００５６】
ここで、関数ｆ（ｘ）はGallagerの関数で、ｆ（ｘ）＝ｌｎ（（ｅｘｐ（ｘ）＋１）／（ｅｘｐ（ｘ）−１））である。Ａ（ｍ）＼ｎは、チェックノードｍにつながる変数ノードの集合Ａ（ｍ）から変数ノードｎを除いたものであり、ｎ’と表記する。図８中のＢｍｎ’は、その変数ノードｎ’で計算されたチェックノートｍへのメッセージである。
【００５７】
次に、ＬＤＰＣデコーダ３２は、ステップＳ１０３に戻って、対数事後確率比の近似値Ｋｎの計算を次式により行う。
【００５８】
【数３】
【００５９】
なお、ＬＳＩに実装する場合、メッセージＡｍｎ、メッセージＢｍｎ、関数ｆ（ｘ）の計算には近似式が使われる。
【００６０】
ＬＤＰＣデコーダ３２は、上記のメッセージＡｍｎ、メッセージＢｍｎ、対数事後確率比の近似値Ｋｎの各計算が終了したところで、対数事後確率比の近似値Ｋｎをもとに推定復号語Ｃ'ｎを求める（ステップＳ１０５）。ここで、Ｃ'はＣサーカムフレックス の代用表記である。この推定復号語Ｃ'ｎの判定は次のように行われる。ＬＤＰＣデコーダ３２は、対数事後確率比の近似値Ｋｎが０以上ならば推定復号語Ｃ'ｎを"０"と判定し、対数事後確率比の近似値Ｋｎが０未満ならば推定復号語Ｃ'ｎを"１"と判定する。
【００６１】
次に、ＬＤＰＣデコーダ３２は、今回得られた推定復号語Ｃ'ｎに関して、Ｃ'ｎＨT ＝０のパリティ検査条件を満たすかどうかを判定する（ステップＳ１０６）。ここで、ＨTはＬＤＰＣのパリティ検査行列Ｈの転置行列である。推定復号語Ｃ'ｎがパリティ検査条件を満たすならば、ＬＤＰＣデコーダ３２は、今回得られた推定復号語Ｃ'ｎをデータ処理部３３に出力するとともに、反復復号終了時の反復回数Ｒをバッファ・セレクタ制御部３４に出力して復号を終了する（ステップＳ１１１）。
【００６２】
ここで、メッセージＢｍｎ、メッセージＡｍｎ、対数事後確率比の近似値Ｋｎ、推定復号語Ｃ'ｎを計算し、この推定復号語Ｃ'ｎがパリティ検査条件を満たすかどうかを判定するまでの処理を「１回の反復処理」と呼ぶ。この反復処理の回数が反復回数Ｒである。
【００６３】
ＬＤＰＣデコーダ３２は、ステップＳ１０６での判定の結果、推定復号語Ｃ'ｎがパリティ検査条件を満たす場合には、今回得られた推定復号語Ｃ'ｎを復号結果としてデータ処理部３３に出力して反復復号を終了することとしたが、推定復号語Ｃ'ｎがパリティ検査条件を満たさない場合、現在の反復回数Ｒが反復有限回数ｕに達したかどうかを判定する（ステップＳ１０７）。現在の反復回数Ｒが反復有限回数ｕに達していない場合には、ＬＤＰＣデコーダ３２は、反復回数Ｒをインクリメントした後（ステップＳ１０８）、次の反復処理を行う。
【００６４】
以後、ＬＤＰＣデコーダ３２は、生成された推定復号語Ｃ'ｎがパリティ検査条件を満たすことが判定されるか、あるいは、現在の反復回数Ｒが反復有限回数ｕに達する直前まで、反復処理を繰り返す。ＬＤＰＣデコーダ３２は、ステップＳ１０７で現在の反復回数Ｒが反復有限回数ｕに達したことを判定した場合、つまり反復処理をｕ回繰り返しても推定復号語Ｃ'ｎがパリティ検査条件を満たすことがなかった場合には、現在処理中のブロックをエラーブロックとして復号処理を強制終了する（ステップＳ１１２）。
【００６５】
本実施形態の磁気記録再生装置では、1つのＬＤＰＣデコーダ３２を時分割に用いて複数のチャンネルの反復復号を時分割に行うこととしている。
【００６６】
次に、1つのＬＤＰＣデコーダ３２を時分割に用いて複数のチャンネルの反復復号を時分割に行う場合の制御について説明する。なお、ここでは、２チャンネルの場合を想定して説明することとする。この場合、ＬＤＰＣデコーダ３２はチャンネル周波数の２倍以上のレートで復号を行える回路とする必要がある。
【００６７】
図９は1つのＬＤＰＣデコーダ３２を時分割に用いて２つのチャンネルの反復復号を時分割に行う場合のバッファ・セレクタ制御部３４による制御のフローチャートである。
【００６８】
ここで、２つのチャンネルにおいて一方のチャンネルを「第１のチャンネル」、他方のチャンネルを「第２のチャンネル」と称す。バッファ・セレクタ制御部３４は、第１のチャンネルの反復復号の優先順位が格納される第１の優先順位レジスタ、第２のチャンネルの反復復号の優先順位が格納される第２の優先順位レジスタ、第１のチャンネルの最新の反復復号の終了時の反復回数が格納される第１の反復回数レジスタ、第２のチャンネルの最新の反復復号の終了時の反復回数が格納される第２の反復回数レジスタを有している。
【００６９】
バッファ・セレクタ制御部３４は、まず、各チャンネルの優先順位レジスタにそれぞれの初期値をセットする。例えば、第１の優先順位レジスタに初期値として優先順位１をセットし、第２の優先順位レジスタに初期値として優先順位２をセットする。これにより、復号開始時には第１のチャンネルの反復復号から開始され、第１のチャンネルの反復復号の終了後に直ちに第２のチャンネルの反復復号が開始されるように設定がされる。
【００７０】
この後、バッファ・セレクタ制御部３４は、各チャンネルのバッファ３０Ａ，３０Ｂにそれぞれ１ブロック分以上のデータ（ＬＬＲ）がたまったことを検出すると（ステップＳ２０１のＹＥＳ）、優先順位１に設定されたチャンネル、すなわち今回は第１のチャンネルのバッファ３０Ａのデータ（ＬＬＲ）を選択するようにセレクタ３１に選択信号を出力する（ステップＳ２０２）。セレクタ３１はバッファ・セレクタ制御部３４からの選択信号に基づいて、第１のチャンネルのバッファ３０Ａのデータ（ＬＬＲ）を選択してＬＤＰＣデコーダ３２に供給する。これにより、ＬＤＰＣデコーダ３２にて、バッファ３０Ａから読み出された１ブロック分のデータ（ＬＬＲ）に対する反復復号が既述の手順で行われる。
【００７１】
複数のチャンネル間で最初に選択されたチャンネルの反復復号においては、バッファ３０Ａ，３０Ｂにそれぞれ１ブロック分のデータ（ＬＬＲ）が全て出力されるのに要する時間内に可能な反復の最大回数を全チャンネル数で割った回数Ｕが反復有限回数ｕとしてＬＤＰＣデコーダ３２にセットされる。なお、Ｕの値はシステムに予め記憶されている。反復有限回数ｕのセットは、ＬＤＰＣデコーダ３２がバッファ・セレクタ制御部３４から反復有限回数ｕの通知を受けて行うようにしてもよいし、ＬＤＰＣデコーダ３２がバッファ・セレクタ制御部３４から複数のチャンネル間で最初に選択されたチャンネルであるか２番目に選択されたチャンネルであるかの通知を受け、最初に選択されたチャンネルであることの通知の場合に、Ｕの値を反復有限回数ｕとしてセットするようにしてもよい。
【００７２】
ＬＤＰＣデコーダ３２は、１ブロックの反復復号を終了すると（ステップＳ２０３のＹＥＳ）、そのブロックの反復復号終了時の反復回数Ｒをバッファ・セレクタ制御部３４に通知する。バッファ・セレクタ制御部３４は、ＬＤＰＣデコーダ３２より通知された反復回数Ｒを、優先順位１のチャンネルに対応する反復回数レジスタ、すなわち今回は第１のチャンネルに対応する第１の反復回数レジスタに格納する（ステップＳ２０４）。ここで、第１の反復回数レジスタに格納された反復回数Ｒを「反復回数Ｒ１」とする。
【００７３】
続いて、バッファ・セレクタ制御部３４は、優先順位２に設定されたチャンネルすなわち今回は第２のチャンネルのバッファ３０Ｂのデータ（ＬＬＲ）を選択するようにセレクタ３１に選択信号を出力する（ステップＳ２０５）。セレクタ３１はバッファ・セレクタ制御部３４からの選択信号に基づいてバッファ３０Ｂのデータ（ＬＬＲ）を選択してＬＤＰＣデコーダ３２に供給する。これにより、ＬＤＰＣデコーダ３２にて、バッファ３０Ｂから読み出された１ブロック分のデータ（ＬＬＲ）に対する反復復号が既述の手順で行われる。
【００７４】
複数のチャンネル間で２番目に選択されたチャンネルの反復復号においては、バッファ３０Ａ，３０Ｂにそれぞれ１ブロック分のデータ（ＬＬＲ）が全て出力されるのに要する時間内に可能な反復の最大回数（チャンネル数が２場合は２Ｕ）から、最初に選択されたチャンネルの反復復号終了時の反復回数Ｒを引いた回数（２Ｕ−Ｒ）が反復有限回数ｕとしてＬＤＰＣデコーダ３２にセットされる。このときの反復有限回数ｕのセットも、ＬＤＰＣデコーダ３２がバッファ・セレクタ制御部３４から反復有限回数ｕの通知を受けて行うようにしてもよいし、ＬＤＰＣデコーダ３２がバッファ・セレクタ制御部３４から複数のチャンネル間で最初に選択されたチャンネルであるか２番目に選択されたチャンネルであるかの通知を受け、２番目に選択されたチャンネルであることの通知の場合に、２Ｕ−Ｒの値を反復有限回数ｕとしてセットするようにしてもよい。
【００７５】
ＬＤＰＣデコーダ３２は、１ブロックの反復復号を終了すると（ステップＳ２０６のＹＥＳ）、そのブロックの反復復号終了時の反復回数Ｒをバッファ・セレクタ制御部３４に通知する。バッファ・セレクタ制御部３４は、ＬＤＰＣデコーダ３２より通知された反復回数Ｒを、優先順位２のチャンネルに対応する反復回数レジスタ、すなわち今回は第２のチャンネルに対応する第２の反復回数レジスタに格納する（ステップＳ２０７）。ここで、第２の反復回数レジスタに格納された反復回数Ｒを「反復回数Ｒ２」とする。
【００７６】
次に、バッファ・セレクタ制御部３４は、第１の反復回数レジスタに格納された反復回数Ｒ１と第２の反復回数レジスタに格納された反復回数Ｒ２とを比較して、Ｒ１<Ｒ２の関係を満たしているかどうかを判定する（ステップＳ２０８）。Ｒ１<Ｒ２の関係を満たしている場合には、第１の優先順位レジスタに、第１のチャンネルの反復復号の優先順位Ｂ１として１をセットし、第２の優先順位レジスタに第２のチャンネルの反復復号の優先順位Ｂ２として２をセットする（ステップＳ２０９）。すなわち、各チャンネルの優先順位レジスタの内容は初期値のままとする。Ｒ１<Ｒ２の関係を満たしていない場合には、逆に第１の優先順位レジスタに、第１のチャンネルの反復復号の優先順位Ｂ１として２をセットし、第２の優先順位レジスタに第２のチャンネルの反復復号の優先順位Ｂ２として１をセットする（ステップＳ２１０）。
【００７７】
次回の２チャンネルのブロックに対する反復復号時のバッファ・セレクタ制御部３４による制御は、各チャンネルの優先順位レジスタに改めてセットされた優先順位Ｂ１，Ｂ２に基づいて行われる。すなわち、次回の複数チャンネルのブロックに対して時分割に行われる反復復号は、前回の反復復号終了時の反復回数が少なかった方のチャンネルから先に行われることになる。
【００７８】
図１０は２チャンネル間での反復復号の順位の制御に関するタイミングチャートの例である。この例では、反復復号開始時には第１のチャンネル（ｃｈ１）のバッファ３０Ａに保持されたブロック（ｂｌｏｃｋ１）の反復復号から開始され、ブロック（ｂｌｏｃｋ１）の反復復号終了後、直ちに第２のチャンネル（ｃｈ２）のバッファ３０Ｂに保持されたブロック（ｂｌｏｃｋ２）の反復復号が行われる。このとき、第１のチャンネル（ｃｈ１）のブロック（ｂｌｏｃｋ１）に対して１０回の反復処理が行われ、第２のチャンネル（ｃｈ２）のブロック（ｂｌｏｃｋ２）に対して３回の反復処理が行われたので、Ｒ１＝１０、Ｒ２＝３である。これは、Ｒ１<Ｒ２の関係を満たしていないので、次回は第２のチャンネル（ｃｈ２）のバッファ３０Ｂに保持されたブロック（ｂｌｏｃｋ４）の反復復号から開始され、ブロック（ｂｌｏｃｋ４）の反復復号終了後、直ちに第１のチャンネル（ｃｈ１）のバッファ３０Ａに保持されたブロック（ｂｌｏｃｋ３）の反復復号が行われる。
【００７９】
今回の２チャンネルの反復復号では、結果的に、ブロック（ｂｌｏｃｋ４）に対して３回の反復処理が行われ、ブロック（ｂｌｏｃｋ３）に対して（２Ｕ−３）回の反復処理が行われている。このように、最初のチャンネルの反復復号が少ない反復回数で終了したならば、次のチャンネルの反復復号に多くの反復回数を割り当てることができ、ブロックエラーの発生確率を低減することができる。
【００８０】
一般に、ＬＤＰＣ符号の反復復号時の反復回数は、再生信号の品質が悪くてＳＮ比が小さいほど増える。再生信号の品質は記録ヘッドや再生ヘッドの特性等に大きく依存するので、特定のチャンネルの反復復号時の反復回数が他のチャンネルのそれよりも多くなる状態が続く傾向がある。したがって、前回反復回数が少なかった方のチャンネルから先に反復復号を行うことによって、次のチャンネルの反復復号に、より多くの反復有限回数ｕを割り当てることができる確率が高くなる。
【００８１】
以上、チャンネル数が２である場合を説明したが、チャンネル数が３以上である場合においても、各チャンネルの中から前回の反復回数が少なかったチャンネルから順に反復復号を行えばよく、本発明が適用可能である。勿論、この場合には、ＬＤＰＣデコーダ３２がチャンネル周波数の３倍以上のレートで復号できる回路であることが前提となる。
【００８２】
以上説明したように、本実施形態によれば、1つのＬＤＰＣデコーダ３２を時分割に用いて複数のチャンネルの反復復号を行う場合に、前回の反復復号で反復回数Ｒが少ないチャンネルから先に反復復号を行うように制御することによって、より多くの反復回数を必要とする傾向のあるチャンネルの反復復号に、より多くの反復有限回数ｕを割り当てることができ、ブロックエラーの発生確率を低減することができる。
【００８３】
本発明は、上述の実施形態にのみ限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において種々更新を加え得ることは勿論である。
【図面の簡単な説明】
【００８４】
【図１】本発明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を示すブロック図である。
【図２】本発明の実施形態にかかる磁気記録再生装置における再生装置の構成を示すブロック図である。
【図３】図１の記録装置によって記録媒体に記録された１ブロックの記録ビット列の構成を示す図である。
【図４】ＬＤＰＣ符号のパリティ検査行列Ｈのノード表現を示す図である。
【図５】ＬＤＰＣデコーダによるＬＤＰＣ符号の反復復号のフローチャートである。
【図６】１ブロック分のビット毎の対数尤度比（ＬＬＲ）を変数ノードにセットした図である。
【図７】変数ノードｎからチェックノードｍに与えられるメッセージＢｍｎの計算を示す図である。
【図８】チェックノードｍから変数ノードｎに与えられるメッセージＡｍｎの計算を示す図である。
【図９】1つのＬＤＰＣデコーダを時分割に用いて２チャンネルの反復復号を時分割に行う場合のバッファ・セレクタ制御部の制御に関するフローチャートである。
【図１０】２チャンネル間での反復復号の順位の制御に関するタイミングチャートの例である。
【符号の説明】
【００８５】
２１Ａ，２１Ｂ 再生ヘッド
２３Ａ，２３Ｂ ＡＤコンバータ
２４Ａ，２４Ｂ ＨＰＦ（High Pass Filter）
２５Ａ，２５Ｂ プレフィルタ
２６Ａ，２６Ｂ デジタル位相同期回路
２７Ａ，２７Ｂ 適応型等化フィルタ
２８Ａ，２８Ｂ 軟判定検出器
２９Ａ，２９Ｂ ＳＹＮＣ検出器
３０Ａ，３０Ｂ バッファ
３１ セレクタ
３２ ＬＤＰＣデコーダ
３３ データ処理部
３４ バッファ・セレクタ制御部
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数のチャンネルの信号を再生する再生装置であって、
前記チャンネル毎に、ＬＤＰＣ（Low Density Parity Check）符号により符号化された、ＬＤＰＣ符号長分のビット列をブロックとして、このブロックのビット毎の軟判定を行う軟判定手段と、
前記チャンネル毎に、前記軟判定手段により得られた前記ブロック単位の軟判定結果を保持する保持手段と、
前記ブロック単位の軟判定結果を入力として、反復復号により推定ビット列を求める復号手段と、
前記チャンネル毎の反復復号終了時の反復回数をもとに、次のブロックの反復復号のチャンネル間での優先順位を決定し、この優先順位に従って前記各チャンネルの反復復号が行われるように、前記保持手段から前記復号手段への前記各チャンネルの前記ブロック単位の軟判定結果の入力を制御する制御手段と
を具備することを特徴とする再生装置。
【請求項２】
請求項１に記載の再生装置であって、
前記軟判定手段は、前記ビット単位の事後確率の対数尤度比を前記軟判定結果として求めることを特徴とする再生装置。
【請求項３】
請求項１に記載の再生装置であって、
前記制御手段は、反復復号終了時の反復回数が少ないチャンネルほど、次のブロックの反復復号が優先して行われるようにチャンネル間での優先順位を決定することを特徴とする再生装置。
【請求項４】
請求項１に記載の再生装置であって、
前記復号手段は、複数のチャンネルの反復復号時の反復回数の上限制限を有することを特徴とする再生装置。
【請求項５】
請求項１に記載の再生装置であって、
前記復号手段は、事後確率に関する計算を変数ノード処理とチェックノード処理の２つの処理に分け、その間で反復処理を行うことを特徴とする再生装置。
【請求項６】
複数のチャンネルの信号を再生する方法であって、
前記チャンネル毎に、ＬＤＰＣ（Low Density Parity Check）符号により符号化された、ＬＤＰＣ符号長分のビット列をブロックとして、このブロックのビット毎の軟判定を行うステップと、
前記ブロック単位の軟判定結果を入力として、反復復号により推定ビット列を求めるステップと、
前記チャンネル毎の反復復号終了時の反復回数をもとに、次のブロックの反復復号のチャンネル間での優先順位を決定し、この優先順位に従って前記各チャンネルの反復復号が行われるように制御するステップと
を具備することを特徴とする再生方法。
【請求項１】
複数のチャンネルの信号を再生する再生装置であって、
前記チャンネル毎に、ＬＤＰＣ（Low Density Parity Check）符号により符号化された、ＬＤＰＣ符号長分のビット列をブロックとして、このブロックのビット毎の軟判定を行う軟判定手段と、
前記チャンネル毎に、前記軟判定手段により得られた前記ブロック単位の軟判定結果を保持する保持手段と、
前記ブロック単位の軟判定結果を入力として、反復復号により推定ビット列を求める復号手段と、
前記チャンネル毎の反復復号終了時の反復回数をもとに、次のブロックの反復復号のチャンネル間での優先順位を決定し、この優先順位に従って前記各チャンネルの反復復号が行われるように、前記保持手段から前記復号手段への前記各チャンネルの前記ブロック単位の軟判定結果の入力を制御する制御手段と
を具備することを特徴とする再生装置。
【請求項２】
請求項１に記載の再生装置であって、
前記軟判定手段は、前記ビット単位の事後確率の対数尤度比を前記軟判定結果として求めることを特徴とする再生装置。
【請求項３】
請求項１に記載の再生装置であって、
前記制御手段は、反復復号終了時の反復回数が少ないチャンネルほど、次のブロックの反復復号が優先して行われるようにチャンネル間での優先順位を決定することを特徴とする再生装置。
【請求項４】
請求項１に記載の再生装置であって、
前記復号手段は、複数のチャンネルの反復復号時の反復回数の上限制限を有することを特徴とする再生装置。
【請求項５】
請求項１に記載の再生装置であって、
前記復号手段は、事後確率に関する計算を変数ノード処理とチェックノード処理の２つの処理に分け、その間で反復処理を行うことを特徴とする再生装置。
【請求項６】
複数のチャンネルの信号を再生する方法であって、
前記チャンネル毎に、ＬＤＰＣ（Low Density Parity Check）符号により符号化された、ＬＤＰＣ符号長分のビット列をブロックとして、このブロックのビット毎の軟判定を行うステップと、
前記ブロック単位の軟判定結果を入力として、反復復号により推定ビット列を求めるステップと、
前記チャンネル毎の反復復号終了時の反復回数をもとに、次のブロックの反復復号のチャンネル間での優先順位を決定し、この優先順位に従って前記各チャンネルの反復復号が行われるように制御するステップと
を具備することを特徴とする再生方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【公開番号】特開２００９−８９３１２（Ｐ２００９−８９３１２Ａ）
【公開日】平成２１年４月２３日（２００９．４．２３）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００７−２５９６８０（Ｐ２００７−２５９６８０）
【出願日】平成１９年１０月３日（２００７．１０．３）
【出願人】（０００００２１８５）ソニー株式会社 (34,172)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２１年４月２３日（２００９．４．２３）
【国際特許分類】
【出願日】平成１９年１０月３日（２００７．１０．３）
【出願人】（０００００２１８５）ソニー株式会社 (34,172)
【Ｆターム（参考）】
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