(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
符号化データ信号に対して復号化処理を実行する復号化装置であって、
低密度パリティ検査符号により符号化された上記符号化データ信号のパリティ検査を行うことにより、少なくともビットフリッピング状の信号バーストに関する、上記符号化データ信号のバーストエラーの位置および長さを特定した情報を含むバースト情報を出力するバースト検出手段と、
上記バースト検出手段により出力される上記バースト情報に含まれる上記符号化データ信号のバーストエラーの位置および長さに応じて、上記符号化データ信号を繰り返し復号化処理する復号手段と、
を備えたことを特徴とする復号化装置。
【請求項２】
請求項１に記載の復号化装置において、
上記バースト検出手段は、
上記符号化データ信号に対してパリティ検査行列の行毎にパリティ検査を行い、上記符号化データ信号の各ビットに対応する上記パリティ検査行列の列毎に、上記パリティ検査で誤りとして検出した行のビット「１」の数を合算し、上記合算した数の分布に従って上記符号化データ信号の上記バーストエラーの上記位置および上記長さを特定することにより上記バースト情報を生成して出力すること、
を特徴とする復号化装置。
【請求項３】
請求項１に記載の復号化装置において、
上記復号手段は、
上記バースト検出手段により出力される上記バースト情報に含まれる上記符号化データ信号のバーストエラーの位置および長さに対応する、上記符号化データ信号のビットの尤度の上昇を抑制して繰り返し復号化処理を実行すること、
を特徴とする復号化装置。
【請求項４】
請求項３に記載の復号化装置において、
上記バースト検出手段は、
上記復号手段から出力された復号化結果を硬判定する硬判定手段と、
上記硬判定手段により硬判定された上記復号化結果について、パリティ検査行列に基づいてパリティ検査を行って、パリティフラグを発生させるパリティフラグ発生手段と、
上記パリティフラグ発生手段により発生された上記パリティフラグに、移動平均フィルタを適用してフィルタ出力を行うフィルタ出力手段と、
上記フィルタ出力手段により出力された上記フィルタ出力について閾値判定を行うことにより上記バーストエラーの上記位置および上記長さを特定して上記バースト情報を上記復号手段に出力するバースト情報出力手段と、
を備えたことを特徴とする復号化装置。
【請求項５】
請求項４に記載の復号化装置において、
上記フィルタ出力手段は、
上記パリティフラグに上記移動平均フィルタを多段階で適用すること、
を特徴とする復号化装置。
【請求項６】
請求項４または５に記載の復号化装置において、
上記フィルタ出力手段は、
上記バースト情報出力手段により上記フィルタ出力の閾値判定が行われることにより特定された上記バーストエラーの上記長さが所定値以上の場合、適用した上記移動平均フィルタより長い区間の移動平均をフィルタ出力する上記移動平均フィルタを適用して再度フィルタ出力を行うこと、
を特徴とする復号化装置。
【請求項７】
請求項３乃至６のいずれか一つに記載の復号化装置において、
上記復号手段は、
上記符号化データ信号に対して事後確率復号化処理を実行して、上記尤度を含む上記復号化結果を出力するＡＰＰ（ａ  ｐｏｓｔｅｒｉｏｒｉ  ｐｒｏｂａｂｉｌｉｔｙ）復号器と、
上記バースト検出器から出力された上記バースト情報に基づいて、上記ＡＰＰ復号器から出力された上記尤度の上昇を抑制して、上記ＡＰＰ復号器から出力された上記復号化結果に対する繰り返し復号化処理を実行し、更新した上記尤度を含む復号化結果を上記ＡＰＰ復号器の入力として出力するＳＰ（ｓｕｍ−ｐｒｏｄｕｃｔ）復号器と、
を備えたことを特徴とする復号化装置。
【請求項８】
請求項７に記載の復号化装置において、
上記ＳＰ復号器は、
上記バースト情報に基づいて、上記ＡＰＰ復号器から出力された上記尤度の上昇を重み付けにより抑制すること、
を特徴とする復号化装置。
【請求項９】
請求項３乃至８のいずれか一つに記載の復号化装置において、
上記符号化データ信号は、更にＲＳ（Ｒｅｅｄ−Ｓｏｌｏｍｏｎ）符号により符号化されており、
上記復号化装置は、
上記復号手段の出力に対して、上記ＲＳ符号の復号化を行うＲＳ復号器、
を更に備えたことを特徴とする復号化装置。
【請求項１０】
請求項１乃至９のいずれか一つに記載の復号化装置において、
上記バーストエラーは、媒体欠陥とビットフリッピング状の信号バーストが同時に発生したことによるものであること、
を特徴とする復号化装置。
【請求項１１】
請求項１乃至１０のいずれか一つに記載の復号化装置を備えた垂直磁気記録再生装置。
【請求項１２】
請求項１乃至１０のいずれか一つに記載の復号化装置を備えた受信装置。
【請求項１３】
符号化データ信号に対して復号化処理を実行する復号化方法であって、
低密度パリティ検査符号により符号化された上記符号化データ信号のパリティ検査を行うことにより、少なくともビットフリッピング状の信号バーストに関する、上記符号化データ信号のバーストエラーの位置および長さを特定した情報を含むバースト情報を出力するバースト検出ステップと、
上記バースト検出ステップにより出力される上記バースト情報に含まれる上記符号化データ信号のバーストエラーの位置および長さに応じて、上記符号化データ信号を繰り返し復号化処理する復号ステップと、
を含むことを特徴とする復号化方法。
【請求項１４】
請求項１３に記載の復号化方法において、
上記バースト検出ステップは、
上記符号化データ信号に対してパリティ検査行列の行毎にパリティ検査を行い、上記符号化データ信号の各ビットに対応する上記パリティ検査行列の列毎に、上記パリティ検査で誤りとして検出した行のビット「１」の数を合算し、上記合算した数の分布に従って上記符号化データ信号の上記バーストエラーの上記位置および上記長さを特定することにより上記バースト情報を生成して出力すること、
を特徴とする復号化方法。
【請求項１５】
請求項１３に記載の復号化方法において、
上記復号ステップは、
上記バースト検出ステップにより出力される上記バースト情報に含まれる上記符号化データ信号のバーストエラーの位置および長さに対応する、上記符号化データ信号のビットの尤度の上昇を抑制して繰り返し復号化処理を実行すること、
を特徴とする復号化方法。
【請求項１６】
請求項１５に記載の復号化方法において、
上記バースト検出ステップは、
上記復号ステップにて出力された復号化結果を硬判定する硬判定ステップと、
上記硬判定ステップにて硬判定された上記復号化結果について、パリティ検査行列に基づいてパリティ検査を行って、パリティフラグを発生させるパリティフラグ発生ステップと、
上記パリティフラグ発生ステップにて発生された上記パリティフラグに、移動平均フィルタを適用してフィルタ出力を行うフィルタ出力ステップと、
上記フィルタ出力ステップにて出力された上記フィルタ出力について閾値判定を行うことにより上記バーストエラーの上記位置および上記長さを特定して上記バースト情報を上記復号ステップに出力するバースト情報出力ステップと、
を含むことを特徴とする復号化方法。
【請求項１７】
請求項１６に記載の復号化方法において、
上記フィルタ出力ステップは、
上記パリティフラグに上記移動平均フィルタを多段階で適用すること、
を特徴とする復号化方法。
【請求項１８】
請求項１６または１７に記載の復号化方法において、
上記フィルタ出力ステップは、
上記バースト情報出力ステップにて上記フィルタ出力の閾値判定が行われることにより特定された上記バーストエラーの上記長さが所定値以上の場合、適用した上記移動平均フィルタより長い区間の移動平均をフィルタ出力する上記移動平均フィルタを適用して再度フィルタ出力を行うこと、
を特徴とする復号化方法。
【請求項１９】
請求項１５乃至１８のいずれか一つに記載の復号化方法において、
上記復号ステップは、
上記符号化データ信号に対して事後確率復号化処理を実行して、上記尤度を含む上記復号化結果を出力するＡＰＰ（ａ  ｐｏｓｔｅｒｉｏｒｉ  ｐｒｏｂａｂｉｌｉｔｙ）復号ステップと、
上記バースト検出ステップにて出力された上記バースト情報に基づいて、上記ＡＰＰ復号ステップにて出力された上記尤度の上昇を抑制して、上記ＡＰＰ復号ステップにて出力された上記復号化結果に対する繰り返し復号化処理を実行し、更新した上記尤度を含む復号化結果を上記ＡＰＰ復号ステップの入力として出力するＳＰ（ｓｕｍ−ｐｒｏｄｕｃｔ）復号ステップと、
を含むことを特徴とする復号化方法。
【請求項２０】
請求項１９に記載の復号化方法において、
上記ＳＰ復号ステップは、
上記バースト情報に基づいて、上記ＡＰＰ復号ステップにて出力された上記尤度の上昇を重み付けにより抑制すること、
を特徴とする復号化方法。
【請求項２１】
請求項１５乃至２０のいずれか一つに記載の復号化方法において、
上記符号化データ信号は、更にＲＳ（Ｒｅｅｄ−Ｓｏｌｏｍｏｎ）符号により符号化されており、
上記復号ステップにおける出力に対して、上記ＲＳ符号の復号化を行うＲＳ復号ステップ、
を更に含むことを特徴とする復号化方法。
【請求項２２】
請求項１３乃至２１のいずれか一つに記載の復号化方法において、
上記バーストエラーは、媒体欠陥とビットフリッピング状の信号バーストが同時に発生したことによるものであること、
を特徴とする復号化方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、復号化装置、垂直磁気記録再生装置、受信装置、および、復号化方法に関し、特に、低密度パリティ検査符号による符号化データ信号に対してバーストエラーを検出する復号化装置、垂直磁気記録再生装置、受信装置、および、復号化方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、低密度パリティ検査（ＬＤＰＣ：ｌｏｗ  ｄｅｎｓｉｔｙ  ｐａｒｉｔｙ  ｃｈｅｃｋ）符号は、ＳＰ（ｓｕｍ−ｐｒｏｄｕｃｔ）アルゴリズム等を用いて繰り返し復号を行うことにより高い復号利得が得られ、シャノン（Ｓｈａｎｎｏｎ）限界に極めて近い復号特性が得られることが知られている。【０００３】
しかしながら、低密度パリティ検査（ＬＤＰＣ）符号はランダム誤りに対する復号性能は極めて良好であるものの、連続（バースト）的な誤り（バーストエラー）に対しては極端に復号性能が劣化することが知られている。すなわち、従来のＬＤＰＣ符号化・繰り返し復号化方式では、ＬＤＰＣ符号の復号過程で繰り返し復号化を行うので、バーストエラー区間に生じた誤りデータを伝播（分散）させてしまう結果、復号性能（誤り訂正性能）が極端に低下してしまうという問題点があった。【０００４】
そのため、バーストエラー区間を何らかの方法で検出して特定し、復号過程での誤りの伝播（分散）を抑制した、バーストエラーに耐性のある復号化を行うことが要請されていた。ここで、バーストエラーは、データの長い区間にわたり連続する誤りのことであり、その発生機序により、例えば、ハードディスク装置等の磁気記録再生系において、媒体欠損や、ヘッド衝突により発生するサーマルアスペリティ（ｔｈｅｒｍａｌ  ａｓｐｅｒｉｔｙ）、残留磁気による隣接トラックからの上書きにより発生するポールイレーズ等のバーストエラーが存在する。【０００５】
ここで、特許文献１に記載のデータ記憶装置は、ＲＬＬ（Ｒｕｎ−Ｌｅｎｇｔｈ  Ｌｉｍｉｔｅｄ）符号が更に付加された符号化データに対して、繰り返し復号化処理を行う繰り返しデコーダであって、チャネルデコーダが出力する対数尤度比（ＬＬＲ：Ｌｏｇ  Ｌｉｋｅｌｉｈｏｏｄ  Ｒａｔｉｏ）情報が、ＲＬＬ符号化則に違反しているか否か判定を行うことによりバーストエラー区間を検出して、検出したバーストエラー区間に対応する対数尤度比を減衰させて調整を行うことが記載されている。【０００６】
また、特許文献２に記載の記録再生装置は、サーマルアスペリティの発生を信号振幅変動により検出してイレージャフラグ信号を出力し、イレージャフラグがオンの期間にわたってチャネル情報をマスクして反復計算を行い、ＥＣＣ（Ｅｒｒｏｒ  Ｃｏｒｒｅｃｔｉｎｇ  Ｃｏｄｅ）を不要とすることが記載されている。【０００７】
また、特許文献３に記載の復号化装置は、ＥＣＣ符号が更に付加された符号化データに対して、ＥＣＣ符号による硬情報に基づいて各ブロック内の各データの真偽を判定し、真（誤り無し）と判定されたブロックの各データの尤度を最大値に置換することが記載されている。【０００８】
また、非特許文献１および２に記載の復号化方式では、媒体欠陥によるバーストエラーを想定して、再生振幅の劣化を検出することによりバーストエラー区間を特定し、バーストエラー区間のＬＬＲを０にする等の操作を行うことにより、繰り返し復号化過程における誤りの伝播を抑制している。【０００９】
【特許文献１】特開２００５−１６６０８９号公報
【特許文献２】特開２００３−６８０２４号公報
【特許文献３】特開２００８−６５９６９号公報
【非特許文献１】仲村泰明  他著、「バースト情報を用いたＬＤＰＣ符号化・繰り返し復号化方式の一検討」、２００５年１２月８日、電子情報通信学会技術研究報告．ＭＲ（ＩＥＩＣＥ  ｔｅｃｈｎｉｃａｌ  ｒｅｐｏｒｔ．  Ｍａｇｎｅｔｉｃ  ｒｅｃｏｒｄｉｎｇ）、Ｖｏｌ．１０５，Ｎｏ．４７３，ｐｐ．１−６
【非特許文献２】仲村泰明  他著、「バーストを伴う垂直磁気記録再生系における誤り訂正符号の性能比較」、２００７年５月３１日、電子情報通信学会技術研究報告．ＭＲ（ＩＥＩＣＥ  ｔｅｃｈｎｉｃａｌ  ｒｅｐｏｒｔ．  Ｍａｇｎｅｔｉｃ  ｒｅｃｏｒｄｉｎｇ）、Ｖｏｌ．１０７，Ｎｏ．８４，ｐｐ．５５−６０
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
しかしながら、従来の復号化装置においては、バーストエラー検出のための特殊符号（冗長符号）を付加することなく、媒体欠損やサーマルアスペリティやポールイレーズ等の種々のバーストエラーに対して広く適用できるバーストエラー検出手段が存在しないという問題があった。【００１１】
例えば、特許文献１や３に記載の記録再生装置では、バーストエラーを検出するために、更にＲＬＬ符号やＥＣＣ符号等の特殊符号（冗長符号）を付加しなければならず、記憶容量の低下や処理時間の増大化を招くという問題があった。【００１２】
また、特許文献２や非特許文献１および２に記載の従来の手法では、振幅変動を伴うサーマルアスペリティや媒体欠陥によるバーストエラーを、信号振幅の増大化や再生振幅の劣化を検出することにより特定することが可能であるものの、ポールイレーズ等のように振幅変動を伴わないバーストエラーを検出することができないという問題があった。【００１３】
本発明は、上記に鑑みてなされたもので、バーストエラー検出のための特殊符号（冗長符号）を付加することなく、ポールイレーズのように振幅変動を伴わないバーストエラーに対しても耐性のある復号化を行うことができる、復号化装置、垂直磁気記録再生装置、受信装置、および、復号化方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
このような目的を達成するため、本発明の復号化装置は、符号化データ信号に対して復号化処理を実行する復号化装置であって、低密度パリティ検査符号により符号化された上記符号化データ信号のパリティ検査を行うことにより、バースト情報を出力するバースト検出手段、を備えたことを特徴とする。【００１５】
この発明によれば、符号化データ信号に対して復号化処理を実行する復号化装置であって、低密度パリティ検査符号により符号化された上記符号化データ信号のパリティ検査を行うことにより、バースト情報を出力して、符号化データ信号に対して復号化処理を実行するので、バーストエラー検出のための特殊符号（冗長符号）を付加することなく、振幅変動を伴わないバーストエラーに対しても耐性のある復号化を行うことができる。すなわち、ポールイレーズのように信号振幅等からバースト位置を特定することができないビットフリッピング状のバーストエラーであっても検出することができ、バースト検出のために、低密度パリティ検査符号以外の符号化やそのための復号化が不要となり記憶容量の低下や処理時間の増大化を抑制することができる。【００１６】
また、本発明の復号化装置は、上記記載の復号化装置において、上記バースト情報は、上記符号化データ信号のバーストエラーの位置および長さを特定した情報を含むこと、を特徴とする。【００１７】
この発明によれば、バースト情報は、符号化データ信号のバーストエラーの位置および長さを特定した情報を含むので、繰り返し復号化過程において、バースト情報に基づき、バーストエラーの位置および長さに対応するバーストエラー区間の誤りデータの伝播（分散）を抑制することができる。【００１８】
また、本発明の復号化装置は、上記記載の復号化装置において、上記バースト検出手段は、上記符号化データ信号に対してパリティ検査行列の行毎にパリティ検査を行い、上記符号化データ信号の各ビットに対応する上記パリティ検査行列の列毎に、上記パリティ検査で誤りとして検出した行のビット「１」の数を合算し、上記合算した数の分布に従って上記符号化データ信号の上記バーストエラーの上記位置および上記長さを特定することにより上記バースト情報を生成して出力すること、を特徴とする。【００１９】
この発明によれば、符号化データ信号に対してパリティ検査行列の行毎にパリティ検査を行い、符号化データ信号の各ビットに対応するパリティ検査行列の列毎に、パリティ検査で誤りとして検出した行のビット「１」の数を合算し、合算した数の分布に従って符号化データ信号のバーストエラーの位置および長さを特定することによりバースト情報を生成して出力するので、低密度パリティ検査符号のパリティ検査行列に基づいて適格にバーストエラー区間を特定することができる。【００２０】
また、本発明の復号化装置は、上記記載の復号化装置において、上記バースト検出器により出力された上記バースト情報に基づいて、上記バーストエラーの上記位置および上記長さに対応する、上記符号化データ信号のビットの尤度の上昇を抑制して繰り返し復号化処理を実行する復号手段、を更に備えたことを特徴とする。【００２１】
この発明によれば、バースト検出器により出力されたバースト情報に基づいて、バーストエラーの位置および長さに対応する、符号化データ信号のビットの尤度の上昇を抑制して繰り返し復号化処理を実行するので、バーストエラーからの誤りの伝播を抑制することができ、復号性能を一層向上することができる。【００２２】
また、本発明の復号化装置は、上記記載の復号化装置において、上記バースト検出手段は、上記復号手段から出力された復号化結果を硬判定する硬判定手段と、上記硬判定手段により硬判定された上記復号化結果について、パリティ検査行列に基づいてパリティ検査を行って、パリティフラグを発生させるパリティフラグ発生手段と、上記パリティフラグ発生手段により発生された上記パリティフラグに、移動平均フィルタを適用してフィルタ出力を行うフィルタ出力手段と、上記フィルタ出力手段により出力された上記フィルタ出力について閾値判定を行うことにより上記バーストエラーの上記位置および上記長さを特定して上記バースト情報を上記復号手段に出力するバースト情報出力手段と、を備えたことを特徴とする。【００２３】
この発明によれば、復号手段から出力された復号化結果を硬判定し、硬判定された復号化結果について、パリティ検査行列に基づいてパリティ検査を行って、パリティフラグを発生させ、発生したパリティフラグに、移動平均フィルタを適用してフィルタ出力を行い、出力されたフィルタ出力について閾値判定を行うことによりバーストエラーの位置および長さを特定してバースト情報を復号手段に出力するので、バーストエラーの位置および長さを適切に特定することができ、バーストエラーに耐性のある復号を行うことができる。【００２４】
また、本発明の復号化装置は、上記記載の復号化装置において、上記フィルタ出力手段は、上記パリティフラグに上記移動平均フィルタを多段階で適用すること、を特徴とする。【００２５】
この発明によれば、パリティフラグに移動平均フィルタを多段階で適用するので、短いビットフリッピング状の信号バーストを検出することができ、短いバーストエラーについても耐性のある復号を行うことができる。【００２６】
また、本発明の復号化装置は、上記記載の復号化装置において、上記フィルタ出力手段は、上記バースト情報出力手段により上記フィルタ出力の閾値判定が行われることにより特定された上記バーストエラーの上記長さが所定値以上の場合、適用した上記移動平均フィルタより長い区間の移動平均をフィルタ出力する上記移動平均フィルタを適用して再度フィルタ出力を行うこと、を特徴とする。【００２７】
この発明によれば、フィルタ出力の閾値判定が行われることにより特定されたバーストエラーの長さが所定値以上の場合、適用した移動平均フィルタより長い区間の移動平均をフィルタ出力する移動平均フィルタを適用して再度フィルタ出力を行うので、バーストエラーの長さに対応した移動平均フィルタを用いて、バーストエラーの検出を精度よく行うことができる。【００２８】
また、本発明の復号化装置は、上記記載の復号化装置において、上記復号手段は、上記符号化データ信号に対して事後確率復号化処理を実行して、上記尤度を含む上記復号化結果を出力するＡＰＰ（ａ  ｐｏｓｔｅｒｉｏｒｉ  ｐｒｏｂａｂｉｌｉｔｙ）復号器と、上記バースト検出器から出力された上記バースト情報に基づいて、上記ＡＰＰ復号器から出力された上記尤度の上昇を抑制して、上記ＡＰＰ復号器から出力された上記復号化結果に対する繰り返し復号化処理を実行し、更新した上記尤度を含む復号化結果を上記ＡＰＰ復号器の入力として出力するＳＰ（ｓｕｍ−ｐｒｏｄｕｃｔ）復号器と、を備えたことを特徴とする。【００２９】
この発明によれば、符号化データ信号に対して事後確率復号化処理を実行して、尤度を含む復号化結果を出力するＡＰＰ復号器と、バースト検出器から出力されたバースト情報に基づいて、ＡＰＰ復号器から出力された尤度の上昇を抑制して、ＡＰＰ復号器から出力された復号化結果に対する繰り返し復号化処理を実行し、更新した尤度を含む復号化結果をＡＰＰ復号器の入力として出力するＳＰ復号器とを備えたので、適切な内復号器と外復号器の組み合わせにより、バーストエラーに耐性のある精度の高い復号を行うことができる。【００３０】
また、本発明の復号化装置は、上記記載の復号化装置において、上記ＳＰ復号器は、上記バースト情報に基づいて、上記ＡＰＰ復号器から出力された上記尤度の上昇を重み付けにより抑制すること、を特徴とする。【００３１】
この発明によれば、バースト情報に基づいて、ＡＰＰ復号器から出力された尤度の上昇を重み付けにより抑制するので、適切な重み付けによりバーストエラーからの誤りの伝播を抑制することができ、復号性能を一層向上することができる。【００３２】
また、本発明の復号化装置は、上記記載の復号化装置において、上記符号化データ信号は、更にＲＳ（Ｒｅｅｄ−Ｓｏｌｏｍｏｎ）符号により符号化されており、上記復号化装置は、上記復号手段の出力に対して、上記ＲＳ符号の復号化を行うＲＳ復号器、を更に備えたことを特徴とする。【００３３】
この発明によれば、復号手段の出力に対して、ＲＳ符号の復号化を行うＲＳ復号器を更に備えた構成により、短いビットフリッピング状信号バーストが発生した場合であっても、バーストエラーに耐性のある復号を行うことができる。【００３４】
また、本発明の復号化装置は、上記記載の復号化装置において、上記バーストエラーは、媒体欠陥とビットフリッピング状の信号バーストが同時に発生したことによるものであること、を特徴とする。【００３５】
この発明によれば、媒体欠陥とビットフリッピング状の信号バーストが同時に発生した場合であってもバーストエラーを検出することができる。【００３６】
また、本発明は垂直磁気記録再生装置に関するものであって、上記記載の復号化装置を備えた垂直磁気記録再生装置であることを特徴とする。【００３７】
この発明によれば、再生波形やＡＰＰ復号器出力等からの検出が困難なビットフリッピング状の信号バーストを伴う垂直磁気記録再生装置において、バーストエラーに耐性のある垂直磁気記録再生装置を提供することができる。【００３８】
また、本発明は受信装置に関するものであって、上記記載の復号化装置を備えた受信装置であることを特徴とする。【００３９】
この発明によれば、２値入力加法的白色ガウス通信路等を介した通信において、バーストエラーに耐性のある受信装置を提供することができる。【００４０】
また、本発明は復号化方法に関するものであって、符号化データ信号に対して復号化処理を実行する復号化方法であって、低密度パリティ検査符号により符号化された上記符号化データ信号のパリティ検査を行うことにより、バースト情報を出力するバースト検出ステップ、を含むことを特徴とする。【００４１】
この発明によれば、符号化データ信号に対して復号化処理を実行する復号化方法であって、低密度パリティ検査符号により符号化された符号化データ信号のパリティ検査を行うことにより、バースト情報を出力して、符号化データ信号に対して復号化処理を実行するので、バーストエラー検出のための特殊符号（冗長符号）を付加することなく、振幅変動を伴わないバーストエラーに対しても耐性のある復号化を行うことができる。すなわち、ポールイレーズのように信号振幅等からバースト位置を特定することができないバーストエラーであっても検出することができ、バースト検出のために、低密度パリティ検査符号以外の符号化やそのための復号化が不要となり記憶容量の低下や処理時間の増大化を抑制することができる。【００４２】
また、本発明の復号化方法は、上記記載の復号化方法において、上記バースト情報は、上記符号化データ信号のバーストエラーの位置および長さを特定した情報を含むこと、を特徴とする。【００４３】
この発明によれば、バースト情報は、符号化データ信号のバーストエラーの位置および長さを特定した情報を含むので、繰り返し復号化過程において、バースト情報に基づき、バーストエラーの位置および長さに対応するバーストエラー区間の誤りデータの伝播（分散）を抑制することができる。【００４４】
また、本発明の復号化方法は、上記記載の復号化方法において、上記バースト検出ステップは、上記符号化データ信号に対してパリティ検査行列の行毎にパリティ検査を行い、上記符号化データ信号の各ビットに対応する上記パリティ検査行列の列毎に、上記パリティ検査で誤りとして検出した行のビット「１」の数を合算し、上記合算した数の分布に従って上記符号化データ信号の上記バーストエラーの上記位置および上記長さを特定することにより上記バースト情報を生成して出力すること、を特徴とする。【００４５】
この発明によれば、符号化データ信号に対してパリティ検査行列の行毎にパリティ検査を行い、符号化データ信号の各ビットに対応するパリティ検査行列の列毎に、パリティ検査で誤りとして検出した行のビット「１」の数を合算し、合算した数の分布に従って符号化データ信号のバーストエラーの位置および長さを特定することによりバースト情報を生成して出力するので、低密度パリティ検査符号のパリティ検査行列に基づいて適格にバーストエラー区間を特定することができる。【００４６】
また、本発明の復号化方法は、上記記載の復号化方法において、上記バースト検出ステップにて出力された上記バースト情報に基づいて、上記バーストエラーの上記位置および上記長さに対応する、上記符号化データ信号のビットの尤度の上昇を抑制して繰り返し復号化処理を実行する復号ステップ、を更に含むことを特徴とする。【００４７】
この発明によれば、バースト検出器により出力されたバースト情報に基づいて、バーストエラーの位置および長さに対応する、上記符号化データ信号のビットの尤度の上昇を抑制して繰り返し復号化処理を実行するので、バーストエラーからの誤りの伝播を抑制することができ、復号性能を一層向上することができる。【００４８】
また、本発明の復号化方法は、上記記載の復号化方法において、上記バースト検出ステップは、上記復号ステップにて出力された復号化結果を硬判定する硬判定ステップと、上記硬判定ステップにて硬判定された上記復号化結果について、パリティ検査行列に基づいてパリティ検査を行って、パリティフラグを発生させるパリティフラグ発生ステップと、上記パリティフラグ発生ステップにて発生された上記パリティフラグに、移動平均フィルタを適用してフィルタ出力を行うフィルタ出力ステップと、上記フィルタ出力ステップにて出力された上記フィルタ出力について閾値判定を行うことにより上記バーストエラーの上記位置および上記長さを特定して上記バースト情報を上記復号ステップに出力するバースト情報出力ステップと、を含むことを特徴とする。【００４９】
この発明によれば、復号手段から出力された復号化結果を硬判定し、硬判定された復号化結果について、パリティ検査行列に基づいてパリティ検査を行って、パリティフラグを発生させ、発生したパリティフラグに、移動平均フィルタを適用してフィルタ出力を行い、出力されたフィルタ出力について閾値判定を行うことによりバーストエラーの位置および長さを特定してバースト情報を復号ステップに出力するので、バーストエラーの位置および長さを適切に特定することができ、バーストエラーに耐性のある復号を行うことができる。【００５０】
また、本発明の復号化方法は、上記記載の復号化方法において、上記フィルタ出力ステップは、上記パリティフラグに上記移動平均フィルタを多段階で適用すること、を特徴とする。【００５１】
この発明によれば、パリティフラグに移動平均フィルタを多段階で適用するので、短いビットフリッピング状の信号バーストを検出することができ、短いバーストエラーについても耐性のある復号を行うことができる。【００５２】
また、本発明の復号化方法は、上記記載の復号化方法において、上記フィルタ出力ステップは、上記バースト情報出力ステップにて上記フィルタ出力の閾値判定が行われることにより特定された上記バーストエラーの上記長さが所定値以上の場合、適用した上記移動平均フィルタより長い区間の移動平均をフィルタ出力する上記移動平均フィルタを適用して再度フィルタ出力を行うこと、を特徴とする。【００５３】
この発明によれば、フィルタ出力の閾値判定が行われることにより特定されたバーストエラーの長さが所定値以上の場合、適用した移動平均フィルタより長い区間の移動平均をフィルタ出力する移動平均フィルタを適用して再度フィルタ出力を行うので、バーストエラーの長さに対応した移動平均フィルタを用いて、バーストエラーの検出を精度よく行うことができる。【００５４】
また、本発明の復号化方法は、上記記載の復号化方法において、上記復号ステップは、上記符号化データ信号に対して事後確率復号化処理を実行して、上記尤度を含む上記復号化結果を出力するＡＰＰ（ａ  ｐｏｓｔｅｒｉｏｒｉ  ｐｒｏｂａｂｉｌｉｔｙ）復号ステップと、上記バースト検出ステップにて出力された上記バースト情報に基づいて、上記ＡＰＰ復号ステップにて出力された上記尤度の上昇を抑制して、上記ＡＰＰ復号ステップにて出力された上記復号化結果に対する繰り返し復号化処理を実行し、更新した上記尤度を含む復号化結果を上記ＡＰＰ復号ステップの入力として出力するＳＰ（ｓｕm−ｐｒｏｄｕｃｔ）復号ステップと、を含むことを特徴とする。【００５５】
この発明によれば、符号化データ信号に対して事後確率復号化処理を実行して、尤度を含む復号化結果を出力し、バースト検出ステップにて出力されたバースト情報に基づいて、出力された尤度の上昇を抑制して、出力された復号化結果に対する繰り返し復号化処理を実行し、更新した尤度を含む復号化結果を事後確率復号化処理の入力として出力するので、適切な内復号器処理と外復号器処理の組み合わせにより、バーストエラーに耐性のある精度の高い復号を行うことができる。【００５６】
また、本発明の復号化方法は、上記記載の復号化方法において、上記ＳＰ復号ステップは、上記バースト情報に基づいて、上記ＡＰＰ復号ステップにて出力された上記尤度の上昇を重み付けにより抑制すること、を特徴とする。【００５７】
この発明によれば、バースト情報に基づいて、事後確率復号化処理で出力された尤度の上昇を重み付けにより抑制するので、適切な重み付けによりバーストエラーからの誤りの伝播を抑制することができ、復号性能を一層向上することができる。【００５８】
また、本発明の復号化方法は、上記記載の復号化方法において、上記符号化データ信号は、更にＲＳ（Ｒｅｅｄ−Ｓｏｌｏｍｏｎ）符号により符号化されており、上記復号ステップにおける出力に対して、上記ＲＳ符号の復号化を行うＲＳ復号ステップ、を更に含むことを特徴とする。【００５９】
この発明によれば、復号ステップの出力に対して、ＲＳ符号の復号化を行うＲＳ復号器を更に備えた構成により、短いビットフリッピング状信号バーストが発生した場合であっても、バーストエラーに耐性のある復号を行うことができる。【００６０】
また、本発明の復号化方法は、上記記載の復号化方法において、上記バーストエラーは、媒体欠陥とビットフリッピング状の信号バーストが同時に発生したことによるものであること、を特徴とする。【００６１】
この発明によれば、媒体欠陥とビットフリッピング状の信号バーストが同時に発生した場合であってもバーストエラーを検出することができる。
【発明の効果】
【００６２】
この発明によれば、バーストエラー検出のための特殊符号（冗長符号）を付加することなく、ポールイレーズのように振幅変動を伴わないバーストエラーに対しても耐性のある復号化を行うことができるという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【００６３】
【図１】図１は、本発明が適用される復号化装置６０の構成の一例を示すブロック図である。
【図２】図２は、復号化装置６０の基本処理の一例を示すフローチャートである。
【図３】図３は、バースト検出手段６１によるバースト検出処理の一例を示すフローチャートである。
【図４】図４は、ＬＤＰＣ符号のパリティ検査行列を利用したバースト検出器を備えたＬＤＰＣ符号化・繰り返し復号化方式のブロック図である。
【図５】図５は、媒体欠陥によりＴｂで規格化した媒体欠陥長Ｌｄｅｆｅｃｔ＝１０００のバースト状の信号劣化が発生している場合の１セクタ分のＡＰＰ復号器出力を示す図である。
【図６】図６は、Ｌｆｌｉｐ＝１０００のビットフリッピングによりバースト状の誤りが発生している場合の１セクタ分のＡＰＰ復号器出力を示す図である。
【図７】図７は、バースト検出器を動作させない場合のＬＤＰＣ−ＰＣＢＤ方式の誤り率特性を示す図である。
【図８】図８は、本実施例で提案するバースト検出器６１´のブロック図である。
【図９】図９は、本実施例で提案するバースト検出の流れをそれぞれ示す図である。
【図１０】図１０は、パリティ検査の一例を示す図である。
【図１１】図１１は、バーストなしの場合の実際に検出されたパリティフラグを示す図である。
【図１２】図１２は、バーストありの場合の実際に検出されたパリティフラグを示す図である。
【図１３】図１３は、１セクタあたりのフィルタ出力を示す図である。
【図１４】図１４は、検出された平均バースト長とＴＨｆｌｉｐの関係を示す図である。
【図１５】図１５は、検出されたバースト長の頻度分布を示す図である。
【図１６】図１６は、所定のデータを誤りなく復号するための所要ＳＮ比とＬｆｌｉｐの関係を示す図である。
【図１７】図１７は、ＲＳ符号を連結したＬＤＰＣ符号化・繰り返し復号化方式の記録再生系ブロック図を示す図である。
【図１８】図１８は、計算器シミュレーションにより求めた、所定のデータを誤りなく復号するための所要ＳＮ比とバースト長Ｌｆｌｉｐの関係を示す図である。
【図１９】図１９は、所定のデータを誤りなく復号するための所要ＳＮ比と媒体欠陥長の関係を示す図である。
【図２０】図２０は、Ｌｆｌｉｐ＝１０００の信号バーストが発生した場合のＭＡフィルタ出力を示す図である。
【図２１】図２１は、検出された平均バースト長とＴＨｆｌｉｐの関係を示す図である。
【図２２】図２２は、Ｌｆｌｉｐ＝５０の信号バーストが発生した場合のＭＡフィルタ出力を示す図である。
【図２３】図２３は、ＬＭＡ１＝１００、ＬＭＡ２＝２００のＭＡフィルタにより構成されるバースト検出器を用いた従来のＬＤＰＣ−ＰＣＢＤ方式におけるＢＥＲ特性を示す図である。
【図２４】図２４は、３種類のＭＡフィルタを個別に適用した場合における所定のデータを誤りなく復号するための所要ＳＮ比とＬｆｌｉｐの関係を示す図である。
【図２５】図２５は、フィルタ６１３´の処理の一例を示すフローチャートである。
【図２６】図２６は、ＬＤＰＣ符号化・繰り返し復号化方式の誤り率特性を示す図である。
【図２７】図２７は、所定のデータを誤りなく復号するための所要ＳＮ  比とＬｆｌｉｐ  の関係を示す図である。
【図２８】図２８は、２値入力加法的白色ガウス通信路に適用したＬＤＰＣ符号のパリティ検査行列を利用したバースト検出器を備えたＬＤＰＣ符号化・繰り返し復号化方式のブロック図である。
【図２９】図２９は、２値入力ＡＷＧＮ通信路におけるＢＥＲ特性を示す図である。
【符号の説明】
【００６４】
６０  復号化装置
６０１  繰り返し復号化装置
６１  バースト検出手段
６１´  バースト検出器
６１１  硬判定手段
６１１´  硬判定器
６１２  パリティフラグ発生手段
６１２´  パリティフラグ発生器
６１３  フィルタ出力手段
６１３´  フィルタ
６１４  バースト情報出力手段
６１４´  バースト情報出力器
６５  復号手段
６２  ＡＰＰ復号器
６３  ＳＰ復号器
６４  硬判定器
６６  ＲＳ復号器
６７  ＲＬＬ復号器
３０  ＲＬＬ符号器
３１  ＬＤＰＣ符号器
３２  バースト発生器
３３  ＲＳ符号器
４０１  ＰＲ１チャネル
４０２  ＡＷＧＮチャネル
４１  磁気記録媒体（ディスク）
４２  等化器
【発明を実施するための最良の形態】
【００６５】
以下に、本発明にかかる復号化装置、磁気記録再生装置、受信装置、および、復号化方法の実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。なお、この実施の形態によりこの発明が限定されるものではない。【００６６】
［復号化装置の構成］
まず、本発明にかかる復号化装置の構成の一例について、図１を参照して説明する。図１は、本発明が適用される復号化装置６０の構成の一例を示すブロック図であり、該構成のうち本発明に関係する部分のみを概念的に示している。【００６７】
図１に示すように、本実施の形態にかかる復号化装置６０は、概略的に、低密度パリティ検査符号（以下、「ＬＤＰＣ符号」と称す。）による符号化データ信号に対して復号化処理を実行する復号手段６５と、符号化データ信号に基づいてパリティ検査を行うことにより、符号化データ信号のバーストエラー区間（例えば、バーストエラーの位置および長さ）を特定したバースト情報を出力するバースト検出手段６１と、を接続して構成されている。【００６８】
図１において、復号手段６５は、低密度パリティ検査符号による符号化データ信号に対して復号化処理を実行する復号手段である。具体的には、復号手段６５は、バースト検出手段６１により出力されたバースト情報に基づいて、バーストエラー区間（例えば、バーストエラーの位置および長さ）に対応する符号化データ信号のビットの尤度の上昇を抑制して繰り返し復号化処理する。【００６９】
ここで、「尤度」とは、各ビットについての信頼度であり、例えば、データが“１”となる確率Ｐ（ｘ＝１｜ｙ）を“０”となる確率Ｐ（ｘ＝０｜ｙ）で除算し、対数とした対数尤度比Ｌ（ｘ）＝ｌｏｇ｛Ｐ（ｘ＝１｜ｙ）／Ｐ（ｘ＝０｜ｙ）｝で得られる。すなわち、この尤度は、“０”または“１”からなる再生信号の各ビットが、記録時において“０”または“１”のどちらの可能性が高いかを示す信頼度である。“０”である信頼度が高いほど、対数尤度比は負の最大値（−∞）に向かい、“１”である信頼度が高いほど、対数尤度比は正の最大値（＋∞）に向かう。また、データが“０”または“１”のどちらとも判定できない場合には、対数尤度比は０となる。【００７０】
ここで、復号手段６５は、更に具体的には、図１に示すように、符号化データ信号に対して事後確率（ＡＰＰ：ａ  ｐｏｓｔｅｒｉｏｒｉ  ｐｒｏｂａｂｉｌｉｔｙ）復号化処理を実行して、尤度を含む復号化結果を出力するＡＰＰ復号器６２と、バースト検出手段６１から出力されたバースト情報に基づいて、ＡＰＰ復号器６２から出力された尤度の上昇を抑制して、ＡＰＰ復号器６２から出力された復号化結果に対する繰り返し復号化処理を実行し、更新した尤度を含む復号化結果をＡＰＰ復号器６２の入力として出力するＳＰ復号器６３とを備えて構成されてもよい。また、本構成を採用する場合、ＳＰ復号器６３は、バースト情報に基づいて、ＡＰＰ復号器６２から出力された尤度の上昇を重み付けにより抑制してもよい。【００７１】
また、図１において、バースト検出手段６１は、復号手段６５（具体的には、ＡＰＰ復号器６２）から出力された符号化データ信号に基づいてＬＤＰＣパリティ検査を行うことにより、符号化データ信号のバーストエラー区間を特定したバースト情報を復号手段６５（具体的には、ＳＰ復号器６３）に出力するバースト検出手段である。例えば、バースト検出手段６１は、符号化データ信号に対してパリティ検査行列の行毎にパリティ検査を行い、符号化データ信号の各ビットに対応するパリティ検査行列の列毎に、パリティ検査で誤りとして検出した行のビット「１」の数を合算し、合算した数の分布に従って符号化データ信号のバーストエラー区間を特定することによりバースト情報を生成して出力する。【００７２】
ここで、バースト検出手段６１は、より具体的には、図１に示すように、ＡＰＰ復号器６２から出力された復号化結果を硬判定する硬判定手段６１１と、硬判定手段６１１により硬判定された復号化結果について、パリティ検査行列に基づいてパリティ検査を行って、パリティフラグを発生させるパリティフラグ発生手段６１２と、パリティフラグ発生手段６１２により発生されたパリティフラグに、移動平均フィルタを適用してフィルタ出力を行うフィルタ出力手段６１３と、フィルタ出力手段６１３により出力されたフィルタ出力について閾値判定を行うことによりバーストエラーの位置および長さを特定してバースト情報をＳＰ復号器６３に出力するバースト情報出力手段６１４と、を備えて構成される。ここで、フィルタ出力手段６１３は、パリティフラグに移動平均フィルタを多段階で適用してもよい。なお、図１に示すように、復号手段６５の出力に対してＲＳ符号の復号化を行うＲＳ復号器６６を備えていてもよい。以上が、本実施の形態における復号化装置６０の構成である。【００７３】
［復号化処理］
次に、このように構成された復号化装置６０による基本処理の一例について、以下に図２および図３を参照して詳細に説明する。図２は、復号化装置６０の基本処理の一例を示すフローチャートである。図３は、バースト検出手段６１によるバースト検出処理の一例を示すフローチャートである。【００７４】
図２に示すように、復号化装置６０は、バースト検出手段６１の処理により、ＬＤＰＣ符号による符号化データ信号に基づいてパリティ検査を行う（ステップＳＡ−１）。【００７５】
そして、復号化装置６０は、バースト検出手段６１の処理により、符号化データ信号のバーストエラー区間（例えば、バーストエラーの位置および長さ）を特定したバースト情報を出力する（ステップＳＡ−２）。【００７６】
そして、復号化装置６０は、復号手段６５の処理により、出力されたバースト情報に基づいて、バーストエラー区間に対応する、符号化データ信号のビットの尤度の上昇を抑制しながら繰り返し復号化処理を実行する（ステップＳＡ−３）。【００７７】
以上が、復号化装置６０の基本処理の一例である。ここで、バースト検出手段６１は、ステップＳＡ−１〜２において、図３に示すバースト検出処理を行ってもよい。【００７８】
図３に示すように、まず、バースト検出手段６１は、硬判定手段６１１の処理により、ＡＰＰ復号器６２から出力された復号化結果（ＡＰＰ出力系列）を、０を閾値として硬判定する（ステップＳＢ−１）。【００７９】
そして、バースト検出手段６１は、パリティフラグ発生手段６１２の処理により、ＡＰＰ出力系列の硬判定結果を、ＬＤＰＣ符号の検査行列に基づいて各行ごとにパリティ検査を行う（ステップＳＢ−２）。【００８０】
そして、バースト検出手段６１は、パリティフラグ発生手段６１２の処理により、パリティ検査結果よりパリティフラグを発生させる（ステップＳＢ−３）。具体的には、バースト検出手段６１は、パリティ検査で誤りとして検出した行のビット「１」の数を、パリティ検査行列の列毎に合算してパリティフラグとして発生させる。【００８１】
そして、バースト検出手段６１は、フィルタ出力手段６１３の処理により、発生させたパリティフラグを移動平均フィルタに通して整形しフィルタ出力を行う（ステップＳＢ−４）。ここで、フィルタ出力手段６１３は、移動平均フィルタを多段階（例えば、第１段階をフィルタ長ＬＭＡ１、第２段階をフィルタ長ＬＭＡ２（ＬＭＡ２＞ＬＭＡ１）とする二段階）で適用してもよい。また、以下のバースト検出手段６１により特定されるバーストエラーの長さが所定値以上の場合、フィルタ出力手段６１３は、適用した移動平均フィルタより長い区間の移動平均をフィルタ出力する移動平均フィルタを適用して、バースト検出手段６１に対して再度フィルタ出力を行ってもよい。例えば、バースト検出手段６１により特定されるバーストエラーの長さ（バースト長：ＢＬｍａｘ）が１２０未満の場合、第１の二段階移動平均フィルタ（ＬＭＡ１＝１５、ＬＭＡ２＝３０）を適用し、ＢＬｍａｘが１２０以上３００未満の場合、第２の二段階移動平均フィルタ（ＬＭＡ１＝５０，ＬＭＡ２＝１００）を適用し、ＢＬｍａｘが３００以上の場合、第３の移動平均フィルタ（ＬＭＡ１＝１００，ＬＭＡ２＝２００）を適用してもよい。【００８２】
そして、バースト検出手段６１は、バースト情報出力手段６１４の処理により、フィルタ出力を閾値判定することにより、バースト位置および長さを特定したバースト情報を作成してＳＰ復号器６３に出力する（ステップＳＢ−５）。【００８３】
このようにバースト検出手段６１からバースト情報を入力されたＳＰ復号器６３は、バースト情報を考慮してＳＰ復号化処理を所定回数だけ繰り返す。例えば、ＳＰ復号器６３は、バースト情報に基づいて、バーストエラーの位置および長さに対応するビットの尤度の上昇を抑制しながら繰り返し復号化処理を実行する。ここで、ＳＰ復号器６３は、尤度の上昇の抑制を重み付けにより行ってもよい。また、ここで、上述したバースト検出手段６１は、ＡＰＰ復号器６２の出力に対して初回のみバーストを検出してバースト情報をＳＰ復号器６３に出力する構成としてもよく、ＳＰ復号器６３は、バースト情報を以降の繰り返し復号化処理においても有効として扱ってもよい。【００８４】
さらに、ＳＰ復号器６３は、復号化結果をＡＰＰ復号器６２に返して、ＳＰ復号器６３とＡＰＰ復号器６１との間で所定回数だけ繰り返し復号化処理が行われるよう制御する。最後に、復号化装置６０は、ＳＰ復号器６３から出力された対数尤度比を硬判定して、出力データ系列を得る。これにて、本実施の形態における復号化装置６０の処理の説明を終える。
【実施例１】
【００８５】
以下に、本実施の形態にかかる復号化装置を垂直磁気記録再生装置に適用した実施例について説明する。【００８６】
（実施例１−１）
上記実施の形態では、ＬＤＰＣ符号の検査行列を利用した新たなバースト検出法を提案した。本実施例１では、再生波形や等化器出力、ＡＰＰ復号器出力を利用した従来のバースト検出器では検出できないビットフリッピング状バーストに対する新たなバースト検出を検討する。また、このようなバーストを伴う垂直磁気記録再生系において、本実施例１−１で提案するバースト検出器を備えたＬＤＰＣ符号化・繰り返し復号化方式と、従来の消失誤り訂正を伴うＲＳ符号化方式との性能比較を、計算機シミュレーションにより行った。その結果、本願で提案するバースト検出器を用いて繰り返し復号を行うことで、従来のＲＳ符号化方式に比べて良好な特性を示し、約１５００ビットのビットフリッピング状バーストを許容できることが明らかとなった。【００８７】
近年、ディジタルビデオなどの動画コンテンツの広がりに加えて、ハイビジョン等による高画質化に伴ってユーザーが取扱う情報はますます大きくなっている。このような情報量の爆発的な増加によって、ハードディスク装置（ＨＤＤ  ：  ｈａｒｄ  ｄｉｓｋ  ｄｒｉｖｅ）の大容量化が一層望まれている。ＨＤＤの大容量化を実現するための誤り訂正符号として低密度パリティ検査（ＬＤＰＣ）符号（［１］  Ｒ．Ｇ．Ｇａｌｌａｇｅｒ，  “Ｌｏｗ−ｄｅｎｓｉｔｙ  ｐａｒｉｔｙ−ｃｈｅｃｋ  ｃｏｄｅｓ，”  ＩＲＥ  Ｔｒａｎｓ．Ｉｎｆｏｒｍ．Ｔｈｅｏｒｙ，  ｖｏｌ．ＩＴ−８，  ｐｐ．２１−２８，  Ｊａｎ．１９６２．）の導入が盛んに検討されている。ＬＤＰＣ符号は、ｓｕｍ−ｐｒｏｄｕｃｔ（ＳＰ）アルゴリズム（［２］  Ｒ．Ｒ．Ｋｓｃｈｉｓｃｈａｎｇ，  Ｂ．Ｊ．Ｆｒｅｙ，  ａｎｄ  Ｈ．Ａ．Ｌｏｅｌｉｇｅｒ，  “Ｆａｃｔｏｒ  ｇｒａｐｈｓ  ａｎｄ  ｔｈｅ  ｓｕｍ−ｐｒｏｄｕｃｔ  ａｌｇｏｒｉｔｈｍ，”  ＩＥＥＥ  Ｔｒａｎｓ．Ｉｎｆｏｒｍ．Ｔｈｅｏｒｙ，  ｖｏｌ．４７，  ｎｏ．２，  ｐｐ．４９８−５１９，  Ｆｅｂ．２００１．）を用いた繰り返し復号と組み合わせることでＳｈａｎｎｏｎ限界に極めて近い復号特性が得られることが知られている（［３］  Ｄ．Ｊ．Ｃ．ＭａｃＫａｙ  ａｎｄ  Ｒ．Ｍ．Ｎｅａｌ，  “Ｎｅａｒ  Ｓｈａｎｎｏｎ  ｌｉｍｉｔ  ｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅ  ｏｆ  ｌｏｗ−ｄｅｎｓｉｔｙ  ｐａｒｉｔｙ−ｃｈｅｃｋ  ｃｏｄｅｓ，”  Ｅｌｅｃｔｒｏｎ．Ｌｅｔｔ．，  ｖｏｌ．３２，  ｐｐ．１６４５−−１６４６，  Ａｕｇ．１９９６．，  ［４］  Ｓ．Ｙ．Ｃｈｕｎｇ，  Ｇ．Ｄ．Ｆｏｒｎｅｙ，  Ｊｒ．，  Ｔ．Ｊ．Ｒｉｃｈａｒｄｓｏｎ，  ａｎｄ  Ｒ．Ｕｒｂａｎｋｅ，  “Ｏｎ  ｔｈｅ  ｄｅｓｉｇｎ  ｏｆ  ｌｏｗ−ｄｅｎｓｉｔｙ  ｐａｒｉｔｙ−ｃｈｅｃｋ  ｃｏｄｅｓ  ｗｉｔｈｉｎ  ０．００４５  ｄＢ  ｏｆ  ｔｈｅ  Ｓｈａｎｎｏｎ  ｌｉｍｉｔ，”  ＩＥＥＥ  Ｃｏｍｍｕｎ．Ｌｅｔｔ．，  ｖｏｌ．５，  ｎｏ．２，  ｐｐ．５８−６０，  Ｆｅｂ．２００１．）。【００８８】
ところが、ＬＤＰＣ符号は、ランダム誤りに対する復号性能に比べて、ＨＤＤで発生する媒体欠陥やサーマルアスペリティ（ＴＡ：ｔｈｅｒｍａｌ  ａｓｐｅｒｉｔｙ）のようなバースト状の信号劣化による大幅な性能劣化が問題視されている（［５］  和田山  正，  “バースト誤り通信路に適した反復復号法”，信学論（Ｄ−ＩＩ），  ｖｏｌ．Ｊ８８−Ｄ−ＩＩ，  ｎｏ．２，  ｐｐ．１７０−１８７，  Ｆｅｂ．２００５．）。しかし、媒体欠陥やＴＡの発生については検出も可能であり、本願発明者らは振動振幅を利用してＡＰＰ復号器出力から検出されたバースト情報を用いることで、バースト状の信号劣化に耐性のあるＬＤＰＣ符号化・繰り返し復号化方式を構成できることを示した（［６］  仲村泰明，  中下  伸，  岡本好弘，  大沢  寿，  村岡裕明，  中村慶久，  “バースト情報を用いたＬＤＰＣ符号化・繰り返し復号化方式の性能評価”，信学論（Ｃ），  ｖｏｌ．Ｊ９０−Ｃ，  ｎｏ．５，  ｐｐ．４３７−４４６，  Ｍａｙ  ２００７．，  ［７］  仲村泰明，  西村光弘，  岡本好弘，  大沢  寿，  村岡裕明，  中村慶久，  “バーストを伴う垂直磁気記録再生系におけるＬＤＰＣ符号の訂正能力の検討，”信学技報，  ＭＲ２００７−２３，  Ｏｃｔ．２００７．）。【００８９】
そこで、本実施例では、ＩＤＥＭＡ（Ｉｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌ  Ｄｉｓｋ  Ｄｒｉｖｅ，  Ｅｑｕｉｐｍｅｎｔ，  ａｎｄ  Ｍａｔｅｒｉａｌｓ  Ａｓｓｏｃｉａｔｉｏｎ）から、次世代のＨＤＤにおける標準セクタサイズとして公表されている４０９６バイト／セクタのロングセクタフォーマットを想定し、再生波形やＡＰＰ復号器出力等からの検出が困難なビットフリッピング状の信号バーストを伴う垂直磁気記録再生系のために、ＬＤＰＣ符号のパリティ検査行列を利用したバーストの検出方法を提案する。そして、この検出方法を適用したＬＤＰＣ符号化・繰り返し復号化方式について所定のデータを誤りなく復号するための所要ＳＮ比とバースト長の関係を計算機シミュレーションにより求めて性能評価を行う。【００９０】
図４は、ＬＤＰＣ符号のパリティ検査行列を利用したバースト検出器を備えたＬＤＰＣ符号化・繰り返し復号化方式のブロック図である。以下、この方式を「ＬＤＰＣ−ＰＣＢＤ方式」と表記する。但し、図４中の上段（ａ）、下段（ｂ）は、それぞれ符号化ブロック、復号化ブロックを示している。図４に示すように、符号化ブロックは、ＲＬＬ（ｒｕｎ−ｌｅｎｇｔｈ−ｌｉｍｉｔｅｄ）符号器３０、ＬＤＰＣ符号器３１、バースト発生器３２、磁気記録再生系（ＰＲ１チャネル４０１）、および、等化器４２から構成される。【００９１】
まず、入力データ系列｛ａｋ´´｝は、ＲＬＬ符号器３０によって１２８／１３０（０，  １６／８）符号化（［８］  斎藤秀俊，  伊賀敏彦，  白川真裕，  岡本好弘，  大沢  寿，  “高能率ラン長制約符号の構成とその評価，”信学論（Ｃ），  ｖｏｌ．Ｊ８６−Ｃ，  ｎｏ．８，  ｐｐ．９５２−９６１，  Ｍａｙ  ２００３．）されて｛ｂｋ´｝となる。但し、本実施例では、４０９６バイト／セクタのロングセクタフォーマットを想定している。【００９２】
次いで、ＬＤＰＣ符号器３１によりセクタ単位にＬＤＰＣ符号化され、｛ｃｋ｝が得られる。本実施例１では、現行の５１２バイト／セクタのＨＤＤにおいて用いられているＧＦ（２１０）のガロア体を用いた２４バイトの誤り訂正（［９］  Ｔ．Ｍｏｒｉｔａ，  Ｙ．Ｓａｔｏ，  ａｎｄ  Ｔ．Ｓｕｇａｗａｒａ，  “ＥＣＣ−Ｌｅｓｓ  ＬＤＰＣ  ｃｏｄｉｎｇ  ｆｏｒ  ｍａｇｎｅｔｉｃ  ｒｅｃｏｒｄｉｎｇ  ｃｈａｎｎｅｌｓ，”  ＩＥＥＥ  Ｔｒａｎｓ．Ｍａｇｎ．，  ｖｏｌ．３８，  ｎｏ．５，  ｐｐ．２３０４−２３０６，  Ｓｅｐｔ．２００２．）が可能なＲＳ符号の符号化率η＝０．８４９に相当する符号化率でＬＤＰＣ符号を構成するため、行重み，列重みをそれぞれ２２，３としている。また、再生波形等からは検出不可能な誤りとして、ビットフリッピング状信号バーストを想定している。計算機シミュレーションにおいては、ユーザービット間隔Ｔｂで規格化した長さＬｆｌｉｐにわたって｛ｃｋ｝を反転させることでこれを実現している。【００９３】
そして、セクタごとに一度だけビットフリッピング状の誤りを含んだ記録系列｛ｄｋ｝が垂直磁気記録媒体にＮＲＺ記録される。本実施例では、ステップ状の記録波形に対する孤立再生波形として次式（１）の波形を仮定する（［１０］  岡本好弘，  佐藤光輝，  斎藤秀俊，  大沢  寿，  村岡裕明，  中村慶久，  “二層膜媒体を用いた垂直記録方式における３／４ＭＴＲ符号化ＰＲＭＬ方式の一検討，”信学技報，  ＭＲ２０００−８，  Ｊｕｎｅ  ２０００．）。
【数１】
0005628670.tif 000002
ここで、Ａはｈ（ｔ）の飽和レベル、Ｔ５０はｈ（ｔ）が−Ａ／２からＡ／２まで変化するのに要する時間をそれぞれ示している。また、規格化線密度を次式（２）で定義する。
Ｋ＝Ｔ５０／Ｔｂ                              （２）【００９４】
読み出し点における雑音として、磁化遷移点が白色ガウス性に変動することで生じるジッタ性媒体雑音、および、システム雑音として平均値が０の白色ガウス雑音（ＡＷＧＮ：ａｄｄｉｔｉｖｅ  ｗｈｉｔｅ  Ｇａｕｓｓｉａｎ  ｎｏｉｓｅ）を仮定し、読み出し点におけるＳＮ比を次式（３）で定義する。
【数２】
0005628670.tif 000003
【数３】
0005628670.tif 000004
【００９５】
また、等化器４２は、ｆｂで規格化した規格化遮断周波数ｘｈを持つ６次バタワース・ローパスフィルタとタップ数Ｎｔのトランスバーサルフィルタにより構成され、等化器４２の特性を記録ヘッドから等化器出力までがＰＲ１特性（［１１］  Ｅ．Ｒ．Ｋｒｅｔｚｍｅｒ，  “Ｇｅｎｅｒａｌｉｚａｔｉｏｎ  ｏｆ  ａ  ｔｅｃｈｎｉｑｕｅ  ｆｏｒ  ｂｉｎａｒｙ  ｄａｔａ  ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎ，”  ＩＥＥＥ  Ｔｒａｎｓ．Ｃｏｍｍｕｎ．Ｔｅｃｈｎｏｌ．，  ｖｏｌ．ＣＯＭ−１４，  ｐｐ．６７−６８，  Ｆｅｂ．１９６６．）となるように定める。【００９６】
一方、復号化装置として機能する（ｂ）復号化ブロックは、復号器入力推定器としてＡＲ（ａｕｔｏｒｅｇｒｅｓｓｉｖｅ）チャネルモデルを用いたＡＰＰ復号器６２（［１２］  Ｙ．Ｎａｋａｍｕｒａ，  Ｙ．Ｏｋａｍｏｔｏ，  Ｈ．Ｏｓａｗａ，  Ｈ．Ｓａｉｔｏ，  Ｈ．Ｍｕｒａｏｋａ  ａｎｄ  Ｙ．Ｎａｋａｍｕｒａ，  “Ａ  ｓｔｕｄｙ  ｏｆ  ｔｕｒｂｏ  ｄｅｃｏｄｉｎｇ  ｗｉｔｈ  ｅｍｂｅｄｄｅｄ  ＡＲ  ｃｈａｎｎｅｌ  ｍｏｄｅｌ  ｆｏｒ  ｐｅｒｐｅｎｄｉｃｕｌａｒ  ｒｅｃｏｒｄｉｎｇ，”  ＩＥＥＥ  Ｔｒａｎｓ．Ｍａｇｎ．，  ｖｏｌ．３９，  ｎｏ．５，  ｐｐ．２５７０−２５７２，  Ｓｅｐｔ．２００３．）、ＳＰ復号器６３、バースト検出手段として機能するバースト検出器６１´、硬判定器６４、ＲＬＬ復号器６７で構成される。【００９７】
繰り返し復号化処理を実行する復号手段として機能する繰り返し復号化装置６０１では、まずＡＰＰ復号器６２において、内符号化に対する復号が行われ、対数尤度比（ＬＬＲ：ｌｏｇ  ｌｉｋｅｌｉｈｏｏｄ  ｒａｔｉｏ）｛Ｌ（＾ｃｋ）｝（“＾”は、本来次にくるアルファベットの上に表記される（以下同じ）。）が得られる。ここで、ＡＲチャネルモデルにおいて復号器入力雑音の相関を考慮する範囲Ｌｃを５としている（［１２］  Ｙ．Ｎａｋａｍｕｒａ，  Ｙ．Ｏｋａｍｏｔｏ，  Ｈ．Ｏｓａｗａ，  Ｈ．Ｓａｉｔｏ，  Ｈ．Ｍｕｒａｏｋａ  ａｎｄ  Ｙ．Ｎａｋａｍｕｒａ，  “Ａ  ｓｔｕｄｙ  ｏｆ  ｔｕｒｂｏ  ｄｅｃｏｄｉｎｇ  ｗｉｔｈ  ｅｍｂｅｄｄｅｄ  ＡＲ  ｃｈａｎｎｅｌ  ｍｏｄｅｌ  ｆｏｒ  ｐｅｒｐｅｎｄｉｃｕｌａｒ  ｒｅｃｏｒｄｉｎｇ，”  ＩＥＥＥ  Ｔｒａｎｓ．Ｍａｇｎ．，  ｖｏｌ．３９，  ｎｏ．５，  ｐｐ．２５７０−２５７２，  Ｓｅｐｔ．２００３．）。そして、｛Ｌ（＾ｃｋ）｝をＳＰ復号器６３とバースト検出器６１´に入力する。【００９８】
バースト検出器６１´では、ＬＤＰＣ符号のパリティ検査行列を利用することで、｛Ｌ（＾ｃｋ）｝からバーストの位置及び長さを検出し、ＳＰ復号器６３にバースト情報として伝える。【００９９】
ＳＰ復号器６３では、バースト情報を考慮に入れたＳＰ復号を所定回数だけ繰り返す。さらに、ＳＰ復号器出力をＡＰＰ復号器６２に返して繰り返し復号を行う。ここで、ＳＰ復号器６３内での繰り返し回数をｉｓｐ、ＳＰ復号器６３からＡＰＰ復号器６２へ戻す繰り返し回数をｉｉｎとする。本実施例では、繰り返し回数をｉｓｐ，ｉｉｎともに５回としている。また、ＡＰＰ復号器６２およびＳＰ復号器６３における行演算にはＭＡＸ−Ｌｏｇ−ＭＡＰアルゴリズム（［１３］  Ｐ．Ｒｏｂｅｒｔｓｏｎ，  Ｅ．Ｖｉｌｌｅｂｒｕｎ，  Ｐ．Ｈｏｅｈｅｒ，  “Ａ  ｃｏｍｐａｒｉｓｏｎ  ｏｆ  ｏｐｔｉｍａｌ  ａｎｄ  ｓｕｂ−ｏｐｔｉｍａｌ  ＭＡＰ  ｄｅｃｏｄｉｎｇ  ａｌｇｏｒｉｔｈｍｓ  ｏｐｅｒａｔｉｎｇ  ｉｎ  ｔｈｅ  ｌｏｎｇ  ｄｏｍａｉｎ，”  Ｐｒｏｃ．ＩＣＣ´９５，  ｐｐ．１００９−１０１３，  Ｊｕｎｅ  １９９５．）を用いている。【０１００】
そして、｛Ｌ（＾ｂｋ´）｝を硬判定およびＲＬＬ復号を行うことで出力データ系列｛Ｌ（＾ａｋ´´）｝を得る。ここで、本実施例１−１では、入力データ系列と出力データ系列を比較することでビット誤り率（ＢＥＲ：ｂｉｔ  ｅｒｒｏｒ  ｒａｔｅ）特性を求めてＬＤＰＣ符号化・繰り返し復号化方式の性能評価を行う。【０１０１】
図５および図６は、１セクタ分のＡＰＰ復号器出力を示す図である。但し、Ｋ＝１．５，ＲＪ＝８０％，ＳＮＲ＝２１．５  ｄＢ，ｘｈ＝０．４，Ｎｔ＝１５，Ｌｃ＝５としている。図５は、媒体欠陥によりＴｂで規格化した媒体欠陥長Ｌｄｅｆｅｃｔ＝１０００のバースト状の信号劣化が発生している場合、図６は、Ｌｆｌｉｐ＝１０００のビットフリッピングによりバースト状の誤りが発生している場合のＡＰＰ復号器出力をそれぞれ示している。ここで、図５および図６の横軸は、記録再生チャネルにおけるチャネルビット間隔Ｔｃで規格化した時間を示しており、両図ともにｔ／Ｔｃ＝８×１０３の位置から同一区間にわたってバーストを発生させている。また、図中の●（黒丸）および×（バツ）印はそれぞれ、正しく復号されたＬＬＲ、誤って復号されたＬＬＲを示しており、図中には誤って復号されたＬＬＲの数（Ｎｕｍｂｅｒ  ｏｆ  Ｅｒｒｏｒ）を示している。これにより、バーストの種類は異なるものの誤って復号されたＬＬＲの数に大きな違いはないことがわかる。【０１０２】
図５に示すように、媒体欠陥によるバースト状の信号劣化が発生した場合には、その区間でＡＰＰ復号器出力である信頼度が極端に低くなる。そのため、従来のバースト検出器においては、これを閾値判定することでバーストの位置と長さを検出することができる（［７］  仲村泰明，  西村光弘，  岡本好弘，  大沢  寿，  村岡裕明，  中村慶久，  “バーストを伴う垂直磁気記録再生系におけるＬＤＰＣ符号の訂正能力の検討，信学技報，  ＭＲ２００７−２３，  Ｏｃｔ．２００７．）。そこで、この従来の検出器に図５および図６のＬＬＲを入力してバースト検出を行い、検出したバーストフラグを図中に実線で示している。図５より、媒体欠陥によるバースト状の信号劣化では、媒体欠陥の発生場所においてＡＰＰ復号器出力であるＬＬＲが著しく低下し、閾値判定によってバースト位置を概ね検出できることがわかる。しかし、図６のビットフリッピング状の信号バーストが発生した場合には、バーストの発生場所においてＡＰＰ復号器出力が低下しておらず、ＡＰＰ復号器出力を閾値判定することではバーストは検出されないことがわかる。また、図６に示すように、ビットフリッピング状の信号バーストが発生した区間においてもＬＬＲの値は、バーストのない位置のＬＬＲと同等のレベルとなる。したがって、良好なバースト検出ができなければ、誤ったＬＬＲの影響のために期待した繰り返し復号による効果が得られないことが予想される。【０１０３】
図７は、バースト検出器を動作させない場合のＬＤＰＣ−ＰＣＢＤ方式の誤り率特性を示す図である。但し、Ｋ＝１．５，ＲＪ＝８０％，ｘｈ＝０．４，Ｎｔは誤り率が最小となる最適値Ｎｔｏｐｔ，Ｌｃ＝５，ｉｓｐ＝５，ｉｉｎ＝５としている。図７中の○（白丸），△（白三角），□（白四角）印は，Ｌｆｌｉｐ＝０，１０，１０００の場合の特性をそれぞれ示している。ここで、Ｌｆｌｉｐ＝０は、ビットフリッピング状の信号バーストが発生していないことを表している。図７より、Ｌｆｌｉｐ＝０の場合は、繰り返し復号を行うことでＳＮＲ＝１９．４ｄＢにおいて誤りなしとなる。一方、Ｌｆｌｉｐ＝１０の場合は、高ＳＮ比においても誤り率が改善されないエラーフロア現象が発生していることが確認できる。また、Ｌｆｌｉｐ＝１０００では、高ＳＮ比でも誤り率の改善が全く見られない。【０１０４】
図６に示したように、ビットフリッピング状の信号バーストが発生した場所においてもＬＬＲの値は正しく復号されたＬＬＲと同等のレベルであるため、Ｌｆｌｉｐ＝１０のように短い場合にも良好な繰り返し復号を実現できず、図７に示す結果となったと考えられる。したがって、ＡＰＰ復号器出力を閾値判定することでは検出できないバーストについても、良好な復号特性を維持するためには、バーストの位置と長さを検出する必要がある。【０１０５】
本実施例では、従来のバースト検出器では検出することが不可能なバーストに対して、ＬＤＰＣ符号のパリティ検査行列を利用したバースト検出器を提案する。図８および図９は、本実施例で提案するバースト検出器６１´のブロック図、バースト検出の流れをそれぞれ示す図である。但し、図９のＬｆｌｉｐで表した箇所において信号バーストが発生していると仮定している。本実施例で提案のバースト検出器６１´は、硬判定手段として機能する硬判定器６１１´、パリティフラグ発生手段として機能するパリティフラグ発生器６１２´、フィルタ出力手段として機能するフィルタ６１３´、および、バースト情報出力手段として機能するバースト情報出力器６１４´から構成される。【０１０６】
図９に示すように、硬判定器６１１´は、ＡＰＰ復号器出力系列｛Ｌ（＾ｃｋ）｝を、０を閾値として硬判定する。【０１０７】
そして、パリティフラグ発生器６１２´は、｛Ｌ（＾ｃｋ）｝の硬判定結果をＬＤＰＣ符号の検査行列に基づいて各行ごとにパリティ検査を行う。【０１０８】
さらに、パリティフラグ発生器６１２´は、パリティ検査結果よりパリティフラグを作成する。具体的には、パリティフラグ発生器６１２´は、パリティ検査で誤りとして検出した行のビット「１」の数を、パリティ検査行列の列毎に合算してパリティフラグとする。したがって、列重み３のＬＤＰＣ符号の場合におけるパリティフラグは、図９に示すように“０”〜“３”の値となる。【０１０９】
そして、フィルタ６１３´は、このパリティフラグを、フィルタを通して整形する。このフィルタは、所定の区間における和や移動平均を求めることにより、図９に示すように信号バースト位置の値を大きくすることでバースト検出を容易にする。【０１１０】
最終的に、バースト情報出力器６１４´は、フィルタ出力を閾値判定により判定することによりバースト検出部を“１”としたバースト情報を出力する。ここで、図１０は、パリティ検査の一例を示す図である。なお、この例で用いているＬＤＰＣ符号は、符号長１６、行重み４、列重み３の検査行列の場合を示している。また、ＬＤＰＣ符号の各部分行列を実線で囲っており、空白部分は“０”を示している。また、Ｌｆｌｉｐと記された区間にバーストエラーが発生している。すなわち、Ｌｆｌｉｐの区間の記録データ系列のビット値を反転させて検出データ系列のビット値として、意図的にビットフリッピング状のバーストエラーを発生させている。【０１１１】
図１０に示すように、パリティフラグ発生器６１２´は、ＡＰＰ復号器出力の硬判定結果（検出データ系列）を各行ごとにパリティ検査を行い、パリティフラグを発生させる。すなわち、パリティ検査行列の第１行目の“１”に対応する検査データ系列の値が“１”であるか否か検査し、パリティ検査行列の値が“１”である個数を数え上げる（第１行目では“２”となる）。本実施例では、偶数パリティを正常とするので、第１行目は正常（図の○）としてパリティ結果を記録する。そして、パリティフラグ発生器６１２´は、これをパリティ検査行列の全行（第１行〜第１２行）について実行し、図１０に示すように、パリティ検査結果で異常（図の×）と判定した行の“１”をチェックする（“１”に○印を付ける）。そして、パリティフラグ発生器６１２´は、パリティ検査行列の同じ列のチェックした“１”（○印を付けた“１”）の個数を合算してパリティフラグを立てる。図１０のように、列重み３のＬＤＰＣ符号では、全ての部分行列の同じ列で誤りが検出された場合、パリティフラグは“３”となるので、パリティフラグは“０”〜“３”の値で分布する。【０１１２】
ここで、図１１および図１２は、実際に検出されたパリティフラグを示す図である。但し、計算機シミュレーションにおける各パラメータは、図５および図６の場合と同一としている。ここでは、ｔ／Ｔｃ＝８０００の位置からＬｆｌｉｐ＝１０００のビットフリッピング状の信号バーストを発生させている。すなわち、図１１は信号バーストが発生していない箇所、図１２は信号バーストが発生している箇所をそれぞれ拡大して示している。図より、信号バーストが発生している区間では、レベル３（列重み３のＬＤＰＣ符号における最大値）のパリティフラグの発生頻度が、バーストなしの区間に比べて高いことがわかる。従って、パリティ検査の結果をフィルタリングすることで良好なバースト検出が期待できる。すなわち、パリティフラグの値が連続して高い区間は、バーストエラー区間の候補として推定することができる。本実施例では、パリティフラグレベルが３の場合に対して重み付けを行った移動平均フィルタを適用する。ここでフィルタ６１３´は、前後１００チャネルビット間にわたり移動平均をとり、再び前後２００チャネルビット間にわたり移動平均をとる二段構成となっている。【０１１３】
図１３は、１セクタあたりのフィルタ出力を示す図である。但し、計算機シミュレーションにおける各パラメータは図５および図６の場合と同一としている。図１３中の点線は、ビットフリッピング状の信号バーストが発生している区間を示している。図より、この区間のフィルタ出力のレベルが高くなっていることが確認できる。したがって、閾値判定によりバースト検出が可能であることが予想できる。【０１１４】
図１４は、検出された平均バースト長とＴＨｆｌｉｐの関係を示す図である。ここで、ＴＨｆｌｉｐは、ビットフリッピングにより発生したバーストを検出するためのフィルタ出力レベルの閾値である。計算機シミュレーションにおける各パラメータは、図５および図６の場合と同一としている。また、図中の点線は発生させたビットフリッピング長Ｌｆｌｉｐ＝１０００を示す。図より、ＴＨｆｌｉｐが２４〜２６の間では、検出されたバースト長の平均値は発生させたＬｆｌｉｐ＝１０００に近いことがわかる。【０１１５】
図１５は、検出されたバースト長の頻度分布を示す図である。但し、計算機シミュレーションにおける各パラメータをＴＨｆｌｉｐ＝２５とした以外は図５および図６の場合と同一としている。図より、ＴＨｆｌｉｐが２５の場合には発生させたビットフリッピング長Ｌｆｌｉｐ＝１０００に近いバースト長が概ね検出できており、適切なバースト検出が可能であることがわかる。したがって、本実施例における以下の検討ではバーストを検出するための閾値ＴＨｆｌｉｐは平均的な値である２５とする。【０１１６】
しかし、図６に示したように、バースト位置で復号された誤ったＬＬＲの値はかなり大きく、検出されたバースト長が短いと図７のＬｆｌｉｐ＝０の場合に示したような繰り返し復号を実現できない可能性がある。そこで本実施例では、検出されたバーストフラグの両端を１００ビットずつ伸長してバーストエラー区間とし、バースト情報を出力している。【０１１７】
ＳＰ復号器６３では、バーストによる誤り伝播を抑えるために、バースト情報に基づいて、バーストエラー区間に対応するＬＬＲの値を減衰させて、設定した繰り返し回数ｉｓｐに達するまで繰り返し復号を行う。また、バースト情報は、ＡＰＰ復号器出力に対して初回のみ検出され、以降の繰り返し復号においてもそれを有効とする。また、本願発明者らは、ＳＰ復号器６３内においてＬＬＲの値を制御し、ＬＬＲの上昇を抑える繰り返し復号を行うことで、バースト部分が原因の誤り伝播を抑制できることを示している（［７］  仲村泰明，  西村光弘，  岡本好弘，  大沢  寿，  村岡裕明，  中村慶久，  “バーストを伴う垂直磁気記録再生系におけるＬＤＰＣ符号の訂正能力の検討，”信学技報，  ＭＲ２００７−２３，  Ｏｃｔ．２００７．）。本実施例でもＳＰ復号器６３内での繰り返しにおいて重み係数ＷＬａを乗ずることによってＬＬＲの過度の上昇を抑えている。【０１１８】
図１６は、所定のデータを誤りなく復号するための所要ＳＮ比とＬｆｌｉｐの関係を示す図である。但し、Ｋ＝１．５，ＲＪ＝８０％，ｘｈ＝０．４，Ｎｔ＝Ｎｔｏｐｔ，Ｌｃ＝５，ｉｓｐ＝５，ｉｉｎ＝５，ユーザーデータ総数を１０Ｍビットとしている。また、図中の○（白丸），△（白三角），□（白四角）印は、上述したように本実施例で提案した方式のバースト検出器を備えたＬＤＰＣ−ＰＣＢＤ方式、振幅変動を検出することによる従来方式のバースト検出器を備えたＬＤＰＣ−ＢＤ方式、バーストエラー検出のためのＲＳ符号を付加して消失誤り訂正を伴うＲＬＬ−ＲＳ−ＥＣ方式（［７］仲村泰明，  西村光弘，  岡本好弘，  大沢  寿，  村岡裕明，  中村慶久，  “バーストを伴う垂直磁気記録再生系におけるＬＤＰＣ符号の訂正能力の検討，”信学技報，  ＭＲ２００７−２３，  Ｏｃｔ．２００７．）の特性をそれぞれ示している。ここで、ＬＤＰＣ−ＰＣＢＤ方式においてバースト検出のための閾値をＴＨｆｌｉｐ＝２５，ＳＰ復号器６３内においてＬＬＲに乗じる重み係数をＷＬａ＝０．７（同文献）としている。また、ＲＬＬ−ＲＳ−ＥＣ方式におけるＲＳ符号は、ＧＦ（２１２）のガロア体を用いた１９０バイトの誤り訂正が可能な符号（同文献）としている。【０１１９】
図１６より、ＬＤＰＣ−ＢＤ方式は、ビットフリッピング状の信号バーストに対して全く耐性がないことがわかる。これは、図７に示したように、Ｌｆｌｉｐ＝１０と極めて短いバーストが発生した場合においてもエラーフロア現象が発生するためと考えられる。一方、ＬＤＰＣ−ＰＣＢＤ方式はＬｆｌｉｐ＝１５００程度までのビットフリッピング状の信号バーストを許容し、ＬＤＰＣ−ＢＤ方式に比べてビットフリッピング状の信号バーストに対する耐性が大幅に向上したことがわかる。さらに、Ｌｆｌｉｐ＝１２００付近まではＲＬＬ−ＲＳ−ＥＣ方式より約０．７ｄＢ以上低いＳＮ比で誤りなしを実現できることがわかる。【０１２０】
上述のように、本実施例において、ＬＤＰＣ符号の検査行列を利用した新たなバースト検出器を提案した。すなわち、再生波形や等化器出力、ＡＰＰ復号器出力を利用した従来のバースト検出器では検出することができないバーストの検出を試みた。また、ビットフリッピング状の信号バーストを伴う垂直磁気記録において、本実施例で提案したバースト検出器を備えたＬＤＰＣ符号化・繰り返し復号化方式（ＬＤＰＣ−ＰＣＢＤ方式）、振幅変動を利用する従来のバースト検出器を備えたＬＤＰＣ符号化・繰り返し復号化方式（ＬＤＰＣ−ＢＤ方式）、および、ＲＳ符号化消失誤り訂正方式（ＲＬＬ−ＲＳ−ＥＣ方式）の性能比較を計算機シミュレーションにより行った。その結果、本実施例で提案したバースト検出器を用いたＬＤＰＣ符号化・繰り返し復号化方式（ＬＤＰＣ−ＰＣＢＤ方式）は、ビットフリッピング長Ｌｆｌｉｐが１５００程度までのビットフリッピング状の信号バーストを許容でき、従来のバースト検出器を用いた場合（ＬＤＰＣ−ＢＤ方式）に比べて大幅に耐性が向上することが明らかとなった。さらに、Ｌｆｌｉｐ＝１２００程度のバーストまでは、ＲＳ符号化消失誤り訂正方式（ＲＬＬ−ＲＳ−ＥＣ方式）に比べて約０．７ｄＢ以上低いＳＮ比で許容できることも明らかとなった。【０１２１】
（実施例１−２）
実施例１−１では、再生波形やＡＰＰ復号器出力等によっては検出が困難なビットフリッピング状の信号バーストに対して、ＬＤＰＣ符号のパリティ検査行列を利用したバースト検出が有効であることを示した。しかし、検査行列によるバースト検出法は、移動平均フィルタを用いてバースト情報を作成するため、２００チャネルビット以下の短いバーストの検出について改善の余地があった。そこで、本実施例１−２では、ＬＤＰＣ符号化・繰り返し復号化方式（ＬＤＰＣ−ＰＣＢＤ方式）にＲＳ符号を連結することで、短い信号バーストに対しても、誤りなく復号できるシステムを提案し、ビットフリッピング状の信号バーストを伴う垂直磁気記録再生系に適用して性能評価する。【０１２２】
図１７は、ＲＳ符号を連結したＬＤＰＣ符号化・繰り返し復号化方式の記録再生系ブロック図を示す図である。本実施例では、４０９６バイト／セクタのロングセクタフォーマットを想定している。ＲＬＬ符号には、１２８／１３０（０，１６／８）ＲＬＬ符号、ＲＳ符号には、２００チャネルビット以上の誤りを訂正できるＧＦ（２１２）を用いた２０符号シンボル誤り訂正可能なＲＳ符号としている。また、情報長３３２８０、行重み２４、列重み３のレギュラーＬＤＰＣ符号を用いており、全体の符号化率は０．８４となる。本実施例では、ユーザービット間隔Ｔｂで規格化した長さＬｆｌｉｐのビットフリッピング状の信号バーストがセクタ毎に一度だけ発生すると仮定する（実施例１−１参照）。また、孤立再生波形を上述した式（１）の波形、読み出し点における雑音として白色ガウス雑音とジッタ性媒体雑音を仮定する。また、Ｔｂで規格化した規格化線密度をＴ５０／Ｔｂで定義する。ＳＰ復号器６３では、ＬＤＰＣ符号の検査行列を利用したバースト検出器６１´で得られるバースト情報を考慮に入れて復号する（実施例１−１参照）。【０１２３】
図１８は、計算器シミュレーションにより求めた、所定のデータを誤りなく復号するための所要ＳＮ比とバースト長Ｌｆｌｉｐの関係を示す図である。但し、入力系列は、ユーザーデータ総数１０ＭビットのＭ系列とし、Ｋ＝１．５（［２］岡本他，信学技報，ＭＲ２０００−８，Ｊｕｎｅ  ２０００．）、全雑音電力に対するジッタ性媒体雑音電力の割合ＲＪ＝８０％、ビットレートｆｂで規格化したローパスフィルタの規格化遮断周波数ｘｈ＝０．４、トランスバーサルフィルタのタップ数Ｎｔは誤り率が最小となる最適値Ｎｔｏｐｔ、ＰＲ方式はＰＲ１方式、ＡＰＰ復号器６２で用いるＡＲチャネルモデル（［３］Ａ．Ｋａｖｃｉｃ  ｅｔ  ａｌ．，ＩＥＥＥ  Ｔｒａｎｓ．Ｍａｇｎ．，  ｖｏｌ．３５，  ｎｏ．５，  ｐｐ．２３１６−２３１８，Ｓｅｐｔ．１９９９．）で雑音を考慮するチャネルビット数Ｌｃ＝５（［４］Ｙ．Ｎａｋａｍｕｒａ，  Ｙ．Ｏｋａｍｏｔｏ，  Ｈ．Ｏｓａｗａ，  Ｈ．Ｓａｉｔｏ，  Ｈ．Ｍｕｒａｏｋａ  ａｎｄ  Ｙ．Ｎａｋａｍｕｒａ，  “Ａ  ｓｔｕｄｙ  ｏｆ  ｔｕｒｂｏ  ｄｅｃｏｄｉｎｇ  ｗｉｔｈ  ｅｍｂｅｄｄｅｄ  ＡＲ  ｃｈａｎｎｅｌ  ｍｏｄｅｌ  ｆｏｒ  ｐｅｒｐｅｎｄｉｃｕｌａｒ  ｒｅｃｏｒｄｉｎｇ，”  ＩＥＥＥ  Ｔｒａｎｓ．Ｍａｇｎ．，  ｖｏｌ．３９，  ｎｏ．５，  ｐｐ．２５７０−２５７２，  Ｓｅｐｔ．２００３．）としている。また、比較方式として情報長３３２８０、行重み２２、列重み３のレギュラーＬＤＰＣ符号だけを用いたＬＤＰＣ符号化・繰り返し復号化方式（ＬＤＰＣ−ＰＣＢＤ方式）を採用している（実施例１−１参照）。図中の○（白丸），□（白四角）印は、それぞれ、本実施例１−２で提案するＲＳ符号を連結したＲＳ−ＬＤＰＣ−ＰＣＢＤ方式と、実施例１−１で提案したＬＤＰＣ−ＰＣＢＤ方式の特性を示す。図より、ＲＳ−ＬＤＰＣ−ＰＣＢＤ方式は、ＬＤＰＣ−ＰＣＢＤ方式では誤りなしとはならないＬｆｌｉｐ＝１０〜５０の短い信号バーストに対しても誤り無しとなり、また、Ｌｆｌｉｐ≦１６０においてＬＤＰＣ−ＰＣＢＤ方式に比べて良好な特性となることがわかる。【０１２４】
上述したように、実施例１−２では、ビットフリッピング状のバーストを伴う垂直磁気記録再生系に対して、ＲＳ符号を連結したＬＤＰＣ符号化・繰り返し復号化方式（ＲＳ−ＬＤＰＣ−ＰＣＢＤ方式）を提案し、性能評価を行った。その結果、ＲＳ符号をＬＤＰＣ符号に連結させることで、短い信号バーストに対する訂正能力が向上することが明らかとなった。【０１２５】
（実施例１−３）
本願発明者らは、ハードディスク装置で発生する媒体欠陥のようなバースト状の信号劣化に対して、ＡＰＰ復号器出力から振幅変動を利用して検出されたバースト情報を用いることで、バースト状の信号劣化（［１］Ｒ．Ｂｅｒｇｅｒ  ｅｔ  ａｌ．，  ＩＥＥＥ  Ｔｒａｎｓ．Ｍａｇｎ．，  ｖｏｌ．３８，  ｎｏ．５，  ｐｐ．２４３５−２４３７，  Ｓｅｐｔ．２００２．）に耐性のあるＬＤＰＣ符号化・繰り返し復号化方式を構築した（［２］仲村他，信学技報，  ＭＲ２００７−２３，  Ｏｃｔ．２００７．）。また、実施例１−１では、再生波形やＡＰＰ復号器出力等からの検出が困難なビットフリッピング状の信号バーストに対しては、ＬＤＰＣ符号のパリティ検査行列を用いたバースト検出が有効であることを示した。媒体欠陥とビットフリッピング状の信号バーストが同時に発生した場合、再生波形等から振幅変動を利用してバースト検出を行うだけではビットフリッピング状の信号バーストに対応することができない。本実施例１−３では、媒体欠陥によるバースト状の信号劣化を伴う垂直磁気記録再生系において、ＬＤＰＣ符号の検査行列を利用したバースト検出器を備えたＬＤＰＣ符号化・繰り返し復号化方式の性能評価を行う。【０１２６】
本実施例１−３の構成（ＬＤＰＣ−ＰＣＢＤ方式）は、実施例１−１にかかる図４と同様であるので説明を省略する。本実施例では、４０９６バイト／セクタのロングセクタフォーマットを想定している。孤立再生波形を上述した式（１）の波形、読み出し点における白色ガウス雑音とジッタ性媒体雑音を仮定する。また、バースト状の信号劣化として媒体欠陥を想定し、ビット間隔Ｔｂで規格化した媒体欠陥長Ｌｄｅｆｅｃｔの媒体欠陥がセクタごとに一度だけ発生すると仮定する。ＳＰ復号器６３では、ＬＤＰＣ符号の検査行列を利用したバースト検出器６１´で得られるバースト情報を考慮に入れて復号を行う。本実施例１−３では、ＳＰ復号器６３内でＬＬＲに重み付けする（［２］仲村他，信学技報，  ＭＲ２００７−２３，  Ｏｃｔ．２００７．）。そして、計算機シミュレーションにより、所定のデータを誤りなく復号するための所要ＳＮ比と媒体欠陥長の関係を求めることで性能評価を行う。【０１２７】
図１９は、所定のデータを誤りなく復号するための所要ＳＮ比と媒体欠陥長の関係を示す図である。但し、入力系列は、ユーザーデータ総数１０ＭビットのＭ系列とし、規格化線密度Ｋ＝１．５（［４］岡本他，信学技報，ＭＲ２０００−８，Ｊｕｎｅ  ２０００．）、全雑音電力に対するジッタ性媒体雑音電力の割合ＲＪ＝８０％、ローパスフィルタの規格化遮断周波数ｘｈ＝０．４、トランスバーサルフィルタのタップ数Ｎｔは誤り率が最小となる最適値Ｎｔｏｐｔ、ＰＲ方式はＰＲ１方式、ＡＲチャネルモデルで雑音を考慮するチャネルビット数Ｌｃ＝５、ＬＤＰＣ符号は情報長３３２８０、行重み２２、列重み３の正則ＬＤＰＣ符号（［２］仲村他，信学技報，  ＭＲ２００７−２３，  Ｏｃｔ．２００７．）を用いている。ＳＰ復号器６３内および繰り返し復号化装置６０１における繰り返し回数ｉｓｐ，ｉｉｎを共に５回、ＳＰ復号器６３内でＬＬＲに乗じる重み係数ＷＬａを０．７（同文献）としている。図中の○（白丸），□（白四角），△（白三角）印は、ＬＤＰＣ−ＰＣＢＤ方式、ＡＰＰ復号器出力から振動振幅を利用してバースト検出を行うＬＤＰＣ−ＢＤ方式（同文献）、バーストエラー検出のためのＲＳ符号を付加して消失誤り訂正を伴うＲＬＬ−ＲＳ−ＥＣ方式の特性をそれぞれ示している。ここで、ＲＬＬ−ＲＳ−ＥＣ方式で用いるＲＳ符号は、ＧＦ（２１２）を用いた１９０符号シンボル誤り訂正が可能な符号（同文献）としている。図より、ＬＤＰＣ−ＰＣＢＤ方式は、ＬＤＰＣ−ＢＤ方式に比べて特性は劣るものの、Ｌｄｅｆｅｃｔ＝２０００程度のバーストまで許容できており、Ｌｄｅｆｅｃｔ＝１０００付近まではＲＬＬ−ＲＳ−ＥＣ方式より０．５ｄＢ以上低いＳＮ比で誤りなしを実現できることがわかる。【０１２８】
このように、本実施例１−３では、媒体欠陥によるバースト状の信号劣化を伴う垂直磁気記録再生系において、ＬＤＰＣ符号の検査行列を利用したバースト検出器を伴う繰り返し復号化方式（ＬＤＰＣ−ＰＣＢＤ方式）の性能評価を行った。その結果、ＬＤＰＣ−ＰＣＢＤ方式は、再生波形等からの検出が困難なビットフリッピング状の信号バーストだけでなく、媒体欠陥が発生した場合のバーストエラーに対しても有効であることが明らかとなった。【０１２９】
（実施例１−４）
実施例１−１で示したように、ＬＤＰＣ符号の検査行列を利用したバースト検出器は、比較的短いバーストの検出が困難であった。そこで、本実施例１−４では、短いビットフリッピング状の信号バーストに対する検出能力の改善について検討し、移動平均フィルタを改良することで、短いバーストに耐性のあるバースト検出器を実現する。また、ビットフリッピング状の信号バーストを伴う垂直磁気記録再生系において、本実施例１−４で提案するバースト検出器を備えたＬＤＰＣ符号化・繰り返し復号化方式（改良型ＬＤＰＣ−ＰＣＢＤ方式）と、ＲＳ符号化消失誤り訂正方式（ＲＬＬ−ＲＳ−ＥＣ方式）の性能比較を計算機シミュレーションにより行った。その結果、本実施例１−４で提案するバースト検出器を備えたＬＤＰＣ符号化・繰り返し復号化方式（改良型ＬＤＰＣ−ＰＣＢＤ方式）は、短いビットフリッピング状信号バーストにも耐性があることが明らかとなった。また、４０〜１０００ビット程度のビットフリッピング状信号バーストに対して、ＲＳ符号化消失誤り訂正方式（ＲＬＬ−ＲＳ−ＥＣ方式）よりも良好な特性が得られることが明らかとなった。【０１３０】
近年、家庭用ビデオカメラのハイビジョン化や次世代高精細動画フォーマットであるスーパーハイビジョン放送等の出現により、ユーザーの取扱う情報はますます大となることが予想されており、情報ストレージ装置、特にハードディスク装置（ＨＤＤ：ｈａｒｄ  ｄｉｓｋ  ｄｒｉｖｅ）の大容量化が一層望まれている。このような大容量化を実現するための次世代誤り訂正符号としてＬＤＰＣ符号（［１］  Ｒ．  Ｇ．  Ｇａｌｌａｇｅｒ，  “Ｌｏｗ−ｄｅｎｓｉｔｙ  ｐａｒｉｔｙ−ｃｈｅｃｋ  ｃｏｄｅｓ，”  ＩＲＥ  Ｔｒａｎｓ．  Ｉｎｆｏｒｍ．  Ｔｈｅｏｒｙ，  ｖｏｌ．ＩＴ−８，  ｐｐ．２１−２８，  Ｊａｎ．  １９６２．）の導入が盛んに検討されている。ＬＤＰＣ符号は繰り返し復号と組み合わせることで高い復号利得が得られるだけでなく、バースト状の信号劣化に対しても、振幅変動を利用してバースト情報を特定し、バーストの位置と長さからなるバースト情報を利用して繰り返し復号を行うことで高い性能を示すことが知られている（［２］  Ｗ．  Ｔａｎ，  Ｊ．  Ｒ．  Ｃｒｕｚ，  “Ａｒｒａｙ  ｃｏｄｅｓ  ｆｏｒ  ｅｒａｓｕｒｅ  ｃｏｒｒｅｃｔｉｏｎ  ｉｎ  ｍａｇｎｅｔｉｃ  ｒｅｃｏｒｄｉｎｇ  ｃｈａｎｎｅｌｓ，”  ＩＥＥＥ  Ｔｒａｎｓ．  Ｍａｇｎ．，  ｖｏｌ．３９，ｎｏ．５，  ｐｐ．２５７９−２５８１，  Ｓｅｐｔ．  ２００３．［３］  Ｔ．  Ｍｏｒｉｔａ，  Ｙ．  Ｓａｔｏ，  Ｔ．  Ｓｕｇａｗａｒａ，  “ＥＣＣ−ｌｅｓｓ  ＬＤＰＣ  ｃｏｄｉｎｇ  ｆｏｒ  ｍａｇｎｅｔｉｃ  ｒｅｃｏｒｄｉｎｇ  ｃｈａｎｎｅｌｓ，”  ＩＥＥＥ  Ｔｒａｎｓ．  Ｍａｇｎ．，ｖｏｌ．３８，  ｎｏ．５，  ｐｐ．２３０４−２３０６，  Ｓｅｐｔ．  ２００２．［４］  仲村泰明，  中下  伸，  岡本好弘，  大沢  寿，  村岡弘明，  中村慶久，“バースト情報を用いたＬＤＰＣ  符号化・繰り返し復号化方式の性能評価，”  信学論Ｃ，  ｖｏｌ．Ｊ−９０−Ｃ，  ｎｏ．５，  ｐｐ．４３７−４４６，  Ｍａｙ  ２００７．）。また、上述したように、再生振幅や等化器出力、ＡＰＰ復号器出力等からでは検出が困難であるポールイレーズ（［５］  Ｋ．  Ｎａｋａｍｏｔｏ，  Ｔ．  Ｏｋａｄａ，  Ｋ．  Ｗａｔａｎａｂｅ，  Ｈ．  Ｈｏｓｈｉｙａ，  Ｎ．Ｙｏｓｈｉｄａ，  Ｙ．  Ｋａｗａｔｏ，  Ｍ．  Ｈａｔａｔａｎｉ，  Ｋ．  Ｍｅｇｕｒｏ，  Ｙ．  Ｏｋａｄａ，Ｈ．  Ｋｉｍｕｒａ，  Ｍ．  Ｍｏｃｈｉｚｕｋｉ，  Ｋ．  Ｋｕｓｕｋａｗａ，  Ｃ．  Ｉｓｈｉｋａｗａ，  Ｍ．  Ｆｕｙａｍａ，  “Ｓｉｎｇｌｅ−ｐｏｌｅ／ＴＭＲ  ｈｅａｄｓ  ｆｏｒ  １４０−Ｇｂ／ｉｎ２  ｐｅｒｐｅｎｄｉｃｕｌａｒ  ｒｅｃｏｒｄｉｎｇ，”  ＩＥＥＥ  Ｔｒａｎｓ．  Ｍａｇｎ．，  ｖｏｌ．４０，  ｎｏ．１，ｐｐ．２９０−２９４，  Ｊａｎ．  ２００４．）による隣接トラックからの上書きによるビットフリッピング状信号バーストを、ＬＤＰＣ符号の検査行列を利用したバースト検出器により検出できることを示した（実施例１−１）。しかし、実施例１−１で提案したＬＤＰＣ符号の検査行列を利用したバースト検出器は、移動平均（ＭＡ：ｍｏｖｉｎｇ  ａｖｅｒａｇｅ）フィルタの構成によっては５０ビットより短い信号バーストを検出することが困難であった（［７］  仲村泰明，  佐藤政吾，  ���村光弘，  岡本好弘，  大沢  寿，  村岡裕明，“ビットフリッピングバーストを伴う垂直磁気記録再生系のための誤り訂正方式の一検討，”  ２００８  年信学総体，  Ｃ−７−１４，  Ｍａｒ．２００８．）。【０１３１】
そこで、本実施例１−４では、ＩＤＥＭＡ（Ｉｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌ  Ｄｉｓｋ  Ｄｒｉｖｅ，  Ｅｑｕｉｐｍｅｎｔ，ａｎｄ  Ｍａｔｅｒｉａｌｓ  Ａｓｓｏｃｉａｔｉｏｎ）から、ＨＤＤにおける次世代セクタサイズとして公表されている４０９６  バイト／セクタのロングセクタフォーマットを想定し、５０ビット以下の短いビットフリッピング状信号バーストが発生した場合においても検出可能なバースト検出器の構成を提案する。そして、このバースト検出器を適用したＬＤＰＣ符号化・繰り返し復号化方式（改良型ＬＤＰＣ−ＰＣＢＤ方式）が、所定のデータを誤りなく復号するために必要なＳＮ比とバースト長の関係を計算機シミュレーションにより求めて性能評価を行う。【０１３２】
本実施例１−４の構成の概略は、実施例１−１と同様であるので構成図として図４を参照する。図４に示すように、符号化ブロックはＲＬＬ符号器３０、ＬＤＰＣ符号器３１、磁気記録再生系、および、等化器４２から構成される。入力データ系列｛ａｋ´´｝はＲＬＬ符号器３０により１２８／１３０（０，１６／８）符号化（［８］  斎藤秀俊，  伊賀敏彦，  白川真裕，  岡本好弘，  大沢  寿，  “高能率ラン長制約符号の構成とその評価，”  信学論（Ｃ），  ｖｏｌ．Ｊ８６−Ｃ，  ｎｏ．８，ｐｐ．９５２−９６１，  Ｍａｙ  ２００３．）されて｛ｂｋ´｝となる。｛ｂｋ´｝は、ＬＤＰＣ符号器３１によりセクタ単位で符号化され、｛ｃｋ｝となる。本実施例では、現行の５１２バイト／セクタのＨＤＤにおいて用いられているＧＦ（２１０）のガロア体を用いた２４符号シンボル誤り訂正（［３］  Ｔ．  Ｍｏｒｉｔａ，  Ｙ．  Ｓａｔｏ，  Ｔ．  Ｓｕｇａｗａｒａ，  “ＥＣＣ−ｌｅｓｓ  ＬＤＰＣ  ｃｏｄｉｎｇ  ｆｏｒ  ｍａｇｎｅｔｉｃ  ｒｅｃｏｒｄｉｎｇ  ｃｈａｎｎｅｌｓ，”  ＩＥＥＥ  Ｔｒａｎｓ．  Ｍａｇｎ．，ｖｏｌ．３８，  ｎｏ．５，  ｐｐ．２３０４−２３０６，  Ｓｅｐｔ．  ２００２．）が可能なＲＳ符号の符号化率η＝０．８４９に相当する符号化率でＬＤＰＣ符号を構成するため、行重みと列重みがそれぞれ２２，３のレギュラーＬＤＰＣ符号を用いている。また、再生波形等からでは検出が困難な信号バーストとして、ポールイレーズ（［５］  Ｋ．  Ｎａｋａｍｏｔｏ，  Ｔ．  Ｏｋａｄａ，  Ｋ．  Ｗａｔａｎａｂｅ，  Ｈ．  Ｈｏｓｈｉｙａ，  Ｎ．Ｙｏｓｈｉｄａ，  Ｙ．  Ｋａｗａｔｏ，  Ｍ．  Ｈａｔａｔａｎｉ，  Ｋ．  Ｍｅｇｕｒｏ，  Ｙ．  Ｏｋａｄａ，Ｈ．  Ｋｉｍｕｒａ，  Ｍ．  Ｍｏｃｈｉｚｕｋｉ，  Ｋ．  Ｋｕｓｕｋａｗａ，  Ｃ．  Ｉｓｈｉｋａｗａ，  Ｍ．  Ｆｕｙａｍａ，  “Ｓｉｎｇｌｅ−ｐｏｌｅ／ＴＭＲ  ｈｅａｄｓ  ｆｏｒ  １４０−Ｇｂ／ｉｎ２  ｐｅｒｐｅｎｄｉｃｕｌａｒ  ｒｅｃｏｒｄｉｎｇ，”  ＩＥＥＥ  Ｔｒａｎｓ．  Ｍａｇｎ．，  ｖｏｌ．４０，  ｎｏ．１，ｐｐ．２９０−２９４，  Ｊａｎ．  ２００４．）による他のトラックの情報の部分的な上書きを想定しており、計算機シミュレーションにおいては、バースト発生器３２により各セクタに一度だけユーザービット間隔Ｔｂで規格化した長さＬｆｌｉｐにわたって｛ｃｋ｝を反転（フリッピング）させることでビットフリッピング状信号バーストを実現している。そして、バースト発生器３２により信号バーストが付加された記録系列｛ｄｋ｝が垂直磁気記録媒体４１にＮＲＺ記録される。【０１３３】
本実施例では、ステップ状の記録波形に対する孤立再生波形を実施例１−１で上述した式（１）と仮定する（［９］岡本好弘，  佐藤光輝，  斎藤秀俊，  大沢  寿，  村岡裕明，  中村慶久，“二層膜媒体を用いた垂直記録方式における３／４ＭＴＲ符号化ＰＲＭＬ方式の一検討，”  信学技報，  ＭＲ２０００−８，  Ｊｕｎｅ  ２０００．）。また、Ｔｂで規格化した規格化線密度を同じく上述した上式（２）で定義する。【０１３４】
読み出し点における雑音として、磁化遷移点が白色ガウス性に変動することで生じるジッタ性媒体雑音、及び、システム雑音として平均値が０の白色ガウス雑音（ＡＷＧＮ：ａｄｄｉｔｉｖｅ  ｗｈｉｔｅ  Ｇａｕｓｓｉａｎ  ｎｏｉｓｅ）を仮定し、読み出し点におけるＳＮ比を上述した式（３）で定義する。また、読み出し点における全雑音電力に対するジッタ性媒体雑音電力の割合を上式（４）で定義する。【０１３５】
また、等化器４２は、ｆｂで規格化した規格化遮断周波数ｘｈを持つ６次バタワース・ローパスフィルタとタップ数Ｎｔのトランスバーサルフィルタにより構成され、記録ヘッドから等化器出力までがＰＲ１特性（［１０］  Ｅ．  Ｒ．  Ｋｒｅｔｚｍｅｒ，  “Ｇｅｎｅｒａｌｉｚａｔｉｏｎ  ｏｆ  ａ  ｔｅｃｈｎｉｑｕｅ  ｆｏｒ  ｂｉｎａｒｙ  ｄａｔａ  ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎ，”  ＩＥＥＥ  Ｔｒａｎｓ．  Ｃｏｍｍｕｎ．  Ｔｅｃｈｎｏｌ．，ｖｏｌ．ＣＯＭ−１４，  ｐｐ．６７−６８，  Ｆｅｂ．  １９６６．）となるように波形等化を行う。【０１３６】
一方、復号化装置として機能する（ｂ）復号化ブロックは、ＡＲ（ａｕｔｏｒｅｇｒｅｓｓｉｖｅ）チャネルモデルを推定器として備えたＡＰＰ復号器６２（［１１］  Ｙ．  Ｎａｋａｍｕｒａ，  Ｙ．  Ｏｋａｍｏｔｏ，  Ｈ．  Ｏｓａｗａ，  Ｈ．  Ｓａｉｔｏ，  Ｈ．  Ｍｕｒａｏｋａ，Ｙ．  Ｎａｋａｍｕｒａ，  “Ａ  ｓｔｕｄｙ  ｏｆ  ｔｕｒｂｏ  ｄｅｃｏｄｉｎｇ  ｗｉｔｈ  ｅｍｂｅｄｄｅｄ  ＡＲ  ｃｈａｎｎｅｌ  ｍｏｄｅｌ  ｆｏｒ  ｐｅｒｐｅｎｄｉｃｕｌａｒ  ｒｅｃｏｒｄｉｎｇ，”ＩＥＥＥ  Ｔｒａｎｓ．  Ｍａｇｎ．，  ｖｏｌ．３９，  ｎｏ．５，  ｐｐ．２５７０−２５７２，  Ｓｅｐｔ．  ２００３．）、ＳＰ復号器６３、バースト検出手段として機能するバースト検出器６１´、硬判定器６４、ＲＬＬ復号器６７で構成される。まずＡＰＰ復号器６２において、ＰＲ１チャネル４０１に対する事後確率復号が行われ、対数尤度比（ＬＬＲ：ｌｏｇ  ｌｉｋｅｌｉｈｏｏｄ  ｒａｔｉｏ）系列｛Ｌ（＾ｃｋ）｝が得られる。ここで、ＡＲチャネルモデルにおいて復号器入力雑音の相関を考慮する範囲Ｌｃ＝５としている（同文献）。そして、｛Ｌ（＾ｃｋ）｝をＳＰ復号器６３とバースト検出器６１´に入力する。バースト検出器６１´ではＬＤＰＣ符号の符号制約に従ったパリティ検査行列を利用することで、｛Ｌ（＾ｃｋ）｝からバーストの発生位置及び長さを検出し、ＳＰ復号器６３にバースト情報として伝える（実施例１−１参照）。ＳＰ復号器６３ではバーストによる誤り伝播を抑えるために、バースト情報に基づいてＬＬＲの値を減衰させて、設定した繰り返し回数に達するまで繰り返し復号を行う。バースト情報は、ＡＰＰ復号器出力に対して初回のみ検出され、以降の繰り返し復号においてもそれを有効とする。また、ＳＰ復号器６３内での繰り返しにおいて重み係数ＷＬａを乗ずることによってＬＬＲの過度の上昇を抑えることでバースト部分が原因の誤り伝播を抑制している（［１２］  仲村泰明，  西村光弘，  岡本好弘，  大沢  寿，  村岡裕明，  中村慶久，“バーストを伴う垂直磁気記録再生系におけるＬＤＰＣ  符号の訂正能力の検討，”  信学技報，  ＭＲ２００７−２３，  Ｏｃｔ．  ２００７．）。ここで、ＳＰ復号器出力をＡＰＰ復号器６２に戻すことで繰り返し復号化装置６０１を構成している。また、ＳＰ復号器６３内での繰り返し回数をｉｓｐ、ＳＰ復号器６３からＡＰＰ復号器６２へ戻す繰り返し回数をｉｉｎとする。本実施例では、繰り返し回数をｉｓｐ，ｉｉｎともに５回としている。所定回数の繰り返し復号が終わるとＬＤＰＣ符号器出力推定値｛Ｌ（＾ｂｋ´）｝を得る。そして、｛Ｌ（＾ｂｋ´）｝を硬判定及びＲＬＬ復号を行うことで出力データ系列｛＾ａｋ´´｝を求め、入力データ系列と比較することでビット誤り率（ＢＥＲ：ｂｉｔ  ｅｒｒｏｒ  ｒａｔｅ）特性を求める。【０１３７】
バースト検出器６１´の基本的構成は実施例１−１と同様であるので図８を参照する。すなわち、このバースト検出器６１´は、硬判定器６１１´、パリティフラグ発生器６１２´、フィルタ６１３´、バースト情報出力器６１４´から構成される。【０１３８】
図８のように、硬判定器６１１´は、ＡＰＰ復号器出力系列｛Ｌ（＾ｃｋ）｝を、０を閾値として硬判定する。【０１３９】
次に、パリティフラグ発生器６１２´は、｛Ｌ（＾ｃｋ）｝の硬判定結果をＬＤＰＣ符号の検査行列に基づいて各行ごとにパリティ検査を行い、パリティ検査結果よりパリティフラグを作成する。【０１４０】
そして、フィルタ６１３´は、二段構成のＭＡ（Ｍｏｖｉｎｇ  Ａｖｅｒａｇｅ：移動平均）フィルタにより、信号バースト発生位置の値を大きくすることでバースト検出を容易にしている。この二段構成のＭＡフィルタは、まず、パリティフラグを前後ＬＭＡ１チャネルビット間にわたり移動平均をとり、再び前後ＬＭＡ２チャネルビット間にわたり移動平均をとる構成となっている。以後、一段目および二段目のＭＡフィルタをそれぞれＭＡ１、ＭＡ２と表記する。ＭＡフィルタの構造上、バースト発生位置と終了位置の前後で、バーストが本来より短く検出される可能性がある。そのため、検出されたバーストに対して前後ＬＭＡ１チャネルビット伸長したものをバースト区間としてバースト情報を生成し、ＳＰ復号器６３に出力する。【０１４１】
実施例１−１における本願発明者らの検討では、２００≦Ｌｆｌｉｐの信号バーストの検出を目的としていたため、ＬＭＡ１＝１００，ＬＭＡ２＝２００のＭＡフィルタを採用していた。この場合、ＭＡ１において、｛Ｌ（＾ｃｋ）｝の基本周波数の１／ＬＭＡ１＝０．００５倍以上の周波数帯、つまりバースト発生位置以外のパリティフラグの影響を抑えることができ、さらに、ＭＡ２において、ＭＡ１出力の基本周波数の１／ＬＭＡ２＝０．０００２５倍以上のＭＡ１出力の影響を抑えることができる。よって、実施例１−１では、２００≦Ｌｆｌｉｐのバースト発生位置におけるバースト検出が容易になる。【０１４２】
図２０は、Ｌｆｌｉｐ＝１０００の信号バーストが発生した場合のＭＡフィルタ出力を示す図である。但し、Ｋ＝１．５，ＲＪ＝８０％，ＳＮＲ＝２１．５ｄＢ，ｘｈ＝０．４，Ｎｔ＝１５，Ｌｃ＝５，ＬＭＡ１＝１００，ＬＭＡ２＝２００としている。また、チャネルビット間隔Ｔｃで規格化した時間ｔ／Ｔｃ＝８０００の位置からＬｆｌｉｐ＝１０００のバーストが発生した場合を示しており、バースト発生位置を点線で囲っている。図より、バースト発生位置付近においてフィルタ出力レベルが大きくなっており、フィルタ出力をあるレベルで閾値判定することでバーストの発生位置と長さを検出できることが予想される。【０１４３】
図２１は、検出された平均バースト長とＴＨｆｌｉｐの関係を示す図である。但し、シミュレーション条件は、図２０と同一としている。図中の点線は、発生させたバースト長Ｌｆｌｉｐを示している。またＴＨｆｌｉｐは、バーストを検出するためのフィルタ出力レベルの閾値を示している。図２１より、ＴＨｆｌｉｐ＝０．１２付近で付加した信号バースト長と同程度のバーストを検出できることがわかる。そこで以後の検討では、ＭＡフィルタ出力をＴＨｆｌｉｐ＝０．１２を用いて閾値判定することでバースト検出を行う。【０１４４】
図２２は、Ｌｆｌｉｐ＝５０の信号バーストが発生した場合のＭＡフィルタ出力を示す図である。但し、シミュレーション条件は、Ｌｆｌｉｐ以外は図２０の場合と同一としている。図より、ＴＨｆｌｉｐ＝０．１２とすると、点線で囲ったバースト位置は全く検出できないことがわかる。【０１４５】
図２３は、ＬＭＡ１＝１００、ＬＭＡ２＝２００のＭＡフィルタにより構成されるバースト検出器を用いたＬＤＰＣ−ＰＣＢＤ方式におけるＢＥＲ特性を示す図である。但し、Ｋ＝１．５，ＲＪ＝８０％，ｘｈ＝０．４，Ｎｔは誤り率が最小となる最適値Ｎｔｏｐｔ，Ｌｃ＝５，ｉｓｐ＝５，ｉｉｎ＝５，ＷＬａ＝０．７，ＬＭＡ１＝１００，ＬＭＡ２＝２００，ＴＨｆｌｉｐ＝０．１２としている。図中の丸印（○，●），三角印（△，黒塗り△）は、それぞれ、Ｌｆｌｉｐ＝１０００の場合、Ｌｆｌｉｐ＝５０の場合の特性をそれぞれ示している。また、白抜きの印（○，△）はバースト検出器を動作させない場合、黒塗の印（●，黒塗り△）は、バースト検出器を動作させた場合をそれぞれ示している。図より、バースト検出器を用いることにより、Ｌｆｌｉｐ＝１０００のバーストに対してはＳＮＲ＝２１．４ｄＢで誤りなく復号できていることがわかる。一方、Ｌｆｌｉｐ＝５０のバーストに対しては、バースト検出器の動作の有無による差がほとんどなく、エラーフロアが発生していることがわかる。これは、図２２で示したように、短いバーストの検出が行えていないために、バースト情報を考慮した繰り返し復号ができなかったことが原因である。【０１４６】
そこで、本実施例１−４では、Ｌｆｌｉｐが２００より短い信号バーストが発生した場合においても、バースト検出が可能なＭＡフィルタの構成について考察する。ＭＡフィルタの周波数特性を考慮して、ＬＭＡ１＝１５、ＬＭＡ２＝３０のＭＡフィルタで構成されるＬｆｌｉｐ≦１００の比較的短いバーストに対応するフィルタ１，ＬＭＡ１＝５０，ＬＭＡ２＝１００のＭＡフィルタで構成される１００＜Ｌｆｌｉｐ≦２００の中程度のバーストに対応するフィルタ２，ＬＭＡ１＝１００，ＬＭＡ２＝２００のＭＡフィルタで構成される２００＜Ｌｆｌｉｐの長いバーストに対応するフィルタ３の３種類の二段階ＭＡフィルタを用いる。【０１４７】
図２４は、３種類の二段階ＭＡフィルタを個別に適用した場合における、所定のデータを誤りなく復号するための所要ＳＮ比とＬｆｌｉｐの関係を示す図である。但し、ユーザーデータ総数は１０Ｍビット，Ｋ＝１．５，ＲＪ＝８０％，ｘｈ＝０．４，Ｎｔ＝Ｎｔｏｐｔ，Ｌｃ＝５，ｉｓｐ＝５，ｉｉｎ＝５，ＷＬａ＝０．７，ＴＨｆｌｉｐ＝０．１２としている。図中の○（白丸），△（白三角），□（白四角）印は、それぞれフィルタ１、フィルタ２、フィルタ３を適用した場合の特性を示している。図中に表記されていない場合は、エラーフロア等によってＳＮ比が２６ｄＢまで達しても誤りなしとならなかったことを示している。図より、フィルタ１を適用した場合Ｌｆｌｉｐ≦１１００のバーストを誤りなく復号できていることがわかる。しかし、Ｌｆｌｉｐ＜４０，４００＜Ｌｆｌｉｐでは、バースト長に対して所要ＳＮ比が極端に悪いことがわかる。これは、バーストの誤検出が増加したためと考えられる。また、フィルタ２を適用した場合には２５≦Ｌｆｌｉｐ≦１４００、フィルタ３を適用した場合には６０≦Ｌｆｌｉｐ≦１５００のバーストに対して誤りなく復号できていることがわかる。さらに、Ｌｆｌｉｐ＜１２０の場合はフィルタ１，１２０≦Ｌｆｌｉｐ＜２６０の場合はフィルタ２，２６０≦Ｌｆｌｉｐの場合はフィルタ３を用いることで良好な特性が得られることがわかる。【０１４８】
ここで、図２５は、本実施例１−４で提案するフィルタ６１３´の処理の一例を示すフローチャートである。図２５のフローチャートに示すように、３種類のフィルタで最も長く検出されたバースト長ＢＬｍａｘが、ＢＬｍａｘ＜１２０，１２０≦ＢＬｍａｘ＜３００，３００≦ＢＬｍａｘの場合、それぞれフィルタ１、フィルタ２、フィルタ３で作成されたバースト情報を適用する方法を提案する。このようにＢＬｍａｘによって二段階ＭＡフィルタを使い分けることで、従来のＬＭＡ１＝１００，ＬＭＡ２＝２００の二段階ＭＡフィルタのみで構成されるバースト検出器で問題となっていた比較的短いバーストに対する耐性が得られる。【０１４９】
図２６は、ＬＤＰＣ符号化・繰り返し復号化方式（ＬＤＰＣ−ＰＣＢＤ方式）の誤り率特性を示す図である。但し、Ｋ＝１．５，ＲＪ＝８０％，ｘｈ＝０．４，Ｎｔ＝Ｎｔｏｐｔ，Ｌｃ＝５，ｉｓｐ＝５，ｉｉｎ＝５，ＷＬａ＝０．７，ユーザーデータ総数を１０Ｍビットとしている。また、バースト検出のための閾値をＴＨｆｌｉｐ＝０．１２としている。図中の丸印（○，●），三角印（△，黒塗り△）は、Ｌｆｌｉｐ＝５０，１０００の場合をそれぞれ示している。また、白抜きの印（○，△）は、本実施例１−４で提案したバースト検出器を備えた改良型ＬＤＰＣ−ＰＣＢＤ方式、黒塗りの印（●，黒塗り△）は、実施例１−１のＬＭＡ１＝１００，ＬＭＡ２＝２００のＭＡフィルタのみのバースト検出器を備えた非改良型ＬＤＰＣ−ＰＣＢＤ方式の特性をそれぞれ示している。図より、Ｌｆｌｉｐ＝５０の信号バーストが発生した場合、実施例１−１の非改良型ＬＤＰＣ−ＰＣＢＤ方式のバースト検出器ではバーストを検出できずエラーフロアが発生しているが、本実施例１−４の改良型ＬＤＰＣ−ＰＣＢＤ方式のバースト検出器を用いることでＳＮＲ＝２０．５ｄＢで誤りなく復号できていることがわかる。また、Ｌｆｌｉｐ＝１０００の信号バーストが発生した場合、非改良型ＬＤＰＣ−ＰＣＢＤ方式のバースト検出器を用いた場合は２１．５ｄＢであり、改良型ＬＤＰＣ−ＰＣＢＤ方式のバースト検出器を用いても２１．２ｄＢで誤りなく復号できておりほぼ同等の特性となっている。これは、本実施例１−４で提案する改良型ＬＤＰＣ−ＰＣＢＤ方式のバースト検出器を用いても、最長検出バースト長ＢＬｍａｘが３００チャネルビットを超えているため大部分のセクタで非改良型ＬＤＰＣ−ＰＣＢＤ方式と同様のＭＡフィルタの構成になるためと考えられる。【０１５０】
図２７は、所定のデータを誤りなく復号するための所要ＳＮ比とＬｆｌｉｐの関係を示す図である。シミュレーションにおける各パラメータは図２６と同一としている。図中の○（白丸），△（白三角），□（白四角）印は、本実施例１−４で提案する方式のバースト検出器を備えた改良型ＬＤＰＣ−ＰＣＢＤ方式、実施例１−１のバースト検出器を備えた非改良型ＬＤＰＣ−ＰＣＢＤ方式、比較方式として用いた消失誤り訂正を伴うＲＳ−ＥＣ方式（［１２］  仲村泰明，  西村光弘，  岡本好弘，  大沢  寿，  村岡裕明，  中村慶久，“バーストを伴う垂直磁気記録再生系におけるＬＤＰＣ  符号の訂正能力の検討，”  信学技報，  ＭＲ２００７−２３，  Ｏｃｔ．  ２００７．）の特性をそれぞれ示している。ここで、ＲＳ−ＥＣ方式で用いているＲＳ符号は、ＧＦ（２１２）のガロア体を用いた１９０符号シンボル誤り訂正が可能な符号（同文献）としており、また消失位置情報は、等化器出力の振幅変動を利用して決定しているため、ビットフリッピング状の信号バーストの検出は不可能であり、消失訂正は実行されない。図より、本実施例１−４で提案する方式のバースト検出器を用いた改良型ＬＤＰＣ−ＰＣＢＤ方式は、非改良型ＬＤＰＣ−ＰＣＢＤ方式で誤りなく復号できないＬｆｌｉｐが６０より短い信号バーストにおいても耐性があることがわかる。さらに、Ｌｆｌｉｐ≦１０００の場合、従来方式より低いＳＮ比で信号バーストを許容できることもわかる。また、３０≦Ｌｆｌｉｐ＜１２０の場合、ＲＳ−ＥＣ方式に比べて提案方式は約０．７ｄＢ以上低いＳＮ比で誤りなく復号できており、１２０≦Ｌｆｌｉｐ＜１０００の場合、ＲＳ−ＥＣ方式より約１．０ｄＢ以上低いＳＮ比で誤りなく復号できていることがわかる。Ｌｆｌｉｐ≦３０の場合は、ＲＳ−ＥＣ  方式より特性が劣るため、さらなるＭＡフィルタの改良が必要と考えられる。【０１５１】
上述のように、本実施例１−４では、５０チャネルビット以下の短いビットフリッピング状の信号バーストが発生した場合においても検出可能なＬＤＰＣ符号の検査行列を用いたバースト検出器の構成について検討を行った。また、ビットフリッピング状の信号バーストが発生する磁気記録再生形において、本実施例１−４で提案するバースト検出器を備えたＬＤＰＣ符号化・繰り返し復号化方式（改良型ＬＤＰＣ−ＰＣＢＤ）と、実施例１−１のバースト検出器を備えたＬＤＰＣ符号化・繰り返し復号化方式（非改良型ＬＤＰＣ−ＰＣＢＤ）、及び、ＲＳ符号化消失誤り訂正方式（ＲＳ−ＥＣ方式）の性能比較を計算機シミュレーションにより行った。その結果、本実施例１−４で提案したバースト検出器を用いたＬＤＰＣ符号化・繰り返し復号化方式（改良型ＬＤＰＣ−ＰＣＢＤ）は、ビットフリッピング長Ｌｆｌｉｐが５０より短いバーストを許容できることが明らかとなった。また、Ｌｆｌｉｐが３００より短いバーストが発生している場合、改良型ＬＤＰＣ−ＰＣＢＤ方式のバースト検出器を用いることで非改良型ＬＤＰＣ−ＰＣＢＤ方式に比べて低いＳＮ比でバーストを許容できることが明らかとなった。さらに、１２０≦Ｌｆｌｉｐ＜１０００において、ＲＳ符号化消失誤り訂正方式（ＲＳ−ＥＣ方式）に比べて約１ｄＢ以上低いＳＮ比でバーストを許容できることも明らかとなった。【０１５２】
以上で、実施例１−１〜４の説明を終える。上述したように実施例１では、ハードディスク装置のための誤り訂正符号としてＬＤＰＣ符号を利用可能と想定して本発明を適用し、計算器シミュレーションで十分な長さのバーストに対応できることが確認できた。また、本発明が、ビットパターン媒体を用いた次世代ハードディスク装置において問題となりうる非同期書込みの検出に利用できることを、計算機シミュレーションにより確認した。
【実施例２】
【０１５３】
以下に、本実施の形態にかかる復号化装置を受信装置に適用した実施例２について説明する。【０１５４】
図２８は、２値入力加法的白色ガウス（ＡＷＧＮ：ａｄｄｉｔｉｖｅ  ｗｈｉｔｅ  Ｇａｕｓｓｉａｎ  ｎｏｉｓｅ）通信路に適用したＬＤＰＣ符号のパリティ検査行列を利用したバースト検出器を備えたＬＤＰＣ符号化・繰り返し復号化方式（ＬＤＰＣ−ＰＣＢＤ方式）のブロック図を示す。図のように、入力データ系列｛ａｋ´｝は、ＬＤＰＣ符号器によりセクタ単位にＬＤＰＣ符号化され｛ｂｋ｝となる。但し、ＬＤＰＣ符号は、磁気記録再生系で用いたＬＤＰＣ符号と同じ行重み２２、列重み３としている。また、ＬＤＰＣ符号の情報長は３２７６８としている。さらに、２値入力ＡＷＧＮ通信路においても検出困難な誤りとして、ビットフリッピング状信号バーストを想定している。計算機シミュレーションにおいては、ユーザービット間隔Ｔｂで規格化した長さＬｆｌｉｐにわたって｛ｂｋ｝を反転させることでこれを実現している。そして、セクタごとに一度だけビットフリッピング状の誤りを含んだ記録系列｛ｃｋ｝が２値入力ＡＷＧＮ通信路に送出される。ここでは、２値入力ＡＷＧＮ通信路では、２元線形符号の符号語は、送信時にバイナリ・バイポーラ変換されたのちに通信路に送出される（［１］  和田山  正，  “低密度パリティ検査符号とその復号法，”  トリケップス，  Ｊｕｎｅ  ２００２．）。【０１５５】
２値入力ＡＷＧＮ通信路におけるＳＮ比を次式で定義する（同文献）。
【数４】
0005628670.tif 000005
ここで、Ｅｂは情報シンボル１ビットあたりの送信エネルギー、Ｎ０は白色ガウス雑音の片側電力スペクトル密度をそれぞれ示している。磁気記録再生系の場合と同様、式（５）のＳＮ比にはバーストは含まれていない。【０１５６】
２値入力ＡＷＧＮ通信路では、通信路出力｛Ｌ（＾ｂｋ）｝を信頼度とみなし復号を行う。｛Ｌ（＾ｂｋ）｝をＳＰ復号器６３とバースト検出器６１´に入力する。バースト検出器６１´ではＬＤＰＣ符号のパリティ検査行列を利用することで、｛Ｌ（＾ｃｋ）｝からバーストの位置及び長さを検出し、ＳＰ復号器６３にバースト情報として伝える。バースト検出方法は、上述した磁気記録再生系の検出方式と同様の行程で行う。ＳＰ復号器６３では、バースト情報を考慮に入れたＳＰ復号を所定回数ｉｓｐだけ繰り返す。ここでは、繰り返し回数ｉｓｐを５回としている。そして、｛Ｌ（＾ａｋ´）｝を硬判定することで出力データ系列｛＾ａｋ´）｝を得る。ここで、入力データ系列と出力データ系列を比較することでビット誤り率（ＢＥＲ：ｂｉｔ  ｅｒｒｏｒ  ｒａｔｅ）特性を求めてＬＤＰＣ符号化・繰り返し復号化方式（ＬＤＰＣ−ＰＣＢＤ方式）の性能評価を行う。【０１５７】
図２９は、２値入力ＡＷＧＮ通信路におけるＢＥＲ特性を示す図である。但し、Ｌｆｌｉｐ＝１０００としている。図中の○（白丸），□（白四角）印は、バースト検出器を用いた場合、用いない場合をそれぞれ示している。また、△（白三角）印は、参考としてＬｆｌｉｐ＝０の場合の特性を示している。図より、バースト検出器を用いない場合は、誤り率が飽和傾向を示しているが、バース検出器を用いることで約１．６ｄＢで誤りなく復号できていることがわかる。また、バースト検出器を用いることで、信号バーストが発生していない場合の特性と比べて、約０．５ｄＢのＳＮ比劣化に抑えることができることがわかった。【０１５８】
以上で、本実施例２の説明を終える。このように、本実施例２では、計算機シミュレーションにより２値入力加法的白色ガウス雑音通信路においてバースト誤りの検出が可能であることを確認し、本発明が、有線および無線通信においてバースト誤りの検出に利用できることを確認した。【０１５９】
［他の実施の形態］
さて、これまで本発明の実施の形態について説明したが、本発明は、上述した実施の形態以外にも、特許請求の範囲に記載した技術的思想の範囲内において種々の異なる実施の形態にて実施されてよいものである。【０１６０】
上記実施の形態においては、本発明を磁気記録再生装置や通信装置に適用した例について説明を行ったが、これに限られず、本発明は、磁気ディスク装置などの記録装置や、光ディスク等のストレージ製品や、無線ＬＡＮや無線インターネットや長距離光通信などの通信分野のデジタル信号処理において広く適用することができる。特に、本発明は、上述したハードディスク装置のための誤り訂正のみならず、ビットパターン媒体を用いた次世代ハードディスク装置のための非同期書込み検出や、通信におけるバースト誤り検出、半導体メモリのためのバースト誤り検出などにおいて極めて有用である。【０１６１】
また、上記実施の形態においては、復号化装置６０は、ＡＰＰ復号器６２とＳＰ復号器６３の組み合わせで構成した例について説明したが、これに限られず、ＬＤＰＣ符号の復号化を行うことができる公知の復号手段を用いてもよく、また、尤度を用いた軟出力軟入力の内復号器と外復号器の組み合わせで構成してもよい。【０１６２】
また、上記実施の形態においては、尤度の上昇を抑制する方法として、重み付けにより行うことを説明したが、これに限られず、例えば、検出したバーストエラーの位置および長さに対応する尤度を一定繰り返し回数だけマスクすることにより尤度上昇を抑制してもよい。【０１６３】
また、復号化装置６０がスタンドアローンの形態で処理を行う場合を一例に説明したが、復号化装置６０とは別筐体で構成されるクライアント端末からの要求に応じて処理を行い、その復号化結果を当該クライアント端末に返却するように構成してもよい。【０１６４】
また、実施の形態において説明した各処理のうち、自動的に行われるものとして説明した処理の全部または一部を手動的に行うこともでき、あるいは、手動的に行われるものとして説明した処理の全部または一部を公知の方法で自動的に行うこともできる。【０１６５】
このほか、上記文献中や図面中で示した処理手順、制御手順、具体的名称、各処理の登録データ等のパラメータを含む情報、データベース構成等については、特記する場合を除いて任意に変更することができる。【０１６６】
また、復号化装置６０に関して、図示の各構成要素は機能概念的なものであり、必ずしも物理的に図示の如く構成されていることを要しない。【０１６７】
例えば、復号化装置６０の各装置が備える処理機能、特に制御手段（復号手段、バースト検出手段等）にて行われる各処理機能については、その全部または任意の一部を、ＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ  Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ  Ｕｎｉｔ）および当該ＣＰＵにて解釈実行されるプログラムにて実現してもよく、また、ワイヤードロジックによるハードウェアとして実現してもよい。尚、プログラムは、後述する記録媒体に記録されており、必要に応じて復号化装置６０に機械的に読み取られる。すなわち、ＲＯＭまたはＨＤなどの記憶手段などは、ＯＳ（Ｏｐｅｒａｔｉｎｇ  Ｓｙｓｔｅｍ）として協働してＣＰＵに命令を与え、各種処理を行うためのコンピュータプログラムが記録されている。このコンピュータプログラムは、ＲＡＭにロードされることによって実行され、ＣＰＵと協働して制御部を構成する。【０１６８】
また、このコンピュータプログラムは、復号化装置６０に対して任意のネットワークを介して接続されたアプリケーションプログラムサーバに記憶されていてもよく、必要に応じてその全部または一部をダウンロードすることも可能である。【０１６９】
また、本発明に係るプログラムを、コンピュータ読み取り可能な記録媒体に格納することもできる。ここで、この「記録媒体」とは、フレキシブルディスク、光磁気ディスク、ＲＯＭ、ＥＰＲＯＭ、ＥＥＰＲＯＭ、ＣＤ−ＲＯＭ、ＭＯ、ＤＶＤ等の任意の「可搬用の物理媒体」、あるいは、ＬＡＮ、ＷＡＮ、インターネットに代表されるネットワークを介してプログラムを送信する場合の通信回線や搬送波のように、短期にプログラムを保持する「通信媒体」を含むものとする。【０１７０】
また、「プログラム」とは、任意の言語や記述方法にて記述されたデータ処理方法であり、ソースコードやバイナリコード等の形式を問わない。なお、「プログラム」は必ずしも単一的に構成されるものに限られず、複数のモジュールやライブラリとして分散構成されるものや、ＯＳ（Ｏｐｅｒａｔｉｎｇ  Ｓｙｓｔｅｍ）に代表される別個のプログラムと協働してその機能を達成するものをも含む。なお、実施の形態に示した各装置において記録媒体を読み取るための具体的な構成、読み取り手順、あるいは、読み取り後のインストール手順等については、周知の構成や手順を用いることができる。【０１７１】
記憶手段に格納される各種のデータベース等は、ＲＡＭ、ＲＯＭ等のメモリ装置、ハードディスク等の固定ディスク装置、フレキシブルディスク、光ディスク等のストレージ手段であり、各種処理に用いる各種のプログラムやテーブルやデータベース等を格納する。【０１７２】
また、復号化装置６０は、既知のパーソナルコンピュータ、ワークステーション等の情報処理装置を接続し、該情報処理装置に本発明の方法を実現させるソフトウェア（プログラム、データ等を含む）を実装することにより実現してもよい。【０１７３】
更に、装置の分散・統合の具体的形態は図示するものに限られず、その全部または一部を、各種の付加等に応じて、または、機能負荷に応じて、任意の単位で機能的または物理的に分散・統合して構成することができる。
【産業上の利用可能性】
【０１７４】
以上詳述に説明したように、本発明によれば、バーストエラー検出のための特殊符号（冗長符号）を付加することなく、ポールイレーズのように振幅変動を伴わないバーストエラーに対しても耐性のある復号化を行うことができる、復号化装置、垂直磁気記録再生装置、受信装置、および、復号化方法を提供することができるので、次世代磁気記録再生系や、半導体分野、ストレージ・メモリ分野、情報通信分野等の多種多様な分野において極めて有用である。
【図１】
0005628670.tif 000006
【図２】
0005628670.tif 000007
【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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【図２６】
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【図２７】
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【図２８】
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【図２９】
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