(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
非線形歪みを有する入力信号に対しこれに適応する高次パーシャルレスポンス等化を行う線形等化手段と、
前記線形等化手段の出力信号がパーシャルレスポンス方式によって決定される複数の等化目標値のうちいずれであるかを判定して仮判定値として出力する仮判定回路と、
前記仮判定回路から得られる等化目標値の仮判定値と前記線形等化手段の出力信号との誤差を検出する誤差検出回路と、
前記誤差検出回路から出力される誤差と前記仮判定回路から得られる前記仮判定値から前記非線形歪みを検出して前記複数の等化目標値を変更する出力歪み検出回路と、
前記誤差検出回路により検出された誤差に基づいて前記線形等化手段のタップ係数を制御するタップ係数制御回路とを備え、
非線形歪みを有する入力信号に応じて前記出力歪み検出回路が前記複数の等化目標値を補正することを特徴とする適応等化回路。
【請求項２】
請求項１に記載の適応等化回路において、
前記仮判定回路は、
前記線形等化手段の出力信号に対し“０”，または“１”の２値判定を行う２値判定回路と、
前記２値判定回路により得られた複数の連続した信号から、高次パーシャルレスポンス方式の型による足し合わせ計算を行う足し合わせ回路と、
前記足し合わせ回路により得られた信号に基いて、前記複数の等化目標値のいずれかを選択して出力する等化目標値選択回路とを備えた、
ことを特徴とする適応等化回路。
【請求項３】
請求項１または２に記載の適応等化回路において、
前記出力歪み検出回路は、
前記誤差を積分する積分器と、
前記仮判定回路が出力する前記仮判定値に基づいて前記積分器が前記誤差を積分するかどうかを選択するセレクタとを備え、
前記複数の等化目標値の各々に対し、前記誤差を積分して検出された非線形歪みに基づいて前記複数の等化目標値を変更する、
ことを特徴とする適応等化回路。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、デジタル回路により実現された適応等化回路に関し、特に、非線形信号を等化するのに適し、高密度で記録がなされた記録媒体から信号を再生する際に、非線形歪みを有する再生信号の等化誤差が最小となるように高次パーシャルレスポンス等化を行い、再生信号の特性を向上させるようにしたものに関する。
【０００２】
【従来の技術】
記録媒体に対する記録再生装置では、非線形歪みを有する波形に対し、非線形歪みを検出し、等化器により補正を行って除去する方式や最尤復号のスライスレベルを操作する方式により、非線形歪みの影響を受けないようにしてデータの再生を行っている。
即ち、記録再生装置においては、再生信号が非線形歪みを有する波形では、再生された信号から波形歪みを推定して等化器の特性を決定するという適応等化の方法がとられている。これは、等化処理後のレベルと再生信号が本来あるべきレベルとの２乗誤差が最小となるようにフィルタ係数を最適化しているものである。
【０００３】
また、記録媒体の記録再生における再生信号の等化では、再生信号特性の高帯域成分での強調を抑え、雑音によるエラーレートの増加を防ぐために、パーシャルレスポンス等化が用いられる。
このパーシャルレスポンス等化とは、信号中の符号間干渉量を適当に操作することによって擬似的に多値の判定を行い、その代わりに信号電力を周波数について制限する方式をいう。
即ち、等化を行おうとする信号とこれを遅延した信号を重畳することにより、多値のレベルを現れやすくし、これをビタビ復号器等で確率計算を行うことにより復号を行うものであり、これにより、信号の高域成分を使用することなく、信号のレベルを検出しやすくしている。
【０００４】
このようなパーシャルレスポンス等化を行う従来の等化器では、例えば光磁気記録媒体の記録ピットの端部に相当する部分あるいは垂直磁化の向きの反転部に相当する部分の再生信号が等化器に入力された場合に、それを等化目標値へ等化する特性をもつ。このため、波形振幅の符号が連続する部分では、その両端部を除き、等化目標値への等化を強制することは行なわず、再生信号が含んでいる高い周波数成分を不必要なまでに強調することが回避されるため、等化器の入力信号に含まれるノイズが等化器の出力信号へ伝達するのを抑えることができる。
また、再生信号の特性に変動がある場合には、等化器特性を適応制御すれば等化器の出力信号のＳＮ比を保つことができる。
【０００５】
この等化器は、光ディスクの再生波形において、符号反転区間に対する等化器出力のみを等化器のタップ係数の制御を行う信号として使用し、等化出力に対してパーシャルレスポンス等化となるようにタップ係数を適応制御している。
【０００６】
このような従来の等化器の構成の一例を図２に示す。
図２の適応型等化器は、例えば特開平８−１５３３７０号公報に示されたものであり、再生信号のピット端部あるいは垂直磁気記録における磁化の向きの反転部に相当する位置を検出し、その位置では既定の基準振幅｛−１，０，＋１｝への等化を行う。それ以外の位置に相当する基準振幅は定めない。
【０００７】
この等化器は、基準振幅として“−１”，“０”，“＋１”の３値をもつものである。同図において、２７は波形等化すべき信号を入力するための入力端子、１２ａ，１２ｂ，１２ｃはこの順で互いに直列に接続されそれぞれの入力信号を１単位時間Ｔずつ遅延を行う遅延手段であり、遅延手段１２ａは入力端子２７からの信号が入力されるものである。また、２５ａ，２５ｂ，２５ｃはそれぞれこの遅延手段１２ａ，１２ｂ，１２ｃの出力信号と後述するスイッチ２４の出力信号との相関をとる相関器、２６ａ，２６ｂ，２６ｃはそれぞれ相関器２５ａ，２５ｂ，２５ｃの出力信号を積分する積分器である。
【０００８】
また、２０はトランスバーサル型等化回路であり、このトランスバーサル型等化回路２０において、１２ｄ，１２ｅはこの順で互いに直列に接続されそれぞれの入力信号を１単位時間Ｔずつ遅延を行う遅延手段であり、遅延手段１２ｄは入力端子２７からの信号が入力されるものである。また、１６ａ，１６ｂ，１６ｃはそれぞれ積分器２６ａ，２６ｂ，２６ｃの出力信号を制御入力とし遅延手段１２ｄの入力信号，遅延手段１２ｄの出力信号，遅延手段１２ｅの出力信号を入力とする乗算器としてのバッファ、１４ａはバッファ１６ａ，１６ｂの出力信号を加算する加算器、１４ｂは加算器１４ａおよびバッファ１６ｃの出力信号を加算する加算器である。
【０００９】
また、２８は加算器１４ｂの出力信号、すなわちこの適応型等化器により波形等化された信号を出力するための出力端子、２１は出力端子２８の信号Ｒを三値判定するための三値判定回路、２２はこの三値判定回路２１の出力信号に基づき基準振幅を有する信号Ｄを発生する基準信号発生回路、１７はこの基準信号発生装置２２の出力信号Ｄから出力端子２８の信号Ｒを差し引く減算器、２９はこの減算器１７から出力された誤差信号Ｅ１を１単位時間Ｔ分遅延を行う遅延手段、２４はこの遅延手段２９の出力を切断し、誤差信号Ｅ２を生成してこれを相関器２５ａ，２５ｂ，２５ｃに出力するスイッチ、２３は三値判定回路２１の出力に基づきスイッチ２４を制御するための選択信号Ｓを出力する誤差信号選択回路である。
【００１０】
次に動作について説明する。トランスバーサル型等化回路２０の出力信号Ｒから３値判定回路２１によって３値判定された信号は、基準振幅発生回路２２によって、基準振幅をもつ３値信号Ｄに変換される。出力信号Ｒは３値信号Ｄとともに減算器１７に入力され、出力誤差信号Ｅ１が取り出される。
【００１１】
誤差信号選択回路２３は、３値判定回路２１の出力信号から有効な誤差信号の出力されているタイミングを抽出し、選択信号Ｓを出力する。スイッチ２４は選択信号Ｓによって動作し、有効な誤差信号のみを参照誤差信号Ｅ２として相関器２５に送るように働く。選択信号Ｓがアクティブとなった場合にはスイッチ２４が閉成し、相関器の入力Ｅ２はＥ１に等しくなる。その結果、トランスバーサル型等化回路２０のタップ係数は参照誤差信号Ｅ２と入力端子２７からの入力信号の相関によって適応制御される。
一方、選択信号Ｓが非アクティブの場合にはスイッチ２４が開放とされ、各相関器２５に入力される参照誤差信号Ｅ２が“０”となるためにトランスバーサル型等化回路２０における乗算器１６のタップ係数の値は変化しない。
【００１２】
３値判定回路２１の出力信号は２個あり、仮りにこれらをＴ１，Ｔ２とする。
３値判定回路２１の出力信号Ｔ１，Ｔ２はその入力Ｒのレベルに応じてＴ１，Ｔ２ともに非アクティブ、Ｔ１のみアクティブ、およびＴ１，Ｔ２ともにアクティブ、の３通りの状態を取り得る。基準振幅発生回路２２は、３値判定回路の出力信号Ｔ１，Ｔ２の各状態に応じて基準となる振幅となる３値信号Ｄを発生する。
【００１３】
誤差信号選択回路２３では、誤差信号Ｅ１を参照誤差信号Ｅ２として使用するか否かが判定される。３値判定回路２１の出力信号Ｔ１が３回以上連続して非アクティブとなっている場合、あるいは３値判定回路２１の出力信号Ｔ２が３回以上連続してアクティブとなっている場合には、誤差信号Ｅ１を参照誤差から除外するためにスイッチ２４の選択信号Ｓが非アクティブとなる。
この構成では、誤差信号選択回路２３に単位時間Ｔの時間遅れがあるため、図２において減算器１７とスイッチ２４との間に遅延手段２９が必要となる。また、これに伴い、相関器２５に入力される等化器入力信号の遅延量も時間Ｔだけ多くなる。
【００１４】
例として、高記録密度化に伴う再生信号振幅の低下が生じている場合での光記録において、記録ピットの端部に対してだけ、等化器出力値とＰＲ（１，１）（これはパーシャルレスポンス処理を行うに際し、元の信号およびこれを１単位時間遅延した信号に対しそれぞれ“１”の重み付けを行うことを意味する）の３個の等化目標値｛−１，０，＋１｝のいずれかとの差の２乗が最小になるよう、等化器特性を適応制御した結果得られた等化特性を考える。
【００１５】
この場合、等化器の等化目標値は３値であるが、等化器出力には等化目標値以外に、それらよりも大きなレベルに更に２個の値が現れ、等化器出力は合計５値の等化目標値に集中して分布する。
また、別の例として、等化目標値を｛±１｝に定め、記録ピットの端部に対してだけ２値との差が最小になるよう等化器特性を適応制御した場合には、等化器出力には２値とは別に更に２個の値が集中的に現れ、基準振幅は４値となる。
【００１６】
このように、再生信号を、パーシャルレスポンス特性の基準振幅とはかならずしも同一でない５値または４値の基準振幅に等化させるため、低次のパーシャルレスポンス方式を用いてはいるが、実際は高次のパーシャルレスポンス方式を用いているように等化を行っている。このため、一般のＰＲ（１，１）等化器に比べて再生信号の高域成分のゲインを低下させている。このような周波数特性により、高密度記録時において低域に偏った再生信号電力を効率よく抽出し、高域のノイズを強調することなく除去することが可能となるため、等化器出力のエラーレートが改善される。
【００１７】
そして、その後に続く等化器出力を入力信号とするビタビ復号器等の最尤復号器で、等化器出力を基準振幅に用いてスライスレベルを操作する方式により、エラーレートの向上を図り、記録データを復元する。
【００１８】
さて、トランスバーサルフィルタによる等化は、本来線形歪みの除去を目的としているため、線形歪みのみで構成される波形歪みはトランスバーサルフィルタによる等化により、再生信号から効果的に取り除かれる。しかしながら、信号波形によっては、波形歪みを効果的に取り除くことが困難な場合が存在する。
【００１９】
例えば図６に示した磁気記録の再生波形６０のように、再生波形に非対称性、いわゆるアシンメトリが存在するものがこれに該当し、このような再生波形では、再生波形の上向きの部分が記録ピット６１に相当し、下向きの部分が非記録ピットに相当する。これを磁気ヘッドで再生すると、記録ピット６１長および記録ピット６１の間隔が大きい場合には、再生信号の波形が飽和レベルに達する振幅レベルであるのに対し、記録ピット６１長および記録ピット６１の間隔が小さい場合には、再生信号の波形の振幅レベルが、飽和レベル６２よりも小さな値になるために、記録再生において再生信号が非線形歪みを生じる。
【００２０】
また、図７のように高密度記録での光ディスクの記録を行う場合には、レーザー光７０により記録ピット７５を連続して形成する。そのときに、記録ピット７５内で、レーザー光７０の照射する時間が長い部分と短い部分が存在するため、記録ピット７５内の領域が一様なレベルに記録されず、このため、ピット領域内で、部分的に記録信号レベルの大きさにむらが生じる。
【００２１】
この記録信号をレーザー光７０により再生すると、記録信号レベルのむら７４の部分で再生波形に非線形歪みを有する。この非線形歪みを有する波形に含まれている非線形歪み成分は、トランスバーサルフィルタによる等化では、取り除くことができない。そのため、波形等化を行うと等化がうまくいかないため、エラーレートが増大する。
【００２２】
【発明が解決しようとする課題】
このように、記録再生装置の再生では、前記の理由から記録密度が高くなると、再生信号が非線形歪みを生じてしまう。また、再生信号にノイズが加わるために、振幅が低下した再生信号から記録データのレベルの判定をすると誤った結果を生じるために、エラーレートが著しく増大する。
【００２３】
一般に、等化器は、信号遅延，加算器，乗算器といった構成要素から成り立っているため、非線形歪みを有する信号に対して等化を行う場合には、その非線形歪成分を取り除くことができず、このため、非線形特性による影響から、等化器の出力と等化目標値との誤差が変動し、等化能力が低下し、等化目標値からの波形のずれが増加してしまい、信号波形を等化目標値に等化することが難しい。
【００２４】
また、等化器で、高密度記録媒体からの再生信号に対しパーシャルレスポンス等化を行うと、再生信号の高調波成分を強調するため、再生信号に含まれている振幅の低い高帯域特性のノイズを増幅させてしまい、等化後の信号を劣化させてしまうため、等化器出力の信号が、誤った信号を含んでしまうおそれがある。
【００２５】
さらに、従来のパーシャルレスポンス等化を行う等化器は、高密度記録時での非線形歪みを有する再生信号に対し、低次のパーシャルレスポンス等化を用いて等化を行っているが、ＰＲ（１，１）の例では、等化目標値として“−１”，“０”，“＋１”といった固定値が用いられているため、等化目標値を波形等化に適した等化目標値に再設定することが困難なため、再生波形の適応等化をより高精度に行うことは難しい。
【００２６】
本発明は上記のような従来のものの問題点に鑑みてなされたもので、その目的は、精度の高い適応等化を行い、エラーレートの向上を図ることができる，非線形信号に適した適応等化回路を得ることにある。
【００２７】
【課題を解決するための手段】
本願の請求項１の発明に係る適応等化回路は、非線形歪みを有する入力信号に対しこれに適応する高次パーシャルレスポンス等化を行う線形等化手段と、前記線形等化手段の出力信号がパーシャルレスポンス方式によって決定される複数の等化目標値のうちいずれであるかを判定して仮判定値として出力する仮判定回路と、前記仮判定回路から得られる等化目標値の仮判定値と前記線形等化手段の出力信号との誤差を検出する誤差検出回路と、前記誤差検出回路から出力される誤差と前記仮判定回路から得られる前記仮判定値から前記非線形歪みを検出して前記複数の等化目標値を変更する出力歪み検出回路と、前記誤差検出回路により検出された誤差に基づいて前記線形等化手段のタップ係数を制御するタップ係数制御回路とを備え、非線形歪みを有する入力信号に応じて前記出力歪み検出回路が前記複数の等化目標値を補正することを特徴とするものである。
【００２８】
また、本願の請求項２の発明に係る適応等化回路は、請求項１に記載の適応等化回路において、前記仮判定回路は、前記線形等化手段の出力信号に対し“０”，または“１”の２値判定を行う２値判定回路と、前記２値判定回路により得られた複数の連続した信号から、高次パーシャルレスポンス方式の型による足し合わせ計算を行う足し合わせ回路と、前記足し合わせ回路により得られた信号に基いて、前記複数の等化目標値のいずれかを選択して出力する等化目標値選択回路とを備えたことを特徴とするものである。
【００２９】
さらに、本願の請求項３の発明に係る適応等化回路は、請求項１または２に記載の適応等化回路において、前記出力歪み検出回路は、前記誤差を積分する積分器と、前記仮判定回路が出力する前記仮判定値に基づいて前記積分器が前記誤差を積分するかどうかを選択するセレクタとを備え、前記複数の等化目標値の各々に対し、前記誤差を積分して検出された非線形歪みに基づいて前記複数の等化目標値を変更することを特徴とするものである。
【００３０】
【発明の実施の形態】
実施の形態１．
この実施の形態１は、高記録密度での非線形歪みを有する信号に適応した高次パ−シャルレスポンス等化を用いることにより、精度の高い適応等化を行い、エラーレートの向上を図ることができる，非線形信号に適した適応等化回路をデジタル回路により実現したものである。
【００３１】
図１は本発明の実施の形態１による，非線形信号に適応した適応等化回路を示すものである。図１において、１１は波形等化すべきアナログ信号を入力するための入力端子、１はこの入力端子１からのアナログ信号をデジタル信号に変換するＡ／Ｄコンバーター、２はこのＡ／Ｄコンバーター１の出力信号に基づき再生クロックを発生しこれをＡ／Ｄコンバーター１に供給する位相同期手段、３はＡ／Ｄコンバーター１の出力信号を入力信号とする線形等化手段としてのトランスバーサルフィルタであり、いわゆるＦＩＲ（Ｆｉｎｉｔｅ  Ｉｍｐｕｌｓｅ  Ｒｅｓｐｏｎｓｅ）  型のフィルタ構成を有するものである。このトランスバーサルフィルタ３において、１２０ａないし１２０ｆはこの順で互いに直列に接続されそれぞれの入力信号を１単位時間Ｔずつ遅延を行う遅延手段であり、遅延手段１２０ａはトランスバーサルフィルタ３の入力信号が入力されるものである。また、１３０ａないし１３０ｆおよび１３０ｇはそれぞれ遅延手段１２０ａないし１２０ｆの入力信号および遅延手段１２０ｆの出力信号を一方の入力信号とする乗算器、１４０ａは乗算器１３０ａおよび１３０ｂの出力信号を加算する加算器、１４０ｂないし１４０ｆはそれぞれ加算器１４０ａないし１４０ｅの出力信号および乗算器１３０ｃないし１３０ｇの出力信号を加算する加算器である。
【００３２】
また、１５はトランスバーサルフィルタ３の出力信号を本適応等化回路の出力信号として出力するための出力端子、４は本適応等化回路の出力信号を入力とし、非線形歪みを有する入力信号に影響されず、等化を行うための等化目標値を推定する仮判定回路、５は仮判定回路４の出力信号と前記入力信号の誤差を求める誤差検出回路、７は仮判定回路４から得られる仮判定値とＡ／Ｄコンバーター１の出力信号との誤差を検出する入力歪み検出回路、６は前記誤差検出回路５の出力される誤差を監視する出力歪み検出回路、８は誤差検出回路５、入力歪み検出回路７、出力歪み検出回路６のそれぞれから検出された信号を基に誤差（等化誤差）が最小になるように等化目標値を制御する等化目標制御手段、９は誤差検出回路５からの誤差信号および遅延手段１２０ａないし１２０ｆの各段の入力信号と出力信号の相関をとる相関器、１０はこの相関器９の出力信号に基づいてタップ係数を制御すべく乗算器１２０ａないし１２０ｇの他方の入力にタップ係数を出力するタップ係数制御手段である。
【００３３】
次に動作について説明する。この実施の形態１による適応等化回路は、Ａ／Ｄコンバーター１により入力信号をデジタル信号に変換してトランスバーサルフィルタ３に入力し、このトランスバーサルフィルタ３により、ＰＲ（３，４，４，３）方式という高次パーシャルレスポンス方式により等化処理を行い、その等化出力を仮判定回路４に入力することにより、本来５値として判別されるべきポイントが存在する箇所を検出し、入力信号がいかなるレベルで入力されるかが予め判明しないことに対処する。そして、誤差検出回路５はトランスバーサルフィルタ３の出力とこれが本来有すべき値との誤差を検出する。
【００３４】
そして、入力歪み検出回路７は仮判定回路４が出力する等化目標値と、遅延手段１２０ａないし１２０ｃにより遅延された，トランスバーサルフィルタ３の入力信号を入力し、等化処理を行う前のデータを用いて入力歪みを検出する。また、出力歪み検出回路６は仮判定回路４が出力する等化目標値と、誤差検出回路５が出力する誤差を入力し、等化処理を行った後のデータを用いて出力歪みを検出する。等化目標制御手段８は誤差検出回路５の出力，出力歪み検出回路６の出力および入力歪み検出回路７の出力を入力し、歪みデータを受け取るとこれに基づいて仮判定回路４の等化目標値を自動的に制御する。一方、相関器９は誤差検出回路５の出力とトランスバーサルフィルタ３の各タップの出力、即ち、トランスバーサルフィルタ３の入力信号および各遅延手段１２０ａないし１２０ｆの出力信号を乗算し、これらの相関を求める。そして、タップ係数制御手段１０はこの相関器９の出力信号に基づいてトランスバーサルフィルタ３の乗算器１３０ａないし１３０ｇの他方の入力に対しタップ係数を出力する。これにより、最小２乗誤差のアルゴリズムに基づいて、等化誤差が最小となるようにタップ係数を制御する。
【００３５】
このように、高次パーシャルレスポンスを行う際に入力信号が有する非対称性を検出して適応等化制御を行うことにより、誤差を常に最適に抑えることができ、再生波形の適応等化をより高精度に行うことが可能となるものである。
【００３６】
以下では、各部の動作を詳述する。
まず、高密度記録で記録再生された再生信号は、入力端子１１より入力され、位相同期手段２により生成される再生クロックを用いて、アナログ信号をデジタルに変換するＡ／Ｄコンバーター１により標本化されて、トランスバーサルフィルタ３に出力される。
トランスバーサルフィルタ３はこれに含まれる乗算器１３０ａないし１３０ｇにタップ係数の初期値として予め７個のフィルタの係数値を設定することにより等化処理を実行する。
【００３７】
トランスバーサルフィルタ３のタップ係数は、最初は、パーシャルレスポンス等化に適応した係数の初期値により等化が行われるが、適応回路全体に、初期値による等化が行われ、すべての回路の出力で不確定値がなくなった後、初期値に代わりタップ係数が新しく更新されてゆくことにより適応等化制御を行う。
【００３８】
トランスバーサルフィルタ３の出力信号から等化目標値を検出する仮判定回路４は、固定の等化目標値を選択する信号を得るために、ＰＲの方式を用いて２値信号を計算し、得られる信号により、最初に初期値として設定されている５値の非対称の振幅レベル値から適応等化制御により更新されていく等化目標値を選択してゆく。
この仮判定回路４は、図３に示すように、２値判定回路３０，ＰＲ方式の型により決まる足し合わせ回路３１，および等化目標値選択回路３２から構成され、入力端子３ａにはトラバーサルフィルタ３の出力信号が入力され、等化目標値選択回路３２のレジスタＡ ３４ないしＥ  ３８には等化目標制御手段８からの出力が格納される。また、出力端子３ｂからは仮判定回路４で仮判定した等化目標値が出力される。
【００３９】
この２値判定回路３０において、１２１は本２値判定回路３０の入力端子３ａからの入力信号を１単位時間遅延する遅延手段、１４１はこの遅延手段１２１の出力信号と入力端子３ａからの入力信号を加算する加算器、３３１は加算器１４１の出力信号のＭＳＢのみを入力としこれを反転して足し合わせ回路３１に出力するインバータである。
【００４０】
また、足し合わせ回路３１において、１２２ないし１２４はこの順で互いに直列に接続されそれぞれの入力信号を１単位時間ずつ遅延する遅延手段であり、遅延手段１２２は２値判定回路３０の出力信号を入力とするものである。また、１４２は遅延手段１２２の入力信号と出力信号を加算する加算器、１４３は遅延手段１２４の入力信号と出力信号を加算する加算器、１４４は加算器１４２の出力信号および１４３の出力信号を加算しその出力信号を等価目標値選択回路３２に出力する加算器である。
【００４１】
さらに、等価目標値選択回路３２において、３４ないし３８はそれぞれレジスタＡないしレジスタＥ、３９は足し合わせ回路３１の出力信号，レジスタＡ  ３４ないしレジスタＥ  ３８の出力信号のいずれかを選択するセレクターである。
【００４２】
２値判定回路３０では、図３のように、入力端子３ａからの入力信号とこの信号の遅延手段（１遅延演算子）１２１の出力信号の和（（１＋Ｔ）演算）を加算器１４１で求め、得られた信号の最高位（ＭＳＢ）のみを用いてその極性が正または負のどちらになるか判定を行う。このときその極性が正であれば“１”，負であれば“０”となるように、インバータ３３１で極性の判定信号を反転させ、入力信号の２値判定結果を求める。
【００４３】
このようにして得られた２値判定信号はＰＲ方式の型により決まる足し合わせ回路３１で、非線形歪みに適応する高次のＰＲ（３，４，４，３）方式の型を用いて計算される。なおこのＰＲ（３，４，４，３）は、パーシャルレスポンス処理を行うに際し、元の信号およびこれを１単位時間，２単位時間，３単位時間遅延したものに対しそれぞれ“３”，“４”，“４”，“３”の重み付けを行うことを表すものである。
【００４４】
従来のＰＲ（１，１）の等化器では、出力信号のアイパターンの開きにおいて、等化目標値が“−１．５”，“−１”，“０”，“＋１”，“＋１．５”となっているため、アイパターンの最大振幅とレベルに関して隣合う振幅とのレベル差が、その他の隣合う振幅間のレベル差に比べて狭くなっているため、本実施の形態１のように、仮判定回路４を用いて適応等化回路での高次のパーシャルレスポンス等化を行うほうが、隣合う振幅間のレベルが均一であるため、従来の等化器に比べてノイズによる影響を受けにくい。
【００４５】
即ち、足し合わせ回路３１の入力信号とこの信号の遅延手段（１遅延演算子）１２２の出力信号の和（（１＋Ｔ）演算）を加算器１４２で求め、さらに、遅延手段（１遅延演算子）１２２の出力信号を遅延手段（１遅延演算子）１２３により遅延させた信号２Ｔとこれをさらに遅延手段（１遅延演算子）１２４により遅延させた信号３Ｔの和（（２Ｔ＋３Ｔ）演算）を加算器１４３で求め、これらの加算器１４２，１４３の出力信号の和（（１＋Ｔ）＋（２Ｔ＋３Ｔ）演算）を加算器１４４で求める。
【００４６】
そして、このように得られた信号から、等化目標値選択回路３２で３次パーシャルレスポンス方式の型による足し合わせの計算を行うことで、予め等化目標値が５値となることがわかり、得られた信号からセレクター３９により、予め初期値としてレジスタＡ  ３４ないしレジスタＥ  ３８に格納されている５値の等化目標値から等化目標値の選択を行い、これにより、適応等化制御を行い、また等化目標値が更新されてゆく値に対しても同様に、等化目標値の選択を行ってゆく。
【００４７】
図１の誤差検出回路５は、図４に示すように、入力端子４１から入力されるトランスバーサルフィルタ３の出力信号と信号を遅延する遅延手段４０、および入力端子４２から入力される仮判定回路４の出力信号から遅延手段４０の出力信号を減算する減算器１７とから構成されている。
【００４８】
この誤差検出回路５は仮判定回路４の出力信号とトランスバーサルフィルタ３の出力信号との誤差を検出するために、減算器１７で減算をすることにより、等化目標値との誤差（等化誤差）を得る。このときに、トランスバーサルフィルタ３の出力信号と仮判定回路４の出力信号との間にタイミングのずれが生じるため、このずれに相当する分だけトランスバーサルフィルタ３の出力信号を遅延させる。
【００４９】
入力歪み検出回路７は、図４の誤差検出回路５と同様の構成であり、仮判定回路４の出力信号とＡ／Ｄコンバーター１の出力信号との誤差を検出するために、減算器１７で減算をすることによりこの誤差を得る。即ち、その入力端子４１に相当する入力端子には、遅延手段１２０ａないし１２０ｃを介してＡ／Ｄコンバーター１の出力信号が、また入力端子４２に相当する入力端子には仮判定回路４の出力が、それぞれ入力される。
【００５０】
出力歪み検出回路６は、図５に示すように、入力端子５ａを介して入力される等化誤差信号を積分する積分器５０，５値ある等化目標値から各レベルに対して目標値を選択する信号が入力端子５ｂを介して入力されるマルチプレクサ５１，マルチプレクサ５１の出力をカウントするカウンタ５２，カウンタ５２の出力をレベル判定するレベル判定器５３，積分器５０の出力が入力されるレジスタＡ  ５４ないしレジスタＥ  ５８で構成される。
【００５１】
等化目標選択回路３２において、５値ある等化目標値から各レベルに対して目標値を選択する信号が、出力歪み検出回路６の入力端子５ｂを通り、マルチプレクサ５１に入力される。
この信号により、５値あるどのレベルについて積分するかが決まり、カウンタ５２が予め与えられているカウント数になるまで、決められたレベルでの誤差の合計を求めるかが決まる。それと同時に積分器５０が“０”にリセットされ、誤差検出回路５からの出力信号である等化誤差が入力端子５ａを通り、積分器５０に入力され、カウンタ５２による時間内で、等化誤差が加算される。そして、カウンタ５２が予め与えられている値に達すると、レベル判定器５３において、５値あるレベルから次のレベルの選択を行い、レジスタＡ  ５４ないしレジスタＥ５８に合計の誤差が格納され、前に述べたのと同じ動作を繰り返して行く。
【００５２】
カウンタ５２は、５値のレベルのうち、どのレベルを加算するか決めたレベルが何回あるかをカウントし、また、レベル判定器５３で、カウントする間にどのレベルのみをカウントするかを制御する機能も備えている。
【００５３】
上述のことを例をあげて説明すると、等化目標値選択回路３２の等化目標値を選択する信号により、レベルＡが選択されると、レベルＡの等化誤差を積分してゆき、カウンタ５２で設定されている回数になると、加算が終わり、積分器５０がリセットされ、レジスタ５４に合計の誤差量が格納される。そして、つぎのレベルであるレベルＢが選択されると、カウンタ５２が０からカウントをはじめ、レベルＢの誤差量を積分するという具合に、次々とあるレベルに対して合計の誤差量を積分していき、レベルＡないしＥまで終わるとまた、レベルＡないしＥまで加算してレジスタに格納するというようにして、レジスタのそれぞれのレベルに対して、レジスタＡ  ５４ないしレジスタＥ  ５８に、積分器５０で加算された合計の誤差が更新されてゆく。
【００５４】
このように、出力歪み検出回路６においては、カウンタで積分の制御を行っているため、積分されている回数が統一され、このため、合計の等化誤差量を見る時に、５値のレベルにおいて、どのレベルが誤差量が多いかを正確に求めることができる。また、選ばれたレベルにより入力されるレベルの値が多いため、早くカウント数が増えるので、早く計算が終わるため効率がよい。入力歪み検出回路７からの出力信号と、出力歪み検出回路６からの出力信号と、図５の出力歪み検出回路６のレジスタＡ  ５４ないしレジスタＥ  ５８に格納された信号を入力とする等化目標制御手段８では、出力歪み検出回路６のレジスタＡ  ５４ないしレジスタＥ  ５８に格納された信号に基づき、補正を行う。
【００５５】
そのときに、参考となるのが、入力歪み検出回路７からの出力信号と、出力歪み検出回路６からの出力信号であり、この２つの信号との判定を行うことによって、等化目標値を補正することにより、等化目標値の制御を行うことによって、図３の仮判定回路４でのレジスタＡ  ３４ないしレジスタＥ  ３８のそれぞれに対して、誤差が最小となる新たな等化目標値に更新した値を与えてやる。
【００５６】
図８はこの等化目標値を補正する等化目標制御手段の動作を示すフローチャートであり、ステップＳ８１において、入力歪み検出回路７で検出した入力歪みの値を読み込む。次に、ステップＳ８２において、この入力歪みに対しレベルａないしレベルｅの順で短い周期で平均化を行うことにより、等化目標値のレベルを予測する。このレベルａないしレベルｅは“３”，“４”，“４”，“３”となるような間隔で設定される，５値の等化目標値となる値であり、レベルの上位から順にレベルａないしレベルｅを割り当てている。そして、ステップＳ８３においてこのレベルａないしレベルｅの初期値レベルを求め、これらを図３の等化目標値選択回路３２のレジスタＡないしレジスタＥに格納しその初期値とする。次に、ステップＳ８４により出力歪み検出回路の出力信号を読み込み、ステップＳ８５において、初期値レベルを基準値レベルとし、レベルａないしレベルｅにおいてそれぞれのレベルの微調整を行う。そして、ステップＳ８６において、誤差検出回路の出力信号を読み込み、ステップＳ８７において、レベルａないしレベルｅにおいて誤差検出回路のそれぞれの出力信号が最小となるレベルが求まるまで、ステップＳ８５ないしステップＳ８７の処理を繰り返す。これらの処理により、仮判定回路により求めた仮判定値を補正する等化目標値を求めることができる。
【００５７】
そして、タップ係数の更新では、従来と同様に相関器と積分器と遅延手段を用いて構成される，タップ係数が“７”のタップ係数制御手段１０により、等化目標値との誤差とトランスバーサルフィルタ３の基準出力信号との相関を相関器９を用いて、タップ係数を計算し、タップ係数の更新を行う。
【００５８】
即ち図９に示すように、相関器９において、乗算器９１ａないし９１ｇは誤差信号と遅延手段９０ａないし９０ｇを介して順次遅延しているタップからの入力信号と誤差信号を入力しこれらを乗算することによりその相関を求め、タップ係数制御手段１０において、バッファ１００ａないし１００ｇは相関値をそのゲインにより定数倍し、加算器１０１ａないし１０１ｇは自己の出力を入力に帰還することにより入力を積分し、平均化回路１０２ａないし１０２ｇは加算器１０１ａないし１０１ｇの出力をサンプル数で除算することによりその平均化を行う。この平均化はバッファ１００ａないし１００ｇのゲインを大きくすることにより荒く平均化され、ゲインを小さくすることにより滑らかに平均化されて、トランスバーサルフィルタの各乗算器に入力される。
【００５９】
そして、トランスバーサルフィルタ３の乗算器１３０で、タップ係数とＡ／Ｄコンバーター１の出力信号との乗算を行うことにより、等化誤差が最小となるように適応等化を行う。適応等化回路の系全体でのフィードバック制御において、タップ係数を制御する係数制御手段１０で、タップ係数の更新が随時行われてゆき、等化誤差が最小になると各タップ係数が一定の値をとるようになり、トランスバーサルフィルタ３の等化出力信号は、最後に５値の振幅レベルに分かれる。
【００６０】
即ち、本実施の形態１による適応等化回路は、非線形歪みを有する再生信号を等化する等化目標値が５値である正，または負の非対称の振幅レベル値に高次パーシャルレスポンス等化を行うことを特徴としており、本適応等化回路の後段に最尤復号器を接続することにより、よりエラーレートを向上させて、記録データを再生することができる。また、本適応等化回路は、タップ係数が７個で構成されており、等化出力に対して高次パーシャルレスポンス等化となるようにタップ係数を適応制御している。
なお、以上の説明では、種々の手段を限定的に説明したが、当業者の設計可能な範囲において、適宜多くの変更をこれに施すことも可能である。
【００６１】
このように、本実施の形態１による適応等化回路によれば、非線形歪みを有する入力信号に対しトランスバーサルフィルタにより高次パーシャルレスポンス等化を行い、仮判定回路によりこの等化目標値を推定し、誤差検出回路によりこの仮判定回路による等化目標値の仮判定値とトランスバーサルフィルタの出力信号との誤差を検出し、入力歪み検出回路によりトランスバーサルフィルタ内で入力信号を遅延した信号と仮判定値との誤差を検出することにより入力歪みを検出し、出力歪み検出回路により誤差検出回路によって検出された誤差と仮判定値との誤差を監視することにより出力歪みを検出し、等化目標検出手段により誤差検出回路，出力歪み検出回路，入力歪み検出回路の出力に基づいて等化誤差が最小になるように等化目標値を制御し、相関器によりトランスバーサルフィルタのタップ出力と誤差検出回路で検出された誤差を乗算してこれらの相関をとり、タップ係数制御回路により、相関器により検出された相関に基づいてトランスバーサルフィルタのタップ係数を制御するようにしたので、ＤＶＤ等の高記録密度で記録された媒体から再生された，非線形歪みを有する入力信号に対し、等化誤差が最小となるように高次パーシャルレスポンス等化を行うことができ、入力信号が非対称であっても誤差が最小となるように等化を行うことが可能となる。
【００６２】
【発明の効果】
以上説明したように、本願の請求項１の発明に係る適応等化回路によれば、非線形歪みを有する入力信号に対しこれに適応する高次パーシャルレスポンス等化を行う線形等化手段と、前記線形等化手段の出力信号がパーシャルレスポンス方式によって決定される複数の等化目標値のうちいずれであるかを判定して仮判定値として出力する仮判定回路と、前記仮判定回路から得られる等化目標値の仮判定値と前記線形等化手段の出力信号との誤差を検出する誤差検出回路と、前記誤差検出回路から出力される誤差と前記仮判定回路から得られる前記仮判定値から前記非線形歪みを検出して前記複数の等化目標値を変更する出力歪み検出回路と、前記誤差検出回路により検出された誤差に基づいて前記線形等化手段のタップ係数を制御するタップ係数制御回路とを備え、非線形歪みを有する入力信号に応じて前記出力歪み検出回路が前記複数の等化目標値を補正するようにしたので、高次パーシャルレスポンス等化において、等化前の信号と等化後の信号が有する非線形歪みを定量的に観測し、その値を基に等化誤差が最小となる等化目標値を自動的に設定することにより、非線形歪みを有する入力信号に適応したパーシャル等化を行うことができ、非線形歪みを有する再生信号に対しても線形等化システムであるトランスバーサルフィルタにより精度よく等化を行うことが可能であり、エラーレートの向上に寄与するものが得られる効果がある。
【００６３】
また、本願の請求項２の発明に係る適応等化回路によれば、請求項１に記載の適応等化回路において、前記仮判定回路は、前記等化手段の出力信号に対し“０”，または“１”の２値判定を行う２値判定回路と、前記２値判定回路により得られた複数の連続した信号から、高次パーシャルレスポンス方式の型による足し合わせ計算を行う足し合わせ回路と、前記足し合わせ回路により得られた信号に基いて、前記複数の等化目標値のいずれかを選択して出力する等化目標値選択回路とを備えたものとしたので、予め等化目標値が５値となることがわかり、これにより、適応等化制御を行い、また等化目標値が更新されてゆく値に対しても同様に、等化目標値の選択を行ってゆくことが可能となり、非線形歪みを有する入力信号に影響されることなく、等化を行うための等化目標値を推定することが可能となる効果がある。
【００６４】
さらに、本願の請求項３の発明に係る適応等化回路によれば、請求項１または２に記載の適応等化回路において、前記出力歪み検出回路は、前記誤差を積分する積分器と、前記仮判定回路が出力する前記仮判定値に基づいて前記積分器が前記誤差を積分するかどうかを選択するセレクタとを備え、前記複数の等化目標値各々に対し、前記誤差を積分して検出された非線形歪みに基づいて前記複数の等化目標値を変更するようにしたので、積分されている回数が統一され、合計の等化誤差量を見る時に、５値のレベルにおいて、どのレベルが誤差量が多いかを正確に求めることができ、早く計算を終了することが可能となる効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態１における非線形歪みを有する適応等化回路の構成を説明するブロック図である。
【図２】従来の適応等化回路の構成を説明するブロック図である。
【図３】本発明の実施の形態１における仮判定回路の構成を説明するブロック図である。
【図４】本発明の実施の形態１における誤差検出回路の構成を説明する図である。
【図５】本発明の実施の形態１における出力歪み検出回路の構成を説明する図である。
【図６】磁気記録再生時の非線形歪みの発生原因を説明する図である。
【図７】光記録再生時の非線形歪の発生原因を説明する図である。
【図８】本発明の実施の形態１における等化目標制御手段の動作をフローチャートとして説明する図である。
【図９】本発明の実施の形態１における相関器およびタップ係数制御手段を説明する図である。
【符号の説明】
１  Ａ／Ｄコンバーター
２  位相同期手段
３  トランスバーサルフィルタ
４  仮判定回路
５  誤差検出回路
６  出力歪み検出回路
７  入力歪み検出回路
８  等化目標制御手段
９  相関器
１０  タップ係数制御手段
１１  入力端子
１２０ａ，…，１２０ｆ  遅延手段
１３０ａ，…，１３０ｇ  乗算器
１４０ａ，…，１４０ｆ  加算器
１５  出力端子
１６  乗算器
１７  減算器
２０  トランスバーサル型等化回路
２１  ３値判定回路
２２  基準振幅発生回路
２３  誤差信号選択回路
２４  スイッチ入力端子
２５  相関器
２６  積分器
２７  入力端子
２８  出力端子
２９  遅延手段
３０  ２値判定回路
３１  足し合わせ回路
３２  等化目標値選択回路
３３  インバーター
３４  レジスタ  Ａ
３５  レジスタ  Ｂ
３６  レジスタ  Ｃ
３７  レジスタ  Ｄ
３８  レジスタ  Ｅ
３９  セレクター
３ａ  入力端子
３ｂ  出力端子
４０  遅延手段
４１  入力端子
４２  入力端子
４３  出力端子
５０  積分器
５１  マルチプレクサ
５２  カウンタ
５３  レベル判定
５４  レジスタ  Ａ
５５  レジスタ  Ｂ
５６  レジスタ  Ｃ
５７  レジスタ  Ｄ
５８  レジスタ  Ｅ
６０  再生信号
６１  記録ピット
６２  飽和レベル
７０  レーザー光
７１  非線形歪みを含む再生回路
７２  理想的な再生信号
７３  再生信号
７４  記録レベルのむら
７５  記録ピット
【図１】
0003611472.tif 000002
【図２】
0003611472.tif 000003
【図３】
0003611472.tif 000004
【図４】
0003611472.tif 000005
【図５】
0003611472.tif 000006
【図６】
0003611472.tif 000007
【図７】
0003611472.tif 000008
【図８】
0003611472.tif 000009
【図９】
0003611472.tif 000010