(57)【要約】【課題】復調器とTurbo/LDPC復号器との間を反復して復号する信号処理システムにおいて、従来技術よりも計算量が少なく、誤り訂正能力の高い復号が可能な信号処理システムを提供する。【解決手段】本発明では、ｍビットのデータが所定の変調規則に基づいて変調されたｎ（＞ｍ）ビットのデータをｍビットに復調する復調器とＥＣＣ復号器との間を反復し、最大事後確率復号を行うことにより、変調データに対応した受信信号から情報データを推定する信号処理デバイスにおいて、２回目以降の復調を行う際、前記ＥＣＣ復号器からフィードバックされた事前値を基に、復調後の事後値の計算を行なうにあたり、復号すべき変調データの全パターンの中から、復号すべき変調データとしての確率が高いと推定したパターンの変調データのみの計算をして、復調後の事後値を算出する手段を有する。【選択図】      図７
2010003392.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ｍビットのデータが所定の変調規則に基づいて変調されたｎ（＞ｍ）ビットのデータをｍビットに復調する復調器とＥＣＣ復号器との間を反復し、最大事後確率復号を行うことにより、変調データに対応した受信信号から情報データを推定する信号処理デバイスにおいて、
前記ＥＣＣ復号器からフィードバックされた事前値を基に、復調後の事後値の計算を行なうにあたり、復号すべき変調データの全パターンの中から、復号すべき変調データとしての確率が高いと推定したパターンの変調データのみの計算をして、復調後の事後値を算出する手段を有する
ことを特徴とする符号化された情報を復号する信号処理デバイス。
【請求項２】
ｍビットのデータが所定の変調規則に基づいて変調されたｎ（＞ｍ）ビットのデータをｍビットに復調する復調器とＥＣＣ復号器との間を反復し、最大事後確率復号を行うことにより、変調データに対応した受信信号から情報データを推定する信号処理デバイスにおいて、
２回目以降の復調を行うにあたり
前記ＥＣＣ復号器から復調器にフィードバックされたＥＣＣデータの事前値を基に、全パターンの変調データの信頼度を出力する信頼度出力手段と、
前記信頼度出力手段から得られた信頼度を基に、信頼度の高い変調データを選択するデータ選択手段と、
前記ＥＣＣ復号器からフィードバックされたＥＣＣデータの事前値と、前記ＥＣＣ復号器からフィードバックされたＥＣＣデータの事後値と、前記データ選択手段で選択された信頼度の高い変調データとこの変調データに対応した受信信号から、ｍビットのＥＣＣデータの事後値を出力する事後値計算手段と
を具備することを特徴とする符号化された情報を復号する信号処理デバイス。
【請求項３】
上記信頼度計算手段は、
ＥＣＣデータの事前値の絶対値が設定した閾値よりも高いアドレスを、信頼性の高いアドレスと見なし、当該アドレスにおける２値のＥＣＣデータをＥＣＣデータの事前値から求めた後、各変調データの信頼度を、信頼性の高いアドレスにおける、変調データに対するＥＣＣデータと、ＥＣＣデータの事前値から求めた２値のＥＣＣデータとのハミング距離から計算することを特徴とする、請求項２に記載の符号化された情報を復号する信号処理デバイス。
【請求項４】
上記データ選択手段は、
全パターンの変調データから、上記信頼度計算手段から出力された信頼度が設定した閾値よりも高い変調データのみを選択することを特徴とする、請求項２に記載の符号化された情報を復号する信号処理デバイス。
【請求項５】
上記事後値計算手段は、
ＥＣＣの事後値の計算の対象となるアドレスのうち、ＥＣＣの事後値を更新するアドレスと更新しないアドレスとに分け、更新するアドレスに関しては、ＥＣＣ復号器からフィードバックされたＥＣＣデータの事前値とデータ選択手段にて選択された変調データ群を利用して、ＥＣＣデータの事後値を計算し、更新しないアドレスに関しては、ＥＣＣ復号器からフィードバックされたＥＣＣデータの事後値をそのまま利用する
ことを特徴とする、請求項２に記載の符号化された情報を復号する信号処理デバイス。
【請求項６】
前記信頼度計算手段では、
前記ＥＣＣデータの事前値の信頼度を判定するときに用いる前記閾値を、前記ＥＣＣデータに対する受信信号に乗る雑音と、前記信頼度の高いアドレスにおけるＥＣＣデータの誤り率の設定値によって決めていることを特徴とする、請求項３に記載の符号化された情報を復号する信号処理デバイス。
【請求項７】
前記信頼度計算手段では、前記ＥＣＣデータに対する受信信号に乗る雑音を、あらかじめ変調データに対する受信信号に乗る雑音とＥＣＣデータに対する受信信号に乗る雑音との対応表を用意した上で、再生時に、変調データに対する受信信号に乗る雑音を計測した後、用意した対応表と同計測雑音から算出していることを特徴とする、請求項３に記載の符号化された情報を復号する信号処理デバイス。
【請求項８】
請求項７に記載されている、対応表は、
既知の変調データに対応する受信信号に乗る雑音を複数種類設定し、各設定雑音と、各設定雑音が乗った変調データに対する受信信号を復調することにより得られるＥＣＣデータの事後値から計算されるＥＣＣデータの雑音から、作成されることを特徴とする符号化された情報を復号する信号処理デバイス。
【請求項９】
ｍビットのデータが所定の変調規則に基づいて変調されたｎ（＞ｍ）ビットのデータをｍビットに復調する復調器とＥＣＣ復号器との間を反復し、最大事後確率復号を行うことにより、変調データに対応した受信信号から情報データを推定する信号処理方法において、
２回目以降の復調を行うにあたり
前記ＥＣＣ復号器から復調器にフィードバックされたＥＣＣデータの事前値を基に、全パターンの変調データの信頼度を得て、
得られた前記信頼度を基に、信頼度の高い変調データを選択し、
前記ＥＣＣ復号器からフィードバックされたＥＣＣデータの事前値と、前記ＥＣＣ復号器からフィードバックされたＥＣＣデータの事後値と、前記選択された信頼度の高い変調データとこの変調データに対応した受信信号から、ｍビットのＥＣＣデータの事後値を得る
ことを特徴とする符号化された情報を復号する信号処理方法。
【請求項１０】
前記信頼度を計算するときは、ＥＣＣデータの事前値の絶対値が設定した閾値よりも高いアドレスを、信頼性の高いアドレスと見なし、当該アドレスにおける２値のＥＣＣデータをＥＣＣデータの事前値から求めた後、各変調データの信頼度を、信頼性の高いアドレスにおける、変調データに対するＥＣＣデータと、ＥＣＣデータの事前値から求めた２値のＥＣＣデータとのハミング距離から計算することを特徴とする、請求項９に記載の符号化された情報を復号する信号処理方法。
【請求項１１】
前記信頼度の高い変調データを選択するときは、
全パターンの変調データから、前記信頼度が設定した閾値よりも高い変調データのみを選択することを特徴とする、請求項９に記載の符号化された情報を復号する信号処理方法。
【請求項１２】
前記事後値を計算するときは、
ＥＣＣの事後値の計算の対象となるアドレスのうち、ＥＣＣの事後値を更新するアドレスと更新しないアドレスとに分け、更新するアドレスに関しては、前記ＥＣＣ復号器からフィードバックされたＥＣＣデータの事前値とデータ選択手段にて選択された変調データ群を利用して、ＥＣＣデータの事後値を計算し、更新しないアドレスに関しては、前記ＥＣＣ復号器からフィードバックされたＥＣＣデータの事後値をそのまま利用する
ことを特徴とする、請求項９に記載の符号化された情報を復号する信号処理方法。
【請求項１３】
前記信頼度を計算するときは、
前記ＥＣＣデータの事前値の信頼度を判定するときに用いる前記閾値を、前記ＥＣＣデータに対する受信信号に乗る雑音と、前記信頼度の高いアドレスにおけるＥＣＣデータの誤り率の設定値によって決めていることを特徴とする、請求項１０に記載の符号化された情報を復号する信号処理方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、符号化された情報を復号する信号処理デバイス及び信号処理方法に関するものであり、符号化された情報を復号する復号装置、復号方法、復号プログラム及びその記録媒体、ならびに上記復号装置を備えた再生装置などに用いられて有効な発明である。
【背景技術】
【０００２】
近年、画像情報や音声情報、プログラムなどを初めとする各種の情報がディジタル化されるにつれて、記憶装置に記憶されるディジタル情報の量が飛躍的に増大している。これに伴い、大容量化、高密度化に適した記憶装置の開発が進められている。
【０００３】
記憶装置の大容量化、高密度化が進むと、再生信号のＳ／Ｎ比（信号対雑音比）は悪くなることが予想される。よって、今までと同じような信号読み出し品位が得られるためには、Ｓ／Ｎ比が悪い領域でも再生信号の品質を上げることや、誤りを訂正することができる信号処理技術が必要となる。
【０００４】
上記信号処理技術の一つとして、近年、Ｔｕｒｂｏ符号やＬＤＰＣ（Low Density Parity Check）符号等の誤り訂正符号を利用した反復復号方式が注目されており、反復復号方式をストレージ分野に適用する研究が盛んに行われている。反復復号法は、得られた再生信号に対して復号処理を繰り返し行うことができるため、理論的特性限界（シャノン限界）に近い誤り訂正能力を得ることができる。
【０００５】
また、反復復号方式などの誤り訂正符号技術だけでなく、大容量ストレージに対する記録再生に適した、変調符号の構成や復調方法の研究開発も行われている。変調符号の構成に関しては特許文献１など、復調方法に関しては特許文献２など、様々な方式が提案されている。Ｔｕｒｂｏ符号やＬＤＰＣ符号等の誤り訂正符号を利用した反復復号方式は特許文献３に示されている。
【０００６】
しかしながら、従来技術には次のような問題点がある。特許文献２にある復調器では、変調符号の全パターンの確率を基に、ＥＣＣ（Error Correction Code）データの事後値を計算しているため、復調計算量は変調データのパターン数に依存する。よって、情報データビット数ｍが増大すると、変調符号のパターン数（２＾ｍ個＝２のｍ乗個）が指数的に増大してしまうため、復調計算量が非常に増大してしまうことが問題点である。
【特許文献１】特開平９ − １９７９４７号公報
【特許文献２】特開２００７− ２７２９７３号公報
【特許文献３】特開２００３−１６８２６４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
上記したように、情報データビット数ｍが増大すると復調計算量が非常に増大してしまう。特許文献２と特許文献３の技術を組み合わせることも考えられるが、復調器とTurbo/LDPC復号器との間を反復して復号する信号処理システムを考えた場合、上記問題点（復調計算量が非常に増大）が信号処理システムの復号計算量に悪影響を与えることは、明白である。
【０００８】
本発明は、上記問題点に鑑みてなられたものであり、その目的は、復調器とTurbo/LDPC復号器との間を反復して復号する信号処理システムにおいて、従来技術よりも計算量が少なく、誤り訂正能力の高い復号が可能な復号装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明の復号装置は、上記の課題を解決するために、２回目以降の復調を行う際、復調器に入力されるＥＣＣデータの事前値を基に、２＾ｍ（＝２のｍ乗）種類の変調データから、送信された可能性の高い変調データを選択し、そして、選択された変調データを基に、ＥＣＣデータの事後値を求めることを特徴とする。即ちｍビットのデータが所定の変調規則に基づいて変調されたｎ（＞ｍ）ビットのデータをｍビットに復調する復調器とＥＣＣ復号器との間を反復し、最大事後確率復号を行うことにより、変調データに対応した受信信号から情報データを推定する信号処理デバイスにおいて、前記ＥＣＣ復号器からフィードバックされた事前値を基に、復調後の事後値の計算を行なうにあたり、復号すべき変調データの全パターンの中から、復号すべき変調データとしての確率が高いと推定したパターンの変調データのみの計算をして、復調後の事後値を算出する手段を有することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１０】
上記した手段により、計算量が少なく、誤り訂正能力の高い復号が可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
まず、以下に本発明に至る前提となる復号装置について説明する。図１は、特許文献２にある実施例をベースとした、記録再生装置の構成を示すブロック図である。
【００１２】
データを記録する場合、記録したい情報データを、Ｔｕｒｂｏ符号器やＬＤＰＣ符号器１１などで、ＥＣＣデータに符号化する。次に、ＥＣＣデータを変調器１２に入力し、変調データに変換する。最後に、記録ヘッド１３を利用して、変調データを記録媒体１４に記録して終了する。記録媒体として、例えば、ホログラム記憶媒体が挙げられる。
【００１３】
記録したデータを再生する場合、再生ヘッド１５を通じて、ホログラム記憶媒体に記録された２次元のページデータからなる情報を読み出し、２次元のページデータの再生信号を生成する。生成された再生信号に対し、位置検出器１６にて、画像の位置検出を行った後、画像補正器１７や等化器１８で再生信号を補正する。
【００１４】
復調処理及び誤り訂正処理部分では、まず、等化器１８から出力された変調データに対応した受信信号を復調器１９に入力し、ＥＣＣデータの事後値を算出する。次に、復調器１９にて算出されたＥＣＣデータの事後値をＴｕｒｂｏ／ＬＤＰＣ復号器２０に入力し、復号器２０内部で反復復号を実行して情報データの事後値を求める。そして、情報データの事後値を硬判定し、情報データを決定すると処理を終了する。
【００１５】
次に、情報データの変調方法と復調器におけるＥＣＣデータの事後値の計算方法について説明する。
【００１６】
変調方法については、従来から様々な方法が提案されているが、ここでは、一例として、２：４変調について説明する。２：４変調符号の構成を図２に示す。
【００１７】
図２（ａ）に示す通り、２：４変調では、２ビットのデータ（図１においては、ＥＣＣデータに相当する）が、２行２列の４ビットの変調データに変換される。例えば、２ビットのデータx1,x2が両方とも０であった場合、変調データとして符号Ｃ１が選択され、右上のビットが１で、他のビットが０である２次元データに変換される。なお、再生時には、図２（ｂ）に示すように、４ビット分の受信信号を２ビットのデータビットに変換する。
【００１８】
このように、２：４変調では、記録及び再生の際にデータビットを１ビットずつではなく、２ビット単位で処理している。
【００１９】
復調器１９において、ＥＣＣデータの事後値を計算する場合、４ビットの受信信号から２ビットのＥＣＣデータの事後値を計算する。特許文献２に基づいた復調器の構成図を図３に示す。
【００２０】
まず、４ビットの受信信号をPpos(x1=0,x2=0)算出回路１９ａ〜Ppos(x1=1,x2=1)算出回路１９ｄに入力する。入力すると、各算出回路１９ａ−１９ｄから、x1=0かつx2=0となる事後確率Ppos(x1=0,x2=0)〜x1=1かつx2=1となる事後確率Ppos(x1=1,x2=1)が出力される。
【００２１】
次に、各事後確率を加算回路１９ｅに入力し、x1=0となる事後確率Ppos(x1=0)、x1=1となる事後確率Ppos(x1=1)、x2=0となる事後確率Ppos(x2=0)、x2=1となる事後確率Ppos(x2=1)を出力する。最後に、事後値算出回路１９ｆにて、各事後確率から、x1の事後値Vpos(x1)とx2の事後値Vpos(x2)を求め、事後値の計算を終了する。
【００２２】
Ppos(x1=0,x2=0)算出回路１９ａ〜Ppos(x1=1,x2=1)算出回路１９ｄから出力される、事後確率の計算方法は、特許文献２において何通りか紹介されている。ここでは、受信信号と変調データとのユークリッド距離を利用した方法について説明する。復調器１９に入力される受信信号の構成例を図４に示す。
【００２３】
受信信号と各変調データとのユークリッド距離yd(C1)〜yd(C4)は、それぞれ式１〜式４となる。
【式１】
【００２４】
2010003392.tif 000003
上記のユークリッド距離が、各事後確率に影響する。変調データに対する受信信号に乗るノイズが、平均値０、標準偏差σの加法的白色ガウス雑音である場合、確率Ppos(x1=0,x2=0)〜Ppos(x1=1,x2=1)は、それぞれ式５〜式８となる。
【式２】
【００２５】
2010003392.tif 000004
雑音の標準偏差σは、記録媒体、再生ヘッドなどで生じるノイズ量によって変化するため、具体的に求めることが必要となる。σの値を計算する基となる、変調データに対する受信信号に乗るノイズは、次のように求めることができる。即ち、既知の変調データを予め用意し、記録再生を行い変調データに対する受信信号を得て、既知の変調データと受信信号との差分を取ることで、求めることができる。よって、その差分信号の標準偏差をσとする方法が挙げられる。
【００２６】
もし、σが媒体ごとに変わらないことが予め確認されている場合は、適切な値を装置に記憶させておき、その値を計算に使用しても良い。
【００２７】
加算回路１９ｅにて計算されるPpos(x1=0)〜Ppos(x2=1)は、Ppos(x1=0,x2=0)〜Ppos(x1=1,x2=1)を利用すると、それぞれ、式９〜式１２になる。
【式３】
【００２８】
2010003392.tif 000005
事後値算出回路１９ｆにて計算されるVpos(x1)とVpos(x2)は、Ppos(x1=0)〜Ppos(x2=1)を利用すると、それぞれ式１３と式１４になる。
【式４】
【００２９】
2010003392.tif 000006
ここで、特許文献２と特許文献３の技術を組み合わせ、復調器３０とTurbo/LDPC復号器３２との間を反復して復号する信号処理システムを考えてみる。この場合、信号処理システムは図５に示す構成になることが考えらえる。
【００３０】
記録媒体１４、再生ヘッド１５、位置検出器１６、画像補正器１７、等化器１８、までは図１の構成と同じである。
【００３１】
最初に、適応等化器１８から出力された変調データに対する再生信号とＥＣＣデータの事前値を復調器３０に入力し、ＥＣＣデータの事後値を求める。復調器３０から出力されたＥＣＣデータの事後値は、デインターリーバ３１によってデータの順番が並び替えられた後、Turbo/LDPC復号器３２に入力される。
【００３２】
Turbo/LDPC復号器３２では、入力されたＥＣＣデータの事後値を基に、復号器内で反復復号を行う。
【００３３】
復調器３０とTurbo/LDPC復号器３２との間の反復回数が所定の回数に達しているか、復号結果に対しＣＲＣや検査行列による誤り検査を実行した結果、誤りが検出されなかった場合、Turbo/LDPC復号器３２は、情報データの事後値を算出し、復号処理を終了する。
【００３４】
逆に、復調器３０とTurbo/LDPC復号器３２との反復回数が所定の回数に達しておらず、かつ、ＣＲＣや検査行列による誤り検査を実行した結果、誤りが検出された場合、Turbo/LDPC復号器３２は、ＥＣＣデータの事後値を更新して出力する。
【００３５】
ＥＣＣデータの事後値が算出された場合、復調器３０で利用するＥＣＣデータの事前値を求めるため、Turbo/LDPC復号器３２から出力された更新後のＥＣＣデータの事後値から、Turbo/LDPC復号器３２に入力された更新前のＥＣＣデータの事後値を減算器３３で減算する。減算された結果は、ＥＣＣデータの外部値となる。
【００３６】
ＥＣＣデータの外部値は、インターリーバ３４によってデータの順番が並び替えられた後、ＥＣＣデータの事前値として、復調器３０に入力される。復調器３０に入力されたＥＣＣデータの事前値は、変調データに対する再生信号と共に、復調器３０におけるＥＣＣデータの事後値の再計算に利用される。
【００３７】
以上の動作を、復調器３０とTurbo/LDPC復号器３２との間の反復回数が所定の回数に達するか、ＣＲＣや検査行列による誤り検査で誤りが検出されなくなるまで続ける。
【００３８】
次に、復調器３０におけるＥＣＣデータの事後値の計算方法について説明する。復調器３０の構成図を図６に示す。前記した復調の説明と同じく、２：４変調符号の構成を図２に示す構成とし、変調データに対応した受信信号の構成を図４に示す構成とする。
【００３９】
最初に、復調器３０に入力された、２ビットのＥＣＣデータの事前値から、各ＥＣＣデータの事前確率を算出する。事前確率は事前確率算出回路３０ｇにより求められる。事前確率算出回路３０からは、x1が０である事前確率、x1が１である事前確率、x2が０である事前確率、x2が1である事前確率、が出力される。
【００４０】
今、ＥＣＣデータx1の事前値Vpri(x1)を式１５とすると、x1が０である事前確率Ppri(x1 = 0)は式１６になり、ＥＣＣデータが１である事前確率Ppri(x1 = 1)は式１７になる。もう一つのＥＣＣデータx2の事前確率も同じように求められる。
【式５】
【００４１】
2010003392.tif 000007
各ＥＣＣデータの事前値から事前確率が求められた後、各事前確率をPpos(0,0)算出回路３０ａ〜Ppos(1,1)算出回路３０ｄに入力する。例えば、Ppos(0,0)算出回路３０ａに入力する場合、Ppri(x1 = 0)とPpri(x2 = 0)とを積算器３０ｈに入力して掛け合わせた後、Ppri(x1 = 0)×Ppri(x2 = 0)の値をPpos(0,0)算出回路３０ａに入力する。
【００４２】
またPpos(0,0)算出回路３０ｂに入力する場合、Ppri(x1 = 0)とPpri(x2 = 1)とを積算器３０iに入力して掛け合わせた後、Ppri(x1 = 0)×Ppri(x2 = 1)の値をPpos(0,0)算出回路３０bに入力する。またPpos(0,0)算出回路３０ｃに入力する場合、Ppri(x1 = 1)とPpri(x2 = 0)とを積算器３０jに入力して掛け合わせた後、Ppri(x1 = 1)×Ppri(x2 = 0)の値をPpos(0,0)算出回路３０cに入力する。またPpos(0,0)算出回路３０dに入力する場合、Ppri(x1 = 1)とPpri(x2 = 1)とを積算器３０kに入力して掛け合わせた後、Ppri(x1 = 1)×Ppri(x2 = 1)の値をPpos(0,0)算出回路３０dに入力する。
【００４３】
各事前確率を確率算出回路に入力した後、事前確率と再生信号から、事後確率Ppos(x1=0,x2 = 0)〜Ppos(x1=1,x2=1)を算出する。各事後確率は式１８〜式２１で示すようになる。ここで、式１８〜式２１にあるP’pos(x1=0,x2=0)〜P’pos(x1=1,x2=1)は、それぞれ式５〜式８と同じである。
【式６】
【００４４】
2010003392.tif 000008
各事後確率Ppos(x1=0,x2=0)〜Ppos(x1=1,x2=1)を求めた後、ＥＣＣデータの事後値を計算する。各データの事後値Vpos(x1)とVpos(x2)は、それぞれ式２２と式２３になる。
【式７】
【００４５】
2010003392.tif 000009
１回目の復調を行う際、ＥＣＣデータが０である確率と１である確率は、どちらが高いかは分からない。よって、ＥＣＣデータの事前値の初期値は、０とする。事前値を０とすると、ＥＣＣデータが０である事前確率と１である事前確率は、共に０．５になる。もし、ＥＣＣデータのデータ分布に偏りがあり、その偏り方が分かっている場合は、事前値を然るべき値に設定しても良い。
【００４６】
また、前述したが、２回目以降の復調を行う時のＥＣＣデータの事前値には、Turbo/LDPC復号器からフィードバックされてきたＥＣＣデータの外部値をそのまま代入する。
【００４７】
上記したように復調器３０では、事前確率算出回路３０ｇ、積算器３０ｈ−３０ｋが設けられている。そして変調符号の全パターンの確率を基に、ＥＣＣデータの事後値を計算しているため、復調計算量は変調データのパターン数に依存することがわかる。よって、情報データビット数ｍが増大すると、変調符号のパターン数（２＾ｍ個）が指数的に増大してしまうため、復調計算量が非常に増大してしまうことが問題点である。
【００４８】
復調器とTurbo/LDPC復号器との間を反復して復号する信号処理システムを考えた場合、上記問題点が信号処理システムの復号計算量に悪影響を与えることになる。
【００４９】
そこで本発明では、以下に説明するような工夫された信号処理システムを提供するものである。本発明における信号処理システムブロック図を図７に示す。
【００５０】
信号処理システム全体の基本的な流れは、従来技術とほぼ同じである。記録媒体１４、再生ヘッド１５、位置検出器１６、画像補正器１７、等化器１８、までは図５の構成と同じである。
【００５１】
復調器４０で復調されたＥＣＣデータの事後値は、デインターリーバ４１を介してTurbo/LDPC復号器４２に入力されて復号される。このTurbo/LDPC復号器４２で得られるＥＣＣデータの事後値は、減算器４３に入力されるとともに、インターリーバ４５に入力される。減算器４３では、更新後のＥＣＣデータの事後値から更新前のＥＣＣデータの事後値を減算し、その出力（ＥＣＣデータの外部値としての出力）がインターリーバ４４に入力されている。そしてこのインターリーバ４４の出力がＥＣＣデータの事前値として復調器４０に入力されている。またインターリーバ４５からの出力もＥＣＣデータの事後値として復調器４０に入力されている。
【００５２】
本発明の装置では、２回目の復調を行う時のＥＣＣデータの事後値の計算方法と、復調器４０へフィードバックするデータに、ＥＣＣデータの事前値だけでなく、ＥＣＣデータの事後値も挙げている点である。１回目の復調は、図５で説明した方法と同一である。そして、２回目以降の復調を行う際、フィードバックされたＥＣＣデータの事前値を基に変調データの絞込みを行い、ＥＣＣデータの事後値を計算する。
【００５３】
なお全体のブロックは制御部４６により、制御されるもので動作クロック、動作タイミングなどが統括されている。
【００５４】
本発明における、２回目以降の復調方法の概要を説明する。復調器の構成図を図８に、２回目以降の復調方法のフローチャートを図９に示し、復調手順の概要を図８と図９を参照しながら説明する。
【００５５】
最初に、信頼度計算手段４０１にて、インターリーバ４４からフィードバックされたＥＣＣデータの事前値を基に、事前値の信頼度が高いアドレス及び当該アドレスにおける２値のＥＣＣデータを決定し（図９のステップＳＡ１，ＳＡ２，ＳＡ３，ＳＡ９）、全パターン（２＾ｍ個＝２のｍ乗個）の変調データの信頼度を計算する（図９のステップＳＡ４，ＳＡ５）。次に、データ選択手段４０２にて、計算された各変調データの信頼度を基に、信頼度の高い変調データを選択する（図９のステップＳＡ６，ＳＡ７）。最後に、事後値計算手段４０３にて、インターリーバ４４及び４５からフィードバックされたＥＣＣデータの事前値やＥＣＣデータの事後値と、事前値の信頼度が高いアドレスと、変調データに対応した受信信号とから、ＥＣＣデータの事後値を算出する（図９のステップＳＡ８、ＳＡ１０）。
【００５６】
次に、復調器４０の主要部分である、信頼度計算手段４０１、データ選択手段４０２、事後値計算手段４０３における各部の諸動作を説明する。
【００５７】
最初に信頼度計算手段４０１における、各変調データの信頼度の計算手順について説明する。信頼度計算手段４０１の構成図を図１０に示す。図１０に示すとおり、信頼度計算手段４０１は、データ決定部４０１１、データアドレス抽出部４０１２と信頼度算出部４０１３を有する。まず、データ決定部４０１１とデータアドレス抽出部４０１２において、インターリーバ４４からフィードバックされたＥＣＣデータの事前値とＥＣＣデータに対応したアドレスから、事前値の信頼度の高いアドレスと当該アドレスでの２値のＥＣＣデータを決定する。そして、信頼度算出部４０１３にて、事前値の信頼度の高いアドレス、当該アドレスでの２値のＥＣＣデータ、全パターン（２＾ｍ個）の変調データに対するＥＣＣデータから、各変調データの信頼度を算出し、終了する。
【００５８】
ＥＣＣデータに対応したアドレスとは、例えば復調処理単位のブロック内において、ＥＣＣデータに付されたアドレスであり、例えば２−４変調方式であれば、先のデータx1,x2に対応したアドレスである。
【００５９】
データ決定部４０１１で決定された２値のＥＣＣデータ（信頼性フラグが上がったアドレスに対応する）は、信頼度算出部４０１３に入力される。またデータアドレス抽出部４０１２で得られた信頼性フラグが上がったアドレスは、信頼度算出部４０１３及び事後計算手段４０３に送信される。
【００６０】
次に、データ決定部４０１１、データアドレス抽出部４０１２及び信頼度算出部４０１３を図１１、図１２を参照して説明する。
【００６１】
図１１において、データ決定部４０１１とデータアドレス抽出部４０１２から出力される、事前値の信頼度の高いアドレスは、ＥＣＣデータの事前値の絶対値から求めることができる。そして、当該アドレスにおける２値のＥＣＣデータは、ＥＣＣデータの事前値の正負から求めることができる。
【００６２】
まず、事前値の信頼度の高いアドレスを求める場合、絶対値変換器５０１１にてＥＣＣデータの事前値の絶対値を求め、比較器５０１３にてしきい値よりも大きいか判定する。しきい値は、しきい値レジスタ５０１２に格納されている。ＥＣＣデータの事前値の絶対値がしきい値よりも大きい場合、ＥＣＣデータの事前値は信頼性が高いとみなされ、信頼性フラグが立つ。信頼性フラグが立った場合、格納スイッチ５０１４がオンとなり、ＥＣＣデータのアドレスがデータアドレス格納部５０１５に格納される。
【００６３】
一方、当該アドレスに対応する２値のＥＣＣデータを求める場合、まず、ＥＣＣデータの事前値を硬判定器５０１６に入力し、その出力を２値のＥＣＣデータとする。この方法は、情報データの事後値から２値の情報データを決定する方法と同じである。そして、比較器５０１３から出力された信頼性フラグにより、信頼性の高いアドレスにおけるＥＣＣデータのみが格納スイッチ５０１７を介してデータ格納部５０１８に格納される。
【００６４】
このように、しきい値を基にした信頼性の判定を行うことにより、信頼度の高いアドレスと当該アドレスにおけるＥＣＣデータが格納される。これらのデータは、信頼度算出部４０１３へ送られる。
【００６５】
信頼度の高いアドレスと当該アドレスにおける２値のＥＣＣデータを求めた後、図１２に示す信頼度算出部４０１３にて、各変調データの信頼度を計算する。信頼度算出部４０１３は、信頼度変換器５０２０、ハミング距離計算器５０２１、ＥＣＣデータ抽出器５０２２を有する。
【００６６】
各変調データの信頼度は、信頼性フラグの立ったアドレスにおける、事前値から求められたＥＣＣデータと各変調データに対するＥＣＣデータとのハミング距離を基に算出される。本実施例の場合、ハミング距離が０であれば一番信頼度が高く、距離が大きいほど信頼度が低くなる。
【００６７】
ＥＣＣデータ抽出部５０２２には、各変調データに対するＥＣＣデータ（現在処理対象となっている）と、信頼性フラグが上がったアドレス（先のデータアドレス抽出部４０１２から出力されている）が入力される。
【００６８】
すると、当該アドレスにおける各変調データに対するＥＣＣデータを得る。そして、ハミング距離計算器５０２１にて、当該アドレスにおける、事前値から求められたＥＣＣデータ（フィードバック系からのデータ）と各変調データに対するＥＣＣデータとのハミング距離を計算する。最後に、信頼度変換器５０２０にて、ハミング距離を変調データの信頼度に変換して、各変調データに対する信頼度の計算を終了する。この各変調データの信頼度はデータ選択手段４０２に入力される。
【００６９】
上記した信頼度計算手段４０１において、各変調データの信頼度が出力された後、図１３に示すデータ選択手段４０２において、信頼度を基にした変調データの選別を行う。まず、信頼度計算手段４０１から出力された各変調データの信頼度を比較器４０２１に入力し、所定のしきい値よりも大きいか否か判定する。しきい値は、しきい値レジスタ４０２２に格納されている。変調データの信頼度がしきい値よりも大きい場合、対象の変調データの信頼性は高いものとみなされ、選択フラグが立つ。選択フラグが立った場合、格納スイッチ４０２３がオンし、データ格納器４０２４に、選択された変調データ群が格納される。選択された変調データ群は、事後値計算手段４０３へ送られる。
【００７０】
信頼度の高い変調データを選択した後、図１４に示す事後値計算手段４０３は、ＥＣＣデータの事後値を計算する。事後計算手段４０３は、事後値算出器４０３１、事後値更新判定器４０３２、事後抽出器４０３３、データ合成器４０３４を含む。事後値算出器４０３１には、データ選択手段４０２から選択フラグが上がった変調データ群と、等化器からの変調データに対応した受信信号と、インターリーバ４４からのＥＣＣデータの事前値が入力されている。また事後値更新判定器４０３２から更新対象アドレスが入力されている。
【００７１】
事後値更新判定器４０３２は、信頼度計算手段４０１からの信頼性フラグが上がったアドレスと、データ選択手段４０２から選択フラグが上がった変調データ群が入力されている。事後値更新判定器４０３２は、非更新対象アドレスを事後値抽出器４０３３に供給している。事後値抽出器４０３３は、非更新対象アドレスに基づいて、インターリーバ４５からのＥＣＣデータの事後値を選択し、非更新対象アドレスにおけるＥＣＣデータの事後値を出力し、データ合成器４０３４に供給している。このデータ合成器４０３には、事後算出器４０３１で算出された更新対象アドレスにおけるＥＣＣデータの事後値も入力されている。
【００７２】
上記のように、事後計算手段４０３は、選択された変調データ群と信頼性フラグの立ったアドレスから、事後値を更新するアドレス（更新対象アドレス）と事後値を更新しないアドレス（非更新対象アドレス）とに分けられている。更新対象アドレスにおけるＥＣＣデータの事後値に関しては、事後値算出器４０３１にて、値を式１８〜式２３と同じ形式で求めて更新する。非更新対象アドレスにおけるＥＣＣデータの事後値に関しては、インターリーバ４５からフィードバックされたＥＣＣデータの事後値のうち、該当アドレスにあたるものを事後値抽出器４０３３にて取り出す。
【００７３】
そして、事後値算出器４０３１から出力されたＥＣＣデータの事後値と事後値抽出器４０３３から出力されたＥＣＣデータの事後値とを、データ合成器４０３４にて足し合わせ、復調後のＥＣＣデータの事後値とし、デインターリーバ４１へ送信する。以上で、復調計算は終了である。
【００７４】
アドレスの分け方に関しては、何通りか考えられる。信頼性フラグの立ったアドレス全てを非更新対象アドレスとする方法がまず挙げられる。他には、選択された変調データに対するＥＣＣデータを検査した時、全て同じデータであるアドレスが見つかった場合、そのアドレスを非更新対象アドレスとするやり方でも良い。
【００７５】
前述したように、図１５に示す事後値計算器４０３１における、ＥＣＣデータの事後値の計算方法は、選択された変調データを利用する点以外は、今までと同じである。まず、ＥＣＣデータの事前確率を、事前確率算出回路６０１０、積算回路６０１１の順に通し、各変調データの事前確率を算出する。そして、事後確率算出回路６０１２、加算回路６０１３，事後算出回路６０１４において変調データに対応した受信信号、選択された変調データ群、各変調データの事前確率を基に、詳細算出アドレスにおけるＥＣＣデータの事後値を算出する。
【００７６】
上記の動作をまとめたものが図９に示した動作フローチャートである。
【００７７】
＜本実施例における効果＞
以上の実施形態にすることにより、２回目の復調の際、ＥＣＣデータの事前値を基に変調データを絞りこむことが可能となるので、復号計算量を削減し復号速度を上昇させることが可能となる。また、ホログラム記録における１ページ分のデータを考えた時、受信信号の品質が高く、事後値や事前値の信頼性の高い部分は、ほとんど復調計算を簡潔に済ませることができ、受信信号の品質が低く、事後値や事前値の信頼性の低い部分のみに、復調計算を集中させることが可能となる。
【００７８】
また、特許文献２においても、変調データに対する受信信号から、各変調データの確率を算出し、確率を高いもののみを事後値の計算に利用する方法が挙げられているが、本実施例では、受信信号を利用せず、ＥＣＣデータの事前値を利用して選択を行っているので、選択のための計算量を減らすことが可能である。また、信頼性の高いアドレスに関しては、事後値の計算そのものを実施しないため、当該アドレスにおける計算量は、ほぼ零にすることができる。これらの効果は、入力データ数ｍが大きければ大きいほど顕著である。
【００７９】
＜具体的な数値例＞
次に、具体的な数値を挙げて、本発明の動作を説明する。信頼度判定の閾値と変調データ選択の閾値の設定例を図２３の表１に、信頼度算出部内で出てくるハミング距離から信頼度への変換例を図２４の表２に、事後値算出手段における事後値算出アドレスの判別基準例を図２５の表３とする。そして、変調符号の構成を図２とし、変調データに対する受信信号の例を図１６とする。また、一回目の復調時における、ＥＣＣデータx1,x2の事前値は両方共に０とする。
【００８０】
信頼性判定フラグの閾値を図２３の表１にある値にすると、一方のＥＣＣデータの事前確率が９０％以上で、もう一方のＥＣＣデータの事前確率が１０％以下のアドレスは、信頼性フラグが立つアドレスと見なされる。変調データ選択の閾値を図２３の表１、ハミング距離から信頼度への変換例を図２４の表２のようにすると、データ決定部から出力される、信頼性フラグが上がったアドレスでの２値のＥＣＣデータと完全に一致した、変調データのみがデータ選択手段にて選択されることになる。
【００８１】
事後値算出アドレスの判別を図２５の表３のようにすると、信頼性フラグが上がったアドレスでは、ＥＣＣデータの事後値を詳細に計算して更新し、信頼性フラグが上がっていないアドレスでは、更新しない設定となる。
【００８２】
最初に、図１６の変調データに対する受信信号を、式１５〜式２３に従って復調し、ＥＣＣデータの事後値を算出する。その結果、ＥＣＣデータx1,x2の事後値は、それぞれ、[-1.2 -0.1072]となる。算出されたＥＣＣデータの事後値の意味は、それぞれ、０である確率が高いことを意味している。具体的な数値にすると、x1=０である事後確率が約７６％であり、x2=０である事後確率が約５２％となる。x1=0であるの可能性がかなり高く、x2は０または１のどちらかは判断しにくい状況となる。
【００８３】
復調器にてＥＣＣデータの事後値を算出し、デインターリーバにてＥＣＣデータの事後値の順番を並びかえた後、並び替えたデータをＥＣＣデータの通信路値としてTurbo/LDPC復号器に入力し、誤り訂正を行う。詳細は割愛するが、誤り訂正を行った結果、誤りが検出され、ＥＣＣデータ(x1,x2)の事後値がそれぞれ、[-4 -0.2]という値で算出されたとする。
【００８４】
次に、復調器に入力するＥＣＣデータの事前値を求めるため、復号器にて算出されたＥＣＣデータの事後値から、入力されたＥＣＣデータの通信路値を減算し、ＥＣＣデータの外部値を求める。値は、[-4 -0.2] − [-1.2 -0.1072] = [-2.8 -0.0928]となる。そして、インターリーバで並べ替えられ、ＥＣＣデータの事前値として、復調器に入力される。
【００８５】
次に、２回目の復調を行う。まず、信頼度計算手段において、復調器に入力されるＥＣＣデータの事前値（[-2.8 -0.0928]）から、信頼性フラグが上がるアドレスと各変調データの信頼度を求める。
【００８６】
データアドレス抽出部において、信頼性フラグが上がるアドレスを求める。ＥＣＣデータの事前値の絶対値が[2.8 0.0928]となるため、x1のアドレスのみが、信頼性フラグが上がるアドレスとなる。そして、x1のアドレスのみが格納対象となり、データ決定部では、ＥＣＣデータx1の事前値（-2.8）から、x1=0が求められる。
【００８７】
つまり、x1のアドレスが信頼性フラグの上がったアドレスとなり、そのＥＣＣデータが０となる。
【００８８】
データアドレス抽出部及びデータ決定部から出力された結果を受け、各変調データの信頼度を計算する。まず、信頼性フラグが上がったアドレスにおける、各変調データに対するＥＣＣデータを求める。x1のアドレスにおける、符号Ｃ1〜Ｃ４のＥＣＣデータは、それぞれ、[0,1,0,1]となる。次に、抽出された各ＥＣＣデータとデータ決定部から出力されたＥＣＣデータとのハミング距離を計算する。ハミング距離は、それぞれ、[0,1,0,1]となる。最後に、ハミング距離から、各変調データに対する信頼度を計算する。図２４の表２から、各変調データの信頼度は、[1 0 1 0]となる。
【００８９】
つまり、ＥＣＣデータx1=0である符号Ｃ1とＣ３が、信頼度の高い変調データとして見なされることになる。以上で、信頼度計算手段における動作は終了する。
【００９０】
信頼度計算手段にて、信頼性フラグの上がったアドレスと各変調データの信頼度を求めた後、データ選択手段にて、変調データの絞込みを行う。信頼度計算手段にて求められた各変調データの信頼度（[1,0,1,0]）と、図２３の表１にある変調データ選択の閾値から、符号Ｃ１と符号Ｃ３に選択フラグが上がり、２つの符号が残る。つまり、符号Ｃ１とＣ３が、信頼性の高い変調データとして残り、最後のＥＣＣデータの事後値の計算に用いられることになる。
【００９１】
変調データが選択された後、事後値計算手段にて、ＥＣＣデータの事後値を算出する。まず、詳細算出アドレスと簡易算出アドレスを決定する。事後値更新判別器にて、表３にある判定基準から、x1の事後値は更新せず、x2の事後値を更新することが決定される。x1の事後値は、復調器に入力された事後値をそのままデータ合成器に入力する。x2の事後値は、事後値詳細算出器にて、選択された符号Ｃ１とＣ３のみを利用して、式１５〜式２３と同じ形式で計算する。すると、x2の事後値は、式２４のように求められる。ここで、式２４にあるP’pos(x1=0,x2=0)とP’pos(x1=0,x2=1)は、それぞれ式５、及び式７と同じである。
【式８】
【００９２】
2010003392.tif 000010
次に、ＥＣＣデータの事前値の信頼性を判定する閾値の決定方法について説明する。ＥＣＣデータの事前値の信頼性を判定する閾値は、ＥＣＣデータに対する受信信号に乗る雑音と、信頼度が高いと判定されたアドレスにおけるＥＣＣデータの誤り率の設定値によって、決定される。
【００９３】
信頼度が高いと判定されたアドレスにおけるＥＣＣデータの誤り率について説明する。同誤り率は、ＥＣＣデータの信頼度を判定する閾値をある値に設定した時のＥＣＣデータの誤り率と等しく、ＥＣＣデータの受信信号の確率分布から算出される。
【００９４】
ＥＣＣデータに対する受信信号の確率分布と閾値との関係図を図１７に示す。図１７では、ＥＣＣデータに対する受信信号に乗る雑音は、標準偏差σの白色ガウス雑音としている。また、ＥＣＣデータに対する受信信号が(０．５−a)よりも低い場合は、ＥＣＣデータを“０”と判定し、逆に(０．５＋a)よりも高い場合は“１“と判定している。すなわち、受信信号が(０．５−a)よりも低い場合及び(０．５＋a)よりも高い場合は、受信信号の信頼性は非常に高いものと見なしている。
【００９５】
ＥＣＣデータが０の時の受信信号の確率分布を式２５とし、ＥＣＣデータが１の時の受信信号の確率分布を式２６とすると、ＥＣＣデータに対する受信信号が(０．５−a)の時のＥＣＣデータの事前値と、受信信号が(０．５＋a)の時の事前値は、式２７となる。
【式９】
【００９６】
2010003392.tif 000011
よって、図１７の場合、ＥＣＣデータの信頼性を判定する閾値は、(a/σ２)となる。
【００９７】
ＥＣＣデータの信頼性を判定する閾値を(a/σ２)とした場合の誤り率は、ＥＣＣデータが０の場合に、ＥＣＣデータの事前値が(a/σ２)以上、つまり、ＥＣＣデータの受信信号が(０．５＋a)以上となる確率を求めればよい。同確率は、誤差関数erfcを用いると、式２８となる。
【式１０】
【００９８】
2010003392.tif 000012
よって、信頼度を判定する閾値をＡとした時の、信頼度が高いアドレスにおける、ＥＣＣデータの誤り率Ｂは式２９となる。逆に、信頼度が高いアドレスにおける、ＥＣＣデータの誤り率Ｂを達成する閾値Ａは、誤差関数erfcの逆関数をerfc-1とすると、式３０となる。
【式１１】
【００９９】
2010003392.tif 000013
つまり、ＥＣＣデータの事前値の信頼度を判定する閾値を設定する場合、信頼度の高いアドレスにおける、ＥＣＣデータの誤り率を設定し、式３０に基づいて、設定すれば良い。
【０１００】
ＥＣＣデータに対する受信信号に乗る雑音は、あらかじめ、変調データに対する受信信号に乗る雑音とＥＣＣデータに対する受信信号に乗る雑音との対応表を用意した上で、再生時に、変調データに対する受信信号に乗る雑音を計測した後、用意した対応表と同計測雑音から、算出される。
【０１０１】
次に、変調データに対する受信信号に乗る雑音とＥＣＣデータに対する受信信号に乗る雑音との対応表の作成方法について説明する。
【０１０２】
復号時、ＥＣＣデータは、変調データに対する受信信号を復調することで、求めることが出来る。よって、既知ＥＣＣデータを変調した変調データと、変調データに対応する受信信号に乗る雑音を用意し、設定雑音の乗った受信信号を復調してＥＣＣの事後値を求め、同事後値からＥＣＣデータに対する受信信号に乗る雑音を計算する。そして、雑音を複数設定し、同じ動作を繰り返すことにより、対応表を完成させる。
【０１０３】
次に、ＥＣＣデータの事後値から、ＥＣＣデータに対応する受信信号に乗る雑音を計算する方法について説明する。
【０１０４】
ＥＣＣデータに対応する受信信号に乗る雑音は、ＥＣＣデータの事後値の分布をＥＣＣデータに対する受信信号の分布に変換し、受信信号分布の確率密度関数を計算することで求めることが出来る。
【０１０５】
今、変調データに対する受信信号に乗る雑音を１種類設定し、受信信号を復調したことにより求まったＥＣＣデータの事後値の分布が、図１８ようになったとする。
【０１０６】
今、ＥＣＣデータは既知であるので、図１８の分布は、ＥＣＣデータが０である場合と１である場合とに分別できる。分別後、ＥＣＣデータが０である時のＥＣＣデータの事後値の分布例が、図１９ようになったとする。
【０１０７】
次に、図２０に示す通り、図１９のＥＣＣデータが０の時のＥＣＣデータの事後値の分布から、データの占める割合が最大となる事後値(-b)を求める。
【０１０８】
データの占める割合が最大となる事後値(-b)を求めた後、ＥＣＣデータの事後値をＥＣＣデータの受信信号に変換する。
【０１０９】
ＥＣＣデータの事後値が０の場合、事後値の定義から、ＥＣＣデータが０である確率と１である確率は、共に５０％である。よって、ＥＣＣデータが０であるか１であるかは判別できない。この状態は、ＥＣＣデータの受信信号が、０と１との中間値の０．５となり、受信信号からＥＣＣデータを判別できない状態と同じである。よって、ＥＣＣデータの事後値が０である状態を、ＥＣＣデータの受信信号が０．５である状態と見なす。そして、データの占める割合が最大となる事後値(-b)である状態を、ＥＣＣデータの受信信号が０である状態と見なす。この変換の結果、ＥＣＣデータに対する受信信号の分布は、図２１となる。
【０１１０】
ＥＣＣデータの事後値をＥＣＣデータに対する受信信号に変換した後、同受信信号の確率分布を求める。
【０１１１】
例えば、ＥＣＣデータに対する受信信号に乗る雑音を白色ガウス雑音と見なした場合、雑音の分散値σ２を求めると、ＥＣＣデータが０の場合の受信信号の確率密度関数は、式３１となる（図２２）。
【式１２】
【０１１２】
2010003392.tif 000014
よって、ＥＣＣデータが０の場合、ＥＣＣデータに対する受信信号に乗る雑音の確率密度関数は、式３２となる。
【式１３】
【０１１３】
2010003392.tif 000015
以上の動作を、ＥＣＣデータが１の場合に関しても同様に計算すると、ＥＣＣデータに対する雑音の確率密度関数を求めることができる。
【０１１４】
そして、変調データに対する受信信号に乗る雑音を複数種類設定し、同様の動作を実施することにより、変調データに対する受信信号に乗る雑音とＥＣＣデータに対する受信信号に乗る雑音との対応表が完成する。
【０１１５】
本実施例では、変調データ及びＥＣＣデータに対する受信信号に乗るノイズを白色ガウス雑音と仮定したが、本発明は白色ガウス雑音に限定されるものではなく、他のノイズ分布でも同様に実行することが可能である。
【０１１６】
また、ＥＣＣデータが０である場合に乗る雑音の性質が、ＥＣＣデータが１である場合に乗る雑音と異なる場合やＥＣＣデータの０と１の出現確率が異なる場合でも、同様に実行することが可能である。ただし、その場合、ＥＣＣデータの信頼度を判定する閾値を、正の場合と負の場合の、２種類用意したほうが望ましい。
【０１１７】
また、本実施例では２：４変調符号を用いて説明したが、本発明は２：４変調符号に限定されるものではなく、他の変調符号でも同様に実行することが可能である。
【図面の簡単な説明】
【０１１８】
【図１】従来の記録再生装置の構成例を示すブロック図である。
【図２】２：４変調符号の構成を示す図である。
【図３】図１の復調器の構成例を示す図である。
【図４】図１の復調器に入力される受信信号の構成例を示す図である。
【図５】本発明の前提となるもので復調器とTurbo/LDPC復号器との間を反復して復号する信号処理システムの例を示す図である。
【図６】図５の復調器３０の構成例を示す図である。
【図７】本発明における一実施例における信号処理システムブロック図である。
【図８】図７の復調器４０の構成例を示す図である。
【図９】図８に示した復調器４０の動作を示すフローチャートである。
【図１０】図８の信頼度計算手段４０１の構成例を示す図である。
【図１１】図１０のデータアドレス抽出部４０１２及びデータ決定部４０１１の構成例を示す図である。
【図１２】図１０の信頼度算出部４０１３の構成例を示す図である。
【図１３】図８のデータ選択手段４０２の構成例を示す図である。
【図１４】図８の事後計算手段４０３の構成例を示す図である。
【図１５】図１４の事後値算出器４０３１の構成例を示す図である。
【図１６】変調データに対する受信信号の一例を示す図である。
【図１７】ＥＣＣデータに対する受信信号の確率分布とＥＣＣデータの事前値の信頼度を判定する閾値との関係の説明図である。
【図１８】ＥＣＣデータの事後値の分布例を示す図である。
【図１９】ＥＣＣデータ（＝０）の事後値の分布例を示す図である。
【図２０】データの占める割合が最大となるＥＣＣデータの事後値の設定例を示す図である。
【図２１】ＥＣＣデータ（＝０）の事後値からＥＣＣデータに対する受信信号への変換例を説明するための図である。
【図２２】ＥＣＣデータ（＝０）に対する受信信号の確率分布を示す図である。
【図２３】信頼度計算手段及びデータ選択手段におけるしきい値の設定例を表で示す図である。
【図２４】信頼度算出部ハミング距離と変調データの信頼度との対応例を表で示す図である。
【図２５】事後値計算手段における事後値算出アドレスの判別基準例を表で示す図である。
【符号の説明】
【０１１９】
１４・・・記録媒体、１５・・・再生ヘッド、１６・・・位置検出器、１７・・・画像補正器、１８・・・等化器、４０・・・復調器、４１・・・デインターリーバ、４２・・・Turbo/LDPC復号器、４３・・・減算器、４４、４５・・・インターリーバ、４０１・・・信頼度計算手段、４０２・・・データ選択手段、４０３・・・事後計算手段。
【図１】
2010003392.tif 000016
【図２】
2010003392.tif 000017
【図３】
2010003392.tif 000018
【図４】
2010003392.tif 000019
【図５】
2010003392.tif 000020
【図６】
2010003392.tif 000021
【図７】
2010003392.tif 000022
【図８】
2010003392.tif 000023
【図９】
2010003392.tif 000024
【図１０】
2010003392.tif 000025
【図１１】
2010003392.tif 000026
【図１２】
2010003392.tif 000027
【図１３】
2010003392.tif 000028
【図１４】
2010003392.tif 000029
【図１５】
2010003392.tif 000030
【図１６】
2010003392.tif 000031
【図１７】
2010003392.tif 000032
【図１８】
2010003392.tif 000033
【図１９】
2010003392.tif 000034
【図２０】
2010003392.tif 000035
【図２１】
2010003392.tif 000036
【図２２】
2010003392.tif 000037
【図２３】
2010003392.tif 000038
【図２４】
2010003392.tif 000039
【図２５】
2010003392.tif 000040
【手続補正書】
【提出日】平成21年6月29日(2009.6.29)
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００３９
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００３９】
最初に、復調器３０に入力された、２ビットのECCデータの事前値から、各ECCデータの事前確率を算出する。事前確率は、事前確率算出回路３０ｇから求められる。事前確率算出回路３０ｇからは、x1が０である事前確率、x1が１である事前確率、x2が０である事前確率、x2が1である事前確率、が出力される。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００４２
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００４２】
またPpos(0,1)算出回路３０ｂに入力する場合、Ppri(x1 = 0)とPpri(x2 = 1)とを積算器３０iに入力して掛け合わせた後、Ppri(x1 = 0)×Ppri(x2 = 1)の値をPpos(0,1)算出回路３０bに入力する。またPpos(1,0)算出回路３０ｃに入力する場合、Ppri(x1 = 1)とPpri(x2 = 0)とを積算器３０jに入力して掛け合わせた後、Ppri(x1 = 1)×Ppri(x2 = 0)の値をPpos(1,0)算出回路３０cに入力する。またPpos(1,1)算出回路３０dに入力する場合、Ppri(x1 = 1)とPpri(x2 = 1)とを積算器３０kに入力して掛け合わせた後、Ppri(x1 = 1)×Ppri(x2 = 1)の値をPpos(1,1)算出回路３０dに入力する。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００６６
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００６６】
各変調データの信頼度は、信頼性フラグの立ったアドレスにおいて求められるもので、各変調データの信頼度は、事前値から求められたＥＣＣデータと各変調データに対するＥＣＣデータとのハミング距離を基に算出される。本実施例の場合、ハミング距離が０であれば一番信頼度が高く、距離が大きいほど信頼度が低くなる。
【手続補正４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００８１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００８１】
事後値算出アドレスの判別を図２５の表３のようにすると、信頼性フラグが上がっていないアドレスでは、ＥＣＣデータの事後値を詳細に計算して更新し、信頼性フラグが上がっているアドレスでは、更新しない設定となる。
【手続補正５】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０１１８
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０１１８】
【図１】従来の記録再生装置の構成例を示すブロック図である。
【図２】２：４変調符号の構成を示す図である。
【図３】図１の復調器の構成例を示す図である。
【図４】図１の復調器に入力される受信信号の構成例を示す図である。
【図５】本発明の前提となるもので復調器とTurbo/LDPC復号器との間を反復して復号する信号処理システムの例を示す図である。
【図６】図５の復調器３０の構成例を示す図である。
【図７】本発明における一実施例における信号処理システムブロック図である。
【図８】図７の復調器４０の構成例を示す図である。
【図９】図８に示した復調器４０の動作を示すフローチャートである。
【図１０】図８の信頼度計算手段４０１の構成例を示す図である。
【図１１】図１０のデータアドレス抽出部４０１２及びデータ決定部４０１１の構成例を示す図である。
【図１２】図１０の信頼度算出部４０１３の構成例を示す図である。
【図１３】図８のデータ選択手段４０２の構成例を示す図である。
【図１４】図８の事後計算手段４０３の構成例を示す図である。
【図１５】図１４の事後値算出器４０３１の構成例を示す図である。
【図１６】変調データに対する受信信号の一例を示す図である。
【図１７】ＥＣＣデータに対する受信信号の確率分布とＥＣＣデータの事前値の信頼度を判定する閾値との関係の説明図である。
【図１８】ＥＣＣデータの事後値の分布例を示す図である。
【図１９】ＥＣＣデータ（＝０）の事後値の分布例を示す図である。
【図２０】データの占める割合が最大となるＥＣＣデータの事後値の設定例を示す図である。
【図２１】ＥＣＣデータ（＝０）の事後値からＥＣＣデータに対する受信信号への変換例を説明するための図である。
【図２２】ＥＣＣデータ（＝０）に対する受信信号の確率分布を示す図である。
【図２３】信頼度計算手段及びデータ選択手段におけるしきい値の設定例を表で示す図である。
【図２４】信頼度算出部におけるハミング距離と変調データの信頼度との対応例を表で示す図である。
【図２５】事後値計算手段における事後値算出アドレスの判別基準例を表で示す図である。
【手続補正６】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図３
【補正方法】変更
【補正の内容】
【図３】
2010003392.tif 000041
【手続補正７】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図６
【補正方法】変更
【補正の内容】
【図６】
2010003392.tif 000042
【手続補正８】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図９
【補正方法】変更
【補正の内容】
【図９】
2010003392.tif 000043
【手続補正９】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図１４
【補正方法】変更
【補正の内容】
【図１４】
2010003392.tif 000044
【手続補正１０】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図１５
【補正方法】変更
【補正の内容】
【図１５】
2010003392.tif 000045
【手続補正１１】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図２５
【補正方法】変更
【補正の内容】
【図２５】
2010003392.tif 000046
【手続補正書】
【提出日】平成21年9月28日(2009.9.28)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ｍビットのデータが所定の変調規則に基づいて変調されたｎ（＞ｍ）ビットのデータをｍビットに復調する復調器とＥＣＣ復号器との間を反復し、最大事後確率復号を行うことにより、変調データに対応した受信信号から情報データを推定する信号処理デバイスにおいて、
２回目以降の復調を行なうにあたり、
前記ＥＣＣ復号器からフィードバックされたＥＣＣデータの事前値を基に、復号すべき変調データの全パターンの中から、復号すべき変調データとして確率が高い変調データを推定し、
前記ＥＣＣ復号器からフィードバックされた前記ＥＣＣデータの事前値から、前記ＥＣＣデータの事前確率を算出し、
推定された変調データと、この変調データに対応した受信信号から、前記推定された変調データが前記変調データに対応した受信信号になる確率を算出し、
前記ＥＣＣデータの事前確率と、前記推定された変調データが前記変調データに対応した受信信号になる確率から、前記推定された変調データの事後確率を算出し、前記推定された変調データの事後確率から、前記ＥＣＣデータの事後確率を算出し、
前記ＥＣＣデータの事後確率から、前記ＥＣＣデータの事後値を算出する手段を有することを特徴とする符号化された情報を復号する信号処理デバイス。
【請求項２】
ｍビットのデータが所定の変調規則に基づいて変調されたｎ（＞ｍ）ビットのデータをｍビットに復調する復調器とＥＣＣ復号器との間を反復し、最大事後確率復号を行うことにより、変調データに対応した受信信号から情報データを推定する信号処理デバイスにおいて、
２回目以降の復調を行うにあたり
前記ＥＣＣ復号器から復調器にフィードバックされたＥＣＣデータの事前値を基に、全パターンの変調データの信頼度を出力する信頼度計算手段と、
前記信頼度計算手段から得られた信頼度を基に、信頼度の高い変調データを選択するデータ選択手段と、
前記ＥＣＣ復号器からフィードバックされたＥＣＣデータの事前値から、前記ＥＣＣデータの事前確率を出力し、
前記データ選択手段で選択された信頼度の高い変調データと、この変調データに対応した受信信号から、前記信頼度の高い変調データが前記変調データに対応した受信信号になる確率を出力し、
前記ＥＣＣデータの事前確率と、前記信頼度の高い変調データが前記変調データに対応した受信信号になる確率から、前記信頼度の高い変調データの事後確率を出力し、
前記信頼度の高い変調データの事後確率から、前記ＥＣＣデータの事後確率を出力し、
前記ＥＣＣデータの事後確率から、前記ＥＣＣデータの事後値を出力する事後値計算手段と
を具備することを特徴とする符号化された情報を復号する信号処理デバイス。
【請求項３】
上記信頼度計算手段は、
前記ＥＣＣデータの事前値の絶対値が設定した閾値よりも高いアドレスを、信頼性の高いアドレスと見なし、当該アドレスにおける２値のＥＣＣデータを前記ＥＣＣデータの事前値から求めた後、各変調データの信頼度を、前記信頼性の高いアドレスにおける、前記変調データに対するＥＣＣデータと、前記ＥＣＣデータの事前値から求めた前記２値のＥＣＣデータとのハミング距離から計算することを特徴とする、請求項２に記載の符号化された情報を復号する信号処理デバイス。
【請求項４】
上記データ選択手段は、
全パターンの変調データから、上記信頼度計算手段から出力された信頼度が設定した閾値よりも高い変調データのみを選択することを特徴とする、請求項２に記載の符号化された情報を復号する信号処理デバイス。
【請求項５】
上記事後値計算手段は、
前記ＥＣＣの事後値の計算の対象となるアドレスのうち、前記ＥＣＣの事後値を更新するアドレスと更新しないアドレスとに分け、
更新するアドレスに関しては、前記ＥＣＣ復号器からフィードバックされた前記ＥＣＣデータの事前値とデータ選択手段にて選択された変調データ群と、前記変調データに対応した受信信号を利用して、ＥＣＣデータの事後値を計算し、
更新しないアドレスに関しては、前記ＥＣＣ復号器から前記ＥＣＣデータの事後値をフィードバックし、フィードバックした値をそのまま利用する
ことを特徴とする、請求項２に記載の符号化された情報を復号する信号処理デバイス。
【請求項６】
前記信頼度計算手段では、
前記ＥＣＣデータの事前値の信頼度を判定するときに用いる前記閾値を、前記ＥＣＣデータに対する受信信号に乗る雑音と、前記信頼度の高いアドレスにおけるＥＣＣデータの誤り率の設定値によって決めていることを特徴とする、請求項３に記載の符号化された情報を復号する信号処理デバイス。
【請求項７】
前記信頼度計算手段では、前記ＥＣＣデータに対する受信信号に乗る雑音を、あらかじめ変調データに対する受信信号に乗る雑音と前記ＥＣＣデータに対する受信信号に乗る雑音との対応表を用意した上で、再生時に、前記変調データに対する受信信号に乗る雑音を計測した後、用意した対応表と同計測雑音から算出していることを特徴とする、請求項３に記載の符号化された情報を復号する信号処理デバイス。
【請求項８】
前記対応表は、
既知の変調データに対応する受信信号に乗る雑音を複数種類設定し、各設定雑音と、この各設定雑音が乗った前記変調データに対する受信信号を復調することにより得られる前記ＥＣＣデータの事後値から計算される前記ＥＣＣデータの雑音から、作成されることを特徴とする請求項７に記載の符号化された情報を復号する信号処理デバイス。
【請求項９】
ｍビットのＥＣＣデータが所定の変調規則に基づいて変調されたｎ（＞ｍ）ビットのデータをｍビットのＥＣＣデータに復調する復調器とＥＣＣ復号器との間を反復し、最大事後確率復号を行うことにより、変調データに対応した受信信号から情報データを推定する信号処理方法において、
２回目以降の復調を行うにあたり
前記ＥＣＣ復号器から復調器にフィードバックされたＥＣＣデータの事前値を基に、全パターンの変調データの信頼度を得て、
得られた前記信頼度を基に、信頼度の高い変調データを選択し、
前記ＥＣＣ復号器からフィードバックされた前記ＥＣＣデータの事前値から、前記ＥＣＣデータの事前確率を得、
前記信頼度の高い変調データと前記変調データに対応した受信信号から、前記信頼度の高い変調データが前記変調データに対応した受信信号になる確率を得、
前記ＥＣＣデータの事前確率と前記信頼度の高い変調データが前記変調データに対応した受信信号になる確率から、前記信頼度の高い変調データの事後確率を得、
前記信頼度の高い変調データの事後確率から、ｍビットのＥＣＣデータの事後確率を得、
前記ｍビットのＥＣＣデータの事後確率から、ｍビットのＥＣＣデータの事後値を得る
ことを特徴とする符号化された情報を復号する信号処理方法。
【請求項１０】
前記信頼度を計算するときは、前記ＥＣＣデータの事前値の絶対値が設定した閾値よりも高いアドレスを、信頼性の高いアドレスと見なし、当該アドレスにおける２値のＥＣＣデータを前記ＥＣＣデータの事前値から求めた後、各変調データの信頼度を、前記信頼性の高いアドレスにおける、変調データに対するＥＣＣデータと、前記ＥＣＣデータの事前値から求めた前記２値のＥＣＣデータとのハミング距離から計算することを特徴とする、請求項９に記載の符号化された情報を復号する信号処理方法。
【請求項１１】
前記信頼度の高い変調データを選択するときは、
全パターンの変調データから、前記信頼度が設定した閾値よりも高い変調データのみを選択することを特徴とする、請求項９に記載の符号化された情報を復号する信号処理方法。
【請求項１２】
前記事後値を計算するときは、
前記ＥＣＣの事後値の計算の対象となるアドレスのうち、前記ＥＣＣの事後値を更新するアドレスと更新しないアドレスとに分け、
前記更新するアドレスに関しては、前記ＥＣＣ復号器からフィードバックされた前記ＥＣＣデータの事前値と前記データ選択手段にて選択された変調データ群を利用して、前記ＥＣＣデータの事後値を計算し、
前記更新しないアドレスに関しては、前記ＥＣＣ復号器から前記ＥＣＣデータの事後値をフィードバックし、フィードバックした値をそのまま利用することを特徴とする、請求項９に記載の符号化された情報を復号する信号処理方法。
【請求項１３】
前記信頼度を計算するときは、
前記ＥＣＣデータの事前値の信頼度を判定するときに用いる前記閾値を、前記ＥＣＣデータに対する受信信号に乗る雑音と、前記信頼度の高いアドレスにおけるＥＣＣデータの誤り率の設定値によって決めていることを特徴とする、請求項１０に記載の符号化された情報を復号する信号処理方法。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００９
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００９】
本発明の復号装置は、上記の課題を解決するために、ｍビットのデータが所定の変調規則に基づいて変調されたｎ（＞ｍ）ビットのデータをｍビットに復調する復調器とＥＣＣ復号器との間を反復し、最大事後確率復号を行うことにより、変調データに対応した受信信号から情報データを推定する信号処理デバイスにおいて、２回目以降の復調を行なうにあたり、前記ＥＣＣ復号器からフィードバックされたＥＣＣデータの事前値を基に、復号すべき変調データの全パターンの中から、復号すべき変調データとして確率が高い変調データを推定し、前記ＥＣＣ復号器からフィードバックされた前記ＥＣＣデータの事前値から、ＥＣＣデータの事前確率を算出し、推定された変調データと、変調データに対応した受信信号から、推定された変調データが変調データに対応した受信信号になる確率を算出し、前記ＥＣＣデータの事前確率と、推定された変調データが変調データに対応した受信信号になる確率から、推定された変調データの事後確率を算出し、推定された変調データの事後確率から、ＥＣＣデータの事後確率を算出し、ＥＣＣデータの事後確率から、ＥＣＣデータの事後値を算出する手段を有することを基本とする。