(57)【要約】  復号システムは、ユーザデータを変調パタンに変換することによりユーザデータの任意のビットの情報を変調パタンの複数のビットへ分散させる変調則を使用して、ユーザデータを変調する変調部と、変調されたユーザデータが伝送路上を伝送された信号を再生して再生信号を生成する再生部と、変調パタンに対して伝送路の特性を考慮した信号を生成信号として変調パタンに対応して生成し、変調パタンのビット長に応じて固定的又は動的に定められる長さの区間において、再生信号と生成信号との距離を算出する伝送路復号部と、ユーザデータのビット毎に信頼度情報を算出し、算出された信頼度情報に基づき、ユーザデータの各ビットを推定する復調部とを備える。伝送路復号部は、ｋ個（ｋは正の整数）の生成信号を生成し、区間における再生信号と各生成信号とのｋ個の距離をそれぞれ算出する。復調部は、式（Ａ）によりユーザデータの各ビットが、１である尤度と０である尤度とをそれぞれ算出し、式（Ｂ）により信頼度情報を算出する。
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
所定ビット長のユーザデータを伝送路の特性に応じて前記所定ビット長と同じ又は異なるビット長の変調パタンに変換することにより前記ユーザデータの任意のビットの情報を前記変調パタンの複数のビットへ分散させる変調則を使用して、前記ユーザデータを変調する変調部と、
前記変調部により変調された前記ユーザデータが前記伝送路上を伝送された信号を再生して再生信号を生成する再生部と、
前記変調パタンに対して前記伝送路の特性を考慮した信号を生成信号として前記変調パタンに対応して生成し、前記変調パタンのビット長に応じて固定的又は動的に定められる長さの区間において、前記再生信号と前記生成信号との距離を算出する伝送路復号部と、
前記区間における前記再生信号と前記生成信号との距離に基づき、前記ユーザデータのビット毎に信頼度情報を算出し、前記算出された信頼度情報に基づき、前記ユーザデータの各ビットを推定する復調部と
を備え、
前記伝送路は、前記伝送路上を伝送される信号の任意の要素を前記再生信号の複数の成分に分散させる特性を有し、
前記伝送路復号部は、ｋ個（ｋは正の整数）の前記生成信号を生成し、前記区間における前記再生信号と前記各生成信号とのｋ個の距離をそれぞれ算出し、
前記復調部は、前記伝送路復号部により算出されたｋ個の距離を使用して、式（Ａ）により前記ユーザデータの各ビットが１である尤度と前記ユーザデータの各ビットが０である尤度とをそれぞれ算出し、式（Ｂ）により前記信頼度情報を算出することを特徴とする復号システム。
【数１４】
2013179662.tif 000016
【数１５】
2013179662.tif 000017
但し、ｘは、０または１であり、ｐｊ（ｘ）は、前記ユーザデータの第ｊビットがｘである尤度であり、ｄｉｊは、ｋ個のうちｉ番目の前記生成信号に対応する前記変調パタンに対応する前記ユーザデータの第ｊビットであり、ｍｉは、ｋ個のうちｉ番目の前記生成信号と前記再生信号との距離であり、ｉは０から（ｋ−１）までの整数であり、λｊは、前記ユーザデータの第ｊビットの前記信頼度情報であり、ｊは、１からＭまでの整数であり、Ｍは、前記ユーザデータのビット長であり、係数Ｑは、固定的又は動的に定められる実数である。
【請求項２】
前記伝送路復号部は、Ｎ個（Ｎはｋより大きい整数）の前記生成信号を生成し、前記再生信号と前記各生成信号とのＮ個の距離をそれぞれ算出し、算出したＮ個の距離のうち距離の短い順にｋ個の距離を抽出し、抽出したｋ個の距離を前記復調部に通知することを特徴とする請求項１に記載の復号システム。
【請求項３】
前記変調部は、前記変調則として、複数の前記ユーザデータをそれぞれ異なる前記変調パタンに変換する変調則を使用し、
前記変調則は、複数の前記変調パタンにおける互いに対応するビットが、複数の前記変調パタンの全体において０と１との両方を含むように、予め定められていることを特徴とする請求項１または２に記載の復号システム。
【請求項４】
前記変調部は、前記変調則として、複数の前記ユーザデータをそれぞれ異なる前記変調パタンに変換する変調則を使用し、
前記変調則は、前記ユーザデータ間の距離が短いほど、変換後の前記変調パタン間の距離が短くなるように、予め定められていることを特徴とする請求項１または２に記載の復号システム。
【請求項５】
前記ユーザデータ間の距離は、前記ユーザデータにおける所定のビット長の区間において算出されたハミング距離であり、
前記所定のビット長は、前記変調則によって定められることを特徴とする請求項４に記載の復号システム。
【請求項６】
入力データを予め定められた誤り訂正符号則に基づいて誤り訂正符号化することにより、前記ユーザデータを生成する誤り訂正符号化部と、
前記誤り訂正符号則に基づいて、前記復調部により推定された前記ユーザデータの各ビットの誤り訂正復号を実行する誤り訂正復号部と
をさらに備えることを特徴とする請求項１〜５のいずれか１項に記載の復号システム。
【請求項７】
前記誤り訂正符号化部は、前記誤り訂正符号則として、低密度パリティ検査符号を使用することを特徴とする請求項６に記載の復号システム。
【請求項８】
前記誤り訂正復号部は、前記低密度パリティ検査符号に基づき、Ｓｕｍ−Ｐｒｏｄｕｃｔ復号法によって、前記誤り訂正復号を実行することを特徴とする請求項７に記載の復号システム。
【請求項９】
前記変調部により変調された前記ユーザデータを情報記録媒体に記録する記録部と、
前記再生部により生成された前記再生信号に対し所定の等化処理を施す等化処理部と
を備え、
前記再生部は、前記記録部により前記情報記録媒体に記録された、前記変調部により変調された前記ユーザデータを、前記伝送路上を伝送された信号として再生することにより、前記再生信号を生成し、
前記伝送路復号部は、前記生成信号と前記等化処理部により等化処理が施された前記再生信号との距離を算出することを特徴とする請求項６〜８のいずれか１項に記載の復号システム。
【請求項１０】
前記伝送路は、前記伝送路上を伝送される信号を帯域制限する特性を有することを特徴とする請求項１〜９のいずれか１項に記載の復号システム。
【請求項１１】
前記伝送路復号部は、前記再生信号と前記生成信号との距離として、ユークリッド距離を算出することを特徴とする請求項１〜１０のいずれか１項に記載の復号システム。
【請求項１２】
前記変調則は、前記変調パタンにおいて、同じビットが連続する最大回数と、同じビットが連続する最小回数と、同じビットが連続する最大回数及び最小回数と、特定パタンの繰り返し回数とのうち少なくとも一つを制限するように定められていることを特徴とする請求項１〜１１のいずれか１項に記載の復号システム。
【請求項１３】
前記伝送路復号部は、前記区間のうち、両端の所定長さを除いた中央部分区間においてのみ、前記再生信号と前記生成信号との距離を算出することを特徴とする請求項１〜１２のいずれか１項に記載の復号システム。
【請求項１４】
所定ビット長のユーザデータを伝送路の特性に応じて前記所定ビット長と同じ又は異なるビット長の変調パタンに変換することにより前記ユーザデータの任意のビットの情報を前記変調パタンの複数のビットへ分散させる変調則を使用して、前記ユーザデータを変調する変調ステップと、
前記変調ステップにより変調された前記ユーザデータが前記伝送路上を伝送された信号を再生して再生信号を生成する再生ステップと、
前記変調パタンに対して前記伝送路の特性を考慮した信号を生成信号として前記変調パタンに対応して生成し、前記変調パタンのビット長に応じて固定的又は動的に定められる長さの区間において、前記再生信号と前記生成信号との距離を算出する伝送路復号ステップと、
前記区間における前記再生信号と前記生成信号との距離に基づき、前記ユーザデータのビット毎に信頼度情報を算出し、前記算出された信頼度情報に基づき、前記ユーザデータの各ビットを推定する復調ステップと
を含み、
前記伝送路は、前記伝送路上を伝送される信号の任意の要素を前記再生信号の複数の成分に分散させる特性を有し、
前記伝送路復号ステップは、ｋ個（ｋは正の整数）の前記生成信号を生成し、前記区間における前記再生信号と前記各生成信号とのｋ個の距離をそれぞれ算出し、
前記復調ステップは、前記伝送路復号ステップにより算出されたｋ個の距離を使用して、式（Ａ）により前記ユーザデータの各ビットが１である尤度と前記ユーザデータの各ビットが０である尤度とをそれぞれ算出し、式（Ｂ）により前記信頼度情報を算出することを特徴とする復号方法。
【数１６】
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【数１７】
2013179662.tif 000019
但し、ｘは、０または１であり、ｐｊ（ｘ）は、前記ユーザデータの第ｊビットがｘである尤度であり、ｄｉｊは、ｋ個のうちｉ番目の前記生成信号に対応する前記変調パタンに対応する前記ユーザデータの第ｊビットであり、ｍｉは、ｋ個のうちｉ番目の前記生成信号と前記再生信号との距離であり、ｉは０から（ｋ−１）までの整数であり、λｊは、前記ユーザデータの第ｊビットの前記信頼度情報であり、ｊは、１からＭまでの整数であり、Ｍは、前記ユーザデータのビット長であり、係数Ｑは、固定的又は動的に定められる実数である。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、伝送路から得られる信号を復号する復号システム及び復号方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、通信又は放送分野のみならず、デジタルデータの記録再生媒体、例えば磁気ディスク又は光ディスクの分野においても、ターボ符号又は低密度パリティ検査符号（ＬＤＰＣ符号）が用いられている。これらターボ符号又はＬＤＰＣ符号は、理論限界に迫る誤り訂正能力を有することで知られており、軟判定値として信頼度情報を扱う記録再生装置が提案されている（例えば、特許文献１参照）。【０００３】
図１１は、従来の軟判定値を扱う記録再生装置の構成を示す図である。図１１において、記録再生装置１０１は、符号化部１０２、ＰＲ（Ｐａｒｔｉａｌ  Ｒｅｓｐｏｎｓｅ）伝送路１０３及び復号部１０４を備える。【０００４】
符号化部１０２は、誤り訂正符号化部１１１及び変調符号化部１１２を備える。誤り訂正符号化部１１１は、入力されたデータ系列に対して所定の規則に基づいてパリティ系列を付与することで、誤り訂正符号系列を生成する。変調符号化部１１２は、入力された誤り訂正符号系列を所定の変調則に基づいて所定の変調符号に符号化し、所定の制限を加えた変調符号を符号化系列として、ＰＲ伝送路１０３へ出力する。【０００５】
なお、所定の制限としては、例えば、符号の“０”及び“１”の個数を充分長い範囲で均等にするＤＣフリー制限、又は連続する“０”の個数の最小長及び最大長がそれぞれｄ及びｋとなる（ｄ、ｋ）制限などが用いられる。【０００６】
ＰＲ伝送路１０３は、記録再生部１１３および等化処理部１１４を備える。ＰＲ伝送路１０３は、例えば、ＰＲ２（Ｐａｒｔｉａｌ  Ｒｅｓｐｏｎｓｅ  ｃｌａｓｓ−２：パーシャルレスポンスクラス２）の記録再生チャネルでの記録処理又は再生処理を行う。【０００７】
記録再生部１１３は、変調符号化部１１２から入力された符号化系列を、ＮＲＺＩ（Ｎｏｎ  Ｒｅｔｕｒｎ  ｔｏ  Ｚｅｒｏ  Ｉｎｖｅｒｔｅｄ）符号化し、ＮＲＺＩ符号化された信号を、装着された記録媒体または内蔵される記録媒体にマークエッジ記録（Ｍａｒｋ  Ｅｄｇｅ  Ｒｅｃｏｒｄｉｎｇ）方法を用いて記録する。また、記録再生部１１３は、記録媒体に記録されている符号化信号をＰＲ２チャネルで読み出し、読み出された符号化信号を等化処理部１１４に供給する。【０００８】
等化処理部１１４は、記録再生部１１３から供給された符号化信号に対して、所定の目標等化特性となるように、波形干渉を利用したＰＲ等化処理を施し、ＰＲ等化処理が施された符号化信号を復号部１０４に供給する。【０００９】
復号部１０４は、ＰＲ−ＳＩＳＯ復号部１１５、ＳＩＳＯ復調部１１６及び誤り訂正復号部１１７を備える。ＰＲ−ＳＩＳＯ復号部１１５は、等化処理部１１４から供給された符号化信号に所定の復号処理を施し軟判定値を出力する。ここで、ＳＩＳＯは、Ｓｏｆｔ−Ｉｎｐｕｔ  Ｓｏｆｔ−Ｏｕｔｐｕｔの略であり、軟判定値を入出力する処理を意味する。【００１０】
ＰＲ−ＳＩＳＯ復号部１１５は、ＰＲ伝送路１０３からの符号化信号から、ＮＲＺＩ符号化及びＰＲ２チャネルに基づいて毎時刻の符号化過程を表す状態遷移表を時系列に沿って展開したトレリス表現を求め、求められたＮＲＺＩ符号化及びＰＲ２チャネルのトレリス表現に基づいて、確率演算を行い、軟判定値として信頼度情報を算出する。【００１１】
ＳＩＳＯ復調部１１６は、変調符号化部１１２の変調則に基づいたトレリスを用いて変調復号された信頼度情報を算出する。【００１２】
ＰＲ−ＳＩＳＯ復号部１１５及びＳＩＳＯ復調部１１６によるトレリスを用いた信頼度情報算出は、例えばＢＣＪＲ（Ｂａｈｌ−Ｃｏｃｋｅ−Ｊｅｉｎｅｋ−Ｒａｖｉｖ）アルゴリズムによって実行される。【００１３】
誤り訂正復号部１１７は、例えばターボ復号を用いる。誤り訂正復号部１１７は、誤り訂正符号化部１１１において用いられたターボ符号に対応するターボ復号を行うことで誤り訂正を実行する。なお、特許文献１には、ＬＤＰＣ符号を用いて誤り訂正復号する例も提示されている。【００１４】
また、特許文献２には、ＬＤＰＣ符号による復号（以下、「ＬＤＰＣ復号」という）を実現するＳｕｍ−Ｐｒｏｄｕｃｔ復号法が示されている。【００１５】
また、非特許文献１には、光ディスクの信号処理においてＰＲ伝送路と変調則とに基づいたトレリスによる軟判定復号の実施例が示されている。【００１６】
さらに、光ディスクなどでＰＲ復号として再生信号処理に用いられているビタビ復号が知られている。【００１７】
ＬＤＰＣ復号を実行する場合は、一般的に、２値の位相反転振幅偏移変調（ＰＲ−ＡＳＫ）または二位相偏移変調（ＢＰＳＫ）などで変調した信号を加法性ホワイトガウスノイズ（ＡＷＧＮ）伝送路でモデル化することで、軟判定値として信頼度情報を算出する。本明細書では、説明を簡単化するため、最も扱いやすいＢＰＳＫ変調におけるＡＷＧＮ伝送路をＬＤＰＣ復号の一般的な伝送路のモデルであるとする。なお、ＰＲ−ＡＳＫ変調は、ＢＰＳＫ変調と同等であるとみなすことができる。【００１８】
このＬＤＰＣ復号を通信又は記録再生などの実際の伝送路に応用する場合、元のデータの任意の要素（ビット）の情報が変換後のデータの複数の要素（ビット）に分散される変調則又は元のデータの任意の要素（ビット）の情報が再生信号の複数の成分に分散される伝送路の影響によって、チャネル復号及び復調処理により算出される信頼度情報の分布が、ＬＤＰＣ復号時の一般的なＢＰＳＫ変調におけるＡＷＧＮ伝送路でモデル化した場合の信頼度情報の分布と比較して、偏りが発生してしまうことがある。特に、誤りビットに対応する信頼度情報が広範囲に分布するような分布の偏りによって、一般的なＢＰＳＫ変調におけるＡＷＧＮ伝送路でモデル化した場合のＬＤＰＣ復号性能と比較して、実際の伝送路に応用した場合のＬＤＰＣ復号性能は低下する。【００１９】
このような信頼度情報の分布の偏りは、等化系として例えばＰＲ（１２２２１）を前提としたＢＣＪＲアルゴリズムによる簡単なシミュレーションで確認することができる。このシミュレーションでは、特に信頼度情報の分布の偏りは、誤りビットに対応する部分の分布の広がりとして顕著に表れる。【００２０】
また、変調又は伝送路における情報の分散によって、元のデータにおける距離と、変調後のデータ又は伝送路上の信号における距離とが異なる値になる。このため、伝送路上のノイズによって発生する誤りが、元のデータに復号する際に、大きな誤りとして影響する場合がある。【００２１】
上述のような、元のデータのビットの情報が分散された、変調後のデータ又は伝送路上の信号からビットの信頼度情報を算出する際に、従来の、例えば特許文献１で示されるようなＢＣＪＲアルゴリズムによるＰＲ復号では、ビットの情報の分散が考慮されていない。このため、分散した情報がビットの信頼度情報に効率的に反映されていない。その結果、このビットの信頼度情報を活用する従来のＬＤＰＣ復号などのＰＲ復号では、本来の復号性能を発揮することが困難であった。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００２２】
【特許文献１】特開２００５−１４１８８７号公報
【特許文献２】特開２００７−２７２９７３号公報
【非特許文献】
【００２３】
【非特許文献１】Ｅｉｊｉ  Ｙａｍａｄａ、Ｔｅｔｓｕｏ  Ｉｗａｋｉ及びＴａｋｅｓｈｉ  Ｙａｍａｇｕｃｈｉ、“Ｔｕｒｂｏ  Ｄｅｃｏｄｉｎｇ  ｗｉｔｈ  Ｒｕｎ  Ｌｅｎｇｔｈ  Ｌｉｍｉｔｅｄ  Ｃｏｄｅ  ｆｏｒ  Ｏｐｔｉｃａｌ  Ｓｔｏｒａｇｅ”、Ｊａｐａｎｅｓｅ  ｊｏｕｒｎａｌ  ｏｆ  ａｐｐｌｉｅｄ  ｐｈｙｓｉｃｓ、Ｍａｒｃｈ  ２００２、Ｖｏｌ．４１（２００２）、ｐｐ．１７５３−１７５６、Ｐａｒｔ  １、Ｎｏ．３Ｂ
【発明の概要】
【００２４】
本発明は、このような問題を鑑みてなされたものであり、信頼度情報の算出に対して工夫を施すことで、ビットの情報の分散による信頼度情報への影響を低減することが可能な復号システム及び復号方法を提供することを目的とする。
【００２５】
本発明の一局面に係る復号システムは、所定ビット長のユーザデータを伝送路の特性に応じて前記所定ビット長と同じ又は異なるビット長の変調パタンに変換することにより前記ユーザデータの任意のビットの情報を前記変調パタンの複数のビットへ分散させる変調則を使用して、前記ユーザデータを変調する変調部と、前記変調部により変調された前記ユーザデータが前記伝送路上を伝送された信号を再生して再生信号を生成する再生部と、前記変調パタンに対して前記伝送路の特性を考慮した信号を生成信号として前記変調パタンに対応して生成し、前記変調パタンのビット長に応じて固定的又は動的に定められる長さの区間において、前記再生信号と前記生成信号との距離を算出する伝送路復号部と、前記区間における前記再生信号と前記生成信号との距離に基づき、前記ユーザデータのビット毎に信頼度情報を算出し、前記算出された信頼度情報に基づき、前記ユーザデータの各ビットを推定する復調部とを備え、前記伝送路は、前記伝送路上を伝送される信号の任意の要素を前記再生信号の複数の成分に分散させる特性を有し、前記伝送路復号部は、ｋ個（ｋは正の整数）の前記生成信号を生成し、前記区間における前記再生信号と前記各生成信号とのｋ個の距離をそれぞれ算出し、前記復調部は、前記伝送路復号部により算出されたｋ個の距離を使用して、式（Ａ）により前記ユーザデータの各ビットが１である尤度と前記ユーザデータの各ビットが０である尤度とをそれぞれ算出し、式（Ｂ）により前記信頼度情報を算出する。
【００２６】
【数１】
2013179662.tif 000003
【００２７】
【数２】
2013179662.tif 000004
【００２８】
但し、ｘは、０または１であり、ｐｊ（ｘ）は、前記ユーザデータの第ｊビットがｘである尤度であり、ｄｉｊは、ｋ個のうちｉ番目の前記生成信号に対応する前記変調パタンに対応する前記ユーザデータの第ｊビットであり、ｍｉは、ｋ個のうちｉ番目の前記生成信号と前記再生信号との距離であり、ｉは０から（ｋ−１）までの整数であり、λｊは、前記ユーザデータの第ｊビットの前記信頼度情報であり、ｊは、１からＭまでの整数であり、Ｍは、前記ユーザデータのビット長であり、係数Ｑは、固定的又は動的に定められる実数である。
【００２９】
本発明によれば、伝送路復号部は、区間における再生信号と各生成信号とのｋ個の距離をそれぞれ算出しているため、伝送路上を伝送される信号の、再生信号の複数の成分に分散した要素を集積することができる。また、復調部は、式（Ａ）により、区間における再生信号と生成信号との距離から、変調前のユーザデータのビットの尤度を算出している。このため、変調則により変調パタンの複数のビットに分散したユーザデータのビットの情報を集積することができる。その結果、変調または伝送による情報の分散の信頼度情報への影響を低減することができる。また、式（Ｂ）により信頼度情報を算出しているため、信頼度情報の数値が無限大に発散するような事態が発生しない。このため、信頼度情報を好適に算出することができる。
【図面の簡単な説明】
【００３０】
【図１】本発明の実施の形態１における復号システムの構成を示す図である。
【図２】本発明の実施の形態１における復調テーブルの例を示す図である。
【図３】本発明の実施の形態１において、ＰＲ伝送路上における信号空間を表す図である。
【図４】本発明の実施の形態１における再生信号とリファレンス信号との関係を示す図である。
【図５】本発明の実施の形態１における復号システムの復号動作を示すフローチャートである。
【図６】本発明の実施の形態３における復号システムの記録動作を示すフローチャートである。
【図７】本発明の実施の形態３における復号システムの再生動作を示すフローチャートである。
【図８】本発明の実施の形態４における再生信号とリファレンス信号との関係を示す図である。
【図９】本発明の実施の形態５における再生信号とリファレンス信号との関係を示す図である。
【図１０】本発明の実施の形態８における光通信システムの構成を示す図である。
【図１１】従来の記録生成装置の構成を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００３１】
以下、適宜図面を参照しながら本発明の実施の形態について説明する。なお、本明細書中には記載されているが、発明に対応するものとして、ここには記載されていない実施の形態があったとしても、そのことは、その実施の形態が、その発明に対応するものではないことを意味するものではない。逆に、実施の形態が発明に対応するものとしてここに記載されていたとしても、そのことは、その実施の形態が、その発明以外の発明には対応しないものであることを意味するものでもない。
【００３２】
（実施の形態１）
図１は、本発明の実施の形態１における復号システムの構成を示す図である。図１に示される復号システム１は、符号化部２、ＰＲ（Ｐａｒｔｉａｌ  Ｒｅｓｐｏｎｓｅ）伝送路３及び復号部４を備える。復号システム１は、入力データに対して所定の誤り訂正符号化方式で誤り訂正符号化を行うとともに、所定の変調則で変調符号化を行うことで生成される符号化系列がＰＲ伝送路３を経由することで得られる符号化信号を復号する。
【００３３】
符号化部２は、誤り訂正符号化部１１及び変調部１２を備える。誤り訂正符号化部１１は、入力データに対して所定の誤り訂正符号化方式で誤り訂正符号化を行い、誤り訂正符号化を行った符号化系列を出力する。誤り訂正符号化部１１は、入力されるデータ系列に対して所定の規則に基づいてパリティ系列を付与することで、誤り訂正符号系列（ユーザデータ）を生成する。誤り訂正符号化部１１は、例えばＬＤＰＣ符号に基づいて符号化を行う。
【００３４】
変調部１２は、所定の変調則を保持する。変調部１２は、誤り訂正符号化が行われた符号化系列に対して、保持している変調則で変調符号化を行う。変調部１２は、入力される誤り訂正符号系列（ユーザデータ）に対して、保持している所定の変調則に基づいて所定の変調符号に符号化し、ＰＲ伝送路３の特性を考慮した所定の制限を加えた符号化系列として、ＰＲ伝送路３へ出力する。
【００３５】
なお、所定の制限としては、例えば、符号の“０”及び“１”の個数を充分長い範囲で均等にするＤＣフリー制限、連続する“０”の個数の最小長及び最大長がそれぞれｄ及びｋとなる（ｄ、ｋ）制限、又は符号の“０”及び“１”の連続区間の連続発生回数などの特定パタンの繰り返し回数の制限が含まれる。
【００３６】
また、変調則は、所定ビット長（本実施の形態１では、後述するように８ビット）のユーザデータをＰＲ伝送路３の特性に応じて所定ビット長と同じ又は異なるビット長（本実施の形態１では、後述するように１６ビット）の変調パタンに変換することにより、ユーザデータの任意のビットの情報を変調パタンの複数のビットへ分散させる。また、変調則における変調パタンのビット長は、本実施の形態１では、１６ビットの１種類である。代替的に、変調則における変調パタンのビット長は、複数種類であってもよい。
【００３７】
また、この実施の形態１では、変調則は、複数のユーザデータ間の距離が短いほど、変換後の複数の変調パタン間の距離が短くなるように、予め定められる。ここで、ユーザデータ間の距離及び変調パタン間の距離は、それぞれ例えばハミング距離である。また、変調パタン間の距離は、ユークリッド距離などでもよい。
【００３８】
ＰＲ伝送路３は、記録再生部１３および等化処理部１４を備える。ＰＲ伝送路３は、伝送される信号の帯域を制限する特性を有する。その結果、ＰＲ伝送路３は、ＰＲ伝送路３上を伝送される信号の任意の要素を再生信号（後述）の複数の成分に分散させる特性を有する。ＰＲ伝送路３は、例えば、ＰＲ伝送路３の帯域制限特性に応じて、ＰＲ２の記録再生チャネルでの記録処理又は再生処理を行う。
【００３９】
記録再生部１３は、変調符号化された符号化系列を光ディスクなどの情報記録媒体に記録する。記録再生部１３は、変調部１２から入力された符号化系列を、例えばＮＲＺＩ符号化し、ＮＲＺＩ符号化された符号化信号を、装着された情報記録媒体または内蔵される情報記録媒体にマークエッジ記録方法を用いて記録する。
【００４０】
また、記録再生部１３は、情報記録媒体に記録された符号化信号を再生して再生信号を生成する。記録再生部１３は、情報記録媒体に記録されている符号化信号をＰＲ２チャネルで読み出し、読み出した符号化信号を等化処理部１４に供給する。なお、記録再生部１３のパーシャルレスポンスのタイプ（ＰＲ等化系）は、例えばＰＲ１２１、ＰＲ１２２１、ＰＲ１２２２１又はＰＲ１２２２２１である。また、記録再生部１３は、上記以外のＰＲ等化系を用いてもよい。
【００４１】
また、この実施の形態１では、記録再生部１３は、記録処理と再生処理との両方を行うように構成されているが、記録再生部１３は、記録処理を行う記録部と、再生処理を行う再生部とに分けて構成してもよい。この点は、後述する他の実施の形態でも、同様である。記録再生部１３は、記録部の一例に相当する。また、記録再生部１３は、再生部の一例に相当する。
【００４２】
等化処理部１４は、記録再生部１３により生成された再生信号に対して、所定の等化処理を施す。等化処理部１４は、記録再生部１３から供給された、符号化信号が再生されて生成された再生信号に対して、所定の目標等化特性となるように、波形干渉を利用したＰＲ等化処理を施して、復号部４に供給する。
【００４３】
復号部４は、伝送路復号部１５、復調部１６及び誤り訂正復号部１７を備える。伝送路復号部１５は、等化処理部１４によって等化処理が施された符号化信号から、ＰＲ伝送路３の特性を考慮したトレリスに基づくビタビ復号によって、変調パタンのビット長に応じて定められる区間における変調パタンに対応するリファレンス信号（生成信号の一例に相当）を生成する。また、伝送路復号部１５は、等化処理部１４によって等化処理が施された再生信号とリファレンス信号との距離であるメトリックを算出する。なお、上記区間については、後述する。
【００４４】
本実施の形態１では、復調部１６には、伝送路復号部１５から、上記区間毎に、復号された変調パタンと距離（メトリック）との１個の組合せを含む選択されたｋ個（ｋは正の整数）の変調パタンとｋ個のメトリックとの複数の組合せが入力される。なお、復号された変調パタンについては後述する。以下、選択されたｋ個の変調パタンを「復号候補の変調パタン」とも称する。復調部１６は、伝送路復号部１５から入力されるメトリックを用いて、ビット毎に信頼度情報を算出する。復調部１６は、変調部１２で用いられた変調則に基づく復調テーブルを予め保持する。復調部１６は、算出した信頼度情報を用いて、ユーザデータをビット毎に推定する。
【００４５】
図２は、復調部１６が保持する復調テーブル２００の一例を示す図である。図３は、ＰＲ伝送路３上における信号空間を表す図である。図４は、再生信号とリファレンス信号との関係を示す図である。図２〜図４を参照して、伝送路復号部１５及び復調部１６の機能が更に詳述される。
【００４６】
図２に示される復調テーブル２００は、８ビットのユーザデータから１６ビットの変調パタンに変換する変調則に基づいた復調テーブルの例である。図２では、８ビットのユーザデータに対するＮ（Ｎ＝２５６）個の変調パタン（変調則）の一部のみを示している。図２は、変換後のデータのビット長が変調パタンに依存せず、８ビットで固定されている変調則の例を示す。しかしながら、本実施の形態は、これに限られず、変調部１２は、例えば、変調パタンによってビット長が異なるような変調則を保持してもよい。
【００４７】
図３において、信号空間２０１は、変調部１２で用いられた変調則で変換される変調パタンのＰＲ伝送路３上における信号空間である。信号点２０２は、例えば図２の復調テーブル２００における変調パタンＳ０のＰＲ伝送路３上における信号点であり、リファレンス信号Ｒ０を表したものである。リファレンス信号（生成信号の一例に相当）は、デジタルデータである変調パタンに対して、ＰＲ伝送路３の帯域制限特性を考慮して、伝送路復号部１５により生成されたアナログ信号である。伝送路復号部１５は、例えば、Ｎ個（Ｎ＝２５６）の変調パタンに対応して、Ｎ個のリファレンス信号を生成する。
【００４８】
信号点２０３，２０４，２０５は、それぞれ、例えば図２の復調テーブル２００における変調パタンＳ１，Ｓ２，Ｓ３のＰＲ伝送路３上における信号点であり、リファレンス信号Ｒ１，Ｒ２，Ｒ３を表したものである。このように、図３では、変調パタンと一対一に対応するリファレンス信号の一部が表わされている。
【００４９】
信号空間２０１は、例えばユークリッド空間となる。しかしながら、本実施の形態は、これに限られず、信号空間２０１は、各信号点を０または１の変調パタンそのものとした２元の多次元空間としてもよい。
【００５０】
信号点２０４は、ＰＲ伝送路３上で得られる、例えば区間３０２（図４）の再生信号３０１（図４）を表したものである。メトリックｍ０は、信号点２０２で表されるリファレンス信号Ｒ０と信号点２０６で表される再生信号３０１とを結ぶ点線で示された距離を表している。同様に、メトリックｍ１、ｍ２、ｍ３は、それぞれ、リファレンス信号Ｒ１，Ｒ２，Ｒ３と再生信号３０１（図４）との距離を表す。
【００５１】
ここで、本実施の形態において、伝送路復号部１５が算出する変調パタンのＰＲ伝送路３上における距離、例えば図３におけるメトリックｍ０等は、例えばユークリッド距離である。なお、伝送路復号部１５が算出する距離は、ユークリッド距離に代えて、例えば信号点２０２から信号点２０６までの座標ベクトルの絶対値の差分でもよいし、その他の式で定義されてもよい。
【００５２】
伝送路復号部１５は、生成した２５６個のリファレンス信号（図４ではリファレンス信号Ｒ０，Ｒ１，Ｒ２）と、記録再生部１３により生成された再生信号３０１との各距離を、区間（例えば図４の区間３０２）ごとに比較する。伝送路復号部１５は、区間ごとに、ビタビ復号によって、再生信号３０１に対して尤もらしいリファレンス信号（最尤信号）に対応する変調パタンを復号された変調パタンとして選択する。ここで、尤もらしいリファレンス信号は、再生信号３０１との距離が最も短いリファレンス信号である。伝送路復号部１５は、復号された変調パタンとして選択した変調パタン及び距離（メトリック）を復調部１６に出力する。
【００５３】
また、本実施の形態の伝送路復号部１５は、復号された変調パタンに加えて、区間（例えば図４の区間３０２）ごとに、再生信号３０１との距離が短い他のリファレンス信号に対応する変調パタン及びその距離（メトリック）を、さらに復調部１６に出力する。伝送路復号部１５は、例えば、再生信号３０１との距離（メトリック）が短い順に、復号された変調パタン（距離が最も短いリファレンス信号に対応する変調パタン）を含むｋ個（この実施の形態１では、例えばｋ＝１６）の変調パタンを抽出する。復調部１６は、抽出したｋ個の変調パタン及びその距離（メトリック）を復調部１６に出力する。
【００５４】
代替的に、伝送路復号部１５は、例えば、再生信号３０１との距離が予め定められた閾値以下である全てのリファレンス信号に対応する変調パタン及びそのメトリックを復調部１６に出力してもよい。
【００５５】
さらに代替的に、伝送路復号部１５は、例えば、再生信号３０１との距離が予め定められた閾値以下であるリファレンス信号のうち、ｋ個のリファレンス信号に対応する変調パタン及びそのメトリックを復調部１６に出力してもよい。この場合、伝送路復号部１５は、再生信号３０１との距離が短い順に変調パタンを選択しなくてもよい。例えば、伝送路復号部１５は、再生信号３０１との距離が２番目に近いリファレンス信号に対応する変調パタンを選択しなくてもよい。この場合でも、選択されて復調部１６に出力された変調パタンに対応するリファレンス信号と再生信号３０１との距離は、予め定められた閾値以下の比較的短い距離になっている。
【００５６】
伝送路復号部１５が再生信号３０１とリファレンス信号との距離を比較する区間（例えば図４に示される区間３０２）の時間的長さ及び時間的な位置は、それぞれ、この実施の形態１では、変調パタンのビット長（図２では１６ビット）に応じて、固定的に定められる。なお、上記区間の時間的長さ及び時間的な位置は、動的に定められ、または予め定められた規則に基づいて定められてもよい。
【００５７】
図４では、変調部１２で用いられる変調則に基づく変調パタンのＰＲ伝送路３上における信号の区間と、伝送路復号部１５が再生信号３０１との距離を算出するためのリファレンス信号の区間とが、区間３０２で同一である場合を示している。
【００５８】
本実施の形態１では、図４に示されるように、伝送路復号部１５が再生信号とリファレンス信号との距離を算出するための区間の長さと、変調部１２で用いられる変調則に基づく変調パタンのＰＲ伝送路３上における信号の区間の長さとが一致している場合が例示されているが、一般に一致しない場合もある。両者の区間の長さが一致しない場合には、伝送路復号部１５は、例えば、上記区間の時間的長さ及び時間的な位置を予め定められた規則に基づいて定めればよい。この場合は、後述の実施の形態５において説明される。
【００５９】
また、変調パタンが複数のビット長で定義されている変調則の場合は、復号された変調パタン（つまり再生信号との距離が最も短いリファレンス信号）が選択される区間は、各ビット長に応じて複数の長さを取り得る。この場合には、伝送路復号部１５は、例えば、上記区間の時間的長さ及び時間的な位置を、各ビット長に応じて動的に定めればよい。この場合は、後述の実施の形態４および実施の形態５において説明される。
【００６０】
図４において、再生信号３０１のうちビタビ復号によって復号される区間３０２に対して、伝送路復号部１５は、区間３０２の再生信号３０１との距離が短いリファレンス信号に対応する変調パタンをｋ個（ｋは正の整数）選択する。伝送路復号部１５が例えば３個のリファレンス信号Ｒ０，Ｒ１，Ｒ２に対応する変調パタンを選択する場合には、ｋ＝３である。
【００６１】
伝送路復号部１５は、生成したリファレンス信号Ｒ０，Ｒ１，Ｒ２と再生信号３０１との距離であるメトリックをそれぞれ算出する。すなわち、伝送路復号部１５は、本実施の形態１では、リファレンス信号に対応する変調パタンと距離（メトリック）とのｋ個（１個または複数個）の組合せを算出する。伝送路復号部１５は、算出した変調パタンと距離（メトリック）とのｋ個の組合せを復調部１６に出力する。なお、伝送路復号部１５は、例えばＰＲ伝送路３の特性に基づいたトレリスと変調部１２が保持する変調則に基づいたトレリスとが合成された合成トレリスを用いてもよい。
【００６２】
復調部１６は、ビットごとに信頼度情報を算出する。以下、図２に示される復調テーブル２００と図３に示されるリファレンス信号と再生信号との関係を用いて、区間３０２におけるビット毎の信頼度情報の算出方法が説明される。
【００６３】
復調部１６には、伝送路復号部１５から、ｋ個の変調パタンＳｉ（ｉ＝０，・・・，ｋ−１）と、それぞれの変調パタンに対応するｋ個のメトリックｍｉ（ｉ＝０，・・・，ｋ−１）とが入力される。個数ｋの値は、図２に示される復調テーブル２００の例においては、すべての変調パタンの組み合わせ数である２５６としてもよいし、２５６より小さい予め定められる一定数としてもよいし、復号された変調パタンに固有の可変数としてもよい。
【００６４】
また、ＰＲ伝送路３上における信号点間の距離（例えば図３におけるリファレンス信号を表す信号点２０２と再生信号を表す信号点２０６との距離）を表すメトリックｍｉは、例えば、区間３０２内の単位時間ごとのリファレンス信号と再生信号との振幅の差の２乗和でもよい。代替的に、メトリックｍｉは、例えば、区間３０２内の単位時間ごとのリファレンス信号と再生信号との振幅の差の和でもよい。代替的に、メトリックｍｉは、例えば、区間３０２内の単位時間ごとのリファレンス信号と再生信号との振幅の差の絶対値の和でもよい。さらに代替的に、伝送路復号部１５は、何らかの距離を意味する算出によって、メトリックｍｉを求めてもよい。リファレンス信号または再生信号の振幅は、量子化されて縮退されたものでもよい。
【００６５】
復調部１６は、ユーザデータの第ｊビットがｘである確率（尤度）ｐｊ（ｘ）を下の式（１）で定義する。
【００６６】
【数３】
2013179662.tif 000005
【００６７】
ここで、ｘは０または１である。また、ｄｉｊは、復調テーブル２００において、ｉ番目の変調パタンＳｉに対応するユーザデータの第ｊビットを表している。また、ｊは、１からＭまでの整数であり、Ｍは、ユーザデータのビット長である。式（１）の中辺は、復調部１６に入力されるある区間の選択されたｋ個の変調パタンとメトリックとから算出されるｋ個の確率のうち、復調されるユーザデータの第ｊビットがｘであるような変調パタンの確率の和を意味している。
【００６８】
復調部１６は、式（１）により、例えばリファレンス信号の各時刻にシステムノイズとして標準偏差σのホワイトガウスノイズが印加されることが仮定された加法性ホワイトガウスノイズと呼ばれるモデルに基づき、確率を算出する。
【００６９】
復調部１６は、式（１）から、ユーザデータの第ｊビットの信頼度情報λｊを対数尤度比として式（２）により算出する。
【００７０】
【数４】
2013179662.tif 000006
【００７１】
なお、式（２）では、信頼度情報は、シンボル又は情報の最小単位の復号確率の対数比である。情報の最小単位は、例えば２進数の符号、すなわち“０”及び“１”を表すビットであったり、多値の要素であったりする。
【００７２】
本実施の形態１では、伝送路復号部１５は、Ｎ個（Ｎ＝２５６）の距離（メトリック）のうち復調部１６に出力するメトリックを例えば最も小さいメトリック（最も短い距離）から順にｋ個選択する。このため、選択されたメトリックにより式（１）の確率（尤度）が決定されることとなる。この場合、選択されないメトリックに対応する変調パタンが（Ｎ−ｋ）個存在するが、それらの変調パタンに対応するリファレンス信号と再生信号との距離（メトリック）は大きい値となる。したがって、選択されない変調パタンによって、式（２）に従って算出される信頼度情報の精度が大きく低下することはない。
【００７３】
また、復調部１６が保持する復調テーブル２００は、変調部１２で用いられた予め定められる変調則によって決まる。ここで、変調部１２が使用する変調則は、上述のように、本実施の形態１では例えば、ユーザデータ間の距離が短いほど、変換後の変調パタン間の距離が短くなるように、予め定められている。したがって、変調パタン上で誤りが発生しやすいケース（つまり変調パタンが似ているため互いの距離が短いケース）は、ユーザデータ上で誤りが発生しても、ユーザデータ間の差分も小さい。このため、ＰＲ復号上での誤りが、ユーザデータ上での誤りとして大きく影響することはない。
【００７４】
また、変調部１２が使用する変調則は、例えば、変換前のユーザデータ間のハミング距離が１であるグレイコード配置となるように、予め定められていてもよい。この場合には、変調パタン上で誤りが発生しやすいケース（つまり変調パタンが似ているため互いの距離が短いケース）は、ユーザデータ上で誤りが発生しても、グレイコード配置であるために１ビットの誤りが支配的に現れることになる。その結果、ユーザデータの誤りとして大きく影響することがない。
【００７５】
図１に戻って、誤り訂正復号部１７は、誤り訂正符号化部１１で用いられた誤り訂正符号則に基づいて、復調部１６で推定されたユーザデータに対して誤り訂正を行う。誤り訂正復号部１７は、例えばＬＤＰＣ復号に基づいた誤り訂正を実行する。ＬＤＰＣ復号は、例えばＳｕｍ−Ｐｒｏｄｕｃｔ（サムプロダクト）復号法によって実行される。誤り訂正復号部１７によって誤りが訂正された後、誤り訂正が成功した場合、ユーザデータを得ることとなる。
【００７６】
図５は、本発明の実施の形態１における復号システム１の復号動作を示すフローチャートである。
【００７７】
まず、ステップＳ１において、伝送路復号部１５は、ＰＲ伝送路３の等化処理部１４によって等化処理が施された符号化信号を取得する。
【００７８】
次に、ステップＳ２において、伝送路復号部１５は、等化処理部１４によって等化処理が施された符号化信号から、上述のように、ビタビ復号による復号されたｋ個の変調パタンと、各変調パタンのメトリックとを算出する。
【００７９】
次に、ステップＳ３において、復調部１６は、上述のように、変調則に基づく復調テーブル２００に基づき、復号されたｋ個の変調パタンとメトリックとから、信頼度情報をビット毎に算出する。また、復調部１６は、算出したビット毎の信頼度情報に基づき、ユーザデータを推定する。
【００８０】
次に、ステップＳ４において、誤り訂正復号部１７は、復調部１６によって推定されたユーザデータを入力として、例えばＳｕｍ−Ｐｒｏｄｕｃｔ復号法によるＬＤＰＣ復号を実行する。
【００８１】
以上説明されたように、本実施の形態１では、伝送路復号部１５は、区間毎に、再生信号３０１と各リファレンス信号との距離のうち最短のリファレンス信号に対応する変調パタンを求める最尤復号を実行している。このため、本実施の形態１によれば、ＰＲ伝送路３上の再生信号３０１の複数の成分に分散した要素を集積することができる。また、復調部１６は、区間毎に算出した再生信号３０１とリファレンス信号Ｒ０，Ｒ１，Ｒ２等との距離から、式（１）及び（２）により、変調前のユーザデータの信頼度情報をビット毎に算出している。これによって、変調則により変調パタンの複数のビットに分散したユーザデータの任意のビットの情報を集積することができる。その結果、ビットの情報の分散による信頼度情報への影響を低減することができる。よって、復調部１６は、算出した信頼度情報に基づき、ユーザデータをビット毎に好適に推定することができる。
【００８２】
したがって、本実施の形態１によれば、変調または伝送による情報の分散の信頼度情報への影響によって復号結果が悪化することを防止できる。このため、誤り訂正復号部１７によるＬＤＰＣ符号に基づく誤り訂正復号の性能が低下するのを防止することができる。
【００８３】
また、本実施の形態１では、伝送路復号部１５は、算出したＮ個の距離のうち、ｋ個の距離のみを選択し、選択したｋ個の距離を復調部１６に出力し、復調部１６は、ｋ個の距離を使用して、信頼度情報を算出している。このため、本実施の形態１によれば、Ｎ個の距離が使用されて信頼度情報が算出される場合に比べて、信頼度情報の算出に要する時間を短縮することができる。また、短い順に抽出されたｋ個の距離を使用して、信頼度情報が算出されている。このため、本実施の形態１によれば、Ｎ個全ての距離が使用されて信頼度情報が算出される場合に比べて、信頼度情報の算出の精度が大きく低下することはないという利点がある。
【００８４】
なお、本実施の形態１では、符号化部２とＰＲ伝送路３と復号部４とを同一の復号システム１が備える構成を例示したが、符号化部２と復号部４とは、それぞれ独立な装置として構成されてもよい。このとき、符号化部２と復号部４とは、それぞれＰＲ伝送路３の一部または全部の機能を備えていてもよい。また、本実施の形態１における復号システム１は、独立した装置であってもよいし、記録再生装置の復号処理を行うブロックであってもよいし、光通信システムの復号処理を行うブロックであってもよい。
【００８５】
（実施の形態２）
本発明の実施の形態２における復号システムについて説明する。なお、実施の形態２における復号システムの構成は、図１に示される実施の形態１における復号システム１の構成と同じである。そのため、図１を用いて本実施の形態２における復号システムについて説明する。また、本実施の形態２において、復号システム１の詳細な説明を省略し、復調部１６による信頼度情報の算出の別形態について説明する。
【００８６】
実施の形態２における信頼度情報の算出では、復調部１６は、実施の形態１における式（１）を算出する動作までは、同様に行う。ここでは、式（１）の算出以降の差分について説明する。
【００８７】
復調部１６は、復号された変調パタンに対応するユーザデータの第ｊビットの信頼度情報λｊを、式（１）の結果を用いて、式（３）により算出する。
【００８８】
【数５】
2013179662.tif 000007
【００８９】
ここで、係数Ｑは、実数である。係数Ｑは、予め定められる固定値としてもよい。また、係数Ｑは、復号される変調パタン、ｋ個の復号候補の変調パタン、または復調されるユーザデータなどによって定められる値としてもよい。また、係数Ｑは、ＰＲ伝送路３の状態、またはメトリックの大きさ、または誤り訂正復号部１７による復号結果などによって動的に定められる値としてもよい。
【００９０】
なお、式（３）では、信頼度情報は、シンボル又は情報の最小単位の復号確率の差分である。情報の最小単位は、上述のように、例えば２進数の符号、すなわち“０”及び“１”を表すビットであったり、多値の要素であったりする。
【００９１】
式（３）においても、ユーザデータの第ｊビットの信頼度情報λｊは、正の値で大きいほど、０である確率（尤度）が高く、かつ、負の値で大きいほど、１である確率（尤度）が高い値として定義される。
【００９２】
本実施の形態２においても、上記実施の形態１と同様に、伝送路復号部１５は、Ｎ個（Ｎ＝２５６）の距離（メトリック）のうち復調部１６に出力するメトリックを例えば最も小さいメトリック（最も短い距離）から順にｋ個選択する。このため、選択されたメトリックにより式（１）の確率（尤度）が決定されることとなる。この場合、選択されないメトリックに対応する変調パタンが（Ｎ−ｋ）個存在するが、それらの変調パタンに対応するリファレンス信号と再生信号との距離（メトリック）は大きい値となる。したがって、選択されない変調パタンによって、式（３）に従って算出される信頼度情報の精度が大きく低下することはない。
【００９３】
以上説明されたように、実施の形態２は、式（２）に代えて式（３）を用いること以外は、上記実施の形態１と同様である。したがって、実施の形態２によれば、上記実施の形態１と同様に、変調または伝送による情報の分散の影響によって復号結果が悪化することを防止することができる。このため、誤り訂正復号部１７によるＬＤＰＣ符号に基づく誤り訂正復号の性能が低下するのを防止することができる。
【００９４】
また、本実施の形態２によれば、上記実施の形態１と同様に、Ｎ個の距離が使用されて信頼度情報が算出される場合に比べて、信頼度情報の算出に要する時間を短縮することができる。また、本実施の形態１によれば、上記実施の形態１と同様に、Ｎ個全ての距離が使用されて信頼度情報が算出される場合に比べて、信頼度情報の算出の精度が大きく低下することはないという利点がある。
【００９５】
なお、本実施の形態２では、変調則は、複数のユーザデータ間の距離が短いほど、変換後の複数の変調パタン間の距離が短くなるように、定められていなくてもよい。すなわち、変調則は、所定ビット長のユーザデータをＰＲ伝送路３の特性に応じて所定ビット長と同じ又は異なるビット長の変調パタンに変換することにより、ユーザデータの任意のビットの情報を変調パタンの複数のビットへ分散させるものであればよい。式（３）では、信頼度情報λｊの数値が無限大に発散するような事態が発生しない。このため、本実施の形態２によれば、このような変調則であっても、信頼度情報を好適に算出することができる。その結果、ユーザデータの復号を好適に行うことが可能になっている。また、本実施の形態２によれば、式（Ｂ）の減算及び乗算のみによって、信頼度情報を容易に算出することが可能になっている。
【００９６】
（実施の形態３）
本発明の実施の形態３における復号システムについて説明する。本発明の実施の形態３における復号システムは、符号化信号を情報記録媒体に記録するとともに、符号化信号を情報記録媒体から再生し、再生した符号化信号を復号する。
【００９７】
なお、実施の形態３における復号システムの構成は、図１に示す実施の形態１における復号システム１の構成と同じである。そのため、図１を用いて本実施の形態３における復号システムについて説明する。また、本実施の形態３において、復号システム１の詳細な説明は省略し、復号システム１の記録動作及び再生動作についてのみ説明する。
【００９８】
図６は、本発明の実施の形態３における復号システム１の記録動作を示すフローチャートである。
【００９９】
まず、ステップＳ１１において、誤り訂正符号化部１１は、入力データに対してＬＤＰＣ符号化方式で誤り訂正符号化を行い、誤り訂正符号化を行った符号化信号を出力する。
【０１００】
次に、ステップＳ１２において、変調部１２は、誤り訂正符号化部１１によって誤り訂正符号化が行われた符号化信号に対して１７ＰＰ（Ｐａｒｉｔｙ  ｐｒｅｓｅｒｖｅ／Ｐｒｏｈｉｂｉｔ  ｒｅｐｅａｔｅｄ  ｍｉｎｉｍｕｍ  ｔｒａｎｓｉｔｉｏｎ  ｒｕｎ−ｌｅｎｇｔｈ）符号で変調符号化を行う。
【０１０１】
次に、ステップＳ１３において、記録再生部１３は、変調部１２によって変調符号化された符号化信号を情報記録媒体に記録する。記録再生部１３は、変調部１２から入力された符号化信号を、ＮＲＺＩ符号化し、ＮＲＺＩ符号化された符号化信号を情報記録媒体に記録する。なお、情報記録媒体は、例えば光ディスクである。
【０１０２】
図７は、本発明の実施の形態３における復号システム１の再生動作を示すフローチャートである。
【０１０３】
まず、ステップＳ２１において、記録再生部１３は、情報記録媒体に記録されている符号化信号をＰＲ２チャネルで読み出し、読み出した符号化信号を等化処理部１４に供給する。
【０１０４】
次に、ステップＳ２２において、等化処理部１４は、記録再生部１３から供給された符号化信号に対して、所定の目標等化特性となるように、波形干渉を利用したＰＲ等化処理を行う。
【０１０５】
次に、ステップＳ２３において、伝送路復号部１５は、等化処理部１４から供給された符号化信号から、ビタビ復号による復号されたｋ個の変調パタンと、それぞれのメトリックとを算出する。
【０１０６】
次に、ステップＳ２４において、復調部１６は、変調則に基づく復調テーブル２００と、伝送路復号部１５から供給された復号された変調パタンとメトリックとから、ビット毎に信頼度情報を算出する。また、復調部１６は、算出した信頼度情報を用いて、ビット毎にユーザデータを推定する。
【０１０７】
次に、ステップＳ２５において、誤り訂正復号部１７は、復調部１６によって推定されたユーザデータに対して、ＬＤＰＣ符号に基づく誤り訂正復号を行う。
【０１０８】
以上説明されたように、本実施の形態３では、情報記録媒体に対する情報の記録及び情報記録媒体に記録されている情報の復号を好適に行うことが可能になっている。
【０１０９】
（実施の形態４）
本発明の実施の形態４における復号システムについて説明する。本発明の実施の形態４における復号システムは、図１に示される実施の形態１における復号システム１と同じである。実施の形態４では、変調部１２および復調部１６を除くほかの構成の動作は実施の形態１、２または３と同一であるので、差分となる変調部１２および復調部１６の動作について説明する。実施の形態４における変調部１２および復調部１６を除く構成は、実施の形態１、実施の形態２または実施の形態３と同一であるため説明を省略する。
【０１１０】
実施の形態４における変調部１２は、例えば複数種類の変調則に基づいてユーザデータの変調を実行する。複数の変調則は、変調パタンまたはユーザデータのビット長が１種類以上である。変調部１２は、ランダムにまたは所定の規則にしたがって、複数の変調則から一つの変調則を選択する。変調部１２は、選択した変調則にしたがってユーザデータを変調する。
【０１１１】
復調部１６は、復調テーブル２００として、複数の変調則に基づく複数の復調テーブルを保持する。復調部１６は、保持する復調テーブル２００のうちで変調部１２が選択した変調則に基づいた復調テーブルを選択する。復調部１６は、選択した復調テーブル２００を用いて、信頼度情報を算出する。
【０１１２】
図８は、実施の形態４における、異なる変調則に基づいて復号するときの再生信号とリファレンス信号との関係を示す図である。
【０１１３】
区間３０２と区間３０６との長さは、それぞれ、変調部１２が選択した変調則における変調パタンのビット長から決まる。このため、区間３０２と区間３０６との長さは、図８に示されるように、異なる長さとなり得る。区間３０２は、例えば１６ビットの変調パタンを使用する変調則に対応し、区間３０６は、例えば８ビットの変調パタンを使用する変調則に対応する。
【０１１４】
実施の形態４では、伝送路復号部１５は、変調部１２により使用される変調則における変調パタンのビット長に応じて、区間の長さを動的に定める。伝送路復号部１５は、復調部１６に出力するｋ個の変調パタンのリファレンス信号を、区間３０２においては、この区間３０２に対応する変調則に基づいて、例えば、リファレンス信号３０３、３０４、３０５として生成する。同様に、区間３０６においては、伝送路復号部１５は、リファレンス信号を、この区間３０６に対応する変調則に基づいて、例えば、リファレンス信号３０７、３０８、３０９として生成する。
【０１１５】
復調部１６は、区間ごとに異なる復調テーブルに基づき、ビット毎に信頼度情報を算出する。復調部１６は、例えば、実施の形態１において説明された式（１）、（２）を用いる方法で、信頼度情報を算出する。なお、復調部１６は、実施の形態２において説明された式（１）、（３）を用いる方法で、信頼度情報を算出してもよい。
【０１１６】
以上説明されたように、本実施の形態４では、変調部１２により使用される変調則における変調パタンのビット長に応じて、区間の長さが動的に定められる。したがって、使用される変調則（変調パタン）に対し適切に定められた区間において、再生信号とリファレンス信号との距離（メトリック）を算出することができる。
【０１１７】
（実施の形態５）
本発明の実施の形態５における復号システムについて説明する。実施の形態５における復号システムの構成は、図１に示される実施の形態１における復号システム１の構成と同じである。実施の形態５では、伝送路復号部１５および復調部１６を除くほかの構成の動作は、実施の形態１または実施の形態２または実施の形態３と同一であるので、差分となる伝送路復号部１５および復調部１６の動作についてのみ説明する。伝送路復号部１５および復調部１６を除く構成は、実施の形態１または実施の形態２または実施の形態３と同一であるため説明を省略する。
【０１１８】
図９は、実施の形態５における、再設定された区間の再生信号とリファレンス信号との関係を示す図である。
【０１１９】
実施の形態５における伝送路復号部１５は、予め定められた区間または動的に定められる区間の再生信号と、区間ごとの復号された変調パタンのＰＲ伝送路３上におけるリファレンス信号との距離（メトリック）を算出する。
【０１２０】
実施の形態５においては、図９に示されるように、伝送路復号部１５による復号時の復号単位となる再生信号の区間３１０、３１１および３１２と、復調部１６において信頼度情報を算出するためにリファレンス信号を処理する区間３１３とが一致することを前提としていない。
【０１２１】
本実施の形態５においては、伝送路復号部１５は、例えばビタビ復号の復号処理によって復号された変調パタンを算出した後に、メトリックの算出区間が、復調部１６におけるリファレンス信号の区間３１３と一致するように、改めて区間３１３を設定する。すなわち、伝送路復号部１５は、メトリック算出時には、再設定された区間３１３を処理単位として、復号された変調パタンのリファレンス信号３１４を生成し、生成したリファレンス信号と再生信号とのメトリックを算出する。
【０１２２】
さらに、伝送路復号部１５は、複数の復号候補となりうる変調パタンのリファレンス信号３１５、３１６と再生信号とのメトリックを算出してもよい。伝送路復号部１５は、これら１個以上の変調パタンとメトリックとの組み合わせを復調部１６に供給する。
【０１２３】
これ以降の復調部１６による信頼度情報の算出手順は、例えば実施の形態１と同様である。なお、実施の形態５における復調部１６は、実施の形態２と同様の手順で信頼度情報を算出してもよい。
【０１２４】
（実施の形態６）
本発明の実施の形態６における復号システムについて説明する。実施の形態６における復号システムの構成は、図１に示される実施の形態１における復号システム１の構成と同じである。実施の形態６では、伝送路復号部１５および復調部１６を除くほかの構成の動作は、実施の形態１または実施の形態２または実施の形態３と同一であるので、差分となる伝送路復号部１５および復調部１６の動作についてのみ説明する。伝送路復号部１５および復調部１６を除く構成は、実施の形態１または実施の形態２または実施の形態３と同一であるため説明を省略する。
【０１２５】
実施の形態６における伝送路復号部１５は、復号候補の複数の変調パタンを、実施の形態１または実施の形態２と異なる選び方で選択する。
【０１２６】
伝送路復号部１５が、例えばビタビ復号の復号処理を実行する場合において、復号された変調パタン、つまり最尤の変調パタンを変調パタンＳｉとする。また、復調部１６が保持する復調テーブル２００において、変調パタンＳｉに対応するユーザデータを最尤のユーザデータＤｉとする。
【０１２７】
この場合において、伝送路復号部１５は、最尤のユーザデータＤｉと１ビット違いのユーザデータＤｉ１〜Ｄｉｎを選択する。このとき選択されるユーザデータの個数ｎは、最尤のユーザデータＤｉのビット長Ｍと等しい。すなわち、ユーザデータＤｉが８ビット（Ｍ＝８）であれば、ｎ＝８である。そして、伝送路復号部１５は、復調テーブル２００において、ユーザデータＤｉ１〜Ｄｉｎにそれぞれ対応する変調パタンを、復号候補の複数の変調パタンとして選択する。伝送路復号部１５によるビタビ復号処理の単位となる区間は、例えば実施の形態１と同様に、図４の区間３０２で代表的に示される。
【０１２８】
次に、伝送路復号部１５は、区間ごとの再生信号と、選択された復号候補の変調パタン（具体的にはユーザデータＤｉ１〜Ｄｉｎに対応する変調パタン）の各リファレンス信号との距離をｎ個だけ算出する。伝送路復号部１５は、復号された変調パタンＳｉとともに、選択されたｎ個の変調パタンと算出されたｎ個の距離とを復調部１６へ供給する。
【０１２９】
復調部１６は、復号された変調パタンに対応するユーザデータを求める。上記の場合には、最尤のユーザデータＤｉとなる。復調部１６は、この最尤のユーザデータＤｉのビットごとに信頼度情報を算出する。復調部１６は、各ビットの信頼度情報を、復調された最尤のユーザデータＤｉに対して１ビット異なるｎ個の選択された変調パタン（具体的にはユーザデータＤｉ１〜Ｄｉｎに対応する変調パタン）と、その距離とから算出する。
【０１３０】
例えば、復調された最尤のユーザデータがＤｉで、ユーザデータＤｉと第一ビットだけが異なるユーザデータＤｊに対応する変調パタンがＳｊであるとする。このとき、復調部１６は、第一ビットの信頼度情報を、再生信号と変調パタンＳｊのリファレンス信号との距離から算出する。
【０１３１】
復調部１６は、実施の形態１または実施の形態２と同様に、例えばリファレンス信号の各時刻にシステムノイズとして標準偏差σのホワイトガウスノイズが印加されることを仮定した確率（尤度）から、信頼度情報を算出する。
【０１３２】
実施の形態６では、あるビットの尤度（信頼度情報）を算出するときに比較する対象の変調パタンとしては、１個の変調パタンと距離とからのみ算出される。したがって、信頼度情報を容易に算出することができる。また、この実施の形態６では、変調則によって、誤りやすい変調パタンの組み合わせが１ビット違いのユーザデータに優先的に割り当てられるように、予め定められている。このため、確率的にＬＤＰＣ復号を実行する上で充分な精度を有する。
【０１３３】
（実施の形態７）
本発明の実施の形態７における復号システムについて説明する。実施の形態７における復号システムの構成は、図１に示される実施の形態１における復号システム１の構成と同じである。実施の形態７では、伝送路復号部１５および復調部１６を除くほかの構成の動作は、実施の形態１または実施の形態２または実施の形態３と同一であるので、差分となる伝送路復号部１５および復調部１６の動作についてのみ説明する。伝送路復号部１５および復調部１６を除く構成は、実施の形態１または実施の形態２または実施の形態３と同一であるため説明を省略する。
【０１３４】
実施の形態７における伝送路復号部１５は、ビタビ復号の復号処理において、各時刻で選択された区間の再生信号を復調部１６へ出力する。復調部１６は、入力された区間の再生信号と、変調パタンのリファレンス信号との距離を算出する。これ以降の動作は、実施の形態１または実施の形態２と同様である。
【０１３５】
（実施の形態８）
本発明の実施の形態８における光通信システムについて説明する。
【０１３６】
図１０は、本発明の実施の形態８における光通信システムの構成を示す図である。図１０に示される光通信システム３１は、送信器３２、ＰＲ伝送路３３及び受信器３４を備える。送信情報を送信する送信器３２は、誤り訂正符号化部１１、変調部１２及び光変調部４１を備える。ＰＲ伝送路３３は、光ファイバ４２を備える。受信器３４は、伝送路復号部１５、復調部１６、誤り訂正復号部１７及び光復調部４３を備える。
【０１３７】
実施の形態８では、光変調部４１、光ファイバ４２及び光復調部４３以外の構成は、実施の形態１または実施の形態２または実施の形態３と同一であるので、差分となる光変調部４１、光ファイバ４２及び光復調部４３の構成及び動作についてのみ説明する。光変調部４１、光ファイバ４２及び光復調部４３以外の構成は、実施の形態１または実施の形態２または実施の形態３と同一であるため説明を省略する。
【０１３８】
光変調部４１は、変調部１２によって生成された符号化系列に応じて、所定波長の光の強度又は位相が変調された光信号波形を生成し、光ファイバ４２へ送出する。光ファイバ４２は、送信器３２から伝送された光信号波形を受信器３４へ伝送する。光復調部４３は、光ファイバ４２によって伝送された光の強度又は位相を検出して電気信号に変換し、符号化系列を復号する。光復調部４３は、復号した符号化系列を伝送路復号部１５に出力する。
【０１３９】
（その他）
上記各実施の形態では、伝送路復号部１５において、１個または複数の変調パタンとメトリックとを算出したが、この処理を復調部１６が行ってもよい。
【０１４０】
また、上記各実施の形態では、伝送路復号部１５は、例えば図４に示される区間３０２では、区間３０２の全体に亘って、例えば単位時間ごとに再生信号３０１とリファレンス信号Ｒ０との振幅の差を求めて、距離（メトリック）を算出している。代替的に、伝送路復号部１５は、図４に示されるように、区間３０２のうち、時間的に前後の両端の所定長さＺ１，Ｚ２を除いた中央部分区間Ｚ０においてのみ、例えば再生信号３０１とリファレンス信号Ｒ０との振幅の差を求めて、距離（メトリック）を算出してもよい。この変形された実施の形態によれば、時間的に前後に隣接する変調パタンからの影響を除去することができる。その結果、さらに適切な信頼度情報を算出することができる。
【０１４１】
なお、上述した具体的実施形態には以下の構成を有する発明が主に含まれている。
【０１４２】
本発明の一局面に係る復号システムは、所定ビット長のユーザデータを伝送路の特性に応じて前記所定ビット長と同じ又は異なるビット長の変調パタンに変換することにより前記ユーザデータの任意のビットの情報を前記変調パタンの複数のビットへ分散させる変調則を使用して、前記ユーザデータを変調する変調部と、前記変調部により変調された前記ユーザデータが前記伝送路上を伝送された信号を再生して再生信号を生成する再生部と、前記変調パタンに対して前記伝送路の特性を考慮した信号を生成信号として前記変調パタンに対応して生成し、前記変調パタンのビット長に応じて固定的又は動的に定められる長さの区間において、前記再生信号と前記生成信号との距離を算出する伝送路復号部と、前記区間における前記再生信号と前記生成信号との距離に基づき、前記ユーザデータのビット毎に信頼度情報を算出し、前記算出された信頼度情報に基づき、前記ユーザデータの各ビットを推定する復調部とを備え、前記伝送路は、前記伝送路上を伝送される信号の任意の要素を前記再生信号の複数の成分に分散させる特性を有し、前記伝送路復号部は、ｋ個（ｋは正の整数）の前記生成信号を生成し、前記区間における前記再生信号と前記各生成信号とのｋ個の距離をそれぞれ算出し、前記復調部は、前記伝送路復号部により算出されたｋ個の距離を使用して、式（Ａ）により前記ユーザデータの各ビットが１である尤度と前記ユーザデータの各ビットが０である尤度とをそれぞれ算出し、式（Ｂ）により前記信頼度情報を算出する。
【０１４３】
【数６】
2013179662.tif 000008
【０１４４】
【数７】
2013179662.tif 000009
【０１４５】
但し、ｘは、０または１であり、ｐｊ（ｘ）は、前記ユーザデータの第ｊビットがｘである尤度であり、ｄｉｊは、ｋ個のうちｉ番目の前記生成信号に対応する前記変調パタンに対応する前記ユーザデータの第ｊビットであり、ｍｉは、ｋ個のうちｉ番目の前記生成信号と前記再生信号との距離であり、ｉは０から（ｋ−１）までの整数であり、λｊは、前記ユーザデータの第ｊビットの前記信頼度情報であり、ｊは、１からＭまでの整数であり、Ｍは、前記ユーザデータのビット長であり、係数Ｑは、固定的又は動的に定められる実数である。
【０１４６】
この構成によれば、変調部は、変調則を使用して、ユーザデータを変調する。変調則は、所定ビット長のユーザデータを伝送路の特性に応じて所定ビット長と同じ又は異なるビット長の変調パタンに変換することにより、ユーザデータの任意のビットの情報を変調パタンの複数のビットへ分散させる。再生部は、変調部により変調されたユーザデータが伝送路上を伝送された信号を再生して再生信号を生成する。伝送路復号部は、変調パタンに対して伝送路の特性を考慮した信号を生成信号として変調パタンに対応して生成する。伝送路復号部は、変調パタンのビット長に応じて固定的又は動的に定められる長さの区間において、再生信号と生成信号との距離を算出する。復調部は、区間における再生信号と生成信号との距離に基づき、ユーザデータのビット毎に信頼度情報を算出する。復調部は、算出された信頼度情報に基づき、ユーザデータの各ビットを推定する。
【０１４７】
伝送路は、伝送路上を伝送される信号の任意の要素を再生信号の複数の成分に分散させる特性を有する。伝送路復号部は、ｋ個の生成信号を生成し、区間における再生信号と各生成信号とのｋ個の距離をそれぞれ算出する。このため、伝送路上を伝送される信号の、再生信号の複数の成分に分散した要素を集積することができる。復調部は、伝送路復号部により算出されたｋ個の距離を使用して、式（Ａ）により、区間における再生信号と生成信号との距離から、変調前のユーザデータのビットの尤度を算出する。このため、変調則により変調パタンの複数のビットに分散したユーザデータのビットの情報を集積することができる。その結果、ビットの情報の分散による信頼度情報への影響を低減することができる。
【０１４８】
また、復調部は、式（Ｂ）により信頼度情報を算出する。この式（Ｂ）によれば、ユーザデータの第ｊビットの信頼度情報λｊは、正の値で大きいほど０である尤度が高く、負の値で大きいほど１である尤度が高い値となっており、信頼度情報λｊの数値が無限大に発散するような事態が発生しない。このため、式（Ｂ）により信頼度情報λｊを好適に算出することができる。また、この信頼度情報λｊによって、ユーザデータを好適に推定することができる。このように好適に推定されたユーザデータを用いると、例えばＬＤＰＣ復号などのＰＲ復号における復号性能の低下を防止することが可能になる。また、式（Ｂ）では、減算及び乗算のみによって、信頼度情報を容易に算出することが可能になっている。
【０１４９】
また、上記の復号システムにおいて、前記伝送路復号部は、Ｎ個（Ｎはｋより大きい整数）の前記生成信号を生成し、前記区間における前記再生信号と前記各生成信号とのＮ個の距離をそれぞれ算出し、算出したＮ個の距離のうち距離の短い順にｋ個の距離を抽出し、抽出したｋ個の距離を前記復調部に通知するとしてもよい。
【０１５０】
この構成によれば、伝送路復号部は、Ｎ個（Ｎはｋより大きい整数）の生成信号を生成する。伝送路復号部は、再生信号と各生成信号とのＮ個の距離をそれぞれ算出する。伝送路復号部は、算出したＮ個の距離のうち距離の短い順にｋ個の距離を抽出する。伝送路復号部は、抽出したｋ個の距離を復調部に通知する。したがって、復調部は、短い順に抽出されたｋ個の距離を使用して、信頼度情報を算出する。このため、Ｎ個全ての距離を使用して、信頼度情報が算出される場合に比べて、信頼度情報の算出に要する時間を短縮することができる。また、短い順に抽出されたｋ個の距離を使用して、信頼度情報が算出される。このため、Ｎ個全ての距離を使用して信頼度情報が算出される場合に比べて、信頼度情報の算出精度が大きく低下することはないという利点がある。
【０１５１】
また、上記の復号システムにおいて、前記変調部は、前記変調則として、複数の前記ユーザデータをそれぞれ異なる前記変調パタンに変換する変調則を使用し、前記変調則は、複数の前記変調パタンにおける互いに対応するビットが、複数の前記変調パタンの全体において０と１との両方を含むように、予め定められているとしてもよい。
【０１５２】
この構成によれば、変調部は、変調則として、複数のユーザデータをそれぞれ異なる変調パタンに変換する変調則を使用する。変調則は、複数の変調パタンにおける互いに対応するビットが、複数の変調パタンの全体において０と１との両方を含むように、予め定められている。したがって、複数の変調パタンの全体において、０のみというビットはないため、ユーザデータの各ビットが１である尤度が、０％になることはなく、ユーザデータの各ビットが０である尤度が、１００％になることもない。また、複数の変調パタンの全体において、１のみというビットもないため、ユーザデータの各ビットが１である尤度が、１００％になることはなく、ユーザデータの各ビットが０である尤度が、０％になることもない。その結果、ユーザデータの各ビットが１である尤度とユーザデータの各ビットが０である尤度とをそれぞれ好適に算出することができる。
【０１５３】
また、上記の復号システムにおいて、前記変調部は、前記変調則として、複数の前記ユーザデータをそれぞれ異なる前記変調パタンに変換する変調則を使用し、前記変調則は、前記ユーザデータ間の距離が短いほど、変換後の前記変調パタン間の距離が短くなるように、予め定められているとしてもよい。
【０１５４】
この構成によれば、変調部は、変調則として、複数のユーザデータをそれぞれ異なる変調パタンに変換する変調則を使用する。変調則は、ユーザデータ間の距離が短いほど、変換後の変調パタン間の距離が短くなるように、予め定められている。ここで、変調パタン同士が似ている場合、つまり変調パタン間の距離が短い場合には、変調パタンにおいて復号誤りが発生し易くなる。しかし、上記構成によれば、距離が短い変調パタン間において復号誤りが発生し、この復号誤りに起因してユーザデータにおいて誤りが発生しても、ユーザデータ間の距離が短いため、ユーザデータにおける誤りが大きな誤りになることはないという利点がある。
【０１５５】
また、上記の復号システムにおいて、前記ユーザデータ間の距離は、前記ユーザデータにおける所定のビット長の区間において算出されたハミング距離であり、前記所定のビット長は、前記変調則によって定められるとしてもよい。
【０１５６】
この構成によれば、ユーザデータ間の距離は、ユーザデータにおける所定のビット長の区間において算出されたハミング距離である。所定のビット長は、変調則によって定められる。したがって、ユーザデータ間の距離を、ハミング距離として容易に算出することができる。
【０１５７】
また、上記の復号システムにおいて、入力データを予め定められた誤り訂正符号則に基づいて誤り訂正符号化することにより、前記ユーザデータを生成する誤り訂正符号化部と、前記誤り訂正符号則に基づいて、前記復調部により推定された前記ユーザデータの各ビットの誤り訂正復号を実行する誤り訂正復号部とをさらに備えるとしてもよい。
【０１５８】
この構成によれば、誤り訂正符号化部は、入力データを予め定められた誤り訂正符号則に基づいて誤り訂正符号化することにより、ユーザデータを生成する。誤り訂正復号部は、誤り訂正符号則に基づいて、復調部により推定されたユーザデータの各ビットの誤り訂正復号を実行する。したがって、ユーザデータの復号を好適に行うことができる。
【０１５９】
また、上記の復号システムにおいて、前記誤り訂正符号化部は、前記誤り訂正符号則として、低密度パリティ検査符号を使用するとしてもよい。
【０１６０】
この構成によれば、誤り訂正符号化部は、誤り訂正符号則として、低密度パリティ検査符号を使用する。一方、復調部は、ユーザデータの各ビットが１である尤度及びユーザデータの各ビットが０である尤度をそれぞれ算出し、算出した各尤度の差分に基づき、信頼度情報をビット毎に算出する。このため、低密度パリティ検査符号に好適な信頼度情報を得ることが可能になっている。
【０１６１】
また、上記の復号システムにおいて、前記誤り訂正復号部は、前記低密度パリティ検査符号に基づき、Ｓｕｍ−Ｐｒｏｄｕｃｔ復号法によって、前記誤り訂正復号を実行するとしてもよい。
【０１６２】
この構成によれば、誤り訂正復号部は、低密度パリティ検査符号に基づき、Ｓｕｍ−Ｐｒｏｄｕｃｔ復号法によって、誤り訂正復号を実行する。ここで、低密度パリティ検査符号に好適な信頼度情報を得ることが可能になっている。このため、誤り訂正復号を好適に実行することができる。
【０１６３】
また、上記の復号システムにおいて、前記変調部により変調された前記ユーザデータを情報記録媒体に記録する記録部と、前記再生部により生成された前記再生信号に対し所定の等化処理を施す等化処理部とを備え、前記再生部は、前記記録部により前記情報記録媒体に記録された、前記変調部により変調された前記ユーザデータを、前記伝送路上を伝送された信号として再生することにより、前記再生信号を生成し、前記伝送路復号部は、前記生成信号と前記等化処理部により等化処理が施された前記再生信号との距離を算出するとしてもよい。
【０１６４】
この構成によれば、記録部は、変調部により変調されたユーザデータを情報記録媒体に記録する。等化処理部は、再生部により生成された再生信号に対し所定の等化処理を施す。再生部は、記録部により情報記録媒体に記録された、変調部により変調されたユーザデータを、伝送路上を伝送された信号として再生して再生信号を生成する。伝送路復号部は、生成信号と等化処理部により等化処理が施された再生信号との距離を算出する。したがって、情報記録媒体に記録されたユーザデータを好適に復号することができる。
【０１６５】
また、上記の復号システムにおいて、前記伝送路は、前記伝送路上を伝送される信号を帯域制限する特性を有するとしてもよい。
【０１６６】
この構成によれば、伝送路は、伝送路上を伝送される信号を帯域制限する特性を有する。このため、伝送路は、伝送路上を伝送される信号の任意の要素を再生信号の複数の成分に分散させる特性を有することとなる。
【０１６７】
また、上記の復号システムにおいて、前記伝送路復号部は、前記再生信号と前記生成信号との距離として、ユークリッド距離を算出するとしてもよい。
【０１６８】
この構成によれば、伝送路復号部は、再生信号と生成信号との距離として、ユークリッド距離を算出する。このため、再生信号と生成信号との距離を容易に算出できる。
【０１６９】
また、上記の復号システムにおいて、前記変調則は、前記変調パタンにおいて、同じビットが連続する最大回数と、同じビットが連続する最小回数と、同じビットが連続する最大回数及び最小回数と、特定パタンの繰り返し回数とのうち少なくとも一つを制限するように定められているとしてもよい。
【０１７０】
この構成によれば、変調則は、変調パタンにおいて、同じビットが連続する最大回数と、同じビットが連続する最小回数と、同じビットが連続する最大回数及び最小回数と、特定パタンの繰り返し回数とのうち少なくとも一つを制限するように定められている。したがって、ユーザデータを好適に変調することができる。
【０１７１】
また、上記の復号システムにおいて、前記伝送路復号部は、前記区間のうち、両端の所定長さを除いた中央部分区間においてのみ、前記再生信号と前記生成信号との距離を算出するとしてもよい。
【０１７２】
この構成によれば、伝送路復号部は、区間のうち、両端の所定長さを除いた中央部分区間においてのみ、再生信号と生成信号との距離を算出する。したがって、時間的に前後に隣接する変調パタンからの影響を除去することができる。その結果、さらに適切な信頼度情報を算出することができる。
【０１７３】
本発明の一局面に係る復号方法は、所定ビット長のユーザデータを伝送路の特性に応じて前記所定ビット長と同じ又は異なるビット長の変調パタンに変換することにより前記ユーザデータの任意のビットの情報を前記変調パタンの複数のビットへ分散させる変調則を使用して、前記ユーザデータを変調する変調ステップと、前記変調ステップにより変調された前記ユーザデータが前記伝送路上を伝送された信号を再生して再生信号を生成する再生ステップと、前記変調パタンに対して前記伝送路の特性を考慮した信号を生成信号として前記変調パタンに対応して生成し、前記変調パタンのビット長に応じて固定的又は動的に定められる長さの区間において、前記再生信号と前記生成信号との距離を算出する伝送路復号ステップと、前記区間における前記再生信号と前記生成信号との距離に基づき、前記ユーザデータのビット毎に信頼度情報を算出し、前記算出された信頼度情報に基づき、前記ユーザデータの各ビットを推定する復調ステップとを含み、前記伝送路は、前記伝送路上を伝送される信号の任意の要素を前記再生信号の複数の成分に分散させる特性を有し、前記伝送路復号ステップは、ｋ個（ｋは正の整数）の前記生成信号を生成し、前記再生信号と前記各生成信号とのｋ個の距離をそれぞれ算出し、前記復調ステップは、前記伝送路復号ステップにより算出されたｋ個の距離を使用して、式（Ａ）により前記ユーザデータの各ビットが１である尤度と前記ユーザデータの各ビットが０である尤度とをそれぞれ算出し、式（Ｂ）により前記信頼度情報を算出する。
【０１７４】
【数８】
2013179662.tif 000010
【０１７５】
【数９】
2013179662.tif 000011
【０１７６】
但し、ｘは、０または１であり、ｐｊ（ｘ）は、前記ユーザデータの第ｊビットがｘである尤度であり、ｄｉｊは、ｋ個のうちｉ番目の前記生成信号に対応する前記変調パタンに対応する前記ユーザデータの第ｊビットであり、ｍｉは、ｋ個のうちｉ番目の前記生成信号と前記再生信号との距離であり、ｉは０から（ｋ−１）までの整数であり、λｊは、前記ユーザデータの第ｊビットの前記信頼度情報であり、ｊは、１からＭまでの整数であり、Ｍは、前記ユーザデータのビット長であり、係数Ｑは、固定的又は動的に定められる実数である。
【０１７７】
この構成によれば、変調ステップは、変調則を使用して、ユーザデータを変調する。変調則は、所定ビット長のユーザデータを伝送路の特性に応じて所定ビット長と同じ又は異なるビット長の変調パタンに変換することにより、ユーザデータの任意のビットの情報を変調パタンの複数のビットへ分散させる。再生ステップは、変調ステップにより変調されたユーザデータが伝送路上を伝送された信号を再生して再生信号を生成する。伝送路復号ステップは、変調パタンに対して伝送路の特性を考慮した信号を生成信号として変調パタンに対応して生成する。伝送路復号ステップは、変調パタンのビット長に応じて固定的又は動的に定められる長さの区間において、再生信号と生成信号との距離を算出する。復調ステップは、区間における再生信号と生成信号との距離に基づき、ユーザデータのビット毎に信頼度情報を算出する。復調ステップは、算出された信頼度情報に基づき、ユーザデータの各ビットを推定する。
【０１７８】
伝送路は、伝送路上を伝送される信号の任意の要素を再生信号の複数の成分に分散させる特性を有する。伝送路復号ステップは、ｋ個の生成信号を生成し、区間における再生信号と各生成信号とのｋ個の距離をそれぞれ算出する。このため、伝送路上を伝送される信号の、再生信号の複数の成分に分散した要素を集積することができる。復調ステップは、伝送路復号ステップにより算出されたｋ個の距離を使用して、式（Ａ）により、区間における再生信号と生成信号との距離から、変調前のユーザデータのビットの尤度を算出する。このため、変調則により変調パタンの複数のビットに分散したユーザデータのビットの情報を集積することができる。その結果、ビットの情報の分散による信頼度情報への影響を低減することができる。
【０１７９】
また、復調ステップは、式（Ｂ）により信頼度情報を算出する。この式（Ｂ）によれば、ユーザデータの第ｊビットの信頼度情報λｊは、正の値で大きいほど０である尤度が高く、負の値で大きいほど１である尤度が高い値となっており、信頼度情報λｊの数値が無限大に発散するような事態が発生しない。このため、式（Ｂ）により信頼度情報λｊを好適に算出することができる。また、この信頼度情報λｊによって、ユーザデータを好適に推定することができる。このように好適に推定されたユーザデータを用いると、例えばＬＤＰＣ復号などのＰＲ復号における復号性能の低下を防止することが可能になる。また、式（Ｂ）では、減算及び乗算のみによって、信頼度情報を容易に算出することが可能になっている。
【０１８０】
また、本発明の一局面に係る変調装置は、入力データを予め定められた誤り訂正符号則に基づいて誤り訂正符号化することにより所定ビット長のユーザデータを生成する誤り訂正符号化部と、前記ユーザデータを伝送路の特性に応じて前記所定ビット長と同じ又は異なるビット長の変調パタンに変換することにより前記ユーザデータの任意のビットの情報を前記変調パタンの複数のビットへ分散させる変調則を使用して、前記ユーザデータを変調する変調部とを備え、前記変調部は、前記変調則として、複数の前記ユーザデータをそれぞれ異なる前記変調パタンに変換する変調則を使用し、前記変調則は、前記ユーザデータ間の距離が短いほど、変換後の前記変調パタン間の距離が短くなるように、予め定められている。
【０１８１】
この構成によれば、誤り訂正符号化部は、入力データを予め定められた誤り訂正符号則に基づいて誤り訂正符号化することにより所定ビット長のユーザデータを生成する。変調部は、ユーザデータを伝送路の特性に応じて所定ビット長と同じ又は異なるビット長の変調パタンに変換することによりユーザデータの任意のビットの情報を変調パタンの複数のビットへ分散させる変調則を使用して、ユーザデータを変調する。変調部は、変調則として、複数のユーザデータをそれぞれ異なる変調パタンに変換する変調則を使用する。変調則は、ユーザデータ間の距離が短いほど、変換後の変調パタン間の距離が短くなるように、予め定められている。
【０１８２】
ここで、変調パタン同士が似ている場合、つまり変調パタン間の距離が短い場合には、変調パタンにおいて復号誤りが発生し易くなる。しかし、上記構成によれば、距離が短い変調パタン間において復号誤りが発生し、この復号誤りに起因してユーザデータにおいて誤りが発生しても、ユーザデータ間の距離が短いため、ユーザデータにおける誤りが大きな誤りになることはないという利点がある。
【０１８３】
また、本発明の一局面に係る復号装置は、所定ビット長のユーザデータを伝送路の特性に応じて前記所定ビット長と同じ又は異なるビット長の変調パタンに変換することにより前記ユーザデータの任意のビットの情報を前記変調パタンの複数のビットへ分散させる変調則を使用して、前記ユーザデータを変調する変調部により変調された前記ユーザデータを復号する復号装置であって、前記変調部により変調された前記ユーザデータが前記伝送路上を伝送された信号を再生して再生信号を生成する再生部と、前記変調パタンに対して前記伝送路の特性を考慮した信号を生成信号として前記変調パタンに対応して生成し、前記変調パタンのビット長に応じて固定的又は動的に定められる長さの区間において、前記再生信号と前記生成信号との距離を算出する伝送路復号部と、前記区間における前記再生信号と前記生成信号との距離に基づき、前記ユーザデータのビット毎に信頼度情報を算出し、前記算出された信頼度情報に基づき、前記ユーザデータの各ビットを推定する復調部とを備え、前記伝送路は、前記伝送路上を伝送される信号の任意の要素を前記再生信号の複数の成分に分散させる特性を有し、前記伝送路復号部は、ｋ個（ｋは正の整数）の前記生成信号を生成し、前記区間における前記再生信号と前記各生成信号とのｋ個の距離をそれぞれ算出し、前記復調部は、前記伝送路復号部により算出されたｋ個の距離を使用して、式（Ａ）により前記ユーザデータの各ビットが１である尤度と前記ユーザデータの各ビットが０である尤度とをそれぞれ算出し、式（Ｂ）により前記信頼度情報を算出する。
【０１８４】
【数１０】
2013179662.tif 000012
【０１８５】
【数１１】
2013179662.tif 000013
【０１８６】
但し、ｘは、０または１であり、ｐｊ（ｘ）は、前記ユーザデータの第ｊビットがｘである尤度であり、ｄｉｊは、ｋ個のうちｉ番目の前記生成信号に対応する前記変調パタンに対応する前記ユーザデータの第ｊビットであり、ｍｉは、ｋ個のうちｉ番目の前記生成信号と前記再生信号との距離であり、ｉは０から（ｋ−１）までの整数であり、λｊは、前記ユーザデータの第ｊビットの前記信頼度情報であり、ｊは、１からＭまでの整数であり、Ｍは、前記ユーザデータのビット長であり、係数Ｑは、固定的又は動的に定められる実数である。
【０１８７】
この構成によれば、再生部は、変調部により変調されたユーザデータが伝送路上を伝送された信号を再生して再生信号を生成する。伝送路復号部は、変調パタンに対して伝送路の特性を考慮した信号を生成信号として変調パタンに対応して生成する。伝送路復号部は、変調パタンのビット長に応じて固定的又は動的に定められる長さの区間において、再生信号と生成信号との距離を算出する。
【０１８８】
伝送路は、伝送路上を伝送される信号の任意の要素を再生信号の複数の成分に分散させる特性を有する。伝送路復号部は、ｋ個の生成信号を生成し、区間における再生信号と各生成信号とのｋ個の距離をそれぞれ算出する。このため、伝送路上を伝送される信号の、再生信号の複数の成分に分散した要素を集積することができる。復調部は、伝送路復号部により算出されたｋ個の距離を使用して、式（Ａ）により、区間における再生信号と生成信号との距離から、変調前のユーザデータのビットの尤度を算出する。このため、変調則により変調パタンの複数のビットに分散したユーザデータのビットの情報を集積することができる。その結果、ビットの情報の分散による信頼度情報への影響を低減することができる。
【０１８９】
また、復調部は、式（Ｂ）により信頼度情報を算出する。この式（Ｂ）によれば、ユーザデータの第ｊビットの信頼度情報λｊは、正の値で大きいほど０である尤度が高く、負の値で大きいほど１である尤度が高い値となっており、信頼度情報λｊの数値が無限大に発散するような事態が発生しない。このため、式（Ｂ）により信頼度情報λｊを好適に算出することができる。また、この信頼度情報λｊによって、ユーザデータを好適に推定することができる。このように好適に推定されたユーザデータを用いると、例えばＬＤＰＣ復号などのＰＲ復号における復号性能の低下を防止することが可能になる。また、式（Ｂ）では、減算及び乗算のみによって、信頼度情報を容易に算出することが可能になっている。
【０１９０】
また、本発明の一局面に係る復号装置は、所定ビット長のユーザデータを伝送路の特性に応じて前記所定ビット長と同じ又は異なるビット長の変調パタンに変換することにより前記ユーザデータの任意のビットの情報を前記変調パタンの複数のビットへ分散させる変調則を使用して、前記ユーザデータが変調され、前記変調されたユーザデータが前記伝送路上を伝送された信号を再生することにより、再生信号が生成され、前記生成された再生信号を使用して、前記ユーザデータを復号する復号装置であって、前記変調パタンに対して前記伝送路の特性を考慮した信号を生成信号として前記変調パタンに対応して生成し、前記変調パタンのビット長に応じて固定的又は動的に定められる長さの区間において、前記再生信号と前記生成信号との距離を算出する伝送路復号部と、前記区間における前記再生信号と前記生成信号との距離に基づき、前記ユーザデータのビット毎に信頼度情報を算出し、前記算出された信頼度情報に基づき、前記ユーザデータの各ビットを推定する復調部とを備え、前記伝送路は、前記伝送路上を伝送される信号の任意の要素を前記再生信号の複数の成分に分散させる特性を有し、前記伝送路復号部は、ｋ個（ｋは正の整数）の前記生成信号を生成し、前記区間における前記再生信号と前記各生成信号とのｋ個の距離をそれぞれ算出し、前記復調部は、前記伝送路復号部により算出されたｋ個の距離を使用して、式（Ａ）により前記ユーザデータの各ビットが１である尤度と前記ユーザデータの各ビットが０である尤度とをそれぞれ算出し、式（Ｂ）により前記信頼度情報を算出する。
【０１９１】
【数１２】
2013179662.tif 000014
【０１９２】
【数１３】
2013179662.tif 000015
【０１９３】
但し、ｘは、０または１であり、ｐｊ（ｘ）は、前記ユーザデータの第ｊビットがｘである尤度であり、ｄｉｊは、ｋ個のうちｉ番目の前記生成信号に対応する前記変調パタンに対応する前記ユーザデータの第ｊビットであり、ｍｉは、ｋ個のうちｉ番目の前記生成信号と前記再生信号との距離であり、ｉは０から（ｋ−１）までの整数であり、λｊは、前記ユーザデータの第ｊビットの前記信頼度情報であり、ｊは、１からＭまでの整数であり、Ｍは、前記ユーザデータのビット長であり、係数Ｑは、固定的又は動的に定められる実数である。
【０１９４】
この構成によれば、伝送路復号部は、変調パタンに対して伝送路の特性を考慮した信号を生成信号として変調パタンに対応して生成する。伝送路復号部は、変調パタンのビット長に応じて固定的又は動的に定められる長さの区間において、再生信号と生成信号との距離を算出する。復調部は、区間における再生信号と生成信号との距離に基づき、ユーザデータのビット毎に信頼度情報を算出する。復調部は、算出された信頼度情報に基づき、ユーザデータの各ビットを推定する。
【０１９５】
伝送路は、伝送路上を伝送される信号の任意の要素を再生信号の複数の成分に分散させる特性を有する。伝送路復号部は、ｋ個の生成信号を生成し、区間における再生信号と各生成信号とのｋ個の距離をそれぞれ算出する。このため、伝送路上を伝送される信号の、再生信号の複数の成分に分散した要素を集積することができる。復調部は、伝送路復号部により算出されたｋ個の距離を使用して、式（Ａ）により、区間における再生信号と生成信号との距離から、変調前のユーザデータのビットの尤度を算出する。このため、変調則により変調パタンの複数のビットに分散したユーザデータのビットの情報を集積することができる。その結果、ビットの情報の分散による信頼度情報への影響を低減することができる。
【０１９６】
また、復調部は、式（Ｂ）により信頼度情報を算出する。この式（Ｂ）によれば、ユーザデータの第ｊビットの信頼度情報λｊは、正の値で大きいほど０である尤度が高く、負の値で大きいほど１である尤度が高い値となっており、信頼度情報λｊの数値が無限大に発散するような事態が発生しない。このため、式（Ｂ）により信頼度情報λｊを好適に算出することができる。また、この信頼度情報λｊによって、ユーザデータを好適に推定することができる。このように好適に推定されたユーザデータを用いると、例えばＬＤＰＣ復号などのＰＲ復号における復号性能の低下を防止することが可能になる。また、式（Ｂ）では、減算及び乗算のみによって、信頼度情報を容易に算出することが可能になっている。
【０１９７】
また、本発明の一局面に係る復号システムは、所定ビット長のユーザデータを伝送路の特性に応じて前記所定ビット長と同じ又は異なるビット長の変調パタンに変換することにより前記ユーザデータの任意のビットの情報を前記変調パタンの複数のビットへ分散させる変調則を使用して、前記ユーザデータを変調する変調部と、前記変調部により変調された前記ユーザデータが前記伝送路上を伝送された信号を再生して再生信号を生成する再生部と、前記変調パタンに対して前記伝送路の特性を考慮した信号を生成信号として前記変調パタンに対応して生成し、前記変調パタンのビット長に応じて固定的又は動的に定められる長さの区間において、前記再生信号と前記生成信号との距離を算出する伝送路復号部と、前記区間における前記再生信号と前記生成信号との距離に基づき、前記ユーザデータのビット毎に信頼度情報を算出し、前記算出された信頼度情報に基づき、前記ユーザデータの各ビットを推定する復調部とを備え、前記伝送路は、前記伝送路上を伝送される信号の任意の要素を前記再生信号の複数の成分に分散させる特性を有し、前記変調部は、前記変調則として、複数の前記ユーザデータをそれぞれ異なる前記変調パタンに変換する変調則を使用し、前記変調則は、前記ユーザデータ間の距離が短いほど、変換後の前記変調パタン間の距離が短くなるように、予め定められており、前記復調部は、前記区間における前記再生信号と前記生成信号との距離から、前記変調則により前記変調パタンの複数のビットに分散した前記ユーザデータのビットの情報を集積して、前記ユーザデータの各ビットが１である尤度と前記ユーザデータの各ビットが０である尤度とをそれぞれ算出し、算出した前記各尤度に基づき、前記信頼度情報をビット毎に算出する。
【０１９８】
この構成によれば、変調部は、変調則を使用して、ユーザデータを変調する。変調則は、所定ビット長のユーザデータを伝送路の特性に応じて所定ビット長と同じ又は異なるビット長の変調パタンに変換することにより、ユーザデータの任意のビットの情報を変調パタンの複数のビットへ分散させる。再生部は、変調部により変調されたユーザデータが伝送路上を伝送された信号を再生して再生信号を生成する。伝送路復号部は、変調パタンに対して伝送路の特性を考慮した信号を生成信号として変調パタンに対応して生成する。伝送路復号部は、変調パタンのビット長に応じて固定的又は動的に定められる長さの区間において、再生信号と生成信号との距離を算出する。復調部は、区間における再生信号と生成信号との距離に基づき、ユーザデータのビット毎に信頼度情報を算出する。復調部は、算出された信頼度情報に基づき、ユーザデータの各ビットを推定する。
【０１９９】
伝送路は、伝送路上を伝送される信号の任意の要素を再生信号の複数の成分に分散させる特性を有する。変調部は、変調則として、複数のユーザデータをそれぞれ異なる変調パタンに変換する変調則を使用する。変調則は、ユーザデータ間の距離が短いほど、変換後の変調パタン間の距離が短くなるように、予め定められている。ここで、変調パタン同士が似ている場合、つまり変調パタン間の距離が短い場合には、変調パタンにおいて復号誤りが発生し易くなる。しかし、上記構成によれば、距離が短い変調パタン間において復号誤りが発生し、この復号誤りに起因してユーザデータにおいて誤りが発生しても、ユーザデータ間の距離が短いため、ユーザデータにおける誤りが大きな誤りになることはないという利点がある。
【０２００】
復調部は、区間における再生信号と生成信号との距離から、変調則により変調パタンの複数のビットに分散したユーザデータのビットの情報を集積して、ユーザデータの各ビットが１である尤度とユーザデータの各ビットが０である尤度とをそれぞれ算出する。復調部は、算出した各尤度に基づき、信頼度情報をビット毎に算出する。このように、復調部は、変調則により変調パタンの複数のビットに分散したユーザデータのビットの情報を集積している。このため、ビットの情報の分散による信頼度情報への影響を低減することができる。この信頼度情報によって、ユーザデータを好適に推定することができる。このように好適に推定されたユーザデータを用いると、例えばＬＤＰＣ復号などのＰＲ復号における復号性能の低下を防止することが可能になる。
【産業上の利用可能性】
【０２０１】
本発明に係る復号システム及び復号方法は、ビットの情報の分散による信頼度情報への影響を低減することができ、伝送路から得られる信号を復号する復号システム及び復号方法に有用である。
【図１】
2013179662.tif 000020
【図２】
2013179662.tif 000021
【図３】
2013179662.tif 000022
【図４】
2013179662.tif 000023
【図５】
2013179662.tif 000024
【図６】
2013179662.tif 000025
【図７】
2013179662.tif 000026
【図８】
2013179662.tif 000027
【図９】
2013179662.tif 000028
【図１０】
2013179662.tif 000029
【図１１】
2013179662.tif 000030
【国際調査報告】
2013179662.tif 000031
2013179662.tif 000032
2013179662.tif 000033
2013179662.tif 000034