(57)【要約】【課題】  誤り率の低い復号データを出力するディジタル信号復号装置を提供する。【解決手段】  本発明のディジタル信号復号装置は、ブランチメトリック演算部と、ブランチメトリックを入力しパス遷移信号を出力する複数のＡＣＳ演算サブユニットを有するＡＣＳ演算部と、複数のパス遷移信号に基づいて復号データを出力する復号データ決定部と、を有するディジタル信号復号装置であって、各ＡＣＳ演算サブユニットは、パスメトリックを計算する２つの加算部と、２つの加算部の加算結果を比較した比較選択信号に応じていずれか一方を格納するパスメトリックメモリと、２つの加算部の加算結果の差値を出力する減算部と、そのＡＣＳ演算サブユニットの比較選択信号と、他のＡＣＳ演算サブユニットの比較選択信号と、差値と、に基づいて、比較選択信号及び比較選択信号の反転信号のいずれかを選択し、パス遷移信号として出力する復号パス選択部と、を有する。【選択図】図２
2006005467.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
多値のディジタルデータを３以上の多値のブランチメトリックに変換するブランチメトリック演算部と、
それぞれ前記ブランチメトリックの中の２つを入力し２値のパス遷移信号を出力する複数の加算・比較・減算（以下、「ＡＣＳ」と呼ぶ。）演算サブユニットを有するＡＣＳ演算部と、
複数の前記パス遷移信号に基づいて２値の復号データを出力する復号データ決定部と、
を有するディジタル信号復号装置であって、
それぞれの前記ＡＣＳ演算サブユニットは、
前記ブランチメトリックのうちの１つと、そのＡＣＳ演算サブユニットが有する１クロック前のブランチメトリックの累積値であるパスメトリックとを加算し、多値の第１の加算結果を出力する第１の加算部と、
前記ブランチメトリックのうちの他の１つと、他のＡＣＳ演算サブユニットが有する１クロック前のブランチメトリックの累積値であるパスメトリックとを加算し、多値の第２の加算結果を出力する第２の加算部と、
前記第１の加算結果と前記第２の加算結果とを比較し、値が小さい方に対応する２値の比較選択信号を出力する比較選択部と、
ブランチメトリックの累積値であるパスメトリックを格納するパスメトリックメモリと、
前記比較選択信号に応じて前記第１の加算結果及び前記第２の加算結果のいずれかを選択し、新たなパスメトリックとして前記パスメトリックメモリに格納する加算結果選択部と、
前記第１の加算結果及び前記第２の加算結果の差値を演算し、出力する減算部と、
そのＡＣＳ演算サブユニットの前記比較選択信号と、前記他のＡＣＳ演算サブユニットの前記比較選択信号と、前記差値と、に基づいて、前記比較選択信号及び前記比較選択信号の反転信号のいずれかを選択し、前記パス遷移信号として出力する復号パス選択部と、
を有する、
ことを特徴とするディジタル信号復号装置。
【請求項２】
前記復号パス選択部は、前記差値が第１の閾値以下であって且つ前記比較選択信号がマージ状態を示す場合に、前記比較選択信号の反転信号を前記パス遷移信号として出力し、前記差値が前記第１の閾値より大きい場合又は前記比較結果がノーマージ状態を示す場合に前記比較選択信号を前記パス遷移信号として出力することを特徴とする請求項１に記載のディジタル信号復号装置。
【請求項３】
前記第１の閾値は、記録媒体から前記多値のディジタルデータを読み出して、前記第１の閾値を変化させて２値の復号データを出力した時に、前記復号データのビットエラーレートが最小となる値であることを特徴とする請求項２に記載のディジタル信号復号装置。
【請求項４】
前記復号データ決定部は、少なくとも所定期間の複数の前記パス遷移信号を記憶し、その中から所定期間の状態遷移の連続性に基づいて選択した２値の復号データを出力することを特徴とする請求項１に記載のディジタル信号復号装置。
【請求項５】
多値のディジタルデータを３以上の多値のブランチメトリックに変換するブランチメトリック演算部と、
それぞれ前記ブランチメトリックの中の２つを入力し２値のパス遷移信号を出力する複数の第１の加算・比較・減算（以下、「ＡＣＳ」と呼ぶ。）演算サブユニットを有し、それぞれの前記第１のＡＣＳ演算サブユニットは前記ブランチメトリックの累積値である２つのパスメトリックの差値が第１の閾値より小さい場合であってもパスの変更を行うことをしない第１のＡＣＳ演算部と、
それぞれ前記ブランチメトリックの中の２つを入力し２値のパス遷移信号を出力する複数の第２のＡＣＳ演算サブユニットを有し、それぞれの前記第２のＡＣＳ演算サブユニットは前記ブランチメトリックに基づいて導出した２つのパスメトリックの差値が前記第１の閾値より小さい場合にパスの変更を行う場合がある、第２のＡＣＳ演算部と、
前記第１及び第２のＡＣＳ演算部が出力する複数の前記パス遷移信号と、複数の前記第２のＡＣＳ演算サブユニットがそれぞれ出力する前記２つのパスメトリックの差値と、に基づいて２値の復号データを出力する復号データ決定部と、
を有するディジタル信号復号装置。
【請求項６】
多値のディジタルデータを３以上の多値のブランチメトリックに変換するブランチメトリック演算部と、
それぞれ前記ブランチメトリックの中の２つを入力し２値のパス遷移信号を出力する複数の第１の加算・比較・減算（以下、「ＡＣＳ」と呼ぶ。）演算サブユニットを有する第１のＡＣＳ演算部と、
それぞれ前記ブランチメトリックの中の２つを入力し２値のパス遷移信号を出力する第２のＡＣＳ演算サブユニットを有する第２のＡＣＳ演算部と、
２値の復号データを出力する復号データ決定部と、
を有するディジタル信号復号装置であって、
それぞれの前記第１のＡＣＳ演算サブユニットは、
前記ブランチメトリックのうちの１つと、その第１のＡＣＳ演算サブユニットが有する１クロック前のブランチメトリックの累積値であるパスメトリックとを加算し、多値の第１の加算結果を出力する第１の加算部と、
前記ブランチメトリックのうちの他の１つと、他の第１のＡＣＳ演算サブユニットが有する１クロック前のブランチメトリックの累積値であるパスメトリックとを加算し、多値の第２の加算結果を出力する第２の加算部と、
前記第１の加算結果と前記第２の加算結果とを比較し、値が小さい方に対応する２値のパス遷移信号を出力する比較選択部と、
ブランチメトリックの累積値であるパスメトリックを格納するパスメトリックメモリと、
前記パス遷移信号に応じて前記第１の加算結果及び前記第２の加算結果のいずれかを選択し、新たなパスメトリックとして前記パスメトリックメモリに格納する加算結果選択部と、
を有し、
それぞれの前記第２のＡＣＳ演算サブユニットは、
前記ブランチメトリックのうちの１つと、その第２のＡＣＳ演算サブユニットが有する１クロック前のブランチメトリックの累積値であるパスメトリックとを加算し、多値の第１の加算結果を出力する第１の加算部と、
前記ブランチメトリックのうちの他の１つと、他の第２のＡＣＳ演算サブユニットが有する１クロック前のブランチメトリックの累積値であるパスメトリックとを加算し、多値の第２の加算結果を出力する第２の加算部と、
前記第１の加算結果と前記第２の加算結果とを比較し、値が小さい方に対応する２値の比較選択信号を出力する比較選択部と、
ブランチメトリックの累積値であるパスメトリックを格納するパスメトリックメモリと、
前記比較選択信号に応じて前記第１の加算結果及び前記第２の加算結果のいずれかを選択して、新たなパスメトリックとして出力する加算結果選択部と、
前記第１の加算結果及び前記第２の加算結果の差値を演算し、出力する減算部と、
少なくとも前記差値に基づいて、前記パス遷移信号を変更して出力する復号パス選択部と、
前記復号データ決定部が出力する第１のＡＣＳ演算部選択指令の有無に応じて、その第２のＡＣＳ演算サブユニットの前記加算結果選択部が出力する前記パスメトリック、及びその第２のＡＣＳ演算サブユニットが入力する２つの前記ブランチメトリックと同一の２つの前記ブランチメトリックを入力する前記第１のＡＣＳ演算サブユニットの加算結果選択部が出力する前記パスメトリック、のいずれかを選択して前記パスメトリックメモリに格納するセレクタと、
を有し、
前記復号データ決定部は、前記第１及び第２のＡＣＳ演算部がそれぞれ出力する複数の前記パス遷移信号と、それぞれの前記第２のＡＣＳ演算サブユニットの前記減算部が出力する前記差値と、に基づいて、前記第１のＡＣＳ演算部選択指令及び２値の復号データを出力する、
ことを特徴とするディジタル信号復号装置。
【請求項７】
前記復号データ決定部は、前記第２のＡＣＳ演算部が出力する複数の前記パス遷移信号がマージ状態を示し、且ついずれかの前記第２のＡＣＳ演算サブユニットが出力する前記差値が第２の閾値より大きい場合に、全ての前記第２のＡＣＳ演算サブユニットに対して前記第１のＡＣＳ演算部選択指令を出力することを特徴とする請求項５又は請求項６に記載のディジタル信号復号装置。
【請求項８】
前記復号データ決定部は、前記第２のＡＣＳ演算部が出力する複数の前記パス遷移信号がマージ状態を示し且ついずれかの前記第２のＡＣＳ演算サブユニットが出力する前記差値が第２の閾値より大きくなった後、前記第１のパス遷移信号と前記第２のパス遷移信号とがマージ状態になった時を起点に第１の期間一致したタイミングで、全ての前記第２のＡＣＳ演算サブユニットに対して前記第１のＡＣＳ演算部選択指令を出力することを特徴とする請求項７に記載のディジタル信号復号装置。
【請求項９】
前記復号データ決定部は、第２の期間内において前記第１のパス遷移信号と前記第２のパス遷移信号とが前記第１の期間一致することがなければ、前記第１のＡＣＳ演算部選択指令を出力しないことを特徴とする請求項８に記載のディジタル信号復号装置。
【請求項１０】
前記復号データ決定部は、
少なくとも第３の期間の前記第１のＡＣＳ演算部が出力する複数の前記パス遷移信号を記憶し、その中から第３の期間の状態遷移の連続性に基づいて選択した２値の第１のパス遷移信号を出力する第１の２値データ決定部と、
少なくとも第３の期間の前記第２のＡＣＳ演算部が出力する複数の前記パス遷移信号を記憶し、その中から第３の期間の状態遷移の連続性に基づいて選択した２値の第２のパス遷移信号を出力する第２の２値データ決定部と、
通常は前記第２のパス遷移信号を選択して復号データとして出力し、前記第２のＡＣＳ演算部が出力する複数の前記パス遷移信号がマージ状態を示し且ついずれかの前記第２のＡＣＳ演算サブユニットが出力する前記差値が第２の閾値より大きいことに基づいて、前記第１のパス遷移信号を選択して復号データとして出力する復号データ選択部と、
を有することを特徴とする請求項５から請求項９のいずれかの請求項に記載のディジタル信号復号装置。
【請求項１１】
前記復号データ選択部は、
前記第２のＡＣＳ演算部が出力する複数の前記パス遷移信号がマージ状態を示し且ついずれかの前記第２のＡＣＳ演算サブユニットが出力する前記差値が第２の閾値より大きくなった後、前記第１のパス遷移信号と前記第２のパス遷移信号とがマージ状態になった時を起点に第１の期間一致したタイミングで、前記第１のパス遷移信号を選択して復号データとして出力することを特徴とする請求項１０に記載のディジタル信号復号装置。
【請求項１２】
それぞれの前記第２のＡＣＳ演算サブユニットの前記復号パス選択部は、その第２のＡＣＳ演算サブユニットの前記比較選択信号と、前記他の第２のＡＣＳ演算サブユニットの前記比較選択信号と、前記差値と、に基づいて、前記比較選択信号及び前記比較選択信号の反転信号のいずれかを選択し、前記パス遷移信号として出力することを特徴とする請求項６に記載のディジタル信号復号装置。
【請求項１３】
それぞれの前記第２のＡＣＳ演算サブユニットの前記復号パス選択部は、前記差値が第１の閾値以下であって且つ前記比較選択信号がマージ状態を示す場合に、前記比較選択信号の反転信号を前記パス遷移信号として出力し、前記差値が第１の閾値より大きい場合又は前記比較結果がノーマージ状態を示す場合に前記比較選択信号を前記パス遷移信号として出力することを特徴とする請求項１２に記載のディジタル信号復号装置。
【請求項１４】
前記第１の期間が前記第１の復号データ決定部又は前記第２の復号データ決定部における遅延時間以下であることを特徴とする請求項１１に記載のディジタル信号復号装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ディジタル信号復号装置に関する。特に、ビタビアルゴリズムを用いたディジタル信号復号装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、パーシャルレスポンス（ＰＲ：Partial Response）方式による波形等化処理と、最尤復号（ＭＬ：Maximum Likelihood）処理とを組み合わせたＰＲＭＬ（Partial Response Maximum Likelihood）方式が、ハードディスク装置等の記録密度向上を実現する技術として用いられている。ＰＲ方式は、記録媒体から読み取った再生波形に対して、規則的に干渉を与える方式で、高周波成分の雑音を抑制し、また、通常に比べて狭い帯域幅でデータを記録／再生できるという特徴がある。また、最尤復号は、最も確からしい系列を選んで再生する復号方式である。最尤復号の一つとして、ビタビアルゴリズムを用いたビタビ復号が広く用いられている。
【０００３】
図１１はＰＲＭＬ方式を実現するための記録再生系の一例を示している。図１１において、１００１は記録信号発生部、１００２は記録媒体、１００３はＡ／Ｄ変換部、１００４は波形等化部、１００５は復号部である。
記録動作時において、記録動作は、記録信号発生部１００１が出力する記録データを記録媒体１００２に記録する。再生動作時には、記録媒体１００２からアナログ再生信号を再生し、Ａ／Ｄ変換部１００３に出力する。
Ａ／Ｄ変換部１００３は、アナログ再生信号をディジタル再生信号に変換し、波形等化部１００４に出力する。
波形等化部１００４は、ディジタル再生信号を所望のＰＲ特性を有する波形に等化し、復号部入力信号を復号部１００５に出力する。
復号部１００５は、復号部入力信号に対して最尤復号（ビタビ復号）処理を行うことで２値（０／１）のディジタルデータである復号データを得る。
【０００４】
ところで、近年、従来の長手記録方式に比べて高記録密度を実現する垂直磁気記録方式の研究が盛んに行われている。記録媒体の面内方向に磁化を形成し記録を行う長手記録方式に対して、垂直磁気記録方式は記録媒体面に垂直方向に磁化を形成するため、磁性粒子の媒体上での表面積が小さくなり高密度な記録に適していると言われている。また垂直磁気記録方式では、隣り合う磁性粒子間で起こる反磁界が軽減されることや、磁性粒子の層に厚みができ磁性粒子の体積が増加することにより、高記録密度時に問題となっていた熱揺らぎ（周囲の熱によって時間の経過とともに磁化エネルギーが減少すること）が起こりにくく、記録磁化の消失を軽減することができるという利点がある。通常、垂直磁気記録方式による再生波形は積分型となるため、積分型のＰＲ方式に等化を行う。
【０００５】
しかしながら、この垂直磁気記録方式によって大幅な高記録密度化の可能性が開けたものの、磁性粒子の微小化に伴って、記録媒体のビット当たりの磁化量が低下し、ノイズの影響を受けやすくなる、という問題がある。
垂直磁気記録方式において再生信号中に含まれるノイズは、白色ガウスノイズよりも磁化転移性ノイズが支配的ノイズとなる。磁化転移性ノイズは、磁性粒子の大きさや形の不均一のために磁化反転位置が理想的な位置からずれることによって発生する媒体ノイズである。この磁化転移性ノイズは、磁化反転毎に異なるジッタとして発生し、その周波数スペクトルが信号成分と同じ低域を中心とする分布であるため、波形等化処理（フィルタ処理）で取り除くことが困難である。再生波形が積分型である垂直磁気記録方式においては、特にこの磁化転移性ノイズが再生信号を理想的なサンプルレベルからずらしてしまうため、再生波形の品質に大きな影響を及ぼす。従来のビタビ復号器は、白色ガウスノイズを想定した復号方法を用いるため、これら磁化転移性ノイズを受けた場合には十分な復号性能を得ることができなかった。
【０００６】
上記の問題を解決するため、復号部入力信号がノイズの影響により理想的な値からずれてしまった場合に発生する連続エラー（誤り波及）を軽減するために、復号処理の一部であるＡＣＳ（加算・比較・選択）演算部において、選択されたパスを変更する方法が特開２００２−５０１３４号公報に開示されている。
【０００７】
図１２は、従来例の復号方法によるディジタル信号復号装置の構成の概略を示すブロック図である。図１２において、ディジタル信号復号装置は、ブランチメトリック演算部１００、ＡＣＳ（加算・比較・選択）演算部１２００、第１のパスメモリ１２０１、第２のパスメモリ１２０２、レジスタ４００、第１の理想ＰＲサンプル生成部１２４０、第２の理想ＰＲサンプル生成部１２４１、実サンプル比較部１２５０を有する。
【０００８】
ブランチメトリック演算部１００は、ブランチメトリック演算ユニットＢＭＵ１１０〜１１３を有し、ＡＣＳ演算部１２００は、ＡＣＳ演算サブユニット１１９９及び１１９８を有する。
ＡＣＳ演算サブユニット１１９９は、加算部２１０及び２１１、加算結果選択部２３０、比較選択部２２０、及びパスメトリックメモリ（ＰＭＭ）２４０、減算部２６０、パス変更部２７０、パス判定部１２１０、復号パス選択部２９０を有する。また、ＡＣＳ演算サブユニット１１９８は、加算部２１２及び２１３、加算結果選択部２３１、比較選択部２２１、及びパスメトリックメモリ（ＰＭＭ）２４１、減算部２６１、パス変更部２７１、パス判定部１２１１、復号パス選択部２９１を有する。
【０００９】
ＢＭＵ１１０〜１１３は、復号部入力信号（再生信号のサンプル値）と各期待値との差であるブランチメトリックを、それぞれ予め与えられた演算式により演算し、得られたブランチメトリックを加算部２１０〜２１３に各々出力する。
【００１０】
加算部２１０及び２１２は、ＢＭＵ１１０及び１１２から各々入力されるブランチメトリック値と、ＰＭＭ２４０に格納されたブランチメトリックの累積値であるパスメトリック値とを加算し、加算結果を各ＡＣＳ演算サブユニット１１９９、１１９８における加算結果選択部２３０、２３１、比較選択部２２０、２２１、及び減算部２６０、２６１に出力する。同様に、加算部２１１及び２１３は、ＢＭＵ１１１及び１１３から各々入力されるブランチメトリック値と、ＰＭＭ２４１に格納されたパスメトリック値とを加算し、加算結果を各ＡＣＳ演算サブユニット１１９９、１１９８における加算結果選択部２３０、２３１、比較選択部２２０、２２１、及び減算部２６０、２６１に出力する。
【００１１】
比較選択部２２０及び２２１は、各ＡＣＳ演算サブユニットにおける各２つの加算部の出力を比較し、加算部２１０又は２１２の出力が加算部２１１又は２１３の出力以下である時「０」を、加算部２１０又は２１２の出力が加算部２１１又は２１３の出力より大きい時「１」を、各ＡＣＳ演算サブユニットにおける復号パス選択部２９０、２９１及びパス変更部２７０、２７１と、第１のパスメモリ１２０１とに出力する。
【００１２】
パス変更部２７０及び２７１は、入力された信号を反転し、その反転信号を各ＡＣＳ演算サブユニットにおける復号パス選択部２９０、２９１に出力する。
【００１３】
加算結果選択部２３０は、比較選択部２２０の出力が「０」の時、加算部２１０の出力をＰＭＭ２４０に格納する。比較選択部２２０の出力が「１」の時、加算部２１１の出力をＰＭＭ２４０に格納する。同様に、加算結果選択部２３１は、比較選択部２２１の出力が「０」の時、加算部２１２の出力をＰＭＭ２４１に格納し、比較選択部２２１の出力が「１」の時、加算部２１３の出力をＰＭＭ２４１に格納する。
【００１４】
ＰＭＭ２４０及び２４１は、ブランチメトリックの累積値であるパスメトリックを格納するための記憶領域である。
【００１５】
減算部２６０、２６１は、各ＡＣＳ演算サブユニットにおける２つの加算部２１０及び２１１、２１２及び２１３の出力の差値（メトリック差）を演算し、各ＡＣＳ演算サブユニットにおけるパス判定部１２１０、１２１１に出力する。
【００１６】
パス判定部１２１０及び１２１１は、各ＡＣＳ演算サブユニットにおける減算部２６０、２６１からの差値と、レジスタ４００に格納された第１の閾値とを比較し、減算部２６０、２６１からの差値が第１の閾値以下である時は「１」を、減算部２６０、２６１からの差値が第１の閾値よりも大きい時は「０」を、各ＡＣＳ演算サブユニットにおける復号パス選択部２９０、２９１に出力する。
つまり、パス判定部１２１０及び１２１１は、その出力が「１」の時、比較選択部２２０、２２１で比較した２つのメトリック差が小さく（確からしさの程度が近く）、比較選択部２２０、２２１での選択が誤っている可能性が高いと判断する。その出力が「０」の時、２つのメトリック差が大きく（確からしさの程度が離れており）、比較選択部２２０、２２１での選択は正しい可能性が高いと判断する。
【００１７】
復号パス選択部２９０及び２９１は、各ＡＣＳ演算サブユニットにおけるパス判定部１２１０、１２１１からの入力が「０」の時、各ＡＣＳ演算サブユニットにおける比較選択部２２０、２２１の出力信号を選択し、入力が「１」の時、各ＡＣＳ演算サブユニットにおけるパス変更部２７０、２７１の出力信号（各ＡＣＳ演算サブユニットにおける比較選択部の出力信号の反転信号）を選択し、第２のパスメモリ１２０２に出力する。
【００１８】
つまり、パス判定部１２１０、１２１１は、比較選択部２２０、２２１で比較した２つのメトリック差が小さい（パス選択の確からしさの程度が近い）時、比較選択部２２０、２２１での選択が誤っている可能性が高いと判断し、復号パス選択部２９０、２９１で比較選択部２２０、２２１の出力の反転信号を選択するように制御する。また２つのメトリック差が大きい（パス選択の確からしさの程度が離れている）時、比較選択部２２０、２２１での選択は正しい可能性が高いと判断し、復号パス選択部２９０、２９１では比較選択部２２０、２２１の出力を選択するように制御する。
【００１９】
第１のパスメモリ１２０１には常に、各状態が取りうる２つのパスのうちより小さいメトリック値を持つパスを表す信号（第１候補パス遷移信号）が格納され、第２のパスメモリ１２０２には、第１候補パスが誤っている可能性が高い場合に、第１候補パスとは逆のパスを表す信号（第２候補パス遷移信号）が格納されることになる。メトリック値の差が第１の閾値よりも大きい場合には、第１候補パス遷移信号と第２候補パス遷移信号は同じとなる。
【００２０】
第１の理想ＰＲサンプル生成部１２４０は、第１のパスメモリ１２０１から第１候補パス遷移信号に基いた理想的なＰＲ方式のサンプル値を生成する。第２の理想ＰＲサンプル生成部１２４１は、第２のパスメモリ１２０２から第２候補パス遷移信号に基いた理想的なＰＲ方式のサンプル値を生成する。実サンプル比較部１２５０は、復号部に入力される実際のサンプル値と、第１の理想ＰＲサンプル生成部１２４０で生成されたサンプル値及び第２の理想ＰＲサンプル生成部１２４１で生成されたサンプル値を各々比較し、より実際のサンプル値に近い方のパスメモリからの復号データを生き残りパスとして出力する。
【００２１】
以上のように構成された従来のディジタル信号復号方法においては、パスを決定する際に比較される各状態の２つの取りうるパスのメトリック値の差が小さいにも拘らず１つのパスを確定してしまう（ノーマージ状態にも拘らずマージ状態と判定する）ために発生する第１の復号エラーを回避することができる。
【特許文献１】特開２００２−５０１３４号公報（第１１図）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００２２】
しかしながら、従来例の復号方法は、メトリック差が第１の閾値よりも小さい場合には、必ず逆のパスを第２候補パスとしてパスメモリ１２０２に格納する。そのため、パスの遷移状態が、それ以前のパスを確定できないノーマージ状態（図３参照）であるにも拘らず、一方のみのパスを変更することによって強制的にマージ状態（図３参照）となる恐れがある。これによって正解とは異なる生き残りパスを確定する（ノーマージであるという正しい判断を、マージであるという誤った判断に変更する）第２の復号エラーが発生する可能性がある。従来例の復号方法は、これら第２の復号エラーを回避することができない。
【００２３】
個々の再生信号がランダムに変動する白色ガウスノイズと異なり、垂直磁気記録において支配的である磁化転移性ノイズは、磁性粒子の大きさや形の不均一のために磁化反転位置が理想的な位置からずれることに起因する。磁化転移性ノイズにより、時間軸上で再生信号の位相がずれる。再生信号が変化するタイミングが時間軸上でずれた場合に、ノーマージ状態において２つの加算値の差値が小さくなることがある。従来例によれば、このような場合にパスをマージ状態に変更する故、却って第２の復号エラーが発生するという問題があった。
【００２４】
また、ビタビアルゴリズムでは過去のブランチメトリックを蓄積したパスメトリック値を用いて次のパスの比較・選択を行うが、従来例の復号方法は、比較選択部２２１において選択したパスを復号パス選択部２９０又は２９１で変更した場合、変更したパスに対するパスメトリック値と、加算結果選択部２３０又は２３１がＰＭＭ２４０又は２４１に格納するパスメトリック値とが異なる。そのため、次の単位処理時間後に誤ったパスメトリック値を利用し、パスの変更を繰り返すことによって誤差が蓄積する（ビタビアルゴリズムの発散）、という問題を有する。
【００２５】
本発明は上記課題を鑑み、ノーマージであるという正しい判断をマージであるという誤った判断に変更すること（第２の復号エラーの発生）を防止しつつ、ノーマージにも拘らずマージと判定すること（第１の復号エラーの発生）を防止する低い誤り率でデータを復号するディジタル信号復号装置を提供することを目的とする。
本発明は、ビタビアルゴリズムの発散が生じにくく、低い誤り率でデータを復号するディジタル信号復号装置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】
【００２６】
上記問題を解決するために、本発明は以下の構成を有する。請求項１に記載の発明は、多値のディジタルデータを３以上の多値のブランチメトリックに変換するブランチメトリック演算部と、それぞれ前記ブランチメトリックの中の２つを入力し２値のパス遷移信号を出力する複数の加算・比較・減算（以下、「ＡＣＳ」と呼ぶ。）演算サブユニットを有するＡＣＳ演算部と、複数の前記パス遷移信号に基づいて２値の復号データを出力する復号データ決定部と、を有するディジタル信号復号装置であって、それぞれの前記ＡＣＳ演算サブユニットは、前記ブランチメトリックのうちの１つと、そのＡＣＳ演算サブユニットが有する１クロック前のブランチメトリックの累積値であるパスメトリックとを加算し、多値の第１の加算結果を出力する第１の加算部と、前記ブランチメトリックのうちの他の１つと、他のＡＣＳ演算サブユニットが有する１クロック前のブランチメトリックの累積値であるパスメトリックとを加算し、多値の第２の加算結果を出力する第２の加算部と、前記第１の加算結果と前記第２の加算結果とを比較し、値が小さい方に対応する２値の比較選択信号を出力する比較選択部と、ブランチメトリックの累積値であるパスメトリックを格納するパスメトリックメモリと、前記比較選択信号に応じて前記第１の加算結果及び前記第２の加算結果のいずれかを選択し、新たなパスメトリックとして前記パスメトリックメモリに格納する加算結果選択部と、前記第１の加算結果及び前記第２の加算結果の差値を演算し、出力する減算部と、そのＡＣＳ演算サブユニットの前記比較選択信号と、前記他のＡＣＳ演算サブユニットの前記比較選択信号と、前記差値と、に基づいて、前記比較選択信号及び前記比較選択信号の反転信号のいずれかを選択し、前記パス遷移信号として出力する復号パス選択部と、を有する、ことを特徴とするディジタル信号復号装置である。
【００２７】
従来例のディジタル信号復号装置は、２つの加算結果の差値が所定の閾値以下であれば、必ずパスを変更した。
本発明のディジタル信号復号装置は、２つの加算結果の差値のみならず、マージ状態か又はノーマージ状態か（比較選択信号）に基づいて、パスを選択する。磁化転移性ノイズにより再生信号が変化するタイミングが時間軸上でずれた場合に、ノーマージ状態において２つの加算値の差値が小さくなることがある。本発明によれば、このような場合にパスを変更しないので、第２の復号エラーが発生することを防止できる。本発明においては、比較選択信号が所定の値である場合に（マージ状態において）２つの加算結果の差値が所定の閾値以下であれば、パスを変更する。これにより、パス選択を誤った場合にパスを正しく変更できる。復号データ決定部は、所定期間の状態遷移の連続性に基づいて復号データを選択する故に、パスが遡及的に正しく変更される。
【００２８】
本発明は、垂直磁気記録方式において支配的なノイズである磁化転移性ノイズの影響を受けた入力信号を正しく復号するディジタル信号復号装置を実現出来るという有利な効果を奏する。
各ＡＣＳ演算サブユニットは、比較選択信号が所定の値である場合に（マージ状態において）２つの加算結果の差値が所定の閾値以下であれば、単独でパスを変更する。
【００２９】
請求項２に記載の発明は、前記復号パス選択部は、前記差値が第１の閾値以下であって且つ前記比較選択信号がマージ状態を示す場合に、前記比較選択信号の反転信号を前記パス遷移信号として出力し、前記差値が前記第１の閾値より大きい場合又は前記比較結果がノーマージ状態を示す場合に前記比較選択信号を前記パス遷移信号として出力することを特徴とする請求項１に記載のディジタル信号復号装置である。
【００３０】
磁化転移性ノイズにより再生信号が変化するタイミングが時間軸上でずれた場合に、ノーマージ状態において２つの加算値の差値が小さくなることがある。本発明によれば、このような場合にパスを変更しないので、第２の復号エラーが発生することを防止できる。差値が第１の閾値以下であって且つ比較選択信号がマージ状態を示す場合に、比較選択信号の反転信号をパス遷移信号として出力することにより、第１の復号エラーを防止できる。
【００３１】
請求項３に記載の発明は、前記第１の閾値は、記録媒体から前記多値のディジタルデータを読み出して、前記第１の閾値を変化させて２値の復号データを出力した時に、前記復号データのビットエラーレートが最小となる値であることを特徴とする請求項２に記載のディジタル信号復号装置である。本発明によれば、例えば工場において、製品毎に最も低い誤り率で再生信号を復号できる第１の閾値を設定することができる。
【００３２】
請求項４に記載の発明は、前記復号データ決定部は、少なくとも所定期間の複数の前記パス遷移信号を記憶し、その中から所定期間の状態遷移の連続性に基づいて選択した２値の復号データを出力することを特徴とする請求項１に記載のディジタル信号復号装置である。
本発明においては、ＡＣＳ演算部が、確実に誤りであるパスを１カ所変更すると、復号データ決定部が誤ったパスを過去に遡って正しく変更する。これにより、低い誤り率でデータを復号できる。
【００３３】
請求項５に記載の発明は、多値のディジタルデータを３以上の多値のブランチメトリックに変換するブランチメトリック演算部と、それぞれ前記ブランチメトリックの中の２つを入力し２値のパス遷移信号を出力する複数の第１の加算・比較・減算（以下、「ＡＣＳ」と呼ぶ。）演算サブユニットを有し、それぞれの前記第１のＡＣＳ演算サブユニットは前記ブランチメトリックの累積値である２つのパスメトリックの差値が第１の閾値より小さい場合であってもパスの変更を行うことをしない第１のＡＣＳ演算部と、それぞれ前記ブランチメトリックの中の２つを入力し２値のパス遷移信号を出力する複数の第２のＡＣＳ演算サブユニットを有し、それぞれの前記第２のＡＣＳ演算サブユニットは前記ブランチメトリックに基づいて導出した２つのパスメトリックの差値が前記第１の閾値より小さい場合にパスの変更を行う場合がある、第２のＡＣＳ演算部と、前記第１及び第２のＡＣＳ演算部が出力する複数の前記パス遷移信号と、複数の前記第２のＡＣＳ演算サブユニットがそれぞれ出力する前記２つのパスメトリックの差値と、に基づいて２値の復号データを出力する復号データ決定部と、を有するディジタル信号復号装置である。
【００３４】
従来例のディジタル信号復号装置は、ビタビアルゴリズムが発散して再生信号を正しく復号できなくなった場合、復号化処理を正常に回復させることが出来なかった。
本発明のディジタル信号復号装置は、異なる処理によりパス遷移信号を出力する２つのＡＣＳ演算部を有する。復号データ決定部は、所定の条件に基づいて、異なる処理による複数のパス遷移信号の中から、状態遷移の連続性を維持するパス遷移信号を選択し、復号データとして出力する。これにより、パスの変更に起因するビタビアルゴリズムの発散を防止することができる。
本発明は、復号不能に陥ることなく低い誤り率で再生信号を復号するディジタル信号復号装置を実現することができるという有利な効果を有する。
【００３５】
請求項６に記載の発明は、多値のディジタルデータを３以上の多値のブランチメトリックに変換するブランチメトリック演算部と、それぞれ前記ブランチメトリックの中の２つを入力し２値のパス遷移信号を出力する複数の第１の加算・比較・減算（以下、「ＡＣＳ」と呼ぶ。）演算サブユニットを有する第１のＡＣＳ演算部と、それぞれ前記ブランチメトリックの中の２つを入力し２値のパス遷移信号を出力する第２のＡＣＳ演算サブユニットを有する第２のＡＣＳ演算部と、２値の復号データを出力する復号データ決定部と、を有するディジタル信号復号装置であって、それぞれの前記第１のＡＣＳ演算サブユニットは、前記ブランチメトリックのうちの１つと、その第１のＡＣＳ演算サブユニットが有する１クロック前のブランチメトリックの累積値であるパスメトリックとを加算し、多値の第１の加算結果を出力する第１の加算部と、前記ブランチメトリックのうちの他の１つと、他の第１のＡＣＳ演算サブユニットが有する１クロック前のブランチメトリックの累積値であるパスメトリックとを加算し、多値の第２の加算結果を出力する第２の加算部と、前記第１の加算結果と前記第２の加算結果とを比較し、値が小さい方に対応する２値のパス遷移信号を出力する比較選択部と、ブランチメトリックの累積値であるパスメトリックを格納するパスメトリックメモリと、前記パス遷移信号に応じて前記第１の加算結果及び前記第２の加算結果のいずれかを選択し、新たなパスメトリックとして前記パスメトリックメモリに格納する加算結果選択部と、を有し、それぞれの前記第２のＡＣＳ演算サブユニットは、前記ブランチメトリックのうちの１つと、その第２のＡＣＳ演算サブユニットが有する１クロック前のブランチメトリックの累積値であるパスメトリックとを加算し、多値の第１の加算結果を出力する第１の加算部と、前記ブランチメトリックのうちの他の１つと、他の第２のＡＣＳ演算サブユニットが有する１クロック前のブランチメトリックの累積値であるパスメトリックとを加算し、多値の第２の加算結果を出力する第２の加算部と、前記第１の加算結果と前記第２の加算結果とを比較し、値が小さい方に対応する２値の比較選択信号を出力する比較選択部と、ブランチメトリックの累積値であるパスメトリックを格納するパスメトリックメモリと、前記比較選択信号に応じて前記第１の加算結果及び前記第２の加算結果のいずれかを選択して、新たなパスメトリックとして出力する加算結果選択部と、前記第１の加算結果及び前記第２の加算結果の差値を演算し、出力する減算部と、少なくとも前記差値に基づいて、前記パス遷移信号を変更して出力する復号パス選択部と、前記復号データ決定部が出力する第１のＡＣＳ演算部選択指令の有無に応じて、その第２のＡＣＳ演算サブユニットの前記加算結果選択部が出力する前記パスメトリック、及びその第２のＡＣＳ演算サブユニットが入力する２つの前記ブランチメトリックと同一の２つの前記ブランチメトリックを入力する前記第１のＡＣＳ演算サブユニットの加算結果選択部が出力する前記パスメトリック、のいずれかを選択して前記パスメトリックメモリに格納するセレクタと、を有し、前記復号データ決定部は、前記第１及び第２のＡＣＳ演算部がそれぞれ出力する複数の前記パス遷移信号と、それぞれの前記第２のＡＣＳ演算サブユニットの前記減算部が出力する前記差値と、に基づいて、前記第１のＡＣＳ演算部選択指令及び２値の復号データを出力する、ことを特徴とするディジタル信号復号装置である。
【００３６】
本発明のディジタル信号復号装置は、異なる処理によりパス遷移信号を出力する２つのＡＣＳ演算部を有する。復号データ決定部は、所定の条件に基づいて、状態遷移の連続性を維持するパス遷移信号を選択し、復号データとして出力する。これにより、パスの変更に起因するビタビアルゴリズムの発散を防止することができる。
更に、本発明のディジタル信号復号装置は、パス変更によりビタビアルゴリズムが発散した場合、第２のＡＣＳ演算部の各第２のＡＣＳ演算サブユニットが記憶する、ブランチメトリックの累積値であるパスメトリックを、第１のＡＣＳ演算部の各第１のＡＣＳ演算サブユニットが記憶するパスメトリックに置き換える。これにより、第２のＡＣＳ演算部は、速やかに機能を回復することができる。
本発明は、復号不能に陥ることなく低い誤り率で再生信号を復号するディジタル信号復号装置を実現することができるという有利な効果を有する。
【００３７】
請求項７に記載の発明は、前記復号データ決定部は、前記第２のＡＣＳ演算部が出力する複数の前記パス遷移信号がマージ状態を示し、且ついずれかの前記第２のＡＣＳ演算サブユニットが出力する前記差値が第２の閾値より大きい場合に、全ての前記第２のＡＣＳ演算サブユニットに対して前記第１のＡＣＳ演算部選択指令を出力することを特徴とする請求項５又は請求項６に記載のディジタル信号復号装置である。
本発明は、ビタビアルゴリズムの発散を正しく確実に検出するディジタル信号復号装置を実現できるという効果を奏する。
【００３８】
請求項８に記載の発明は、前記復号データ決定部は、前記第２のＡＣＳ演算部が出力する複数の前記パス遷移信号がマージ状態を示し且ついずれかの前記第２のＡＣＳ演算サブユニットが出力する前記差値が第２の閾値より大きくなった後、前記第１のパス遷移信号と前記第２のパス遷移信号とがマージ状態になった時を起点に第１の期間一致したタイミングで、全ての前記第２のＡＣＳ演算サブユニットに対して前記第１のＡＣＳ演算部選択指令を出力することを特徴とする請求項７に記載のディジタル信号復号装置である。
【００３９】
本発明のディジタル信号復号装置は、異なる処理によりパス遷移信号を出力する２つのＡＣＳ演算部を有する。本発明のディジタル信号復号装置は、パス変更によりビタビアルゴリズムが発散した場合、２つのＡＣＳ演算部が出力するパス遷移信号が一致したタイミングで、第２のＡＣＳ演算部の各第２のＡＣＳ演算サブユニットが記憶する、ブランチメトリックの累積値であるパスメトリックを、第１のＡＣＳ演算部の各第１のＡＣＳ演算サブユニットが記憶するパスメトリックに置き換える。第２のＡＣＳ演算部は、パスメトリックの置き換え時に過渡的な変動を生じにくく、速やかに機能を回復することができる。
【００４０】
請求項９に記載の発明は、前記復号データ決定部は、第２の期間内において前記第１のパス遷移信号と前記第２のパス遷移信号とが前記第１の期間一致することがなければ、前記第１のＡＣＳ演算部選択指令を出力しないことを特徴とする請求項８に記載のディジタル信号復号装置である。
本発明においては、適切な期間内にパスメトリックの置き換えをできなければ、パスメトリックの置き換えを中止する。これにより、適切な期間を過ぎた後にパスメトリックを置き換えて、却って復号の状態を悪化させることを防止する。
【００４１】
請求項１０に記載の発明は、前記復号データ決定部は、少なくとも第３の期間の前記第１のＡＣＳ演算部が出力する複数の前記パス遷移信号を記憶し、その中から第３の期間の状態遷移の連続性に基づいて選択した２値の第１のパス遷移信号を出力する第１の２値データ決定部と、少なくとも第３の期間の前記第２のＡＣＳ演算部が出力する複数の前記パス遷移信号を記憶し、その中から第３の期間の状態遷移の連続性に基づいて選択した２値の第２のパス遷移信号を出力する第２の２値データ決定部と、通常は前記第２のパス遷移信号を選択して復号データとして出力し、前記第２のＡＣＳ演算部が出力する複数の前記パス遷移信号がマージ状態を示し且ついずれかの前記第２のＡＣＳ演算サブユニットが出力する前記差値が第２の閾値より大きいことに基づいて、前記第１のパス遷移信号を選択して復号データとして出力する復号データ選択部と、を有することを特徴とする請求項５から請求項９のいずれかの請求項に記載のディジタル信号復号装置である。
【００４２】
本発明は、比較的簡単な構成で、異なる処理による複数のパス遷移信号の中から、状態遷移の連続性を維持するパス遷移信号を選択し、復号データとして出力するディジタル信号復号装置を実現できるという機能を奏する。これにより、パスの変更に起因するビタビアルゴリズムの発散を防止することができる。
【００４３】
請求項１１に記載の発明は、前記復号データ選択部は、前記第２のＡＣＳ演算部が出力する複数の前記パス遷移信号がマージ状態を示し且ついずれかの前記第２のＡＣＳ演算サブユニットが出力する前記差値が第２の閾値より大きくなった後、前記第１のパス遷移信号と前記第２のパス遷移信号とがマージ状態になった時を起点に第１の期間一致したタイミングで、前記第１のパス遷移信号を選択して復号データとして出力することを特徴とする請求項１０に記載のディジタル信号復号装置である。
【００４４】
本発明のディジタル信号復号装置は、異なる処理によりパス遷移信号を出力する２つのＡＣＳ演算部を有する。本発明のディジタル信号復号装置は、パス変更によりビタビアルゴリズムが発散した場合、２つのＡＣＳ演算部が出力するパス遷移信号が一致したタイミングで、第２のＡＣＳ演算部のパス遷移信号から第１のＡＣＳ演算部のパス遷移信号に変更する。これにより、パス遷移信号の切り換え時にパスの不連続が発生しない。
【００４５】
請求項１２に記載の発明は、それぞれの前記第２のＡＣＳ演算サブユニットの前記復号パス選択部は、その第２のＡＣＳ演算サブユニットの前記比較選択信号と、前記他の第２のＡＣＳ演算サブユニットの前記比較選択信号と、前記差値と、に基づいて、前記比較選択信号及び前記比較選択信号の反転信号のいずれかを選択し、前記パス遷移信号として出力することを特徴とする請求項６に記載のディジタル信号復号装置である。
【００４６】
磁化転移性ノイズにより再生信号が変化するタイミングが時間軸上でずれた場合に、ノーマージ状態において２つの加算値の差値が小さくなることがある。本発明によれば、第２の復号エラーの発生を防止ししつつ、第１の復号エラーを防止できる。
【００４７】
請求項１３に記載の発明は、それぞれの前記第２のＡＣＳ演算サブユニットの前記復号パス選択部は、前記差値が第１の閾値以下であって且つ前記比較選択信号がマージ状態を示す場合に、前記比較選択信号の反転信号を前記パス遷移信号として出力し、前記差値が第１の閾値より大きい場合又は前記比較結果がノーマージ状態を示す場合に前記比較選択信号を前記パス遷移信号として出力することを特徴とする請求項１２に記載のディジタル信号復号装置である。
【００４８】
磁化転移性ノイズにより再生信号が変化するタイミングが時間軸上でずれた場合に、ノーマージ状態において２つの加算値の差値が小さくなることがある。本発明によれば、このような場合にパスを変更しないので、第２の復号エラーが発生することを防止できる。差値が第１の閾値以下であって且つ比較選択信号がマージ状態を示す場合に、比較選択信号の反転信号をパス遷移信号として出力することにより、第１の復号エラーを防止できる。
【００４９】
請求項１４に記載の発明は、前記第１の期間が前記第１の復号データ決定部又は前記第２の復号データ決定部における遅延時間以下であることを特徴とする請求項１１に記載のディジタル信号復号装置である。本発明のディジタル信号復号装置においては、パス変更によるオーバーフローが発生しない。
【発明の効果】
【００５０】
本発明によれば、ノーマージであるという正しい判断をマージであるという誤った判断に変更すること（第２の復号エラーの発生）を防止しつつ、ノーマージにも拘らずマージと判定すること（第１の復号エラーの発生）を防止する低い誤り率でデータを復号するディジタル信号復号装置を実現できるという有利な効果が得られる。
本発明によれば、ビタビアルゴリズムの発散が生じにくく、低い誤り率でデータを復号するディジタル信号復号装置を実現できるという有利な効果が得られる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００５１】
以下本発明の実施をするための最良の形態を具体的に示した実施の形態について、図面とともに記載する。
【００５２】
《実施の形態１》
図１〜図６を用いて、本発明の実施の形態１におけるディジタル信号復号装置を説明する。本発明の実施の形態１におけるディジタル信号復号装置は、垂直磁気記録方式のハードディスク装置の復号装置である。本発明の実施の形態１におけるディジタル信号復号装置は、他の復号装置であっても良い。好ましくは、垂直磁気記録方式の記録媒体から再生した信号を復号する復号装置である。図１は、本発明の実施の形態１におけるディジタル信号復号装置の構成の概要を示すブロック図である。本発明の実施の形態１におけるディジタル信号復号装置は、ブランチメトリック演算部１００、ＡＣＳ（加算・比較・選択）演算部２００、パスメモリ３００、レジスタ４００を有する。
【００５３】
ブランチメトリック演算部１００は、波形等化処理部（図示しない）から入力された復号部入力信号（再生信号のサンプル値）をブランチメトリックに変換し、ＡＣＳ演算部２００に出力する。
ＡＣＳ演算部２００は、入力されたブランチメトリックと、レジスタ４００に格納された第１の閾値とを用いてパスの比較・選択を行い、パスメモリ３００にパス遷移信号を出力する。（詳細は後述する。）
パスメモリ３００は、入力されたパス遷移信号に従って復号データを生成し、出力する。
レジスタ４００は、ＡＣＳ演算部２００で用いられる第１の閾値を格納する。第１の閾値は、取り得るメトリック差の最小値と最大値との間のいずれかの値のうち、ビットエラーレート値が最も低くなる値に予め設定されている。復号装置が復号データのビットエラーレートをチェックしながら復号を行い、ビットエラーレートが最小になるように第１の閾値を自動設定しても良い。
【００５４】
例えば、次の手順によって、レジスタ４００にビットエラーレートが最小となる第１の閾値を設定できる。まず、記録媒体上に設けられた学習用トラックに予め記録符号化したランダムパターン（再生信号のサンプルデータ）を記録しておく。次に、工場において、学習用トラックから再生信号のサンプルデータを読み出し、第１の閾値を変化させながら復号処理を行い、復号データを得る。次に、ファームウェア等を用いて、読み出した再生信号のサンプルデータと、復号処理によって得られた復号データとからビットエラーレートを算出する。算出したビットエラーレートのうち、ビットエラーレート値が最小となる復号データに対応する第１の閾値をレジスタ４００に設定する。
【００５５】
なお、ビットエラーレートを求めるために必要な学習用トラックのビット数は、例えば１．０×１０−４のビットエラーレートを実現する第１の閾値を設定するためには、１トラックで十分である。ビットエラーレートをある程度の精度で計算するためには、復号後の発生エラーを１００以上カウントできる状態であることが望ましい。１００個のエラーを検出するのための学習用トラックのビット数は、少なくとも１，０００，０００ビット必要である。通常のハードディスクドライブにおいて、１トラック当り５００以上のセクタ（１セクタは４，０９６ビット）が割り当てられているため、１トラック当りのビット数は５００×４，０９６＝２，０４８，０００ビット以上となる。この中には、サーボ情報やシンクパターン等の他の情報を含むことがあるが、それらを指し引いても１，０００，０００ビット以上のビット数を確保することができる。
【００５６】
また、記録媒体の記録密度向上に伴い、１トラック当りのセクタ数が増加することが見込まれる。この場合、上記の学習のために必要なビット数が十分確保可能であれば、１トラックの全セクタを使用せずとも１部セクタのみを使用して第１の閾値を決定しても良い。
【００５７】
図２に、図１に示した構成の詳細なブロック図を示す。図２における本発明の実施の形態１におけるディジタル信号復号装置の構成は、ＡＣＳ演算部１２００に代えてＡＣＳ演算部２００を有する点、及び第１のパスメモリ１２０１および第２のパスメモリ１２０２に代えてパスメモリ３００（復号データ決定部）を有する点おいて、図１２における従来例のディジタル信号復号装置の構成と異なる。ＡＣＳ演算部２００は、ＡＣＳ演算サブユニット２０７及び２０８を有する。
【００５８】
ＡＣＳ演算サブユニット２０７は、加算部２１０及び２１１、比較選択部２２０、加算結果選択部２３０、ＰＭＭ２４０、減算部２６０、パス変更部２７０、パス判定部２８０及び復号パス選択部２９０を有する。ＡＣＳ演算サブユニット２０８は、加算部２１２及び２１３、比較選択部２２１、加算結果選択部２３１、ＰＭＭ２４１、減算部２６１、パス変更部２７１、パス判定部２８１及び復号パス選択部２９１を有する。実施の形態１において、実施の形態のＡＣＳ演算サブユニット２０７、２０８（ＡＣＳ演算部２００）は、従来例のパス判定部１２１０、１２１１に代えて、パス判定部２８０、２８１を有する。それ以外の点において、ＡＣＳ演算サブユニット２０７、２０８（ＡＣＳ演算部２００）は、従来例のＡＣＳ演算サブユニット１１９９、１１９８（ＡＣＳ演算部１２００）と同一である。実施の形態１の図１２に示す従来例のディジタル信号復号装置の各要素と同一符号を付した要素については、詳細な説明を省略する。
【００５９】
図１及び図２に示される構成を有する本実施の形態のディジタル信号復号装置において、積分型であるクラス１のパーシャルレスポンス方式（以下、「ＰＲ１方式」と記す。）を用いた場合を例に取り、その詳細な動作について、図２〜図６を用いて説明する。
【００６０】
ＰＲ１方式における再生系での特性は、ＰＲ方式の関数を用いてＰＲ（１，１）と表され、その出力データは（１＋Ｄ）となる。（Ｄは、１つ前のサンプルデータを表す遅延演算子Ｄである。）つまり、再生データは、記録データのビット列にそのデータを１ビット右シフトしたデータを畳み込んだデータに対応する。
【００６１】
例えば、記録データ｛０、０、１、０、１、１、０、０｝が記録媒体に記録された場合、｛０、０、１、０、１、１、０、０｝に｛ｘ、０、０、１、０、１、１、０｝を畳み込み、｛ｘ、０、１、１、１、２、１、０｝が得られる。波形等化後の振幅レベルＡ（正の数）を用いて、０を−Ａ、１を０、２をＡでそれぞれ置き換えると、波形等化処理部から入力される復号部入力信号は{ｘ、−Ａ、０、０、０、Ａ、０、−Ａ}である。ここで、ｘは１つ前のサンプルデータによる波形干渉の影響を受けるため「不定」を表す。
【００６２】
ブランチメトリック演算部１００に入力された復号部入力信号は、ブランチメトリック演算ユニットＢＭＵ１１０、ＢＭＵ１１１、ＢＭＵ１１２及びＢＭＵ１１３において、それぞれブランチメトリックに変換される。ＰＲ１方式における各々のブランチメトリックは、単位処理時刻ｔにおける復号部入力信号をｚ（ｔ）とした場合、ＢＭＵ１１０においてＢＭ＝Ａ／２＋ｚ（ｔ）、ＢＭＵ１１１においてＢＭ＝０、ＢＭＵ１１２においてＢＭ＝０、ＢＭＵ１１３においてＢＭ＝Ａ／２−ｚ（ｔ）の各演算式に従ってブランチメトリック値が演算される。本実施の形態において、ｚ（ｔ）は−Ａ、０、Ａのうちのいずれかである。
【００６３】
ＰＲ１方式において、符号間干渉量Ｈが２であるので、ビタビ復号部における状態数Ｓは以下の式（１）より２となる。
Ｓ＝２(Ｈ−１)   ・・・・・・（１）
この２つの状態をそれぞれＳ０、Ｓ１とする。状態Ｓ０に対するＡＣＳ演算処理は、ＡＣＳ演算サブユニット２０７により行い、状態Ｓ１に対するＡＣＳ演算処理は、ＡＣＳ演算サブユニット２０８により行う。
【００６４】
次に、図２を用いてＡＣＳ演算処理の具体的な動作について説明する。なお、ＢＭＵ１１０〜１１３、加算部２１０〜２１３、加算結果選択部２３０及び２３１、及び減算部２６０及び２６１は、従来例における各要素と同一であるので説明を省く。
【００６５】
比較選択部２２０及び２２１は、各ＡＣＳ演算サブユニットにおける各２つの加算部の出力を比較し、加算部２１０（又は２１２）の出力が加算部２１１（又は２１３）の出力以下である時比較選択信号０を、加算部２１０（又は２１２）の出力が加算部２１１（又は２１３）の出力より大きい時比較選択信号１を、各ＡＣＳ演算サブユニット２０７、２０８におけるパス変更部２７０、２７１及び復号パス選択部２９０、２９１、パス判定部２８０、２８１に出力する。
パス判定部２８２、２８３のそれぞれは、比較選択部２２４、２２５が出力する比較選択信号を両方とも入力する。これによりパス判定部２８２、２８３は、マージ状態かノーマージ状態かを判別できる。
【００６６】
比較選択部２２０が出力する比較選択信号をＦｌａｇＡ、比較選択部２２１が出力する比較選択信号をＦｌａｇＢとすると、前記ＢＭＵ１１０〜１１３におけるブランチメトリックの計算式及び、復号部入力信号が−Ａ，０，Ａのいずれかであることから、（ＦｌａｇＡ，ＦｌａｇＢ）の組み合わせにおいて（０，１）はありえないことがわかる。従って、以後（０，０）、（１，０）、（１，１）の３通りについてのみ考える。また、これらの組み合わせのうち、（０，０）及び（１，１）はマージ状態（一つ前までの時系列においてパスが確定した状態）となる。また、（１，０）はノーマージ状態（それ以前の時系列においてパスが確定できない状態）となる。
【００６７】
図３は、（ＦｌａｇＡ，ＦｌａｇＢ）が（０，０）、（１，０）、（１，１）の場合の、時刻ｋ−１及びｋにおける状態Ｓ０及びＳ１の状態遷移の様子をそれぞれ示すトレリス線図である。図３を参照すると、（ＦｌａｇＡ，ＦｌａｇＢ）＝（０，０）の時、状態Ｓ０及びＳ１のいずれの場合も時刻ｋ−１における状態はＳ０であり、また、（ＦｌａｇＡ，ＦｌａｇＢ）＝（１，１）の時、状態Ｓ０及びＳ１のいずれの場合も時刻ｋ−１における状態は必ずＳ１であり、時刻ｋ−１での状態を確定することができる（マージ状態）。一方、（ＦｌａｇＡ，ＦｌａｇＢ）＝（１，０）の時は、時刻ｋ−１における状態はＳ０或いはＳ１であり、時刻ｋにおいてはどちらの状態であるかを確定することができない（ノーマージ状態）。
【００６８】
パス変更部２７０及び２７１は、比較選択信号ＦｌａｇＡ及びＦｌａｇＢを各々反転して復号パス選択部２９０及び２９１に各々出力する。
【００６９】
パス判定部２８０及び２８１は、比較選択信号ＦｌａｇＡ及びＦｌａｇＢを入力して、比較選択部２２０及び２２１でそれぞれ選択されたパスの遷移状態がマージ状態であるか、或いはノーマージ状態であるか（図３）を判定し、更にレジスタ４００に格納された第１の閾値と減算部２６０及び２６１の出力値とを比較する。遷移状態がマージ状態で（比較選択信号ＦｌａｇＡ及びＦｌａｇＢが０，０又は１，１）且つ減算部２６０、２６１の出力が第１の閾値よりも小さい時は「１」を出力する。復号パス選択部２９０、２９１は、パス判定部２８０、２８１が１を出力した時、パス変更部２７０、２７１が出力する反転した比較選択信号を、パス遷移信号として出力する。
【００７０】
遷移状態がノーマージ状態（比較選択信号ＦｌａｇＡ及びＦｌａｇＢが１，０）又は減算部２６０（又は２６１）の出力が第１の閾値以上である時、パス判定部２８０及び２８１は、「０」を出力する。復号パス選択部２９０及び２９１は、パス判定部２８０、２８１が０を出力した時、比較選択部２２０、２２１が出力する比較選択信号をそのまま、パス遷移信号として出力する。
各ＡＣＳ演算サブユニットは、比較選択信号及び反転した比較選択信号のどちらをパス遷移信号として出力するかを、他のＡＣＳ演算サブユニットと無関係に単独で決定する。
【００７１】
パスメモリ３００（復号データ決定部）は、復号パス選択部２９０及び２９１が出力するパス遷移信号を入力する。復号パス選択部２９０の出力をＦｌａｇＣ、復号パス選択部２９１の出力をＦｌａｇＤとすると、（ＦｌａｇＣ，ＦｌａｇＤ）の組み合わせは、（０，０）、（１，０）、（１，１）の３通りが考えられる。
【００７２】
図４はパスメモリ３００（復号データ決定部）の内部の一部を詳細に示した図である。パスメモリ３００は、セレクタ３１０〜３１５、フリップフロップ回路（以下「ＦＦ」と記す。）３２０〜３２５を有する。
【００７３】
セレクタ３１０は、ＦｌａｇＣが「０」の時は「０」を、ＦｌａｇＣが「１」の時は「１」を、選択してＦＦ３２０に出力する。セレクタ３１１は、ＦｌａｇＤが「０」の時は「０」を、ＦｌａｇＤが「１」の時は「１」を、選択してＦＦ３２１に出力する。
セレクタ３１２は、ＦｌａｇＣが「０」の時はＦＦ３２０の出力を、ＦｌａｇＣが「１」の時はＦＦ３２１の出力を、選択してＦＦ３２２に出力する。セレクタ３１３は、ＦｌａｇＤが「０」の時はＦＦ３２０の出力を、ＦｌａｇＤが「１」の時はＦＦ３２１の出力を、選択してＦＦ３２３に出力する。
【００７４】
図４において、点線で囲まれたブロックは互いに同様な回路構成であり、以降のブロックにおいて、セレクタ３１２及び３１３、ＦＦ３２２及び３２３と同様に処理を繰り返す。例えばこれらのブロックを５０段連結した場合、パスメモリ３００に入力されたＦｌａｇＣ及びＦｌａｇＤに応じてフリップフロップ回路の選択を繰り返し、５０単位処理時間後に最終段のフリップフロップ回路から復号データを出力する。ＦｌａｇＣ又はＦｌａｇＤが反転した値に置き換えられた場合、遡及的にパス経路が変更される。パスメモリ３００は、所定期間（５０クロック）の状態遷移の連続性に基づいて選択した２値の復号データを出力する
【００７５】
次に、図５及び図６を用いて、パス判定器２８０、２８１における判定動作を具体例に基づいて説明する。図５（ａ）は記録データ｛０、０、０、０、１、０、１｝に対して、パス変更器２７０、復号パス選択器２９０を用いず（パス変更を一切行わないで）、比較選択信号ＦＬＡＧＡ、ＦＬＡＧＢをパスメモリ３００にそのまま出力した場合のトレリス線図を示す。トレリス線図において水平方向は時間軸であり、ｋ＋１からｋ＋８までの８単位処理時間に対するパスの遷移を示している。ここで、ｋ＋８において比較選択信号（ＦＬＡＧＡ，ＦＬＡＧＢ）はマージ状態であるためｋ＋７までの復号データが確定しており、ｋ＋７の状態Ｓ１に至る生き残りパスを太線の矢印で示している。ｋ＋７において、誤ってノーマージ状態にも拘らずマージ状態と判定している（第１の復号エラー）。それ故に、これをそのまま復号した場合は、誤った復号データ｛０、０、０、１、０、１、１｝が復号される。
【００７６】
磁化転移性ノイズの影響を受けない場合、比較選択部の出力信号で見ると、本来マージ状態である記録データは、比較選択器２２０と比較選択器２２１に入力される２つの加算結果の差（メトリック差）のうち、一方或いは両方のメトリック差が小であるとノーマージ状態に、両方のメトリック差が大であるとマージ状態として判断される。それ故に、従来例（特開２００２−５０１３４号公報）に記載の復号方法により、磁化転移性ノイズの影響を受けない信号を復号すると、復号パス選択部は正しく変更した復号データを出力する。
【００７７】
しかしながら、磁化転移性ノイズの影響を受けた場合、比較選択部の出力信号で見ると、本来マージ状態である記録データは、一方のメトリック差が小であるにもかかわらず正しくマージ状態として判断される。従来例に記載の復号方法により磁化転移性ノイズの影響を受けた信号を復号すると、復号パス選択部は、ノーマージであるという正しい判断をマージであるという誤った判断に変更してしまう（第２の復号エラーの発生）。その結果正しいパスとは異なるパスが生き残りパスとして残り、復号エラーが生じる。
【００７８】
図５（ｂ）はｋ＋１からｋ＋８までのパスに対するメトリック差（減算部２６０、２６１が出力する差値）の例を示している。磁化転移性ノイズの影響によって、ｋ＋５、ｋ＋６、ｋ＋７のタイミングで、状態Ｓ０及びＳ１のメトリック差、又は状態Ｓ１のみのメトリック差が第１の閾値より小さくなる。
従来例のディジタル信号復号装置においては、ｋ＋５、ｋ＋６、ｋ＋７のタイミングで、比較選択信号を反転し、出力する。これにより、マージ状態をノーマージ状態に変更し、ノーマージ状態をマージ状態に変更する。その結果、従来例のディジタル信号復号装置は、図５（ａ）に示すパスを入力すると、２ビットのエラーを含む復号データ｛０、０、０、１、０、０、１｝（図示しない。）を出力する。
【００７９】
本実施例１のディジタル信号復号装置においては、状態Ｓ０のメトリック差が大であり状態Ｓ１のメトリック差が小である場合、または状態Ｓ０のメトリック差が小であり状態Ｓ１のメトリック差が大である場合において、マージ状態であるパス遷移信号のみをノーマージ状態に変更し、ビタビ復号を行う。
このとき、状態Ｓ０と状態Ｓ１のメトリック差が共に小であり、パス遷移信号がノーマージ状態である場合はパスの変更を行わない。また、状態Ｓ０と状態Ｓ１のメトリック差が共に大である場合もパスの変更を行わない。
【００８０】
以上の条件でパス変更を行った場合、ｋ＋７のタイミングでマージ状態であるパス遷移信号がノーマージ状態に変更される。それ以外のタイミングにおいては、パスは変更されない。これに基づき、パスメモリ３００は、図６に示す生き残りパスを復号データとして出力する。図６に示すように、復号されたデータ｛０、０、０、０、１、０、１｝は正しく、記録データと一致する。
【００８１】
以上のように、実施の形態１のディジタル信号復号装置は、磁化転移性ノイズを含むデータを受けた時、パス遷移状態がノーマージ状態である場合に、正しく判定したパスを誤ったパスに置き換えてしまうという第２の復号エラーが起こることを防止する。
実施の形態１のディジタル信号復号装置は、マージ状態において２つの加算値の差値が第１の閾値以下であればパスを変更する故に、ノーマージ状態にも拘らずマージ状態と判定する第１の復号エラーを確実に防止できる（間違って判定したマージ状態を正しいノーマージ状態に修正する）ことは、言うまでもない。
【００８２】
本実施の形態において、第１の閾値を工場において予め設定された値としたが、それに代えて、ディジタル信号復号装置の電源投入時、或いは、復号動作中に第１の閾値を設定する構成としても良い。この場合、例えばディジタル信号復号装置に内蔵されたマイクロコンピュータがビットエラーレート又は他の誤り検出情報を用いて、所定のタイミングでレジスタ４００内の第１の閾値を更新する機能を有する。これにより、ヘッド及び記録媒体等の経年変化にも対応した常に最適な第１の閾値を設定できる。
【００８３】
また、本実施の形態において、ＰＲ１方式を例として説明を行ったが、これに限らず、他のＰＲ方式を用いても同様の効果が得られる。パス遷移信号がマージ状態である時にのみ、他のＰＲ方式により決定する各状態のメトリック差のうち、少なくとも１つのメトリック差が所定の閾値（例えば、磁化転移性ノイズの影響を受けない場合のメトリック差の最低値）よりも小さい場合に、マージ状態からノーマージ状態に変更すればよい。
【００８４】
《実施の形態２》
図７〜１０を用いて、本発明の実施の形態２におけるディジタル信号復号装置を説明する。本発明の実施の形態１におけるディジタル信号復号装置は、垂直磁気記録方式のハードディスク装置の復号装置である。本発明の実施の形態１におけるディジタル信号復号装置は、他の復号装置であっても良い。好ましくは、垂直磁気記録方式の記録媒体から再生した信号を復号する復号装置である。図７は、本実施の形態におけるディジタル信号復号装置の構成の概略を示すブロック図である。本実施の形態におけるディジタル信号復号装置は、ブランチメトリック演算部１００、ＡＣＳ演算部２０１及び２０４、パスメモリ３０１及び３０２、レジスタ５００、復号データ制御部６００及び復号データ選択部７００を有する。パスメモリ３０１及び３０２、復号データ制御部６００及び復号データ選択部７００は、復号データ決定部を構成する。
【００８５】
以下、本実施の形態におけるディジタル信号復号装置の各種構成要素は、実施の形態２で特に説明されない場合、その構成要素と同一の名称を有する実施の形態１の構成要素と同等の機能を有するものとし、詳細な説明を省略する。
【００８６】
まず、図８を用いて、ＡＣＳ演算部２０１の詳細な動作について説明する。
図８は、図７におけるディジタル信号復号装置の構成のうち、ブランチメトリック演算部１００、ＡＣＳ演算部２０１、パスメモリ３０１、及びＡＣＳ演算部２０４からなる部分を取り出し、ＡＣＳ演算部２０１についての詳細な構成を示したブロック図である。
【００８７】
ＡＣＳ演算部２０１は、ＡＣＳ演算サブユニット２０２及び２０３を有する。ＡＣＳ演算サブユニット２０２は、状態Ｓ０に対するＡＣＳ演算を行い、ＡＣＳ演算サブユニット２０３は、状態Ｓ１に対するＡＣＳ演算を行う。ＡＣＳ演算サブユニット２０２は、加算部２１４及び２１５、加算結果選択部２３２、比較選択部２２２、及びパスメトリックメモリ（ＰＭＭ）２４２を有する。また、ＡＣＳ演算サブユニット２０３は、加算部２１６及び２１７、加算結果選択部２３３、比較選択部２２３、及びパスメトリックメモリ（ＰＭＭ）２４３を有する。
【００８８】
加算部２１４及び２１６は、ＢＭＵ１１０及び１１２から各々入力されるブランチメトリック値と、ＰＭＭ２４２に格納されたパスメトリック値とを加算し、加算結果を各ＡＣＳ演算サブユニットにおける加算結果選択部２３２、２３３及び比較選択部２２２、２２３に出力する。同様に、加算部２１５及び２１７は、ＢＭＵ１１１及び１１３から各々入力されるブランチメトリック値と、ＰＭＭ２４３に格納されたパスメトリック値とを加算し、加算結果を各ＡＣＳ演算サブユニットにおける加算結果選択部２３２、２３３及び比較選択部２２２、２２３に出力する。
【００８９】
比較選択部２２２及び２２３は、各ＡＣＳ演算サブユニットにおける各２つの加算部の出力を比較し、加算部２１４（又は２１６）の出力が加算部２１５（又は２１７）の出力以下である時比較選択信号「０」を、加算部２１４（又は２１６）の出力が加算部２１５（又は２１７）の出力より大きい時比較選択信号「１」を、加算結果選択部２３２、２３３に出力し、パス遷移信号として復号データ制御部６００とパスメモリ３０１とに出力する。
比較選択部２２２の出力をパス遷移信号ＦｌａｇＥ、比較選択部２２３の出力をパス遷移信号ＦｌａｇＦとすると、（ＦｌａｇＥ，ＦｌａｇＦ）の組み合わせは（０，０）、（１，０）、（１，１）の３通りが考えられる。
【００９０】
加算結果選択部２３２は、比較選択部２２２が出力する比較選択信号が０の時、加算部２１４の出力を選択し、比較選択部２２２が出力する比較選択信号が１の時、加算部２１５の出力を選択し、ＰＭＭ２４２に格納するとともにＡＣＳ演算部２０４に出力する。加算結果選択部２３３は、比較選択部２２３が出力する比較選択信号が０の時、加算部２１６の出力を選択し、比較選択部２２３が出力する比較選択信号が１の時、加算部２１７の出力を選択し、ＰＭＭ２４３に格納するとともにＡＣＳ演算部２０４に出力する。
ＡＣＳ演算部２０１の各ＡＣＳ演算サブユニット２０２、２０３は２つのパスメトリックの差値が第１の閾値より小さい場合であってもパスの変更を行うことをしない。
【００９１】
パスメモリ３０１は、実施の形態１におけるパスメモリ３００と同一の構成を有し、パス遷移信号ＦｌａｇＥ及びＦｌａｇＦを用いて復号データを生成し、所定の単位処理時間後に、復号データ制御部６００及び復号データ選択部７００（図７に図示）に復号データを出力する。
【００９２】
次に、図９を用いて、ＡＣＳ演算部２０４の詳細な動作について説明する。
図９は、図７におけるディジタル信号復号装置の構成のうち、ブランチメトリック演算部１００、ＡＣＳ演算部２０４、パスメモリ３０２、ＡＣＳ演算部２０１、復号データ制御部６００、及びレジスタ５００からなる部分を取り出し、ＡＣＳ演算部２０４についての詳細な構成を示したブロック図である。ＡＣＳ演算部２０４は、減算部２６２及び２６３、パス変更部２７２及び２７３、パス判定部２８２及び２８３、セレクタ２９４及び２９５を有する点で図８におけるＡＣＳ演算部２０１と異なる。
【００９３】
レジスタ５００は、所定の第１の閾値、所定の第２の閾値、所定の一定時間Ａ、所定の一定時間Ｂを格納する。
【００９４】
ＡＣＳ演算部２０４は、ＡＣＳ演算サブユニット２０５及び２０６を有する。ＡＣＳ演算サブユニット２０５は、状態Ｓ０に対するＡＣＳ演算を行い、ＡＣＳ演算サブユニット２０６は、状態Ｓ１に対するＡＣＳ演算を行う。ＡＣＳ演算サブユニット２０５は、加算部２５０及び２５１、加算結果選択部２３４、比較選択部２２４、減算部２６２、パス変更部２７２、パス判定部２８２、セレクタ２９４、復号パス選択部２９２、及びＰＭＭ２４４を有する。また、ＡＣＳ演算サブユニット２０６は、加算部２５２及び２５３、加算結果選択部２３５、比較選択部２２５、減算部２６３、パス変更部２７３、パス判定部２８３、セレクタ２９５、復号パス選択部２９３、及びＰＭＭ２４５を有する。
【００９５】
加算部２５０及び２５２は、ＢＭＵ１１０及び１１２から各々入力されるブランチメトリック値と、ＰＭＭ２４４に格納されたパスメトリック値とを加算し、加算結果を各ＡＣＳ演算サブユニットにおける加算結果選択部２３４、２３５、比較選択部２２４、２２５及び減算部２６２、２６３に出力する。同様に、加算部２５１及び２５３は、ＢＭＵ１１１及び１１３から各々入力されるブランチメトリック値と、ＰＭＭ２４５に格納されたパスメトリック値とを加算し、加算結果を各ＡＣＳ演算サブユニットにおける加算結果選択部２３４、２３５、比較選択部２２４、２２５及び減算部２６２、２６３に出力する。
【００９６】
比較選択部２２４及び２２５は、各ＡＣＳ演算サブユニットにおける各２つの加算部の出力を比較し、加算部２５０（又は２５２）の出力が加算部２５１（又は２５３）の出力以下である時比較選択信号０を、加算部２５０（又は２５２）の出力が加算部２５１（又は２５３）の出力より大きい時比較選択信号１を、各ＡＣＳ演算サブユニットにおける加算結果選択部２３４、２３５、復号パス選択部２９２、２９３、パス判定部２８２、２８３及びパス変更部２７２、２７３とに出力する。
パス判定部２８２、２８３のそれぞれは、比較選択部２２４、２２５が出力する比較選択信号を両方とも入力する。これによりパス判定部２８２、２８３は、マージ状態かノーマージ状態かを判別できる。
この時、比較選択部２２４の出力をパス遷移信号ＦｌａｇＧ、比較選択部２２５の出力をパス遷移信号ＦｌａｇＨとすると、（ＦｌａｇＧ，ＦｌａｇＨ）の組み合わせは（０，０）、（１，０）、（１，１）の３通りが考えられる。
【００９７】
加算結果選択部２３４は、比較選択部２２４が出力する比較選択信号が０の時、加算部２５０の出力を選択し、比較選択部２２４が出力する比較選択信号が１の時、加算部２５１の出力を選択し、セレクタ２９４に出力する。加算結果選択部２３５は、比較選択部２２５が出力する比較選択信号が０の時、加算部２５２の出力を選択し、比較選択部２２３が出力する比較選択信号が１の時、加算部２５３の出力を選択し、セレクタ２９５に出力する。
【００９８】
減算部２６２及び２６３は、各ＡＣＳ演算サブユニットにおける２つの加算部出力の差値を演算し、各ＡＣＳ演算サブユニットにおけるパス判定部２８２、２８３、及び復号データ制御部６００に出力する。
【００９９】
パス変更部２７２及び２７３は、入力されたパス遷移信号を反転し、各ＡＣＳ演算サブユニットにおける復号パス選択部２９２、２９３に出力する。
【０１００】
パス判定部２８２及び２８３は、パス遷移信号ＦｌａｇＧ及びＦｌａｇＨを用いて、比較選択部２２４及び２２５でそれぞれ選択されたパスの遷移状態がマージ状態であるか、或いはノーマージ状態であるかを判定し、レジスタ５００に格納された第１の閾値と減算部２６２及び２６３の出力値とを各々比較する。遷移状態がマージ状態で且つ減算部２６２、２６３の出力が第１の閾値以下である時は「１」を、ノーマージ状態又は減算部２６２、２６３の出力が第１の閾値以上である時は「０」を各ＡＣＳ演算サブユニットの復号パス選択部２９２、２９３に出力する。
【０１０１】
復号パス選択部２９２及び２９３は、各ＡＣＳ演算サブユニットにおけるパス判定部２８２、２８３からの入力が「１」の場合、各ＡＣＳ演算サブユニットにおけるパス変更部２７２、２７３の出力を選択し、パス判定部２８２、２８３からの入力が「０」の場合、各ＡＣＳ演算サブユニットにおける比較選択部２２４、２２５の出力を選択し、パス遷移信号としてパスメモリ３０２及び復号データ制御部６００に出力する。復号パス選択部２９２の出力をＦｌａｇＩ、復号パス選択部２９３の出力をＦｌａｇＪとすると、（ＦｌａｇＩ，ＦｌａｇＪ）の組み合わせは、（０，０）、（１，０）、（１，１）の３通りである。
【０１０２】
パスメモリ３０２は、実施の形態１におけるパスメモリ３００と同一の構成を有し、パス遷移信号ＦｌａｇＩ及びＦｌａｇＪを用いて復号データを生成し、所定の単位処理時間後に、復号データ選択部７００（図７に図示）に復号データを出力する。なお、パスメモリ３０１及び３０２において、共に等しい単位処理時間後（例えば５０単位処理時間後）に復号データが得られる。
【０１０３】
復号データ制御部６００は、ＡＣＳ演算サブユニット２０２、２０３、２０５、２０６からのパス遷移信号ＦｌａｇＥ、ＦｌａｇＦ、ＦｌａｇＩ、ＦｌａｇＪと、ＡＣＳ演算部２０４における減算部２６２及び２６３の出力と、レジスタ５００に格納された第２の閾値及び一定時間Ａ及びＢとを入力として、パスメトリックの切り替えを行うためのパスメトリック選択信号ＰＭＳＥＬをセレクタ２９４及び２９５に出力し、復号データの切り替えを行うための復号データ選択信号ＤＤＳＥＬを復号データ選択部７００に出力する。詳細は後述する。なお、ＰＭＳＥＬ及びＤＤＳＥＬは、通常０であって、復号データ制御部６００がパスメトリックが発散したと判定した時に、所定のタイミングで１になる。
【０１０４】
セレクタ２９４及び２９５は、復号データ制御部６００から入力されるＰＭＳＥＬが０の時、各ＡＣＳ演算サブユニットにおける加算結果選択部が出力したメトリック値（加算結果選択部２３４又は２３５の出力）を選択し、ＰＭＳＥＬが１の時、ＡＣＳ演算部２０１が出力したメトリック値（つまり図８における加算結果選択部２３２又は２３３の出力）を選択し、各ＡＣＳ演算サブユニットにおけるＰＭＭ２４４、２４５に出力する。
【０１０５】
以上のように構成された本実施の形態のディジタル信号復号装置は、ＡＣＳ演算部２０４の構造が実施の形態１におけるＡＣＳ演算部２００の構造とほぼ同じであり、本発明の第１の課題である正しくノーマージ状態と判定したパス遷移状態を強制的に誤ったマージ状態に変更することによって発生する第２の復号エラーを回避することができる。
【０１０６】
更に、図７及び図１０を用いて、復号データ制御部６００における、本発明の第２の課題であるビタビアルゴリズムの発散を防止するための具体的なパスメトリックの切り替え処理について説明する。
【０１０７】
２つの加算結果の差値が第１の閾値以下でもパス変更を行わないＡＣＳ演算部２０１は、ノーマージにも拘らずマージと誤判定する（第１の復号エラー）恐れがある。しかし、パスメトリックが発散する恐れは低い。２つの加算結果の差値が第１の閾値以下であって２つの加算結果の差値が第１の閾値以下であればパスを変更するＡＣＳ演算部２０４は、第１の復号エラー及び第２の復号エラーを防止するが、パスメトリックが発散する恐れがあある。
【０１０８】
実施の形態２のディジタル信号復号装置においては、通常は所定の条件でパスを変更するＡＣＳ演算部２０４が出力するパス遷移信号に基づいて生成した復号データ（パスメモリ３０２が出力する復号データ）を出力する。万一ＡＣＳ演算部２０４のビタビアルゴリズムが発散した場合、ＡＣＳ演算部２０４に代えてＡＣＳ演算部２０１が出力するパス遷移信号に基づいて生成した復号データ（パスメモリ３０１が出力する復号データ）を出力する。更に、万一ＡＣＳ演算部２０４のビタビアルゴリズムが発散した場合、復号データ制御部６００は値１のＰＭＳＥＬを出力し、セレクタ２９４、２９５を通じて、ＡＣＳ演算部２０１の加算結果選択部２３４、２３５が出力するパスメトリックをＰＭＭ２４４、２４５にそれぞれ格納する。
【０１０９】
ビタビアルゴリズムの発散は、ブランチメトリックの累積値であるパスメトリックが、正しい値から大きくずれてしまうことに起因して発生する。ＰＭＭ２４４、２４５に格納されたパスメトリックを、正しい値に近いＡＣＳ演算部２０１の加算結果選択部２３４、２３５が出力するパスメトリックに置き換えることにより、ＡＣＳ演算部２０４は速やかに機能回復する。
【０１１０】
図１０は、横軸を時間とした時の、セレクタ２９４及び２９５、復号データ選択部７００における各々の信号選択状態の時間変移を示している。
復号開始時、セレクタ２９４は初期値として加算結果選択部２３４の出力を、セレクタ２９５は初期値として加算結果選択部２３５の出力を、復号データ選択部７００は初期値としてパスメモリ３０２の出力を各々選択する。
【０１１１】
ＡＣＳ演算部２０１におけるＰＭＭ２４２及び２４３で保持される各パスメトリック値と、ＡＣＳ演算部２０４におけるＰＭＭ２４４及び２４５で保持される各パスメトリック値とが異なるのは、ＡＣＳ演算部２０４においてパスの変更が行われた場合である。復号データ制御部６００は、入力したパス遷移信号（ＦｌａｇＥ、ＦｌａｇＦ）と、（ＦｌａｇＩ、ＦｌａｇＪ）との不一致に基づいて、ＡＣＳ演算部２０４がパスを変更したことを検知する。復号データ制御部６００は、ＡＣＳ演算部２０４がパスを変更したことを検知すると、ＡＣＳ演算部２０４のビタビアルゴリズムが発散しているか否かを監視始める。図１０において時刻Ｔ１でパスの変更が行われたとする。
【０１１２】
復号データ制御部６００は、時刻Ｔ１のタイミングから（ＦｌａｇＥ，ＦｌａｇＦ）及び（ＦｌａｇＩ，ＦｌａｇＪ）が共にマージ状態（つまり、ＦｌａｇＥ＝ＦｌａｇＦかつＦｌａｇＩ＝ＦｌａｇＪ）で、且つＡＣＳ演算部２０４のいずれかのＡＣＳ演算サブユニットの減算部２６２又は２６３が出力する差値が第２の閾値よりも大きいか否かを監視する。復号データ制御部６００は、ＡＣＳ演算部２０４のいずれかのＡＣＳ演算サブユニットの減算部２６２又は２６３が出力する差値が第２の閾値よりも大きい場合、ビタビアルゴリズムが発散したと判定し、所定のタイミングで値１のパスメトリック選択信号ＰＭＳＥＬをセレクタ２９４及び２９５に出力し、復号データの切り替えを行うための値１の復号データ選択信号ＤＤＳＥＬを復号データ選択部７００に出力する。
【０１１３】
（ＦｌａｇＥ，ＦｌａｇＦ）及び（ＦｌａｇＩ，ＦｌａｇＪ）が共にマージ状態で、且ついずれかのＡＣＳ演算サブユニットの減算部２６２又は２６３が出力する差値が第２の閾値よりも大きければ、その時点（時刻Ｔ２）からカウンタにより一定時間Ａ（例えば５０単位処理時間。時刻Ｔ３まで）をカウント開始し、ＡＣＳ演算部２０１、２０４のパス遷移信号がマージ状態である時を起点に両者が等しい状態（ＦｌａｇＥ＝ＦｌａｇＩ且つＦｌａｇＦ＝ＦｌａｇＪ）が一定時間Ａ継続するか否かを監視する。一定時間Ａの間（時刻Ｔ２−Ｔ３の間を通して）ＦｌａｇＥ＝ＦｌａｇＩ且つＦｌａｇＦ＝ＦｌａｇＪが継続すれば、時刻Ｔ３の１クロック期間、復号データ制御部６００は値１のＰＭＳＥＬをセレクタ２９４及び２９５に送る。
【０１１４】
ＡＣＳ演算部２０１、２０４のパス遷移信号が等しい状態（ＦｌａｇＥ＝ＦｌａｇＩ且つＦｌａｇＦ＝ＦｌａｇＪ）が一定時間Ａ継続しなければ（時刻Ｔ２−Ｔ３の間にＦｌａｇＥ≠ＦｌａｇＩ又はＦｌａｇＦ≠ＦｌａｇＪとなれば）、再度、パス遷移信号がマージ状態である時を起点に両者が等しい状態（ＦｌａｇＥ＝ＦｌａｇＩ且つＦｌａｇＦ＝ＦｌａｇＪ）が一定時間Ａ継続するか否かを監視する。また、時刻Ｔ２−Ｔ３の間に再度パスの変更が行われれば、カウンタを停止し、再度（ＦｌａｇＥ，ＦｌａｇＦ）及び（ＦｌａｇＩ，ＦｌａｇＪ）が共にマージ状態（つまり、ＦｌａｇＥ＝ＦｌａｇＦかつＦｌａｇＩ＝ＦｌａｇＪ）で、且つＡＣＳ演算部２０４のいずれかのＡＣＳ演算サブユニットの減算部２６２又は２６３が出力する差値が第２の閾値よりも大きいか否かを監視する。
【０１１５】
ＰＭＳＥＬが「１」の時、セレクタ２９４は加算結果選択部２３２の出力を、セレクタ２９５は加算結果選択部２３３の出力を選択して、各ＰＭＭに格納する。１単位処理時間後、ＡＣＳ演算部２０４における各ＰＭＭのパスメトリック値は確実に更新されるので、ＰＭＳＥＬを再び「０」にする。
【０１１６】
ここで、時刻Ｔ２−Ｔ３（一定時間Ａ）が長すぎると、この間に再びパスの変更が行われる可能性が高くなり、ＰＭＳＥＬが「１」とならず、パスメトリックの切り替えが行われない。そのため、一定時間Ａは、所定値以下、具体的にはパスメモリ３０２における遅延時間以下であることが望ましい。また、第２の閾値は、マージ状態の判定の確実性を高くするために、第１の閾値よりも高くかつマージ状態と判定できる上限値以下に設定することが好ましい。
【０１１７】
以上より、一旦パスの変更が行われた後、パスの遷移状態がマージ状態となり且つ２つの加算結果の差値が第２の閾値以上になれば、復号データ制御部６００は、パスの変更を行ったＡＣＳ演算部２０４のビタビアルゴリズムが発散したと判断する。ビタビアルゴリズムが発散した後、一定期間、パスの変更を行ったＡＣＳ演算部２０４のパスの遷移状態とパスの変更を行わないＡＣＳ演算部２０１のパスの遷移状態とが同じになるタイミングで、パスの変更を行ったＡＣＳ演算部２０４のパスメトリック値を、パスの変更を行わないＡＣＳ演算部２０１のパスメトリック値に復帰させる。これにより、ビタビアルゴリズムが発散したＡＣＳ演算部２０４の動作を速やかに正常状態に戻すことが出来る。
【０１１８】
セレクタ２９４及び２９５でのパスメトリックの切り替えが行われた後、パスメモリ３０１及び３０２から対応する復号データが出力されるまでに遅延時間（本実施の形態においては、５０単位処理時間）が発生する。このため、復号データ制御部６００は、時刻Ｔ３からパスメモリ３０１及び３０２の遅延時間経過後（時刻Ｔ５）、１クロック期間だけＤＤＳＥＬを「１」とする。復号データ選択部７００は、通常パスメモリ３０２が出力する復号データを選択して出力しているが、入力されたＤＤＳＥＬが「１」の時、パスメモリ３０１が出力する復号データを選択して出力する。復号データ選択部７００は、ビタビアルゴリズムが発散したＡＣＳ演算部２０４が出力するパス遷移信号に代えて、正常に動作しているＡＣＳ演算部２０１が出力するパス遷移信号を、復号データとして出力できる。
【０１１９】
復号データ選択部７００が、ＡＣＳ演算部２０４に代えてＡＣＳ演算部２０１が出力するパス遷移信号を復号データとして出力するタイミングは、ＡＣＳ演算部２０４のパス遷移信号とＡＣＳ演算部２０１が出力するパス遷移信号とが一致している時である故に、切り換え時にデータの不連続性は発生しない。その後、ＰＭＭ２４４２、２４３が格納するパスメトリック値とＰＭＭ２４４、２４５が格納するパスメトリック値は同一になるから、１クロック後、復号データ選択部７００が、再び元のパスメモリ３０２が出力する復号データを選択して出力する時も、切り換え時にデータの不連続性は発生しない。
【０１２０】
以上のように、本実施の形態のディジタル信号復号装置によれば、磁化転移性ノイズの影響を軽減し、かつ、ビタビアルゴリズムの発散を防止する、信頼性の高いディジタル信号復号装置を実現することができる。
【０１２１】
なお、図７の構成に変えて図１３の構成を用いた場合でも同様の効果を奏する。すなわち、本実施の形態において復号データ制御部６００は、ＦｌａｇＥ、Ｆ、Ｉ及びＪを比較することによってＰＭＳＥＬ及びＤＤＳＥＬを切り替えたが、これに代えて、パスメモリ３０１及び３０２から出力される両復号データを比較することでも、パス変更が実行されたことを検出できる。ＡＣＳ演算部２０４のビタビアルゴリズムが発散したと判断した場合は、一定期間Ａの間中両復号データが共に等しい場合に、１クロック期間ＰＭＳＥＬ及びＤＤＳＥＬを「１」にしてパスメトリック及び復号データの切り替えを行う。この場合、ＰＭＳＥＬとＤＤＳＥＬは同時に「１」とし、両パルスの発生遅延時間を考慮する必要がない。これにより、実施の形態２のディジタル信号復号装置と同等の効果が、より簡単な構成で得られる。
【０１２２】
また、本発明の各構成要素は、組み合わせ回路と記憶保持回路等とのハードウェアによる構成によっても実現し得るし、いかなるコンピュータ言語を利用したソフトウェア上で実現することもできる。
【産業上の利用可能性】
【０１２３】
本発明に係るディジタル信号復号装置は、例えば、ハードディスク装置の記録再生装置に利用することができる。
【図面の簡単な説明】
【０１２４】
【図１】本発明の実施の形態１におけるディジタル信号復号装置の構成の概略を示すブロック図
【図２】本発明の実施の形態１におけるディジタル信号復号装置の構成の詳細を示すブロック図
【図３】パスの遷移状態を示す図
【図４】本発明の実施の形態におけるパスメモリ３００の構成を示すブロック図
【図５】本発明の実施の形態１におけるパス変更条件を説明するための説明図
【図６】本発明の実施の形態１において得られる効果を示す説明図
【図７】本発明の実施の形態２におけるディジタル信号復号装置のブロック図
【図８】本発明の実施の形態２におけるＡＣＳ演算部２０１の構成の概略を示すブロック図
【図９】本発明の実施の形態２におけるＡＣＳ演算部２０４の構成の概略を示すブロック図
【図１０】本発明の実施の形態２における復号データ制御部６００の動作を説明する図
【図１１】ＰＲＭＬ方式を実現するための記録再生系の一例を示すブロック図
【図１２】従来例の復号装置におけるディジタル信号復号装置の構成の概略を示すブロック図
【図１３】本発明の実施の形態２における別のディジタル信号復号装置のブロック図
【符号の説明】
【０１２５】
１００  ブランチメトリック演算部
１１０〜１１３  ブランチメトリック演算ユニット
２００、２０１、２０４  ＡＣＳ演算部
２０２、２０３、２０５、２０６  ＡＣＳ演算サブユニット
２１０〜２１７、２５０〜２５３  加算部
２２０〜２２５  比較選択部
２３０〜２３５  加算結果選択部
２４０〜２４５  パスメトリックメモリ（ＰＭＭ）
２６０〜２６３  減算部
２７０〜２７３  パス変更部
２８０〜２８３  パス判定部
２９０〜２９３  復号パス選択部
２９４、２９５  セレクタ
３００〜３０２  パスメモリ
４００、５００  レジスタ
６００  復号データ制御部
７００  復号データ選択部
【図１】
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【図２】
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【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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