(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ディジタルデータの記録／再生装置であって、
外部から印加されるディジタル信号を並列に変換する第１直／並列変換手段と、
前記並列に変換された信号を補償する補償手段と、
前記補償された信号を受信して記録制御信号を発生する記録制御手段と、
前記記録制御信号に応答して前記補償された信号を貯蔵する貯蔵手段と、
前記貯蔵手段に記録された信号を読み出してディジタル信号に変換するアナログ／ディジタル変換手段と、
前記ディジタル信号を並列に変換する第２直／並列変換手段と、
前記第２直／並列変換手段からの並列に変換された信号を周波数領域の信号に変換する周波数領域変換手段と、
前記周波数領域の信号から前記外部から印加されるディジタル信号を検出する検出手段とを具備することを特徴とし、
前記貯蔵手段のデータフォーマットが、
ビット同期と、
ブロック同期と、
複数個のデータブロックと、
ブロックエラーチェックコードとを具備することを特徴とし、
前記複数個のデータブロックのそれぞれが、データビットと境界ビットとを具備することを特徴とし、
前記ブロック同期を検出する制御信号発生手段を備え、
前記第２直／並列変換器、前記周波数領域変換手段、及び前記検出手段が、前記制御信号発生手段からの制御信号に応じて処理単位を決めることを特徴とするディジタルデータ記録／再生装置。
【請求項２】
前記ビット同期を検出する同期信号発生器を備え、
前記アナログ／ディジタル変換手段が、前記同期信号発生器で発生されるクロック信号の周期でサンプリングすることを特徴とする請求項１に記載のディジタルデータ記録／再生装置。
【請求項３】
前記貯蔵手段と前記アナログ／ディジタル変換手段との間に利得可変増幅手段とフィルターとを更に具備することを特徴とする請求項１に記載のディジタルデータ記録／再生装置。
【請求項４】
前記利得可変増幅手段の利得が、前記変換されたディジタル信号、または前記サンプリングされた信号から利得特性を検出する自動利得制御手段の制御に応答して決められることを特徴とする請求項３に記載のディジタルデータ記録／再生装置。
【請求項５】
ディジタルデータの記録／再生方法であって、
外部ディジタル信号を並列に変換する第１直／並列変換過程と、
前記並列に変換された信号を再生時の誤りを防止するために補償する過程と、
前記補償された信号を記録し、これを再生する過程と、
前記再生された信号をディジタル信号に変換するアナログ／ディジタル変換過程と、
前記変換されたディジタル信号を並列に変換する第２直／並列変換過程と、
前記並列に変換された信号を周波数領域の信号に変換する過程と、
前記周波数領域に変換された信号から前記外部ディジタル信号を検出する過程とを具備することを特徴とし、
前記補償された信号を記録し、これを再生する過程において記録されるデータのデータフォーマットが、
ビット同期と、
ブロック同期と、
複数個のデータブロックと、
ブロックエラーチェックコードとを具備することを特徴とし、
前記複数個のデータブロックのそれぞれが、データビットと境界ビットとを具備することを特徴とし、
前記ブロック同期を検出して制御信号を発生する過程を更に含み、
前記第２直／並列変換過程、前記周波数領域の信号に変換する過程、及び前記外部ディジタル信号を検出する過程においては、前記ブロック同期を検出して制御信号を発生する過程で発生した前記制御信号に応じて処理単位を決めることを特徴とするディジタルデータの記録／再生方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明はディジタル記録／再生装置及び方法に係り、特に周波数領域特性を利用したディジタル記録／再生装置及び方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
一般に、ディジタル記録／再生装置は空間領域による記録及び再生概念を利用している。図１は従来のディジタルデータの記録方法を説明するための概略図である。端子５を通じて入力されるディジタル二進データは記録系１０によりビット単位で貯蔵体２０に磁気記録、あるいは光磁気記録方式を用いて貯蔵され、これをビット単位で再生系３０により再生する。この際、記録系１０はチャネルの特性が線形特性になるようにＲＬＬ（Runlength limited）コードを利用してビット間の間隔を一定以上に保って記録することが望ましい。また、非線形特性があれば、予めそれを予測して補償することが好ましい。また、再生系３０は記録系１０の記録方式に従ってアナログ検出方式（例えば、ピーク検出方式）によって記録されたビット単位の信号特性を抽出したり、またはディジタル検出方式（例えば、ＴＲＭＬあるいはＤＦＥ）によってビット単位でサンプリングされた信号間の干渉（intersymbol interference）を等化器を利用して除去したり、あるいは特定のビットパターンに一致させた後にビタビ（Viterbi）検出器を利用して検出したりする。
【０００３】
即ち、ディジタルデータの記録／再生装置の記録密度が高密度化される一方、チャネルの非線形が性能を低下させる要因となり、非線形特性をなくすためのコードの使用により冗長ビット（redundant bit）の比率が大きくなってきている。また、ビット単位で処理しているため、記録／再生の高速化に伴いハードウェアのクロック周波数も共に増加させる必要があり、ハードウェアの複雑さが増しているという問題点がある。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
本発明の目的は、非線形性が問題にならず、従って記録の高密度化が可能であり、はるかに低いクロック周波数で動作し、また冗長ビット減少により純粋情報ビットの記録比率が増加したディジタル記録／再生装置を提供することである。
【０００５】
また、本発明の他の目的は、上述のようなディジタル記録／再生方法を提供することである。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
前述した目的を達成するため、本発明によるディジタル記録／再生装置は、外部から印加されるディジタル信号を並列に変換する第１直／並列変換手段と、前記並列に変換された信号を補償する補償手段と、前記補償された信号を受信して記録制御信号を発生する記録制御手段と、前記記録制御信号に応答して前記補償された信号を貯蔵する貯蔵手段と、前記貯蔵手段に記録された信号を読み出してディジタル信号に変換するアナログ／ディジタル変換手段と、前記ディジタル信号を並列に変換する第２直／並列変換手段と、前記第２直／並列変換手段からの並列に変換された信号を周波数領域の信号に変換する周波数領域変換手段と、前記周波数領域の信号から前記外部から印加されるディジタル信号を検出する検出手段とを具備することを特徴とする。
【０００７】
前述した他の目的を達成するため、本発明によるディシダル記録／再生方法は、
【０００８】
外部ディジタル信号を並列に変換する第１直／並列変換過程と、前記並列に変換された信号を再生時の誤りを防止するために補償する過程と、前記補償された信号を記録し、これを再生する過程と、前記再生された信号をディジタル信号に変換するアナログ／ディジタル変換過程と、前記変換されたディジタル信号を並列に変換する第２直／並列変換過程と、前記並列に変換された信号を周波数領域の信号に変換する過程と、前記周波数領域に変換された信号から前記外部ディジタル信号を検出する過程とを具備することを特徴とする。
【０００９】
【作用】
空間領域に於ける記録方式を周波数領域における記録／再生方式に変換して、周波数領域に変換されたブロックデータをブロック単位で検出することにより、記録の高密度化による非線形性の増加、増加される非線形性をなくすための冗長ビット比率の増加、ビット単位の処理によるクロック周波数の増加などの問題点が解決される。
【００１０】
【実施例】
以下、添付した図面に基づき本発明を詳細に説明する。
【００１１】
図２は本発明による周波数領域の特性を利用したディジタル記録／再生装置のブロック図である。
【００１２】
本発明によるディジタル記録／再生装置は記録系４０、貯蔵体５０、再生系６０より構成されている。再生系６０は利得可変増幅器６２、自動利得制御器６４、同期信号発生器６６、フィルター６８、アナログ／ディジタル変換器７０（以下、Ａ／Ｄ変換器）、直／並列変換器７２、制御信号発生器７４、周波数領域変換器７６、及び検出器７８より構成されている。
【００１３】
記録系４０は直／並列変換器４２、補償器４３及び記録制御信号発生器４４より構成されており、直／並列変換器４２を用いて端子３５を通じて入力される直列二進ディジタルデータを並列に変換する。補償器４３は並列に変換されたデータを周波数領域の信号に変換した後に周波数、位相特性が再生時、相異なるブロック間にはっきり区分されるようにあらかじめ補償する。このような補償方法には、記録データの特徴に従って制御信号発生器の類型を選択したり、データフォーマットの境界ビットをデータビットに従って選択したり、特定のデータビットを他のデータビットに変換した後に境界ビットを異なるように選択したりする方法が含まれる。続けて、記録制御信号発生器４４はＢＥＲ（Bit Error Rate）を改善するために記録制御信号を発生する。即ち、予め補償された一連のディジタルデータと外部から印加される一連のディジタルデータの各ビットと同期されたクロック信号ＣＬＫを受信して貯蔵体５０の特性に従って光磁気用の制御信号４５、４６、４７、あるいは磁気記録用の制御信号４８、４９を発生する。ここで、パワー制御信号４５は、貯蔵体５０の記録用レーザーダイオードのパワーを制御する。また、エッジシフト信号４６は、記録の開始と終了を知らせる上昇または下降エッジを前後にリード／ラグ（lead/lag）させる信号である。変調信号４７はレーザーダイオードの温度を調節するためレーザーダイオードのオン／オフを制御する。磁気記録制御信号４８は磁束（flux）の量を調節する制御信号であり、エッジシフト信号４９は磁束の方向を変えるタイミングを前後にリード／ラグさせる制御信号をいう。このようにして、記録制御信号発生器４４を通じて発生された制御信号に応じて貯蔵体５０に一連のディジタルデータが貯蔵される。ここで、貯蔵体５０はハードディスク、コンパクトディスク、フロッピーディスクなどの磁気または光磁気記録媒体である。従って、前述した制御信号は、記録媒体の特性に従って役割と機能が変更されうる。更に、貯蔵体５０に記録されたデータは、フォトダイオード（光磁気記録の場合）、または再生ヘッド（磁気記録の場合）を通じて読み出され、アナログ信号として端子３５を通じて利得可変増幅器６２、自動利得制御器６４及び同期信号発生器６６に印加される。利得可変増幅器６２は自動利得制御器６４の制御信号に応答して端子３５を通じて入力される再生ヘッド、あるいはフォトダイオードから読み出したアナログ信号の利得特性変動を補償する増幅器である。自動利得制御器６４は端子３５を通じて入力される前記アナログ信号あるいはＡ／Ｄ変換器７０から出力されるサンプリングされたデータを受信して信号の変動特性を検出し、利得調節のための自動利得制御信号を利得可変増幅器６２に出力する。より詳細に述べると、ディジタル自動利得制御器より構成する場合、前記サンプリングされたデータから利得変化を計算する回路とディジタル／アナログ変換器とを含んでもよい。また、同期信号発生器６６は前記アナログ信号または前記サンプリングされたデータを受信して同期クロック信号を発生する。より詳細に述べると、前記アナログ信号の入力時にはアナログ位相同期ループで、前記サンプリングされたデータの入力時にはディジ���ル位相同期ループでそれぞれ構成することができる。次いで、フィルター６８で利得可変増幅器６２から出力される利得調節された信号を受信してアンチエーリアシング（antialiasing）フィルタリングしてＡ／Ｄ変換器７０に出力する。Ａ／Ｄ変換器７０は同期信号発生器６６から発生される同期クロック周期でサンプリングしてディジタル信号に変換する。この際、ディジタル信号に変換された信号は制御信号発生器７４に入力されて制御信号を発生する。また、直／並列変換器７２に入力されて制御信号発生器７４の制御信号に応じて並列信号に変換され、更に周波数領域変換器７６に入力される。この際、周波数領域変換器７６は変換された前記並列信号を受信して１ブロックのデータを周波数領域に変換する。このような周波数変換方式で離散フーリェ変換（Discrete Fourier Transform（Fast Fourier Transformも含む））、あるいはウェイブリット変換（Wavelet Transform）が使用される。続けて、検出器７８は周波数領域に変換されたサンプリングされたデータからビットパターンによる周波数領域の特徴（周波数分布、大きさ及び位相特性）を利用してビットパターンを決める。この際、前記決められたビットパターンは誤り訂正、あるいはランレングス符号デコーディング（Runlength Limited Code Decoding）などが追加処理されて最終的に所望のデータに変換される。
【００１４】
図３に示されている貯蔵体５０に記録されるデータフォーマットを参照して詳細に説明すると次の通りである。
【００１５】
図３は貯蔵体５０に記録される基本データフォーマットであり、反復的に記録される記録単位となる。即ち、ビット同期８２、ブロック同期８４、記録データブロック８６より構成され、一定の大きさのビットパターンをなす。ここで、ビット同期８２は同期信号発生器６６により記録されたデータの再生のために必要な周期的な信号発生のためのものであって、同期信号発生器６６により発生される同期クロック周期の倍数に当たる周波数成分が強く含まれた全ての周期的信号がここに該当する。本発明ではブロック単位で周波数領域に変換した後に記録されたデータを再生するが、そのためブロック同期８４は、Ａ／Ｄ変換器７０により変換されたディジタル信号から制御信号発生器７４を通じて制御信号を発生させるのに用いられる。特に、図３に示した記録単位を分離させるために用いられる。従って、ブロック同期８４は、周波数領域変換器７６により周波数領域に変換される単位を決定し、また直／並列変換器７２及び検出器７８の処理単位を決める制御信号を発生するのにも利用される。ブロック同期８４は、特に、ビット同期８２と相関性が少なく再生時にエラーが発生しても探し出すことができるように選択された特定のビットパターンとなっている。記録データブロック８６は複数個のデータブロック８８とエラー検出のためのブロックエラーチェックコードであるＣＲＣコード９４より構成される。この際、複数個のデータブロック８８は純粋なデータを記録するデータビット９０とデータブロック８８間の分離のための境界ビット９２より構成されている。この際、データビット９０と境界ビット９２は貯蔵体５０の特性や再生装置のハードウェアの複雑度に従って決められる。特に、境界ビット９２はできる限り少ないビットでデータブロック間の相互干渉をなくすための所定のビットパターンであるか、あるいは境界ビット９２としてなにも記録しないことも可能である。
【００１６】
図４は本発明によるディジタルデータ記録／再生方法を説明するためのフローチャートである。
【００１７】
本発明によるディジタルデータ記録／再生方法は、直／並列変換過程１１０、再生のために予め補償する補償過程１２０、記録過程１３０、再生過程１４０、Ａ／Ｄ変換過程１５０、直／並列変換過程１６０、周波数領域変換過程１７０、及びデータ検出過程１８０より構成されている。
【００１８】
まず、記録するディジタルデータを受信して並列に変換し、続けて再生時の周波数領域に変換した後の周波数、位相特性が相異なるブロックの間にはっきり区分されるように予め補償し、これをブロック単位で貯蔵体に記録する。次いで、記録されたデータから読み出したアナログ信号をＡ／Ｄ変換する。続けて、Ａ／Ｄ変換された信号は、直／並列変換を通してブロックに変換され、更に周波数領域に変換される。次いで、周波数領域に変換されたデータはブロック単位で検出される。
【００１９】
即ち、従来の空間領域の記録方式を周波数領域の記録方式に変換した。従って、ビット単位で記録する従来の方式とは異なりブロック単位で記録／再生することにより、チャネルの非線形性は問題にならない。従って、非線形性の除去のための付加的な回路を具備する必要がないので、回路を単純化することかできる。
【００２０】
【発明の効果】
以上、説明したように本発明は従来の空間領域における記録方式を周波数領域における記録／再生方式に変換することにより、記録の高密度化による非線形性の増加、増加される非線形性をなくすための冗長ビット比率の増加、ビット単位の処理によるクロック周波数の増加などの従来の問題点を解決した。本発明は周波数領域に変換されたデータをブロック単位で検出するので非線形性が問題とならず、従って記録の高密度が可能であり、はるかに低いクロック周波数で動作し、また冗長ビットの減少によって純粋情報ビットの記録比率を増加させうる。
【図面の簡単な説明】
【図１】図１は従来のディジルタデータ記録／再生装置を説明するためのブロック図である。
【図２】図２は本発明によるディジタルデータ記録／再生装置を説明するためのブロック図である。
【図３】図３は図２に示した本発明によるディジタルデータ記録／再生装置の貯蔵体のデータフォーマットを説明するための図面である。
【図４】図４は本発明によるディジタルデータ記録／再生方法を説明するためのフローチャートである。
【符号の説明】
５  端子
１０  記録系
２０  貯蔵体
３０  再生系
３５  端子
４０  記録系
４２  直／並列変換器
４３  補償器
４４  記録制御信号発生器
４５  パワー制御信号
４６  エッジシフト信号
４７  変調信号
４８  磁気記録制御信号
４９  エッジシフト信号
５０  貯蔵体
６０  再生系
６２  利得可変増幅器
６４  自動利得制御器
６６  同期信号発生器
６８  フィルター
７０  アナログ／ディジタル変換器（Ａ／Ｄ変換器）
７２  直／並列変換器
７４  制御信号発生器
７６  周波数領域変換器
７８  検出器
８２  ビット同期
８４  ロック同期
８６  記録データブロック
８８  データブロック
９０  データビット
９２  境界ビット
１１０  直／並列変換過程
１２０  補償過程
１３０  記録過程
１４０  再生過程
１５０  Ａ／Ｄ変換過程
１６０  直／並列変換過程
１７０  周波数領域変換過程
１８０  データ検出する過程
【図１】
0003681429.tif 000002
【図２】
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【図３】
0003681429.tif 000004
【図４】
0003681429.tif 000005