(57)【要約】  ユーザデータセグメントを、変調の制約及びパリティチェックの制約の双方を満たすように符号化する。各ユーザデータセグメントは複数のデータ語に分割され、通常制約付き符号及びパリティ関連制約付き符号によって別々に符号化される。結合された符号語に対するパリティチェックの制約は、通常制約付き符号語のシーケンスに、候補符号語集合から選ばれた特定のパリティ関連制約付き符号語を連結して行われる。符号は有限状態の制約付き符号であり、シャノン容量に近いレートを有するように設計される。符号は同じ有限状態機械（ＦＳＭ）に基づく。符号をそれぞれ、ＮＲＺＩ形式及びＮＲＩ形式で設計する。パリティチェックの制約は、所定の光記録システムの任意の誤りイベントを検出できる、組織的線形ブロック符号のパリティチェック多項式又はパリティチェック行列によって定義される。その結果、本システムの情報密度は向上する。
2008518381.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
データソースからのデータを符号化する方法であって、入力されたユーザデータセグメントは複数のデータ語に分割され、上記方法は、
上記複数のデータ語を１つ又は複数の第１の成分符号語と１つの第２の成分符号語とに符号化することと、
上記第１の成分符号語に上記第２の成分符号語を連結して結合された符号語を提供することとを含み、上記結合された符号語には予め決められたパリティチェックの制約が賦課され、
上記１つ又は複数の第１の成分符号語は通常制約付き符号の１つ又は複数の符号語を含み、上記第２の成分符号語はパリティ関連制約付き符号の符号語を含む方法。
【請求項２】
上記第１及び第２の成分符号語を連結することは、上記結合された符号語に対する予め決められたパリティチェックの制約を達成する請求項１記載の方法。
【請求項３】
上記通常制約付き符号及び上記パリティ関連制約付き符号は固定長の有限状態符号である請求項１又は２記載の方法。
【請求項４】
上記通常制約付き符号及び上記パリティ関連制約付き符号はシャノン容量に接近する符号レートを有する、先行する請求項のうちのいずれか１つに記載の方法。
【請求項５】
１つのデータ語は１つの制約付き符号語にのみ符号化される、先行する請求項のうちのいずれか１つに記載の方法。
【請求項６】
上記パリティ関連制約付き符号語の様々なパリティチェックビットは、予め定義されたパリティチェック多項式又はパリティチェック行列に対応する、先行する請求項のうちのいずれか１つに記載の方法。
【請求項７】
上記通常制約付き符号はＦＳＭを用いて設計される、先行する請求項のうちのいずれか１つに記載の方法。
【請求項８】
上記通常制約付き符号の設計は、変調の制約を満たす効率的なＦＳＭに基づく請求項７記載の方法。
【請求項９】
上記第１の成分符号語は、１つの通常制約付き符号語集合を含む通常制約付き符号の符号テーブルから選択される、先行する請求項のうちのいずれか１つに記載の方法。
【請求項１０】
上記第２の成分符号語は、複数の候補符号語集合を含むパリティ関連制約付き符号の符号テーブルから選択される、先行する請求項のうちのいずれか１つに記載の方法。
【請求項１１】
様々なパリティチェックビットを有する上記パリティ関連制約付き符号の候補符号語集合は、上記通常制約付き符号と同じＦＳＭに基づいて設計される、少なくとも請求項７に従属したときの請求項１０記載の方法。
【請求項１２】
上記パリティ関連制約付き符号を設計することをさらに含み、上記設計することは、
（ｉ）上記パリティ関連制約付き符号の複数の候補符号語を設計することと、
（ｉｉ）上記候補符号語のパリティチェックビットを計算することと、
（ｉｉｉ）上記候補符号語を複数の符号語集合にてなるグループに分配することと、
（ｉｖ）上記複数の符号語集合を互いに連結して、上記パリティ関連制約付き符号の符号化及び復号化の少なくとも一方を行うための符号テーブルを形成することとを含む、先行する請求項のうちのいずれか１つに記載の方法。
【請求項１３】
通常制約付き符号語のシーケンスとともに使用するためのパリティ関連制約付き符号を設計する方法であって、
（ｉ）上記パリティ関連制約付き符号の複数の候補符号語を設計することと、
（ｉｉ）上記候補符号語のパリティチェックビットを計算することと、
（ｉｉｉ）上記候補符号語を複数の符号語集合にてなるグループに分配することと、
（ｉｖ）上記複数の符号語集合を互いに連結することと、
（ｖ）上記パリティ関連制約付き符号の符号化及び復号化の少なくとも一方を行うための符号テーブルを形成することとを含む方法。
【請求項１４】
上記候補符号語はＦＳＭを用いて設計される請求項１２又は１３記載の方法。
【請求項１５】
上記候補符号語の設計に先立って、ランレングス制約ｋを解除することをさらに含む請求項１２乃至１４のうちのいずれか１つに記載の方法。
【請求項１６】
「０」の長い連で開始するか又は終了する候補符号語を削除することと、上記ＦＳＭにおける状態の数を増加させることとの少なくとも一方を用いて上記符号テーブルを最適化することにより、上記ランレングス制約ｋを強化することをさらに含む請求項１４及び１５記載の方法。
【請求項１７】
上記候補符号語は、それらのパリティチェックビットに従って異なる複数の集合へ分配される、請求項１２乃至１６のうちのいずれか１つに記載の方法。
【請求項１８】
上記パリティ関連制約付き符号の候補符号語は上記通常制約付き符号と同じＦＳＭを用いて設計される、少なくとも請求項１１に従属したときの請求項１２乃至１７のうちのいずれか１つに記載の方法。
【請求項１９】
上記候補符号語は、容量に接近する符号レートを達成するように同じＦＳＭを用いて設計される請求項１８記載の方法。
【請求項２０】
上記パリティ関連制約付き符号のＦＳＭの各状態において、ｐをパリティチェックビットの数として、１つのデータ語にマッピングされる可能性のある合計で２ｐ個の候補符号語が存在する、請求項１８又は１９記載の、又は少なくとも請求項７に従属したときの請求項１２乃至１７のうちのいずれか１つに記載の方法。
【請求項２１】
上記候補符号語のパリティチェックビットは、所与のパリティチェック多項式又はパリティチェック行列に基づいて、かつ上記通常制約付き符号語を含むシーケンスの長さを考慮して計算される、請求項１２乃至２０のうちのいずれか１つに記載の方法。
【請求項２２】
上記候補符号語は、ｐをパリティチェックビットの数として、２ｐ個の符号語集合にてなるグループに分配さる、請求項１２乃至２１のうちのいずれか１つに記載の方法。
【請求項２３】
上記パリティ関連制約付き符号の符号テーブルを形成することをさらに含み、
上記パリティ関連制約付き符号用に設計される符号テーブルは、ｐをパリティチェックビットの数として、上記通常制約付き符号用の符号テーブルの２ｐ倍の大きさである、請求項１２乃至２２のうちのいずれか１つに記載の方法。
【請求項２４】
同じ長さのユーザデータ語に関して、上記パリティ関連制約付き符号語の長さは上記通常制約付き符号語のそれより長い、先行する請求項のうちのいずれか１つに記載の方法。
【請求項２５】
上記１つ又は複数の通常制約付き符号語は複数の通常制約付き符号語を含み、
上記方法はさらに、上記複数の通常制約付き符号語を連結して１つの通常制約付き符号語シーケンスにすることを含む、先行する請求項のうちのいずれか１つに記載の方法。
【請求項２６】
上記第１の成分符号語に上記第２の成分符号語を連結して結合された符号語を提供することは、上記結合された符号語に対して上記パリティチェックの制約を賦課するために、上記パリティ関連制約付き符号語を上記通常制約付き符号語シーケンスの末尾に付加することを含む請求項２５記載の方法。
【請求項２７】
上記第２の成分符号語は、
上記１つ又は複数の通常制約付き符号語のパリティチェックビットを計算することと、
上記計算されたパリティチェックビットと同じパリティチェックビットを有する、上記パリティ関連制約付き符号の候補符号語を選択することとによって符号化される、先行する請求項のうちのいずれか１つに記載の方法。
【請求項２８】
上記候補符号語を選択することは上記計算されたパリティチェックビットに基づく請求項２７記載の方法。
【請求項２９】
上記候補符号語を選択することは、次の状態を示す状態情報に基づき、候補符号語は上記次の状態から選択される請求項２７又は２８記載の方法。
【請求項３０】
データ語を第１の成分符号語に符号化することは、次の状態を示す状態情報に基づいてこのような各データ語を符号化することを含み、通常制約付き符号語は、上記通常制約付き符号の符号テーブルにおいて上記次の状態から選択される、先行する請求項のうちのいずれか１つに記載の方法。
【請求項３１】
上記通常制約付き符号及び上記パリティ関連制約付き符号はＮＲＺＩ形式で設計される、先行する請求項のうちのいずれか１つに記載の方法。
【請求項３２】
上記１つ又は複数の通常制約付き符号及び上記パリティ関連制約付き符号はＮＲＺ形式で設計される、請求項１乃至３０のうちのいずれか１つに記載の方法。
【請求項３３】
上記ユーザデータ語を上記第１の成分符号語に符号化することは、上記通常制約付き符号語を上記ＮＲＺ形式に前置符号化することをさらに含む請求項３２記載の方法。
【請求項３４】
上記複数の通常制約付き符号語は、上記複数の通常制約付き符号語を連結して上記通常制約付き符号語シーケンスにする前に前置符号化される、少なくとも請求項２５に従属したときの請求項３３記載の方法。
【請求項３５】
上記１つ又は複数の通常制約付き符号語は上記パリティチェックビットの計算に先立って前置符号化される、少なくとも請求項２７に従属したときの請求項３３又は３４記載の方法。
【請求項３６】
上記パリティ関連制約付き符号の候補符号語を選択することは、最後に前置符号化された通常制約付き符号語にさらに基づく、少なくとも請求項２７に従属したときの請求項３３乃至３５のうちのいずれか１つに記載の方法。
【請求項３７】
上記パリティ関連制約付き符号の候補符号語を選択することは、上記最後に前置符号化された通常制約付き符号語の末尾のビットに基づく請求項３６記載の方法。
【請求項３８】
ユーザデータ語を上記第２の成分符号語に符号化することは、上記第１及び第２の成分符号語を連結することに先立って上記パリティ関連制約付き符号語を前置符号化することを含む、請求項３２乃至３７のうちのいずれか１つに記載の方法。
【請求項３９】
上記パリティ関連制約付き符号の候補符号語は上記ＮＲＺＩ形式で設計され、
上記候補符号語のパリティチェックビットは、仮定されたＮＲＺビットの初期値に基づいてＮＲＺ領域で計算される、少なくとも請求項１０又は１１に従属したときの請求項３２乃至３８のうちのいずれか１つに記載の方法。
【請求項４０】
上記パリティチェックの制約は、組織的線形ブロック符号のパリティチェック多項式又はパリティチェック行列によって定義される、先行する請求項のうちのいずれか１つに記載の方法。
【請求項４１】
システムに係る支配的な誤りイベント、又は支配的な誤りイベントの組み合わせを検出するために、上記組織的線形ブロック符号のパリティチェック多項式又はパリティチェック行列を使用することをさらに含む請求項４０記載の方法。
【請求項４２】
上記設計された符号により検出される誤りイベントは、所与の任意システムに係る任意タイプの支配的な誤りイベントと、誤りイベントの組み合わせとのいずれかを含む請求項４１記載の方法。
【請求項４３】
上記結合された符号語は、ｄ＝１及びｄ＝２の一方である変調の制約を有する、先行する請求項のうちのいずれか１つに記載の方法。
【請求項４４】
入力されたユーザデータセグメントを複数のデータ語に分割することをさらに含む、先行する請求項のうちのいずれか１つに記載の方法。
【請求項４５】
光記録媒体のためにデータを符号化する、先行する請求項のうちのいずれか１つに記載の方法。
【請求項４６】
上記光記録媒体は、ＣＤ、ＤＶＤ、ＢＤ、ＡＯＤ、高密度ＢＤ及び高密度ＡＯＤを含むグループから選択される請求項４５記載の方法。
【請求項４７】
データソースからのユーザデータを符号化する符号化装置であって、入力されたユーザデータセグメントは複数のデータ語に分割され、上記装置は、
上記複数のデータ語のうちの１つ又は複数を１つ又は複数の第１の成分符号語に符号化する第１のエンコーダ手段と、
１つのデータ語を第２の成分符号語に符号化する第２のエンコーダ手段と、
上記１つ又は複数の第１の成分符号語に上記第２の成分符号語を連結して結合された符号語を提供する連結器手段とを含み、上記結合された符号語には予め決められたパリティチェックの制約が賦課され、
上記１つ又は複数の第１の成分符号語は通常制約付き符号の１つ又は複数の通常制約付き符号語を含み、上記第２の成分符号語はパリティ関連制約付き符号の符号語を含む装置。
【請求項４８】
上記装置は、複数の通常制約付き符号語を含む通常制約付き符号テーブルをさらに備え、通常制約付き符号の出力は、上記通常制約付き符号テーブルの複数の通常制約付き符号語から選択される請求項４７記載の装置。
【請求項４９】
上記装置は、パリティ関連制約付き符号の複数の候補符号語を含むパリティ関連制約付き符号テーブルをさらに備え、上記パリティ関連制約付き符号の出力は、上記パリティ関連制約付き符号の複数の候補符号語から選択される請求項４７又は４８記載の装置。
【請求項５０】
上記入力されたユーザデータセグメントを上記複数のデータ語に分割する分割手段をさらに備える、請求項４７乃至４９のうちのいずれか１つに記載の装置。
【請求項５１】
１つ又は複数の通常制約付き符号語のシーケンスのパリティチェックビットを計算するパリティチェック手段をさらに備える、請求項４７乃至５０のうちのいずれか１つに記載の装置。
【請求項５２】
上記第２のエンコーダ手段は、上記パリティチェック手段から上記計算されたパリティチェックビットを受信して、上記計算されたパリティチェックビットに基づいて上記パリティ関連制約付き符号語を出力するように動作する請求項５１記載の装置。
【請求項５３】
上記第１のエンコーダ手段は、上記入力されたユーザデータセグメントの上記複数のデータ語のうちの１つを除くすべてを符号化するように動作し、上記第２のエンコーダ手段は残りのデータ語を符号化するように動作する、請求項４７乃至５２のうちのいずれか１つに記載の装置。
【請求項５４】
上記残りのデータ語は上記ユーザデータセグメントの末尾のデータ語である請求項５３記載の装置。
【請求項５５】
上記第２のエンコーダ手段はパリティ関連制約付きエンコーダを備える、請求項４７乃至５４のうちのいずれか１つに記載の装置。
【請求項５６】
上記第１のエンコーダ手段は複数の通常制約付きエンコーダを備える、請求項４７乃至５５のうちのいずれか１つに記載の装置。
【請求項５７】
上記第１のエンコーダ手段の複数のエンコーダは所定のシーケンスで提供され、上記第１のエンコーダ手段の個々のエンコーダは、上記複数のエンコーダのシーケンスにおける各先行するエンコーダから送られる次の状態情報を受信するように配置され、上記情報はエンコーダ状態を示し、上記エンコーダ状態から各現在のデータ語に符号語が割り当てられる請求項５６記載の装置。
【請求項５８】
上記第２のエンコーダ手段は、上記第１のエンコーダ手段から送られる次の状態情報を受信するように配置され、上記情報はエンコーダ状態を示し、上記エンコーダ状態から、上記現在のデータ語を符号化するための上記パリティ関連制約付き符号の候補符号語が選択される、請求項４７乃至５７のうちのいずれか１つに記載の装置。
【請求項５９】
上記第２のエンコーダ手段は、上記データソースからのユーザデータの次のセグメントを符号化するために次の状態情報を上記第１のエンコーダ手段へ出力するように配置される請求項５８記載の装置。
【請求項６０】
上記第１のエンコーダ手段の上記複数のエンコーダのシーケンスにおける第１のエンコーダは、先行するユーザデータセグメントに関する上記第２のエンコーダ手段から出力された次の状態情報を受信するように配置される請求項５７及び５９記載の装置。
【請求項６１】
上記１つ又は複数の通常制約付き符号語を、上記連結器手段による連結に先立って前置符号化する第１のプレコーダ手段をさらに備える、請求項４７乃至６０のうちのいずれか１つに記載の装置。
【請求項６２】
上記第２のエンコーダ手段はさらに、上記第１のプレコーダ手段から、上記前置符号化された通常制約付き符号語の少なくとも一部又は上記前置符号化された複数の通常制約付き符号語のうちの１つの少なくとも一部を受信し、上記前置符号化された通常制約付き符号語の少なくとも一部又は上記前置符号化された複数の通常制約付き符号語のうちの１つの少なくとも一部にさらに基づいて、上記パリティ関連制約付き符号の候補符号語を選択するように動作する請求項６１記載の装置。
【請求項６３】
上記前置符号化された通常制約付き符号語の少なくとも一部又は上記前置符号化された複数の通常制約付き符号語のうちの１つの少なくとも一部は、上記前置符号化された通常制約付き符号語の少なくとも一部又は上記前置符号化された複数の通常制約付き符号語のうちの１つの少なくとも一部の末尾のビットを含む請求項６２記載の装置。
【請求項６４】
上記第１のエンコーダ手段は複数の第１の符号語を生成するように動作し、上記前置符号化された複数の通常制約付き符号語のうちの１つの少なくとも一部は、最後に前置符号化された通常制約付き符号語の少なくとも一部を含む請求項６２又は６３記載の装置。
【請求項６５】
上記選択されたパリティ関連制約付き符号語を上記連結器手段による連結に先行して前置符号化する第２のプレコーダ手段をさらに備える、請求項４７乃至６４のうちのいずれか１つに記載の装置。
【請求項６６】
データソースからのユーザデータを符号化するエンコーダであって、入力されたユーザデータセグメントは複数のデータ語に分割され、上記エンコーダは、
上記複数のデータ語を第１の成分符号語に符号化する複数の第１のエンコーダと、
１つのデータ語を第２の成分符号語に符号化する第２のエンコーダと、
上記第１の成分符号語に上記第２の成分符号語を連結して結合された符号語を提供する連結器とを含み、上記結合された符号語には予め決められたパリティチェックの制約が賦課され、
上記第１の成分符号語は通常制約付き符号の通常制約付き符号語を含み、上記第２の成分符号語はパリティ関連制約付き符号のパリティ関連制約付き符号語を含むエンコーダ。
【請求項６７】
請求項１乃至４６のうちのいずれか１つに記載の方法に従って動作する、請求項４７乃至６５のうちのいずれか１つに記載の装置又は請求項６６記載のエンコーダ。
【請求項６８】
制約付きパリティチェック符号語をユーザデータセグメントに復号化する方法であって、上記符号語は第１及び第２の成分符号語の連結を含み、上記方法は、
複数の第１の成分符号語及び上記第２の成分符号語を複数のユーザデータ語に復号化することを含み、
上記第１の成分符号語は通常制約付き符号語を含み、上記第２の成分符号語はパリティ関連制約付き符号語を含む方法。
【請求項６９】
復号化に先立って、上記符号語を、複数の第１の成分符号語と、１つの第２の成分符号語とに分離することをさらに含む請求項６８記載の方法。
【請求項７０】
上記第１の成分符号語を復号化する複数のデコーダ及び上記第２の成分符号語を復号化するデコーダから出力される上記複数のユーザデータ語を連結することをさらに含む請求項６８又は６９記載の方法。
【請求項７１】
復号化に先立って、上記第１の成分符号語及び上記第２の成分符号語を逆前置符号化することをさらに含む、請求項６８乃至７０のうちのいずれか１つに記載の方法。
【請求項７２】
上記第１の成分符号語及び上記第２の成分符号語を逆前置符号化することは、上記成分符号語をＮＲＺ形式からＮＲＺＩ形式へ変換する請求項７１記載の方法。
【請求項７３】
上記成分符号語はＮＲＺ形式である、請求項６８乃至７２のうちのいずれか１つに記載の方法。
【請求項７４】
上記第１の成分符号語を復号化することは、個々の第１の成分符号語を、次の符号語により示される状態情報に基づいて復号化することを含む、請求項６８乃至７０のうちのいずれか１つに記載の方法。
【請求項７５】
上記第２の成分符号語を復号化することは、上記次の符号語により示される状態情報に基づく、請求項６８乃至７４のうちのいずれか１つに記載の方法。
【請求項７６】
上記次の符号語により示される状態情報に、上記現在の符号語についての知識を結合し、
上記複数のデコーダは上記現在の符号語に関連付けられたデータ語を一意的に決定する請求項７５記載の方法。
【請求項７７】
請求項１乃至４６のうちのいずれか１つに記載の方法によってか、請求項４７乃至６５及び６７のうちのいずれか１つに記載の装置によってか、又は請求項６６もしくは６７記載のエンコーダによって符号化された符号語を復号化する、請求項６８乃至７６のうちのいずれか１つに記載の方法。
【請求項７８】
光記録媒体からのデータを復号化する、請求項６４乃至７３のうちのいずれか１つに記載の方法。
【請求項７９】
制約付きパリティチェック符号語をユーザデータセグメントに復号化するデコーダ装置であって、上記符号語は第１及び第２の成分符号語の連結を含み、上記装置は、
複数の第１の成分符号語を複数のユーザデータ語に復号化する第１のデコーダ手段と、
上記第２の成分符号語をユーザデータ語に復号化する第２のデコーダ手段とを含み、
上記第１の成分符号語は通常制約付き符号語を含み、上記第２の成分符号語はパリティ関連制約付き符号語を含む装置。
【請求項８０】
復号化に先立って、上記符号語を、複数の第１の成分符号語と、１つの第２の成分符号語とに分離する分離手段をさらに備える請求項７９記載の装置。
【請求項８１】
上記第１の成分符号語を復号化する複数のデコーダ及び上記第２の成分符号語を復号化するデコーダから出力される上記複数のユーザデータ語を連結する連結手段をさらに備える請求項７９又は８０記載の装置。
【請求項８２】
復号化に先立って、上記第１の成分符号語及び上記第２の成分符号語を逆前置符号化する逆プレコーダ手段をさらに備える、請求項７９乃至８１のうちのいずれか１つに記載の装置。
【請求項８３】
上記逆プレコーダは、上記成分符号語をＮＲＺ形式からＮＲＺＩ形式へ変換するように動作する請求項８２記載の装置。
【請求項８４】
上記第１のデコーダ手段は、個々の第１の成分符号語を上記次の符号語により示される状態情報に基づいて復号化することにより、上記第１の成分符号語を復号化するように動作する、請求項７９乃至８３のうちのいずれか１つに記載の装置。
【請求項８５】
上記第２のデコーダ手段は、上記次の符号語により示される状態情報に基づいて上記第２の成分符号語を復号化するように動作する、請求項７９乃至８４のうちのいずれか１つに記載の装置。
【請求項８６】
上記装置は、上記次の符号語により示される状態情報に、上記現在の符号語についての知識を結合する手段をさらに備え、上記複数のデコーダは、上記現在の符号語に関連付けられたデータ語を一意的に決定する請求項８５記載の装置。
【請求項８７】
上記第１のデコーダ手段は複数の通常制約付きデコーダを備える、請求項７９乃至８６のうちのいずれか１つに記載の装置。
【請求項８８】
上記第２のデコーダ手段はパリティ関連制約付きデコーダを備える、請求項７９乃至８７のうちのいずれか１つに記載の装置。
【請求項８９】
請求項１乃至４６のうちのいずれか１つに記載の方法によってか、請求項４７乃至６５及び６７のうちのいずれか１つに記載の装置によってか、又は請求項６２もしくは６７記載のエンコーダによって符号化された符号語を復号化するように動作する、請求項７９乃至８８のうちのいずれか１つに記載の装置。
【請求項９０】
光記録媒体からのデータを復号化するように動作する、請求項７９乃至８９のうちのいずれか１つに記載の装置。
【請求項９１】
制約付きパリティチェック符号語をユーザデータセグメントに復号化するデコーダであって、上記符号語は、パリティ関連制約付き符号語が連結された複数の通常制約付き符号語を含み、上記デコーダは、
上記複数の通常制約付き符号語を復号化する複数の通常制約付きデコーダと、
上記パリティ関連制約付き符号語を復号化するパリティ関連制約付きデコーダとを備えるデコーダ。
【請求項９２】
請求項６８乃至７８のうちのいずれか１つに記載の方法に従って動作する、請求項７９乃至９０のうちのいずれか１つに記載の装置又は請求項９１記載のデコーダ。
【請求項９３】
請求項１乃至４６のうちのいずれか１つに記載の方法によってか、請求項４７乃至６５及び６７のうちのいずれか１つに記載の装置によってか、又は請求項６６及び６７記載のエンコーダによって符号化されたデータを内部に格納するメモリ手段。
【請求項９４】
光記録媒体である請求項９３記載のメモリ手段。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えば光記録システムにおける、情報の符号化及び／又は復号化に関する。より具体的には、本発明は、チャネル符号化されたデータシーケンスにおいて変調の制約（modulation constraints）及びパリティチェックの制約（parity-check constraints）の双方を賦課することによって、向上した情報密度で情報を符号化する方法及びシステムを提供する。
【背景技術】
【０００２】
制約付き符号としても知られる変調符号は、記録システムにおいて、任意シーケンスのユーザデータを、関連システムが要求する特別な性質を備えたシーケンスに変換するために使用される。光記録システムの２つの主要な制約は、ランレングス制約又は（ｄ，ｋ）制約と、ｄｃフリー制約とである。ランレングス制約は、符号化されたデータストリームにおけるゼロの連の最小及び／又は最大長さの限界を定め、符号間干渉の問題とタイミングの不正確さの問題とを緩和させる。ｄｃフリー制約は、データ信号とサーボ信号との干渉を回避し、またディスク表面の指跡等の低周波ディスクノイズのフィルタリングを可能にする。
【０００３】
符号化及び信号処理技術は、高密度及び高速光記録システムの開発において重要な役割を果たしている。ＣＤ及びＤＶＤシステムは、ｄ＝２の制約を有する変調符号と、しきい値に基づく受信機とを使用する。
【０００４】
最近導入された第３世代の光記録システム、すなわち、非特許文献１及び非特許文献２に記載のブルーレイディスク（ＢＤ）又はアドバンストオプティカルディスク（ＡＯＤ）の受信技術は、ＣＤ又はＤＶＤにおいて使用されるものとは大幅に異なる。例えば、しきい値検出器は、より強力であるビタビのようなビット検出手法によって補われ、最小ランレングス制約はｄ＝２ではなくｄ＝１である。
【０００５】
ｄ＝１又はｄ＝２の制約を有する非常に効率的な新しい種類の符号は、特許文献１及び２、ならびに非特許文献３に提案されている。設計されている符号のレートは、ＢＤ及びＡＯＤに使用されるレート２／３（１，７）符号より高く、ＤＶＤに使用されるレート８／１５（２，１０）ＥＦＭのような符号より高い。容量に接近する符号レートは、ｄ＝１及びｄ＝２の制約を反映する特有の効率的な有限状態機械（finite state machines：ＦＳＭ）を用いて達成される。さらに、ガイドされたスクランブリング（guided scrambling：ＧＳ）手法に対して、新たに設計された符号を組み合わせることにより、満足できるｄｃフリー性能が達成される。
【０００６】
より高い記録容量及びデータ転送速度のシステムは、改善されたチャネル符号化及び検出方式を使用する必要がある。近年、誤り訂正特性を有する制約付き符号に対する関心が高まっている。その理由は、制約付きデコーダの出力において発生するすべての誤りをリード−ソロモン（ＲＳ）誤り訂正符号（ＥＣＣ）が訂正すると期待されている従来の読み出しチャネルにおける状況とは異なり、最も可能性の高い（支配的ともいう。）誤りイベントが距離拡張型（distance enhancing）パリティチェック符号の適用によって訂正されうることにある。このパリティチェック符号は内部ブロックＥＣＣであり、外部ＲＳ−ＥＣＣとは別に使用される。これは、冗長な数個のパリティチェックビットのみを用いて、チャネル検出器の出力において発生する支配的な短い誤りイベントを訂正してもよい。このようにして、外部ＥＣＣの訂正能力の損失は大幅に削減され、かつ変調デコーダの誤り伝搬も最小化され、その結果、全体の性能を高める簡単かつ効率的なソリューションが得られる。ターボ符号又は低密度パリティチェック符号等の反復的に復号化可能な符号に比べると、パリティチェック符号に基づくこの手法は、これらの符号によってもたらされる性能と複雑さとのトレードオフが非常に魅力的でありかつ安価であるので、データストレージシステムにおいて広く受け入れられている。従ってこれは、いわゆる「第４世代の」光ストレージシステムにとって最も有望な受信技術の１つである。
【０００７】
パリティチェック符号は、単一ビットのパリティチェック符号と、複数ビットのパリティチェック符号に分類することができる。偶数（又は奇数）パリティチェックを用いた単一ビットのパリティチェック符号は、少数のタイプの誤りイベントしか検出することができない簡単かつ基本的な符号である。性能向上のためには、非特許文献４及び非特許文献５に記載されている複数ビットのパリティチェック符号が好適であるが、それは、このような符号が、１つのデータブロックにおいてより多くのタイプの誤りイベントを検出でき、誤り訂正のためのさらなるサイド情報を提供できるからである。
【０００８】
チャネルビットストリームにパリティチェックの制約が賦課される場合、同時に変調の制約も満たされる必要がある。その結果、所定の符号レートの損失を被ることになり、よって、効率的な制約付きパリティチェック符号の設計は、パリティチェック符号に基づく受信機の開発にとって鍵となる。近年、複数の研究者が制約付き符号にパリティチェック符号を効率的に組み合わせるための多くの試みを行っているが、符号レート損失を最小化した制約付きパリティチェック符号を組織的（systematic）に設計することは、依然として未解決の課題である。光記録システムのための複数ビットのパリティチェックの制約を満足する制約付きパリティチェック符号を設計することは、特に困難である。
【０００９】
非特許文献６に記述されている方式では、制約付きデータシーケンスが構文解析され、等長のより短い複数の部分にされる。制約付きデータブロックの各ペア間には、誤り制御のためにパリティデータブロックが挿入される。制約付きデータブロックとパリティデータブロックとは、変調の制約に違反が発生しないように、連接（connect）される。この方式の優位点は、誤り伝搬がないことである。しかしながら、これにおいては、磁気記録システムに特有の混合タイプの誤りを訂正できるだけでしかないので、なお全体的な損失が存在する。さらに、その符号化効率は低い。混合タイプの単一誤りの検出のためには、長さ２ｄ＋３のパリティブロックが必要である。
【００１０】
さらに、非特許文献７及び非特許文献５において論じられているように、誤り検出及び訂正能力を有する変調符号を構成する連結符号化も提案されている。この連結符号化方式では、まず、変調符号化された各データブロックについてパリティチェック情報が計算される。次に、この情報は標準的な制約付きエンコーダによって別々に符号化され、対応する変調データブロックの末尾に付加される。このようにして、連結符号化方式は高い符号化効率を達成する。約０．５のレートを有するｄ＝２符号では、パリティチェックビットに必要なチャネルビット数は２であり、レート２／３（１，７）の符号では、パリティチェックビットに必要なチャネルビット数は１．５である。しかしながら、連結符号化方式には、次のような２つの欠点がある。すなわち、（ｉ）復号化を行う間は、パリティチェックを導出するために局所的な復調が必要とされる。従って、結合されたデータブロックのパリティチェック情報を取得できるようになる前に、パリティチェックビットに対応するチャネルビットストリームの一部がまず復号化される必要がある。これにより、明らかに復号化の複雑さが増す。（ｉｉ）パリティチェックビットに対応するチャネルビットストリームは、パリティチェックによって保護されない。従って、パリティ関連のデータブロックにおいて発生した誤りは、データブロック全体を復号化する間にさらなる誤りを発生させることがあり、これにより誤りの伝搬が生じる。
【００１１】
また、コンビ符号（combi-code）方式（特許文献３及び非特許文献８に提案されている）は、誤り伝搬を導入することなく、連結形式と同様の高効率を達成する。この方式によれば、制約付きパリティチェック符号は、２つのスライディングブロック符号、すなわち標準的な符号とパリティチェック可能化符号とを含む集合にてなる。制約付きパリティチェック符号の先頭部分は、従来型の制約付き符号であるように選ばれるいくつかの標準的な符号を含む。制約付きパリティチェック符号の末尾では、パリティチェック可能化符号を用いて符号語全体に所定のパリティチェックが実施される。構成要素となるこれら２つの符号は同じＦＳＭに基づくので、２つの符号を互いに結合（stitching）するための追加のチャネルビットは必要とされない。このようにして、パリティチェックビット当たり２つのチャネルビット数を達成する高効率のｄ＝２制約付きパリティチェック符号が設計されている。しかしながら、これらのコンビ符号方式にはいくつかの欠点がある。
【００１２】
第１に、コンビ符号方式は、特定のタイプの誤りイベント（すなわち、単一ビットのトランジションシフト誤り、又は同一方向のｎビットのトランジションシフト誤り）を訂正するように設計されているものである。この方式を、任意タイプの誤りイベントや、誤りイベントの組み合わせを検出するように一般化することは困難である。
【００１３】
第２に、コンビ符号方式は、ｄ＝２符号に対してのみ高効率を達成する。第３世代の光記録システムに使用されるｄ＝１符号に対しては、高効率のコンビ符号を利用できない。シーンら（文献を参照）は、（ｉ）時間的に変化する高性能エンコーダを使用することと、（ｉｉ）パリティチェック可能化符号にｄｃフリー可能化符号を組み合わせることとのいずれかによって、高効率ｄ＝１符号を取得できることを提案している。時間的に変化するエンコーダの欠点は、エンコーダの各位相毎に別の符号を必要とすることである。このことにより、実装の複雑さは格段に高まる。これに対して、パリティチェック可能化符号にｄｃフリー可能化符号を組み合わせることは、ｄｃ抑圧を緩和する。このことは、満足できるｄｃ抑圧を達成するためには、パリティチェック可能化符号よりもｄｃフリー可能化符号を頻繁に挿入する必要があるからである。
【００１４】
第３に、コンビ符号方式が使用する主要な成分符号（すなわち、標準的な符号）はなお、ｄ＝１制約の場合はレート２／３（１，７）であり、ｄ＝２制約の場合はレート８／１５（２，１０）である。標準的な符号とパリティチェック可能化符号との双方の効率は、イミンクらが提案する状態分割方法（state splitting method：文献を参照）を使用することにより、さらに向上する可能性もある。
【００１５】
【特許文献１】米国特許第６，６０６，０３８号明細書。
【特許文献２】米国特許第６，６３９，５２４号明細書。
【特許文献３】米国特許公開番号Ａ１  ２００３／００２８８３９公報。
【非特許文献１】ティー．ナラハラ，エス．コバヤシ，ワイ．シンプク，ジー．ファン・デン・エンデン，ジェイ．カールマン，エム．ファン・ダイク，アール．ファン・ワウデンベルク，「デジタルビデオレコーディングのための光ディスクシステム」，ジャパニーズ・ジャーナル・オブ・アプライド・フィジクス，第３９巻，第１部，２Ｂ号，９１２−９１９ページ，２０００年（T. Narahara, S. Kobayashi, Y. Shimpuku, G. van den Enden, J. Kahlman, M. van Dijk, and R. van Woudenberg, "Optical disc system for digital video recording," Jpn. J. Appl. Phys., pt. 1, vol. 39, no. 2B, pp. 912 - 919, 2000）。
【非特許文献２】ティー．イワナガ，エス．オークボ，エム．ナカノ，エム．クボタ，エイチ．ホンマ，ティー．イデ，アール．カタヤマ，「青色レーザダイオードによる部分応答最大尤度を用いた高密度記録システム」，ジャパニーズ・ジャーナル・オブ・アプライド・フィジクス，第４２巻，第１部，２Ｂ号，１０４２−１０４３ページ，２００３年２月（T. Iwanaga, S. Ogkubo, M. Nakano, M. Kubota, H. Honma, T. Ide and R. Katayama, "High-density recording systems using partial response maximum likelihood with blue laser diode," Japan J. Applied Physics, vol. 42, no. 2B, part 1, pp. 1042 - 1043, Feb. 2003）。
【非特許文献３】ケイ．エイ．エス．イミンク，ジェイ．ワイ．キム，エス．ダブリュー．スー，「光記録のための効率的なＤｃフリーのＲＬＬ符号」，ＩＥＥＥトランザクションズ・オン・コミュニケーション，第５１巻，３２６−３３１ページ，２００３年３月（K.A.S. Immink, J.Y. Kim, and S.W. Suh, “Efficient Dc-free RLL codes for Optical Recording,” IEEE Trans. Commun, vol. 51, pp. 326-331, March 2003）。
【非特許文献４】ケイ．カイ，ブイ．ワイ．クラチコフスキー，ジェイ．ダブリュー．エム．バーグマンズ，「ｄ＝１の制約を有するパリティ符号化された光記録チャネルの性能限界」，プロシーディングズ・オブ・ＩＥＥＥインターナショナル・カンファレンス・オン・コミュニケーションズ（ＩＣＣ），米国アラスカ州，２００３年５月（K. Cai, V.Y. Krachkovsky, and J.W.M. Bergmans, “Performance bounds for parity coded optical recording channels with d=1 constraint”, Proc. of IEEE International Conference on Communications (ICC), Alaska, USA, May 2003）。
【非特許文献５】エイチ．サワグチ，エス．ミタ，ジェイ．ケイ．ウォルフ，「部分応答チャネルのための連結符号化技術」，ＩＥＥＥトランザクションズ・オン・マグネティクス，第３７巻，第２号，６９５−７０３ページ，２００１年３月（H. Sawaguchi, S. Mita, and J.K. Wolf, “A concatenated coding technique for partial response channels,” IEEE Trans. Magnetics, vol. 37, No. 2, pp. 695-703, March 2001）。
【非特許文献６】ピー．ペリー，エム．シー．リン，セッド．チャン，「混合タイプの誤りに対する単一誤り検出及び単一誤り訂正のためのランレングス制限符号」，ＩＥＥＥトランザクションズ・オン・インフォメーション・セオリー，第４４巻，第４号，１５８８−１５９２ページ，１９９８年７月（P. Perry, M.C. Lin, and Z. Zhang, “Runlength-Limited Codes for Single Error-Detection and Single Error-Correction with Mixed Type Errors,” IEEE Trans. Inform. Theory, vol. 44, no. 4, pp. 1588 - 1592, July 1998）。
【非特許文献７】エス．ゴパラスワミ，ジェイ．ダブリュー．エム．バーグマンズ，「制約付き磁気記録チャネルのための修正ターゲット及び連結符号化」，プロシーディングズ・オブ・ＩＥＥＥインターナショナル・カンファレンス・オン・コミュニケーションズ（ＩＣＣ），８９−９３ページ，米国ニューオーリンズ，２０００年６月（S. Gopalaswamy and J.W.M. Bergmans, “Modified target and concatenated Coding for constrained magnetic recording channels,” in Proc. IEEE Intl. Conf. Commun. (ICC), New Orleans, USA, June 2000, pp. 89-93）。
【非特許文献８】ダブリュー．シーン，エイチ．ポジディス，ジェイ．バーグマンズ，「光記録におけるトランジションシフト誤りのためのランレングス制限付きのパリティチェック符号化」，プロシーディングズ・オン・ＩＥＥＥインターナショナル・カンファレンス・オン・グローバルテレコミュニケーション［ＧＬＯＢＥＣＯＭ］，サンアントニオ，２００１年１１月，２９８２−２９８６ページ（W. Coene, H. Pozidis, J. Bergmans in “Run-length limited parity-check coding for transition-shift errors in optical recording”, in Proc. IEEE Intl. Conf. Global Telecommun. [GLOBECOM], San Antonio, Nov. 2001, pp. 2982 - 2986）。
【非特許文献９】エス．リン，ディー．ジェイ．コステロ，「誤り制御符号化の基礎と応用」，プレンティスホール・インコーポレイテッド，１９８３年（S. Lin and D.J. Costello, Error Control Coding Fundamentals and Applications, Prentice-Hall Inc., 1983）。
【非特許文献１０】ケース・アー・スホウハーマー・イミンク，ケイ．カイ，「あるタイプのＲＬＬ符号のサイズについて」，第２５回ベネルクス情報理論シンポジウム会報，オランダ，ケルドラーデ，３９−４６ページ，２００４年６月（Kees A. Schouhamer Immink and K. Cai, “On the Size of a Type of RLL Codes,” proceedings of the 25th symposium on information theory in the Benelux, Kerdrade, The Netherlands. June 2004, pp 39-46）。
【非特許文献１１】ジー．バウホイス，ジェイ．ブラート，エイ．ハイサー，ジェイ．パスマン，ジー．ファン・ロスマレン，ケイ．アー．スホウハーマー・イミンク，「光ディスクシステムの原理」，アダム・ヒルガー・リミティッド，英国ブリストル，１９８５年（G. Bouwhuis, J. Braat, A. Huijser, J. Pasman, G. van Rosmalen and K. A. Schouhamer Immink, Principles of Optical Disc Systems, Adam Hilger Ltd, Bristol, UK, 1985）。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１６】
本発明は、従来技術の方式における上述の欠点を克服するものである。より具体的には、本発明は、例えば光記録システムにおいて、任意タイプの支配的な誤りイベントを検出して訂正するとともに、誤りイベントの組み合わせを検出して訂正することのできる、所与の任意のパリティチェックの制約を用いながら容量に接近する制約付き符号を構成するための一般的かつ組織的方法を提供する。
【課題を解決するための手段】
【００１７】
本発明のある態様によれば、データソースからのデータを符号化する方法が提供され、ここで、ユーザデータの入力セグメントは複数のデータ語に分割（partitioned）されている。本方法は、上記複数のデータ語を１つ又は複数の第１の成分符号語及び１つの第２の成分符号語に符号化することと、上記第１の成分符号語と上記第２の成分符号語とを連結（concatenating）して、結合された符号語を提供することとを含み、上記結合された符号語には予め決められたパリティチェックの制約が賦課される。上記１つ又は複数の第１の成分符号語は通常制約付き符号の１つ又は複数の符号語を含み、上記第２の成分符号語はパリティ関連制約付き符号の符号語を含む。
【００１８】
本発明の第２の態様によれば、通常制約付き符号語のシーケンスとともに使用するためのパリティ関連制約付き符号を設計する方法が提供される。本方法は、上記パリティ関連制約付き符号の候補符号語を設計することと、上記候補符号語のパリティチェックビットを計算することと、上記候補符号語を複数の符号語集合にてなるグループに分配することと、上記複数の符号語集合を互いに連結することと、上記パリティ関連制約付き符号に対して符号化及び復号化の少なくとも一方を実行するための符号テーブルを形成することとを含む。
【００１９】
本発明の第３の態様によれば、データソースからのユーザデータを符号化するための符号化装置が提供され、ここで、ユーザデータの入力セグメントは複数のデータ語に分割されている。本装置は、１つ又は複数のデータ語を１つ又は複数の第１の成分符号語に符号化するための第１のエンコーダ手段と、データ語を第２の成分符号語に符号化するための第２のエンコーダ手段と、上記１つ又は複数の第１の成分符号語と上記第２の成分符号語とを連結して、結合された符号語を提供するための連結器手段とを備え、上記結合された符号語には予め決められたパリティチェックの制約が賦課される。上記第１の成分符号語は通常制約付き符号の１つ又は複数の符号語を含み、上記第２の成分符号語はパリティ関連制約付き符号の符号語を含む。
【００２０】
本発明の第４の態様によれば、データソースからのユーザデータを符号化するためのエンコーダが提供され、ここで、ユーザデータの入力セグメントは複数のデータ語に分割されている。上記エンコーダは、複数のデータ語を複数の第１の成分符号語に符号化するための複数の第１のエンコーダと、データ語を第２の成分符号語に符号化するための第２のエンコーダと、上記複数の第１の成分符号語と上記第２の成分符号語とを連結して、結合された符号語を提供するための連結器とを備え、上記結合された符号語には予め決められたパリティチェックの制約が賦課される。上記第１の成分符号語は通常制約付き符号の符号語を含み、上記第２の成分符号語はパリティ関連制約付き符号の符号語を含む。
【００２１】
上記第３又は第４の態様に係る装置又はエンコーダは、上記第１又は第２の態様に係る方法に従って動作可能であってもよい。
【００２２】
本発明の第５の態様によれば、制約付きパリティチェック符号語をユーザデータのセグメントに復号化する方法が提供され、ここで、上記符号語は第１及び第２の成分符号語の連結を含む。本方法は、複数の第１の成分符号語及び上記第２の成分符号語を複数のユーザデータ語に復号化することを含む。上記第１の成分符号語は通常制約付き符号語を含み、上記第２の成分符号語はパリティ関連制約付き符号語を含む。
【００２３】
上記通常制約付き符号及び上記パリティ関連制約付き符号が同じＦＳＭに基づく場合、上記パリティ関連制約付き符号の復号化方法は、概して上記通常制約付き符号のそれと同じであってもよい。従って、次の符号語を観測して対応する符号テーブルからその状態情報を取得し、この情報を現在（カレント）の符号語についての知識と組み合わせることにより、デコーダは、上記現在の符号語に関連付けられるユーザデータ語を一意的に決定することができる。
【００２４】
本発明の第６の態様によれば、制約付きパリティチェック符号語をユーザデータのセグメントに復号化するためのデコーダ装置が提供され、ここで、上記符号語は第１及び第２の成分符号語の連結を含む。本装置は、上記複数の第１の成分符号語を複数のユーザデータ語に復号化するための第１のデコーダ手段と、上記第２の成分符号語をユーザデータ語に復号化するための第２のデコーダ手段とを備える。上記第１の成分符号語は通常制約付き符号語を含み、上記第２の成分符号語はパリティ関連制約付き符号語を含む。
【００２５】
本発明の第７の態様によれば、制約付きパリティチェック符号語をユーザデータのセグメントに復号化するためのデコーダが提供され、上記符号語は、パリティ関連制約付き符号語が連結される複数の通常制約付き符号語を含む。上記デコーダは、上記複数の通常制約付き符号語を復号化する複数の通常制約付きデコーダと、上記パリティ関連制約付き符号語を復号化するためのパリティ関連制約付きデコーダとを備える。
【００２６】
上記通常制約付き符号及び上記パリティ関連制約付き符号が同じＦＳＭに基づく場合、上記パリティ関連制約付きデコーダの動作は、概して上記通常制約付きデコーダのそれと同じであってもよい。次の符号語を観測して対応する符号テーブルからその状態情報を取得し、この情報を現在の符号語についての知識と組み合わせることにより、デコーダは、上記現在の符号語に関連付けられるユーザデータ語を一意的に決定することができる。
【００２７】
上記第６又は第７の態様に係る装置又はデコーダは、上記第５の態様に係る方法に従って動作可能であってもよい。
【００２８】
本発明の第８の態様によれば、上記第１の態様に係る方法によって符号化されるデータ、又は上記第３又は第４の態様に係る装置によって符号化されるデータを内部に格納するメモリ手段が提供される。
【発明の効果】
【００２９】
本発明は、例えば光記録システムのための、効率的な制約付きパリティチェック符号を構成するための一般的かつ組織的方法を提供することができる。本発明の複数の実施形態によれば、制約付きパリティチェック符号は、２つのタイプの成分符号、すなわち通常制約付き符号とパリティ関連制約付き符号とを含み、これらはいずれも、シャノン容量に近いレートを有するように設計される。符号語全体に対するパリティチェックの制約は、候補符号語集合から選ばれる特定のパリティ関連制約付き符号語を通常制約付き符号語に連結することによって実現される。これらの成分符号はともに、固定長を有する有限状態符号であり、同じＦＳＭに基づいて設計される。このことは、これらが変調の制約を破ることなく任意の順序で連結されることを可能にし、さらにエンコーダ／デコーダの大幅に簡単なハードウェア実装を容易にする。パリティチェックの制約は、組織的線形ブロック符号のパリティチェック多項式又はパリティチェック行列によって定義される。このことは、制約付きパリティチェック符号の誤り検出基準を定義するための組織的方法を提供する。その結果、構成される符号は、任意タイプの支配的な誤りイベントを検出するとともに、システムの誤りイベントの組み合わせを検出することができる。
【００３０】
本発明の好適な第１及び第２の実施形態は、非ゼロ復帰逆転（non-return-to-zero inverted：ＮＲＺＩ）形式及び非ゼロ復帰（non-return-to-zero：ＮＲＺ）形式でそれぞれ符号を設計する方法を提供する。ＮＲＺ形式で符号を設計することは、誤り検出に必要なパリティチェックビット数を削減し、かつ誤り訂正（又は後処理）を簡単化することができる。理解されるように、使用されるパリティチェック符号は、組織的な形式の任意の線形ブロック符号であってよい。採用される変調の制約は、任意のｄ制約（ｄ＝１及びｄ＝２）であってよい。パリティ関連制約付き符号語もまたパリティチェックによって保護されるので、設計される新規な符号は、パリティ関連制約付き符号語と通常制約付き符号語との間の誤り伝搬による影響を蒙ることがない。さらに、設計される符号には、符号語の長さ又はＦＳＭの状態の数を増大させることによって、より厳密なｋ制約及び最大トランジションラン（ＭＴＲ）制約を追加することもできる。
【００３１】
本発明の実施形態が提供する方式を使用すれば、異なる記録システムに適合する様々な新しい制約付きパリティチェック符号を設計することができる。以下、本発明に従って設計されるいくつかの新規な符号の例を示す。また、新しく設計される符号のＢＤシステムにおける性能についても評価する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３２】
次に、添付の図面を参照して行う以下の好適な例示的かつ非限定的な実施形態に関する記述において、本発明をより詳しく説明する。
【００３３】
まず、本発明の好適な実施形態に係る符号設計の一般原理について述べる。続いて、特定の第１及び第２の好適な実施形態を提示する。その後、本発明に従って設計される新規な符号の例及びその性能評価を示す。
【００３４】
１．符号設計の一般原理．
典型的には誤り訂正符号（ＥＣＣ）エンコーダのバイナリ出力であってもよいユーザデータのシーケンスは、連続的な複数のデータブロックに分離され、以後、これらのデータブロックをユーザデータセグメントと呼ぶ。各ユーザデータセグメントは、さらにいくつかのデータ語に分割された上で、別々に符号化される。
【００３５】
データ語は、末尾のデータ語を除いてすべて、イミンクらが提案する符号化方法（文献を参照）によって符号化される。得られる符号語は、「通常制約付き符号語（normal constrained code word）」と呼ばれる。ただし、末尾のデータ語は、特別なパリティ関連制約付きエンコーダによって符号化され、得られる符号語は「パリティ関連制約付き符号語（parity-related constrained code word）」と呼ばれる。これは、符号語全体、すなわち通常制約付き符号語とパリティ関連制約付き符号語との連結に対して、所定のパリティチェックの制約を実現するように設計される。賦課されるべきパリティチェックの制約は、特定のデータストレージシステムに係る支配的な誤りイベント、又は誤りイベントの組み合わせを検出するように定義される、予め決められたパリティチェック多項式又はパリティチェック行列に対応する。変調の制約の賦課を容易にするために、パリティチェック多項式又はパリティチェック行列は、組織的パリティチェック符号を生成するように選ばれるか、又は設計される必要がある。変調の制約を満たす情報ビットは、通常制約付き符号及びパリティ関連制約付き符号の双方の符号語として使用され、パリティチェックビットは、通常制約付き符号語とパリティ関連制約付き符号語との連結をガイドするためにのみ使用される。
【００３６】
通常制約付き符号及びパリティ関連制約付き符号はともに、イミンクらが提案する同じＦＳＭ（文献を参照）に基づいて設計される有限状態の制約付き符号であり、これにより容量に接近する符号を取得できる。また、このことは、２つの成分符号が（ｄ，ｋ）制約を破ることなく継ぎ目なしに連接されることを可能にする。通常制約付き符号の場合、ＦＳＭの各状態において、各ユーザデータ語にマッピングされる符号語は１つだけである。これに対して、パリティ関連制約付き符号の場合、ＦＳＭの各状態において、各ユーザデータ語には２ｐ個の候補符号語集合（複数の候補符号語にてなる集合）がマッピングされている可能性がある。ここで、ｐはパリティチェックビットの数である。通常制約付き符号に比べると、パリティ関連制約付き符号の符号語長は、追加のパリティチェックの制約を達成するためにより長いものでなければならず、ゆえにそのレートはより小さくなる。パリティチェックの制約に起因するレートの損失を最小化するために、パリティ関連制約付き符号は、結合された符号語における末尾の符号語としてのみ使用される。
【００３７】
このような構成を有する制約付きパリティチェック符号のレートは、次式で与えられる。
【００３８】
［数１］
Ｒ＝Ｍ／Ｎ
＝Ｒｎ−（ｎ／Ｎ）（Ｒｎ−Ｒｐ）          （１）
【００３９】
ここで、Ｍはユーザデータのセグメントの長さであり、Ｎは、結合された制約付きパリティチェック符号語の長さであり、ｎはパリティ関連符号語の長さである。ここで、Ｒｎ及びＲｐはそれぞれ、通常制約付き符号及びパリティ関連制約付き符号のレートである。結合された符号語の長さＮ、又はユーザデータシーケンス内の連続的なユーザデータセグメントの数の選択は、特定の記録システムに依存し、かつパリティチェックに起因する符号レート損失とポストプロセッサの誤り訂正能力との間で折り合いをつけるように決められる。ポストプロセッサは、チャネル検出器の出力における検出された符号語のパリティチェック結果と、チャネル検出器の入力において取得されるチャネル側の情報とを用いて、検出される各制約付きパリティチェック符号語内で発生する単一の誤りイベント及び二重の誤りイベントの双方を訂正することができる。
【００４０】
データストレージシステムの書き込み経路において、例えば２を法とする積分演算を行うプレコーダ（precoder：前置符号化器）は、制約付きエンコーダのバイナリ出力を対応する変調信号に変換する。変調信号はさらに、記憶媒体に格納される。プレコーダの前段における符号化された制約付きビットはＮＲＺＩシーケンスと呼ばれ、プレコーダの出力ビットはＮＲＺシーケンスと呼ばれる。これに対応して、読み出し経路には、チャネル検出器と制約付きデコーダとの間に逆プレコーダが存在している。これは、検出されたＮＲＺシーケンスをＮＲＺＩシーケンスに戻すように変換する。
【００４１】
上述の符号設計の原理を用いることにより、効率的な制約付きパリティチェック符号をＮＲＺＩ形式又はＮＲＺ形式のいずれかで設計することができる。以下、対応する詳細な方法を２つの実施形態で示す。
【００４２】
２．第１の実施形態に係る符号設計方法
第１の好適な実施形態では、符号はＮＲＺＩ形式で設計される。図１は、本発明の第１の実施形態に係る符号化装置を制約付きパリティチェックエンコーダ１０の形式で示す概略的なブロック図であり、このパリティチェックエンコーダ１０は、例えば図２のフローチャートに示すプロセスに従って動作してもよい。図示するように、Ｍビットのユーザデータセグメント１２は、Ｋ＋１個のデータ語に分割される（ステップＳ１０２）。これらのデータ語の中で、先頭からＫ個のデータ語１４は、通常制約付きエンコーダ１６によって個別に第１の成分符号語に符号化される（ステップＳ１０４）。エンコーダの出力では、Ｋ個の通常制約付き符号語１４ａが取得される。Ｋ＋１番目のデータ語１８は、パリティ関連制約付きエンコーダ２０によって第２の成分符号語に符号化される（ステップＳ１０８）、この第２の成分符号語はパリティ関連制約付き符号語１８ａとして示されている。データ語を２つの制約付き符号語１４ａ及び１８ａに符号化する間、次の状態情報２２が、各エンコーダ１６又は２０から、図１では１つ右側にあるエンコーダである次のエンコーダ１６又は２０へ送られる。次の状態情報２２は、例えば、読み出し専用メモリ（ＲＯＭ）に格納された符号テーブルから、又は組み合わせ論理回路を用いて実装された符号テーブルから取得される、この状態情報は次の状態を示し、当該次の状態から、次のデータ語を符号化するための符号語が選択される。パリティ関連制約付きエンコーダ２０の場合、次の状態情報２２の出力は、まずバッファメモリ２４に格納される。バッファメモリの出力における格納されていた状態情報２２ａは、この後、エンコーダ１０の第１の通常制約付きエンコーダ１６へ送られるとともに、次のデータセグメントのデータ語１を符号化する。従って、第１の通常制約付きエンコーダ１６は、現在のデータセグメントのデータ語１の形式の入力と、先行するデータセグメントを符号化する間にパリティ関連制約付きエンコーダ２０の出力から取得された状態情報である入力とを有する。最も先頭のデータセグメントについては、第１の通常制約付きエンコーダ１６の次の状態の初期状態は、状態１（Ｓ１）であるものとする。エンコーダ１６及び２０は同じＦＳＭに基づき、この符号化プロセスは、成分符号語間にさらなる冗長ビットを導入することなく（ｄ，ｋ）制約が満たされることを保証する。
【００４３】
本装置は、さらにパリティチェック装置２６を含み、これは、先頭のＫ個の通常制約付き符号語を含むシーケンスのパリティチェックビットを計算する（ステップＳ１０６）。所与のデータシーケンスに対するパリティチェックビットの計算は、非特許文献９に記述されているような、線形ブロック符号を符号化する標準的な方法に従って行われる。取得されたパリティチェックビット２８はパリティ関連エンコーダ２０へ送られ、Ｋ＋１番目のデータ語をパリティ関連制約付き符号語１８ａへ符号化することをガイドするために使用され、また、結合された符号語に対する予め決められたパリティチェックの制約を実現するために使用される。複数の通常制約付き符号語１４ａとパリティ関連制約付き符号語１８ａとを互いに連結すること（ステップＳ１１０）は、ＮＲＺＩ形式の結合された制約付きパリティチェック符号語３０ａをもたらす。次いでエンコーダ１０は、入力されるユーザデータシーケンスの次のデータセグメントへ進む。取得されるＮビットの制約付きパリティチェック符号語の連結は、ＮＲＺＩ形式のチャネル符号化データシーケンスを形成する。
【００４４】
通常制約付き符号の設計に際して、本実施形態では、取得される制約付き符号のレートが容量に非常に近いので、イミンクらが提案するＦＳＭ（文献を参照）を使用する。高い符号化効率を達成するために、ＦＳＭの各状態で、１つのデータ語は１つの符号語のみにマッピングされる。本発明の実施形態に関しては、他のＦＳＭを使用することもできるが、取得される符号レートは、イミンクらが提案するＦＳＭ（文献を参照）を使用する場合ほど高くはならない場合がある。
【００４５】
パリティ関連制約付き符号の設計に際して、本実施形態は、通常制約付き符号の同じＦＳＭに基づいて様々なパリティチェックビットを有する候補符号語集合を設計する新規な手法を用いている。候補符号語の様々なパリティチェックビットは、特定のシステムに係る支配的な誤りイベント、又は誤りイベントの組み合わせを検出するように定義される、予め決められたパリティチェック多項式又はパリティチェック行列に対応する。図３を参照すると、本実施形態におけるパリティ関連制約付き符号を設計するための主なステップは下記の通りである。
【００４６】
（１）まず、ｋ制約を解除し（例えば、ｄ＝１符号ではｋ＝７より大きくし、ｄ＝２符号ではｋ＝１０より大きくする）（ステップＳ２０２）、容量に接近する符号レートを達成するように（例えば、イミンクらが提案するＦＳＭ（文献を参照）を使用しかつ後述の基準の集合に従って）パリティ関連制約付き符号の候補符号語を設計する（ステップＳ２０４）。候補符号語は、通常制約付き符号のものと同じＦＳＭに基づいて構成される。ユーザデータの長さが同じであるとき、特定のパリティチェックの制約を達成するためには、パリティ関連制約付き符号語の長さは通常制約付き符号語のそれより長くなる必要がある。
（２）所与のパリティチェック多項式又はパリティチェック行列に基づいて、かつ通常制約付き符号語を含むシーケンスの長さを考慮して、ステップ（１）から取得される候補符号語のパリティチェックビットを計算し（ステップＳ２０６）、これらを複数の符号語集合にてなるグループに分配する（ステップＳ２０８）。合計で２ｐ個の符号語集合が取得される。
（３）２ｐ個の符号語集合を互いに連結し（ステップＳ２１０）、パリティ関連制約付き符号の符号化／復号化を実行するための符号テーブルを形成する（ステップＳ２１２）。通常制約付き符号の符号テーブルに比べると、パリティ関連制約付き符号用に設計される符号テーブルは、２ｐ倍に拡大されている。ＦＳＭの各状態において、１つのユーザデータ語にマッピングされる可能性のある候補符号語の集合は２ｐ個存在する。符号化を実行する間は、図１に示すように、通常制約付き符号語のシーケンスのパリティチェックビットがまず計算され、同じパリティチェックビットを有するパリティ関連符号語が候補符号語集合から選択されてユーザデータ語へ割り当てられる。
（４）「０」の長い連で開始するか又は終了する符号語を削除することで符号テーブルを最適化することにより、又はＦＳＭにおける状態の数を増加させることにより、ステップ（３）から取得されるテーブル内の候補符号語のｋ制約を元のｋへと強化する（ステップＳ２１４）。
【００４７】
本実施形態は、パリティ関連制約付き符号の設計をガイドする基準のセットを提供する。これらの基準は、所与のパリティチェックの制約に関し、符号のサイズの選択と、符号テーブルにおける状態の数とについて明確な指示を与える。以下に、その概要を説明する。
【００４８】
ｉ．ｄ＝１符号の場合．
ｍ個のユーザデータビット及びｐ個のパリティチェックビットを有するパリティ関連制約付き符号を設計する場合、同じタイプの状態のグループにてなる状態集合から取り出される候補符号語の数は、その状態集合内の状態の数の少なくとも２ｍ＋ｐ倍である必要がある。イミンクらが提案するｄ＝１符号のＦＳＭ（文献を参照）により、下記の基準を得ることができる。
【００４９】
［数２］
Ｓ｜Ｃ００｜＋Ｓ１｜Ｃ０１｜≧Ｓ１２ｍ＋ｐ
（２）
［数３］
Ｓ（｜Ｃ００｜＋｜Ｃ１０｜）＋Ｓ１（｜Ｃ０１｜＋｜Ｃ１１｜）≧Ｓ２ｍ＋ｐ
（３）
【００５０】
ここで、Ｃ００は「０」で始まり「０」で終わる候補符号語の集合を示し、Ｃ０１は「０」で始まり「１」で終わる候補符号語の集合を示し、Ｃ１０は「１」で始まり「０」で終わる候補符号語の集合を示し、Ｃ１１は「１」で始まり「１」で終わる候補符号語の集合を示す。ここで、│Ｃｘｙ│はＣｘｙのサイズを示す。
【００５１】
ｄ＝１符号の場合、候補符号語はＳ個の状態に分割され、これらの状態はさらに２つの状態集合に分類される。第１の状態集合はＳ１個の状態を有し、かつ「０」で始まる候補符号語を含む。第２の状態集合はＳ２＝Ｓ−Ｓ１個の状態を有し、かつ「０」又は「１」のいずれかで始まる候補符号語を含む。所与のｍ、ｐ及びエンコーダ状態の数Ｓ及びＳ１に対して、基準（２）及び（３）は、パリティ関連制約付き符号について取得することのできる候補符号語の最小長さｎを示す。対応する符号レートは、Ｒｐ＝ｍ／ｎである。
【００５２】
候補符号語の長さｎは、さらに下記の基準によって決定される。ここで、同じパリティチェックビットを有する候補符号語の各集合につき、状態集合から取り出される候補符号語の数は、その状態集合内の状態の数の少なくとも２ｍ倍である必要がある。ゆえに、基準は次式によって与えられる。
【００５３】
［数４］
Ｓ｜Ｃ’００｜＋Ｓ１｜Ｃ’０１｜≧Ｓ１２ｍ
（４）
［数５］
Ｓ（｜Ｃ’００｜＋｜Ｃ’１０｜）＋Ｓ１（｜Ｃ’０１｜＋｜Ｃ’１１｜）≧Ｓ２ｍ
（５）
【００５４】
ここで、Ｃ’００は「０」で始まり「０」で終わる同じパリティチェックビットを有する候補符号語の集合を示し、Ｃ’０１は「０」で始まり「１」で終わる同じパリティチェックビットを有する候補符号語の集合を示し、Ｃ’１０は「１」で始まり「０」で終わる同じパリティチェックビットを有する候補符号語の集合を示し、Ｃ’１１は「１」で始まり「１」で終わる同じパリティチェックビットを有する候補符号語の集合を示す。ここで、│Ｃ’ｘｙ│はＣ’ｘｙのサイズを示す。（訳注：本願の国際出願時の英文明細書及び図面、ならびに図面の翻訳文では、「ハーチェク（アルファベット上のＶ字形の記号）付きのＣ」を用いたが、明細書の翻訳文においては、文字コードの制限のために、「ハーチェク付きのＣ」に代えて「Ｃ’（アポストロフ付きのＣ）」を用いた。）
【００５５】
同じパリティチェックビットを有する候補符号語の各集合に関して、各候補符号語は、次の状態を指定する、割り当てられた次の状態を有し、当該指定された次の状態から、次のユーザデータ語の符号語が選択される。「０」で終わる同じ候補符号語（すなわち、集合Ｃ’００及びＣ’１０内の候補符号語）は、第１及び第２の両方の状態集合における最大でＳ個までの異なる次の状態へ割り当てられることが可能であり、ゆえに、Ｓ個の異なるユーザデータ語へマッピングするために使用可能である。「１」で終わる同じ候補符号語（すなわち、集合Ｃ’０１及びＣ’１１内の候補符号語）は、第１の状態集合における最大でＳ１個までの次の状態へ割り当てられることのみが可能であり、ゆえに、Ｓ１個の異なるユーザデータ語へマッピングするために使用可能である。エンコーダにおいて定義されるデータ語への候補符号語の特定のマッピングは、設計上の選択の問題であり、本システムの動作にとって最重要ではない。しかしながら、信頼性の高い復号化を保証するためには、異なる状態は同じ候補符号語を含んではならない。
【００５６】
ｉｉ．ｄ＝２符号の場合．
同様に、ｄ＝２制約の場合には、パリティ関連制約付き符号の設計基準は次式になる。
【００５７】
［数６］
Ｓ｜Ｃ００００｜＋（Ｓ１＋Ｓ２）｜Ｃ００１０｜＋Ｓ１｜Ｃ０００１｜
≧Ｓ１２ｍ＋ｐ
（６）
［数７］
Ｓ｜Ｃ００００｜＋（Ｓ１＋Ｓ２）｜Ｃ００１０｜＋Ｓ１｜Ｃ０００１｜
＋Ｓ｜Ｃ０１００｜＋（Ｓ１＋Ｓ２）｜Ｃ０１１０｜＋Ｓ１｜Ｃ０１０１｜
≧（Ｓ１＋Ｓ２）２ｍ＋ｐ
（７）
［数８］
Ｓ｜Ｃ００００｜＋（Ｓ１＋Ｓ２）｜Ｃ００１０｜＋Ｓ１｜Ｃ０００１｜
＋Ｓ｜Ｃ０１００｜＋（Ｓ１＋Ｓ２）｜Ｃ０１１０｜＋Ｓ１｜Ｃ０１０１｜
＋Ｓ｜Ｃ１０００｜＋（Ｓ１＋Ｓ２）｜Ｃ１０１０｜＋Ｓ１｜Ｃ１００１｜
≧Ｓ２ｍ＋ｐ
（８）
【００５８】
ここで、候補符号語集合Ｃの下付き数字の先頭の２数字は候補符号語の先頭の２ビットを示し、下付き数字の末尾の２数字は候補符号語の末尾の２ビットを示す。ここで、│Ｃｘｙｚｗ│はＣｘｙｚｗのサイズを示す。
【００５９】
ｄ＝２符号の場合、候補符号語はＳ個の状態に分割され、これらの状態はさらに３つの状態集合に分類される。第１の状態集合はＳ１個の状態を有し、かつ「００」でのみ始まる候補符号語を含む。第２の状態集合はＳ２個の状態を含み、かつ「１０」、「０１」又は「００」のうちの１つで始まる候補符号語を含む。第３の状態集合はＳ３＝Ｓ−Ｓ１−Ｓ２個の状態を含み、かつ「０１」又は「００」のいずれかで始まる候補符号語を含む。所与のｍ、ｐ及びエンコーダ状態の数Ｓ及びＳ１に対して、基準（６）、（７）及び（８）は、パリティ関連制約付き符号について取得することのできる候補符号語の最小長さｎを示す。対応する符号レートは、Ｒｐ＝ｍ／ｎである。
【００６０】
候補符号語の長さｎは、さらに、同じパリティチェックビットを有する候補符号語の各集合の設計をガイドする下記の基準によって決定される。
【００６１】
［数９］
Ｓ｜Ｃ’００００｜＋（Ｓ１＋Ｓ２）｜Ｃ’００１０｜＋Ｓ１｜Ｃ’０００１｜
≧Ｓ１２ｍ
（９）
［数１０］
Ｓ｜Ｃ’００００｜＋（Ｓ１＋Ｓ２）｜Ｃ’００１０｜＋Ｓ１｜Ｃ’０００１｜
＋Ｓ｜Ｃ’０１００｜＋（Ｓ１＋Ｓ２）｜Ｃ’０１１０｜＋Ｓ１｜Ｃ’０１０１｜
≧（Ｓ１＋Ｓ２）２ｍ
（１０）
［数１１］
Ｓ｜Ｃ’００００｜＋（Ｓ１＋Ｓ２）｜Ｃ’００１０｜＋Ｓ１｜Ｃ’０００１｜
＋Ｓ｜Ｃ’０１００｜＋（Ｓ１＋Ｓ２）｜Ｃ’０１１０｜＋Ｓ１｜Ｃ’０１０１｜
＋Ｓ｜Ｃ’１０００｜＋（Ｓ１＋Ｓ２）｜Ｃ’１０１０｜＋Ｓ１｜Ｃ’１００１｜
≧Ｓ２ｍ
（１１）
【００６２】
ここで、Ｃ’は同じパリティチェックを有する候補符号語の集合を示し、│Ｃ’ｘｙｚｗ│はＣ’ｘｙｚｗのサイズを示す。
【００６３】
同じパリティチェックビットを有する候補符号語の各集合に関して、「００」で終わる同じ候補符号語（すなわち、集合Ｃ’００００、Ｃ’１０００及びＣ’０１００内の候補符号語）は、最大でＳ個までの異なる次の状態へ割り当てられることが可能であり、ゆえに、Ｓ個の異なるユーザデータ語へマッピングするために使用可能である。「１０」で終わる同じ候補符号語（すなわち、集合Ｃ’００１０、Ｃ’１０１０及びＣ’０１１０内の候補符号語）は、第１の状態集合における最大でＳ１個までの次の状態と、第３の状態集合における最大でＳ３個までの状態とへのみ割り当てられることが可能であり、ゆえに、Ｓ１＋Ｓ３個の異なるユーザデータ語へマッピングするために使用可能である。「０１」で終わる同じ候補符号語（すなわち、集合Ｃ’０００１、Ｃ’１００１及びＣ’０１０１内の候補符号語）は、第１の状態集合における最大でＳ１個までの異なる次の状態へのみ割り当てられることが可能であり、ゆえに、Ｓ１個の異なるユーザデータ語へマッピングするために使用可能である。エンコーダにおいて定義されるデータ語への候補符号語の特定のマッピングは、設計上の選択の問題であり、本システムの動作にとって最重要ではない。しかしながら、信頼性の高い復号化を保証するためには、異なる状態は同じ候補符号語を含んではならない。
【００６４】
パリティ関連制約付き符号を設計するプロセス全体を理解するためには、より具体的な例を挙げることが有用であろう。ｍ＝２及び単一ビットの偶数パリティチェック（すなわち、ｐ＝１）を用いた短いｄ＝１符号の設計を想定する。エンコーダの状態の数は、Ｓ＝５、Ｓ１＝３及びＳ２＝２であるものとする。まず、基準（２）及び（３）を用いて候補符号語の可能な最小長さｎを決定する。解析的手法（非特許文献１０を参照）又はコンピュータによる数え上げ（enumeration）を用いて、候補符号語の長さｎ＝５を得る。次に、長さｎ＝５のすべての有効なｄ＝１符号語を生成し、これらを２つの候補符号語集合に分配する。第１の候補符号語集合は偶数パリティを有し、第２の候補符号語集合は奇数パリティを有する。候補符号語集合の各々に対し、基準（４）及び（５）に従って候補符号語を分配する。図４に、取得された符号テーブルを示す。
【００６５】
図４は、単一ビット偶数パリティチェックを有するレート２／５のｄ＝１パリティ関連制約付き符号の符号テーブルを示す。第１列は、ユーザデータ語の１０進表記である（すなわち、２進データ語００，０１，１０及び１１はそれぞれ、０，１，２及び３で示される）。第２列乃至第１１列の要素は、偶数パリティを有する候補符号語と、それらに関連付けられた次の状態情報とに対応する。具体的には、第２列、第４列、第６列、第８列及び第１０列はそれぞれ、状態１乃至５においてユーザデータ語にマッピングされる候補符号語に対応するものである。第３列、第５列、第７列、第９列及び第１１列はそれぞれ、第２列、第４列、第６列、第８列及び第１０列における候補符号語に関連付けられた次の状態情報である。同様に、第１２列乃至第２１列において、奇数パリティを有する候補符号語と、それらに関連付けられた次の状態情報とが示される。同じパリティを有する候補符号語集合の各々について、「０」で終わる同じ候補符号語は、最大でＳ＝５個までの異なるユーザデータ語へ割り当てることができ、「１」で終わる同じ候補符号語は、最大でＳ＝３個までの異なるユーザデータ語へのみ割り当てることができる。さらに、異なるエンコーダ状態は共通の候補符号語を有することができない。この理由により、図４では、候補符号語に次の状態Ｓ＝５が割り当てられていない。
【００６６】
現時点でのユーザデータ語（図１における１８）が「１１」（２進値。すなわち、１０進値では３）であると仮定した場合に、符号化を行う間に生じる場合もあるすべての可能な場合を図５に示す。最初の２列はそれぞれ、通常制約付き符号により符号化されたシーケンスの可能なパリティチェック結果（図１における２８）と、先行する符号語（図１における符号語Ｋ）に関連付けられた次の状態情報２２とを示す。第３列及び第４列の要素は、取得される現在の符号語（図１における符号語１８ａ）と、現在の符号語に関連付けられた次の状態情報２２とに対応する。
【００６７】
結合された制約付きパリティチェック符号は、２つの符号テーブル、すなわち通常制約付き符号の符号テーブルと、パリティ関連制約付き符号の符号テーブルとに基づいて構成される。図１に示すように、複数の通常制約付き符号語がまず構成されて、互いに連接される。予め決められたパリティチェック多項式又はパリティチェック行列に基づいて、通常制約付き符号語のシーケンスのパリティチェックビットが計算される。その後、同じパリティチェックビットを有するパリティ関連制約付き符号語が候補符号語集合から選択され、通常制約付き符号語と直に連結される。変調の制約及びパリティチェックの制約の双方を満たす結合された符号語は、こうして構成される。
【００６８】
設計される制約付きパリティチェック符号のレートは、２つのタイプの成分符号が効率的なＦＳＭに基づいて設計されるのでシャノン容量に近く、また、（ｄ，ｋ）制約を維持するために２つの成分符号語間に追加の冗長ビットを挿入することは必要とされない。さらに、パリティ関連制約付き符号語はまた、通常制約付き符号語のシーケンスにおけるそれに対して整合的なパリティチェック多項式又はパリティチェック行列を有するパリティチェックによって保護される。このことは、誤りがデータブロック全体に対して等しく良好に訂正されうることを保証する。従って、パリティ関連制約付き符号語に起因する誤り伝搬が回避される。
【００６９】
図６は、例えば上述の制約付きパリティチェックエンコーダ１０を採用するシステムのための、制約付きパリティチェックデコーダ４０の形式のデコーダ装置の実施形態を示す。デコーダ４０は、例えば図７のフローチャートに示すプロセスに従って動作し、エンコーダ１０の逆のプロセスを実行して、Ｎビットの制約付きパリティチェック符号語３０ａからユーザデータ語のＭビットセグメント１２を復元する。図示したように、Ｎビットの制約付きパリティチェック符号語３０ａは、Ｋ＋１個の符号語１４ａ，１８ａに分離され（ステップＳ３０２）、これらは別々に復号化される。Ｋ個の通常制約付き符号語１４ａは、Ｋ個の通常制約付きデコーダ４２によってＫ個のデータ語１４に復号化される（ステップＳ３０４）。Ｋ＋１番目のパリティ制約付き符号語１８ａは、パリティ関連制約付きデコーダ４４によってＫ＋１番目のデータ語１８に復号化される（ステップＳ３０６）。通常制約付きデコーダ４２は、イミンクらが記述している通り（文献を参照）に動作する。通常制約付き符号及びパリティ関連制約付き符号は同じＦＳＭに基づいているので、本実施形態におけるパリティ関連制約付きデコーダ４４の動作も概して同様であるが、関連の格納された符号テーブルは異なる。図示するように、通常制約付きデコーダ４２の入力及びパリティ関連制約付きデコーダ４４の入力は、現在の符号語と次の符号語との双方である。デコーダ４２，４４はまず、次の符号語を検査し、格納された符号テーブルを介してその状態情報を得る。その後、デコーダ４２，４４は、この情報と現在の符号語についての知識とを組み合わせ、対応する符号テーブルに基づいて現在の符号語に関連付けられたユーザデータ語を一意的に決定することができる。パリティ関連制約付きデコーダ４４の場合、入力される次の状態情報は、符号語Ｋ＋２（すなわち、次のＮビット符号語における符号語１）を観測して上記符号語Ｋ＋２に関連付けられた通常制約付き符号テーブルをチェックすることによって取得される。従って、Ｎビットの制約付きパリティチェック符号語を復号化するために、デコーダ４０はさらに、次のＮビット符号語からもう１つの通常制約付き符号語を検査する必要がある。さらに、通常制約付き符号の１つの符号テーブルのみに基づいて動作する通常制約付きデコーダ４２とは異なり、パリティ関連制約付きデコーダ４４の動作は２つの符号テーブルに基づく。一方の符号テーブルは通常制約付き符号テーブルであって、これは次の符号語の次の状態を決定するために使用され、もう１つの符号テーブルはパリティ関連制約付き符号テーブルであって、これは、取得された次の符号語の状態情報を用いて現在の符号語を復号化するために使用される。このようにして、Ｎビットの制約付きパリティチェック符号語はＭビットのユーザデータセグメントに復号化される。次に、デコーダ４０は、シリアル入力データにおける次のＮビット符号語へ進み、これはチャネル検出されたデータシーケンスと称される。２タイプのデコーダ４２及び４４の動作の類似性は、ハードウェア実装を簡単にする。
【００７０】
３．第２の実施形態に係る符号設計方法．
符号設計に関する上述の説明では、符号化されるビットはすべてＮＲＺＩ形式で定義されている。本発明はさらに、符号をＮＲＺ形式で設計する手法を提案する。データは、下記の理由によりＮＲＺ形式で符号化することが好ましい場合がある。
【００７１】
一方で、検出された制約付きパリティチェック符号語のシーケンスのパリティチェック結果とチャネル側の情報とを利用することによって、チャネル検出器の出力シーケンスにおいて発生する誤りを訂正することができる。逆前置符号化のプロセスは、チャネル検出されたデータシーケンスにおいて誤りを伝搬し、誤りイベントの長さを拡大させることがある。これにより、誤りの検出に必要なパリティチェックビット数は増加されることになる。
【００７２】
他方で、チャネル検出器の出力において制約付きパリティチェック符号の誤り訂正又は後処理を実行することは、逆プレコーダの出力でこれを行うことよりも簡単かつより直接的である。
【００７３】
制約付きパリティチェック符号をＮＲＺ形式で構成する場合、通常制約付き符号の符号テーブルは、ＮＲＺＩ形式の通常制約付き符号のそれと同じものにしておくことができる。しかしながら、パリティ関連制約付き符号の符号テーブルは、異なる方法で設計される。その詳細手順は、下記の通りである。
【００７４】
まず、パリティ関連制約付き符号の候補符号語を、先の詳細説明に従ってＮＲＺＩ形式で設計する。第２に、ＮＲＺＩ領域ではなくＮＲＺ領域における候補符号語のパリティチェックビットを、仮定されたＮＲＺビットの初期値に基づいて計算する。第３に、ＮＲＺＩ候補符号語を、ＮＲＺ領域におけるそれらのパリティチェックビットに従って異なる集合に分配する。さらに、様々な符号語集合を互いに連結し、ＮＲＺ形式のパリティ関連制約付き符号の符号化／復号化を実行するための符号テーブルを形成する。異なる２つのＮＲＺビットの初期値（すなわち、「＋１」、「−１」）に対して、本好適な実施形態は同じ符号テーブルを使用し、符号化／復号化の複雑さを簡単にする。しかしながら、符号テーブルにおいては、同じパリティチェックビットを有する複数の符号語集合の順序を、異なるＮＲＺビットの初期値に従って調整することを必要とする場合がある。ＮＲＺ形式でのパリティ関連制約付き符号の設計をガイドする基準は、ＮＲＺＩ形式の符号の設計をガイドするものと同様であるが、候補符号語のパリティチェックビットはＮＲＺＩ領域ではなくＮＲＺ領域において計算されるという点が唯一相違する。
【００７５】
図８は、制約付きパリティチェック符号をＮＲＺ形式で符号化するためのエンコーダ５０を示す概略的なブロック図である。図示するように、Ｍビットのユーザデータセグメント１２はＫ＋１個のデータ語に分割される。これらのデータ語の中で、先頭からＫ個のデータ語１４は通常制約付きエンコーダ１６によって個別に符号化される。エンコーダの出力では、Ｋ個の通常制約付き符号語１４ａが取得される。Ｋ＋１番目のデータ語１８はパリティ関連制約付きエンコーダ５２によって符号化され、パリティ関連制約付きエンコーダ５２はパリティ関連制約付き符号語５４（これは、第１の実施形態のエンコーダによって生成されるパリティ関連制約付き符号語（図１の１８ａ）とは異なる。）を出力する。データ語を２つの成分符号語１４ａ及び５４に符号化する間、次の状態情報２２は、各エンコーダ１６，５２から次のエンコーダ１６，５２へ送られる。次の状態情報２２は、例えば、ＲＯＭに格納された符号テーブルから、又は組み合わせ論理回路を用いて実装された符号テーブルから取得される。この状態情報２２は次の状態を示し、当該次の状態から、次のデータ語を符号化するための符号語が選択される。パリティ関連制約付きエンコーダ５２の場合、次の状態情報２２の出力は、まずバッファメモリ５６に格納される。バッファメモリの出力における格納された状態情報２２ａは、この後、エンコーダ５０の第１の通常制約付きエンコーダ１６へ送られるとともに、次のデータセグメントのデータ語１を符号化する。従って、第１の通常制約付きエンコーダ１６は、その入力として、現在のデータセグメントのデータ語１と、先行するデータセグメントを符号化する間にパリティ関連制約付きエンコーダ５２の出力から取得された状態情報とを有する。最も先頭のデータセグメントについては、第１の通常制約付きエンコーダ１６の次の状態の初期状態は、状態１（Ｓ１）であるものとする。エンコーダ１６，５２は同じＦＳＭに基づき、この符号化プロセスは、２つの成分符号語間にさらなる冗長ビットを導入することなく（ｄ，ｋ）制約が満たされることを保証する。
【００７６】
より具体的には、先頭のＫ個の通常制約付き符号に関連付けられたユーザデータ語１４がまず、ＮＲＺＩ形式で符号化される。結果として得られる制約付き符号語１４ａは、次に第１のプレコーダ５８を用いてＮＲＺ形式に変換され、前置符号化された制約付き符号語１４ｂが生成される。先頭のＫ個の前置符号化された通常制約付き符号語を含むシーケンスのパリティチェックビット６０は、図１に示すものと同じであるパリティチェック装置２４を用いて計算される。前置符号化された制約付き符号語１４ｂに加えて、第１のプレコーダ５８は、Ｋ番目の前置符号化された通常制約付き符号語の末尾のＮＲＺビット６２も出力する。これらのＮＲＺパリティチェックビット６０とＫ番目の前置符号化された符号語の末尾のＮＲＺビット６２とに基づいて、パリティ関連制約付きエンコーダ５２は、同じＮＲＺパリティチェックビットを有するそのＮＲＺＩ形式の候補符号語を、Ｋ＋１番目のデータ語１８へ割り当てる。取得されるパリティ関連制約付き符号語５４は、ＮＲＺ形式の通常制約付き符号語１４ｂと連結される前に、第２のプレコーダ６４を用いてＮＲＺ形式に変換される必要がある。このようにして、ＮＲＺ形式のＮビットの制約付きパリティチェック符号語３０ｂが取得される。第２のプレコーダ６４は、前置符号化されたＫ＋１番目の符号語１８ｂを出力するだけでなく、その前置符号化されたＫ＋１番目の符号語の末尾のＮＲＺビット６６も出力する。この末尾のＮＲＺビット６６は、まずバッファメモリ６８に格納される。バッファメモリ６８の出力における格納された末尾のＮＲＺビット６６ａは、次にエンコーダ５０の第１のプレコーダ５８へ送られ、次のデータセグメントを符号化するために使用される。言い替えれば、第１のプレコーダ５８はその入力として、通常制約付き符号語１４ａと、先行するデータセグメントからの前置符号化されたＫ＋１番目の符号語の末尾のＮＲＺビット６６ａとを有する。最も先頭のデータセグメントに関しては、第１のプレコーダ５８のＮＲＺビットの初期値を「−１」であるものとする。同じ方法に従って、入力されるユーザデータシーケンス内の後続のユーザデータセグメントはエンコーダ５０によって１つずつ符号化され、取得される複数のＮビットの制約付きパリティチェック符号語を連結することにより、ＮＲＺ形式のチャネル符号化されたデータシーケンスが形成される。
【００７７】
復号化を行う間、検出されたＮＲＺデータシーケンスはまず逆プレコーダを用いてＮＲＺＩ形式に変換され、結果的に得られるＮＲＺＩシーケンスは次に、通常制約付き符号及びパリティ関連制約付き符号の符号テーブルに基づいて、先の詳細説明と同じ方法に従いかつ図６及び図７に示すように復号化される。
【００７８】
上述の実施形態では、ユーザデータの符号化及び復号化は一度に１セグメントずつ行われ、符号化はデータの元の順序で行われ、復号化は元の順序又は逆の順序で行われる。別の実施形態では、符号化が逆の順序で行われ、次いで復号化は逆の順序であっても正しい順序で行われてもよい。
【００７９】
２つのデータセグメントの境界では、上述の実施形態は、現在のデータセグメントの第１のデータ語を符号化するために、先行するデータセグメントを符号化する間に最後の成分符号のエンコーダによって生成される次の状態情報を使用する。第１のデータセグメントの第１のデータ語を符号化するための入力された次の状態情報の初期値を、状態１（Ｓ１）であるものとする。
【００８０】
２つのデータセグメントの境界では、上述の実施形態は、現在の制約付きパリティチェック符号語の末尾の成分符号語を復号化するために、次の制約付きパリティチェック符号語の第１の成分符号語を使用する。
【００８１】
さらに、上述の実施形態では、各セグメントの先頭及び末尾における次の状態情報は、符号化するとき及び復号化するときの双方で、隣接するセグメントから取得される。別の実施形態では、次の状態情報の初期値は、非隣接セグメントから、例えば２つ離れたセグメントから導出されてもよい。しかしながら、符号化において次の状態情報を第２のセグメントへ提供するために使用される同じ第１のセグメントには、概して、復号化において次の状態情報がその同じ第２のセグメントから提供される必要がある。
【００８２】
４．新規な符号の例．
これまでに提案した符号設計方法及び本発明の範囲内にある他の設計方法を使用すれば、例えば光記録システムのための、様々な新しい制約付きパリティチェック符号を設計することができる。以下、このようないくつかの新規な符号の例を示す。これらの例では、誤り検出に必要なパリティチェックビット数を削減しかつ誤り訂正又は後処理を簡単化できるので、符号をＮＲＺ形式で設計する。
【００８３】
例えば、上述の実施形態を用いて、新規な（１，１８）制約付き単一ビット偶数パリティチェック符号を設計することができる。ＢＤ又はＡＯＤシステムに適用される従来のレート２／３（１，７）符号より３．８５％高いレートを有するので、通常制約付き符号としては、イミンクらが記述している５状態（すなわち、Ｓ＝５、Ｓ１＝３、Ｓ２＝２）ＦＳＭ（文献を参照）を有するレート９／１３（１，１８）符号が使用される。パリティ関連制約付き符号に関しては、上述の符号設計方法を用いることにより、新規なレート１２／１９（１，１８）の５状態（すなわち、Ｓ＝５、Ｓ１＝３、Ｓ２＝２）符号を設計することができる。レート２／３（１，７）符号に対して、レート１２／１９（１，１８）符号は、パリティチェック当たり１チャネルビットを達成する。
【００８４】
図９は、レート１２／１９（１，１８）のパリティ関連制約付き符号に関する、Ｓ＝５個のエンコーダ状態における候補符号語の配分を示す。この図面において、符号はＮＲＺ形式で設計されている。従って、候補符号語のパリティチェックビットは、仮定されたＮＲＺビットの初期値「−１」又は「＋１」のいずれかに基づいて計算され、取得されるパリティチェックビットは、第１行の括弧内の第１及び第２の項目にそれぞれ示される。まず、長さ１９である合計１０９４６個の有効なｄ＝１符号語の中に、仮定されたＮＲＺビットの初期値が「−１」である偶数パリティ（又は、仮定されたＮＲＺビットの初期値が「＋１」である奇数パリティ）を有する２１３５＋１２７５＋１２７５＋８０５＝５４９０個の候補符号語が存在することが分かる。仮定されたＮＲＺビットの初期値が「−１」である奇数パリティ（又は、仮定されたＮＲＺビットの初期値が「＋１」である偶数パリティ）を有する候補符号語は、２０４６＋１３０９＋１３０９＋７９２＝５４５６個存在する。図９における各テーブルは、Ｓ＝５個のエンコーダ状態間における、同じパリティを有する候補符号語の配分を示す。仮定されたＮＲＺビットの初期値が「−１」である偶数パリティ（又は、仮定されたＮＲＺビットの初期値が「＋１」である奇数パリティ）を有するすべての候補符号語を含む第１のテーブルを例にすると、本テーブルでは、符号語集合Ｃ’００、Ｃ’０１、Ｃ’１０及びＣ’１１内の候補符号語の合計の数がそれぞれ、第３行の第２列乃至第５列に示されている。Ｓ＝５個のエンコーダ状態間におけるこれらの候補符号語の配分はそれぞれ、第４行乃至第８行に示されている。先に言及したように、状態１，２及び３は、「０」で始まる候補符号語（すなわち、集合Ｃ’００及びＣ’０１内の候補符号語）のみを含む第１の状態集合におけるサブ状態である。状態４及び５は、「０」又は「１」のいずれかで始まる候補符号語（すなわち、集合Ｃ’００、Ｃ’０１、Ｃ’１０及びＣ’１１内の候補符号語）を含む第２の状態集合におけるサブ状態である。候補符号語は、「０」で終わる同じ符号語（すなわち、集合Ｃ’００及びＣ’１０内の候補符号語）は最大でＳ＝５個までの異なるユーザデータ語に割り当てることができるとともに、「１」で終わる同じ候補符号語（すなわち、集合Ｃ’０１及びＣ’１１内の候補符号語）は最大でＳ１＝３個までの異なるユーザデータ語にのみ割り当てることができるという制限に従って、分配される。さらに、異なる状態は同じ候補符号語を含んではならない。例えば、集合Ｃ’００は状態１に割り当てられた６０５個の候補符号語と、状態２における５９９個の候補符号語と、状態３における６０３個の候補符号語とを有する。割り当てられた候補符号語の合計の数は６０５＋５９９＋６０３＝１８０７であり、これは、集合Ｃ’００内の候補符号語の合計の数である２１３５個より少ない。これに対して、状態１に関していえば、割り当てられた候補符号語の合計の数は６０５×５＋３５８×３＝４０９９であり、これは、２１２＝４０９６個のユーザデータ語をマッピングするのに十分な数である。同様に、Ｓ＝５個のエンコーダ状態のいずれからも、ユーザデータ語へ割り当てるこ��のできる候補符号語は少なくとも４０９６個存在することが確かめられる。このことは、１２ビットのユーザデータ語を符号化できることを意味する。同様にして、仮定されたＮＲＺビットの初期値が「−１」である奇数パリティ（又は、仮定されたＮＲＺビットの初期値が「＋１」である偶数パリティ）を有する候補符号語は、図９における第２のテーブルに示すように分配される。このテーブルは、１２ビットのユーザデータ語をサポートできることも示している。ゆえに、図９に示すテーブルに従って、レート１２／１９（１，１８）のパリティ関連制約付き符号を構成することができる。
【００８５】
図１０は、レート１２／１９（１，１８）のパリティ関連制約付き符号の符号テーブルの始めの部分を示す。第１列は、ユーザデータ語の１０進表記である。第２列乃至第１１列の要素は、仮定されたＮＲＺビットの初期値が「−１」である偶数パリティ（又は仮定されたＮＲＺビットの初期値が「＋１」である奇数パリティ）を有する候補符号語と、それらに関連付けられた次の状態情報との１０進表記に対応する。具体的には、第２列、第４列、第６列、第８列及び第１０列はそれぞれ、状態１乃至５においてユーザデータ語にマッピングされる候補符号語に対応するものである。第３列、第５列、第７列、第９列及び第１１列はそれぞれ、第２列、第４列、第６列、第８列及び第１０列における候補符号語に関連付けられた次の状態情報である。同様に、第１２列乃至第２１列に、仮定されたＮＲＺビットの初期値が「−１」である奇数パリティ（又は、仮定されたＮＲＺビットの初期値が「＋１」である偶数パリティ）を有する候補符号語と、それらに関連付けられた次の状態情報とが示される。
【００８６】
通常制約付き符号としてレート９／１３（１，１８）の５状態（すなわち、Ｓ＝５、Ｓ１＝３、Ｓ２＝２）符号を使用すれば、新規な複数ビットのパリティチェック符号をさらに設計することができる。これは、パリティチェック多項式ｇ（ｘ）＝１＋ｘ＋ｘ４で定義される。次いで、レート７／１６（１，１８）の５状態（すなわち、Ｓ＝５、Ｓ１＝３、Ｓ２＝２）のパリティ関連制約付き符号が設計される。レート２／３（１，７）符号に対して、レート７／１６（１，１８）符号は、パリティチェック当たり１．３７５チャネルビットを達成する。図１１Ａ及び図１１Ｂは、レート７／１６（１，１８）のパリティ関連制約付き符号に関するＳ＝５個のエンコーダ状態における候補符号語の配分を図９と同じ方法で示したものである。なお、図１１Ａ及び図１１Ｂには、４ビットのパリティチェックの場合、候補符号語の様々なパリティチェックビットに対応する１６個の配分テーブルが示されている。これらのテーブルにおける候補符号語のパリティチェックビットの計算に際しては、通常制約付き符号により符号化されるシーケンスは短縮されないことが仮定されている。
【００８７】
図１２Ａ及び図１２Ｂは、レート７／１６（１，１８）のパリティ関連制約付き符号に関する符号テーブルの始めの部分を、図１０に１２／１９符号の符号テーブルを示したときと同じ方法で示した例である。４ビットのパリティチェックの場合、符号テーブルにおいて連結される同じパリティチェックビットを有する複数の候補符号語集合にてなる１６個のグループが存在する。図１２Ａ及び図１２Ｂはそれぞれ、これらのうちの最初の２つ及び最後の２つを示す。
【００８８】
ｄ＝２の符号の場合、通常制約付き符号としてレート６／１１（２，１５）の９状態（すなわち、Ｓ＝９、Ｓ１＝４、Ｓ２＝３、Ｓ３＝２）符号を用いて、新規な単一ビット偶数パリティチェック符号と、パリティチェック多項式ｇ（ｘ）＝１＋ｘ＋ｘ４で定義される新規な４ビットのパリティチェック符号が設計される。パリティ関連制約付き符号はそれぞれ、レート１０／２０（２，１５）の９状態（すなわち、Ｓ＝９、Ｓ１＝４、Ｓ２＝３、Ｓ３＝２）の符号と、レート８／２２（２，１５）の９状態（すなわち、Ｓ＝９、Ｓ１＝４、Ｓ２＝３、Ｓ３＝２）の符号とである。レート８／１５（２，１０）のＥＦＭのような符号に対して、レート１０／２０（２，１５）の符号はパリティチェック当たり１．２５チャネルビットを達成し、８／２２（２，１５）の符号はパリティチェック当たり１．７５チャネルビットを達成する。
【００８９】
図１３は、レート１０／２０（２，１５）のパリティ関連制約付き符号に関するＳ＝９個のエンコーダ状態における候補符号語の配分を示す。まず、長さ２０である合計２７４５個の有効なｄ＝２符号語の中に、仮定されたＮＲＺビットの初期値が「−１」又は「＋１」のいずれかである偶数パリティを有する２９９＋１３９＋２０３＋２０４＋９５＋１３８＋１３８＋６５＋９３＝１３７４個の候補符号語が存在することが分かる。仮定されたＮＲＺビットの初期値が「−１」又は「＋１」のいずれかである奇数パリティを有する候補符号語は、２９６＋１３８＋２０３＋２０２＋９４＋１３９＋１３９＋６４＋９６＝１３７１個存在する。図１３における各テーブルは、Ｓ＝９個のエンコーダ状態間における、同じパリティを有する候補符号語の配分を示す。仮定されたＮＲＺビットの初期値が「−１」又は「＋１」のいずれかである偶数パリティを有するすべての候補符号語を含む第１のテーブルを例にすると、本テーブルでは、候補符号語集合Ｃ’００００、Ｃ’００１０、Ｃ’０００１、Ｃ’１０００、Ｃ’１０１０、Ｃ’１００１、Ｃ’０１００、Ｃ’０１１０及びＣ’０１０１内の候補符号語の合計の数がそれぞれ、第３行の第２列乃至第１０列に示されている。Ｓ＝９個のエンコーダ状態間におけるこれらの候補符号語の配分はそれぞれ、第４行乃至第１２行に示されている。先に言及したように、状態１，２，３及び４は、「００」で始まる候補符号語を含む第１の状態集合におけるサブ状態である。状態５、６及び７は、「１０」、「０１」及び「００」のうちのいずれか１つで始まる候補符号語を含む第２の状態集合におけるサブ状態である。状態８及び９は、「０１」又は「００」のいずれかで始まる候補符号語を含む第３の状態集合におけるサブ状態である。候補符号語は、「００」で終わる同じ候補符号語（すなわち、集合Ｃ’００００、Ｃ’１０００及びＣ’０１００内の候補符号語）は最大でＳ＝９個までの異なるユーザデータ語に割り当てることができるという制限に従って、分配される。「１０」で終わる同じ候補符号語（すなわち、集合Ｃ’００１０、Ｃ’１０１０及びＣ’０１１０内の候補符号語）は、最大でＳ１＋Ｓ３＝６個までの異なるユーザデータ語にのみ割り当てることができる。「０１」で終わる同じ候補符号語（すなわち、集合Ｃ’０００１、Ｃ’１００１及びＣ’０１０１内の候補符号語）は、最大でＳ１＝４個までの異なるユーザデータ語にのみ割り当てることができる。さらに、異なる状態は同じ候補符号語を含んではならない。例えば、集合Ｃ’００００は状態１に割り当てられた７０個の候補符号語と、状態２及び３における７１個の候補符号語と、状態４における７２個の候補符号語と、状態７における８個の候補符号語と、状態９における３個の候補符号語とを有する。使用された候補符号語の合計の数は７０＋７１＋７１＋７２＋８＋３＝２９５であり、これは、集合Ｃ’００００内の候補符号語の合計の数である２９９個より少ない。これに対して、状態１に関していえば、割り当てられた候補符号語の合計の数は７０×９＋３２×６＋５１×４＝１０２６であり、これは、２１０＝１０２４個のユーザデータ語をマッピングするのに十分な数である。同様に、９個のエンコーダ状態のいずれからも、ユーザデータ語へ割り当てることのできる候補符号語は少なくとも１０２４個存在することが確かめられる。このことは、１０ビットのユーザデータ語を符号化できることを意味する。同様にして、仮定されたＮＲＺビットの初期値が「−１」又は「＋１」のいずれかである奇数パリティを有する候補符号語は、図１３における第２のテーブルに示すように分配される。このテーブルもまた、１０ビットの入力データ語をサポートできることを示している。図１３に示すテーブルに従えば、レート１０／２０（２，１５）のパリティ関連制約付き符号を構成することができる。
【００９０】
図１４は、レート１０／２０（２，１５）のパリティ関連制約付き符号の符号テーブルの始めの部分を示す。第１列は、ユーザデータ語の１０進表記である。第２列乃至第１９列の要素は、仮定されたＮＲＺビットの初期値が「−１」又は「＋１」のいずれかである偶数パリティを有する候補符号語と、それらに関連付けられた次の状態情報との１０進表記に対応する。具体的には、第２列、第４列、第６列、第８列、第１０列、第１２列、第１４列、第１６列及び第１８列はそれぞれ、状態１乃至９においてユーザデータ語にマッピングされる候補符号語に対応するものである。第３列、第５列、第７列、第９列、第１１列、第１３列、第１５列、第１７列及び第１９列はそれぞれ、第２列、第４列、第６列、第８列、第１０列、第１２列、第１４列、第１６列及び第１８列における候補符号語に関連付けられた次の状態情報である。同様に、第２０列乃至第３７列に、仮定されたＮＲＺビットの初期値が「−１」又は「＋１」のいずれかである奇数パリティを有する候補符号語と、それらに関連付けられた次の状態情報とが示される。
【００９１】
図１５Ａ及び図１５Ｂは、レート８／２２（２，１５）のパリティ関連制約付き符号に関するＳ＝９個のエンコーダ状態における候補符号語の配分を、図１３の場合と同様に示す。図１５Ａ及び図１５Ｂには、４ビットのパリティチェックの場合、候補符号語の様々なパリティチェックビットに対応する１６個の配分テーブルが示されている。これらのテーブルにおける候補符号語のパリティチェックビットの計算に際しては、通常制約付き符号で符号化されたシーケンスは短縮されないことが仮定されている。
【００９２】
図１６Ａ及び図１６Ｂは、レート８／２２（２，１５）のパリティ関連制約付き符号に関する符号テーブルの始めの部分を、図１４に１０／２０符号の符号テーブルを示したときと同じ方法で示した例である。４ビットのパリティチェックの場合、符号テーブルにおいて連結される同じパリティチェックビットを有する複数の候補符号語集合にてなる１６個のグループが存在する。図１６Ａ及び図１６Ｂはそれぞれ、これらのうちの最初の２つ及び最後の２つを示す。
【００９３】
以下、最近導入されたブルーレイディスク（ＢＤ）光記録システムを用いて、新規に設計された符号の性能を実証する。ＢＤシステムはｄ＝１の符号を使用するので、評価する新規な符号は、新規なｄ＝１の制約付きの単一ビット偶数パリティチェック符号と、生成多項式ｇ（ｘ）＝１＋ｘ＋ｘ４を用いる新規なｄ＝１の制約付きの４ビットのパリティチェック符号とである。先に言及したように、これら２つの符号は、レート９／１３（１，１８）の通常制約付き符号に、レート１２／１９（１，１８）のパリティ関連制約付き符号及びレート７／１６（１，１８）のパリティ関連制約付き符号をそれぞれ連結して生成される。具体的には、新規に設計されるこれらの符号の性能を、コンピュータシミュレーションを用いて評価する。このシミュレーションでは、光学読み出しはリニアであり、かつ非特許文献１１において論じられているようなブラート−ホプキンス（Ｂｒａａｔ−Ｈｏｐｋｉｎｓ）モデルを用いてチャネルが記述されることが仮定されている。従って、チャネルシンボル応答のフーリエ変換は、次式で表される。
【００９４】
【数１】
2008518381.tif 000003
【００９５】
ここで、Ωはチャネルビットレートによって正規化された周波数であり、Ｒはｄ＝１制約付きパリティチェック符号のレートである。量Ωｕ＝ｆｃＴｕは記録密度の尺度であり、ここで、ｆｃは光カットオフ周波数であり、Ｔｕは１個のユーザビットの持続時間である。Ωｕが小さいほど記録密度は高くなり、逆もまたいえる。波長λのレーザダイオード及び開口数ＮＡのレンズを使用する光記録システムの場合、正規化されたカットオフ周波数はΩｕ＝２・ＮＡ・Ｌｕ／λで与えられ、Ｌｕは１個のユーザビットの空間長さである。レート２／３（１，７）符号を使用し、λ＝４０５ｎｍ、ＮＡ＝０．８５及びＬｕ＝１１２．５ｎｍのＢＤシステムの場合、Ωｕ≒０．５である。
【００９６】
以下、カットオフ周波数Ωｕ＝０．５及びΩｕ＝０．３７５について検討する。これらの選択肢はそれぞれ、現行の規格に従った公称密度（nominal density）及び高密度（high density）を有する記録システムを表す。
【００９７】
データ復元の間は、前処理及び部分応答（partial response：ＰＲ）等化の後に、サンプリングされたシーケンスがビタビ検出器等のチャネル検出器へ供給される。性能評価では、７タップの最適化されたチャネルＰＲターゲットに整合されたビタビ検出器が、チャネル検出器として使用される。その性能は、最尤シーケンス検出（ＭＬＳＤ）（非特許文献４を参照）の性能に非常に近い。等化前のチャネル雑音は、ガウス雑音及び白色雑音であるものとする。ビタビ検出器の出力における支配的な誤りイベントは、±｛２｝、±｛２，０，−２｝±｛２，０，−２，０，２｝及び±｛２，０，−２，０，２，０，−２｝であることが分かる。誤りイベントは、伝送されたデータシーケンスと、チャネル検出器の出力において検出されるデータシーケンスとの差である。ビタビ検出器の後段において、誤り訂正のための後処理が採用される。これは、ビタビ検出器の出力において検出された符号語のパリティチェック結果と、ビタビ検出器の入力において取得されたチャネル側情報とを用いて、検出される各制約付きパリティチェック符号語内で発生する単一の誤りイベント及び二重の誤りイベントの双方を訂正することができる。
【００９８】
図１７及び図１８は、従来のレート２／３（１，７）符号及び新規に設計された符号を用いてパリティチェック符号化されたＢＤシステムのビット誤り率（ＢＥＲ）の性能比較を、公称密度及び高密度でそれぞれ示す。
【００９９】
レート２／３（１，７）符号を用いてパリティチェック符号化されたシステムに関して、検討時には、変調エンコーダ内に内蔵された明示的なパリティチェックエンコーダを含んでいない。このことは、従来技術の符号化方式ではｄ＝１の制約を有する高効率のパリティチェック符号を利用できないからである。従って、パリティチェック符号は、検出される各符号語のパリティチェックが検出器側に既知であるものとしてモデリングされる。このことは、検出される各符号語毎にシンドローム成分を「データ支援（data-aided）」モードで生成することによって行われる。各パリティチェックビットは、最小オーバーヘッドである１ユーザビット及び等価な１．５チャネルビットを必要とすると仮定することにより、対応する符号レートはＲ＝２／３−ｐ／Ｎになる。よって、対応する符号は理想的な制約付きパリティチェック符号と呼ばれる。
【０１００】
図１７及び図１８において、曲線１乃至３はそれぞれ、パリティチェック不使用の場合と、理想的な単一ビット偶数パリティチェックつきの場合と、生成多項式ｇ（ｘ）＝１＋ｘ＋ｘ４で定義される理想的な４ビットのパリティチェックつきの場合とにおけるレート２／３符号の性能を示す。同様に、パリティチェック不使用の場合のレート９／１３（１，１８）符号の性能を曲線４で示す。新規な制約付き単一ビット偶数パリティチェック符号と、新規な制約付き４ビットのパリティチェック符号の性能とをそれぞれ、曲線５及び６で示す。
【０１０１】
単一ビット偶数パリティチェック符号の双方の符号語長は、パリティチェックに起因する符号レート損失とポストプロセッサの誤り訂正パワーとの間のトレードオフを判断することにより、９７になるように選ばれる。従って、式（１）により、新規な制約付き単一ビット偶数パリティチェック符号の全体的な符号レートは０．６８０４になる。理想的な偶数パリティチェックを有する従来のレート２／３（１，７）符号と比較すると、この新規な単一ビットのパリティチェック符号のレートは３．６６％高い。さらにこれは、ｄ＝１の制約を有するパリティチェック符号の容量を０．６９％下回るだけである。なお、ｄ＝１の制約を有するパリティチェック符号の容量は、Ｒｃ＝Ｒｃ（１，∞）−ｐ／Ｎで与えられる。ここで、Ｒｃ（１，∞）＝０．６９４２は（ｄ＝１，ｋ＝∞）符号の容量である。新規な制約付き４ビットのパリティチェックに対して符号語長が４０６であれば、符号レートは０．６８２３である。これは、理想的な４ビットのパリティチェックを有するレート２／３（１，７）符号のそれより３．８８％高く、ｄ＝１の制約を有するパリティチェック符号の容量を０．４１％下回るだけである。
【０１０２】
曲線１から２と曲線４から５とを比較すると、レート２／３符号及びレート９／１３符号の双方で、単一ビット偶数パリティチェック符号には、パリティチェック符号不使用のシステムの性能に比べて格段の性能利得が発見されないことが分かる。このことは、双方の単一ビット偶数パリティチェック符号が支配的な誤りイベント±｛２，０，−２｝を検出できないからである。曲線１乃至３と曲線４乃至６とを比較すると、生成多項式ｇ（ｘ）＝１＋ｘ＋ｘ４を有する４ビットのパリティチェック符号は、レート２／３符号及びレート９／１３符号の双方でより高い符号化利得を達成することが分かる。このことは、４ビットのパリティチェック符号が、システムに係るすべての支配的な誤りイベントを検出し、ポストプロセッサへより多くのサイド情報を提供することができるからである。
【０１０３】
さらに、レート９／１３の符号は、そのより高い符号レートに起因して、パリティチェック符号の有無に関わらず従来のレート２／３符号を上回る格段の性能利得をもたらすことが観察される。ＢＥＲ＝１０−５では、新規な４ビット制約付きパリティチェック符号は、公称密度において、理想的な４ビットのパリティチェックを有するレート２／３の符号より約０．７ｄＢ高い利得をもたらす。高密度では、性能向上は約１ｄＢになる。概して、レート２／３の符号を使用しかつパリティチェックを使用しない場合に比較すると、新規な４ビット制約付きパリティチェック符号は、公称密度において２ｄＢの性能利得を達成し、高密度において１．５ｄＢの性能利得を達成する。
【０１０４】
上述の例示的な実施形態は、変調の制約と予め決められたパリティチェックの制約との双方が満たされるように、ユーザデータのセグメントをチャネル符号語のセグメントに符号化することができる。ユーザデータの各セグメントはいくつかのデータ語に分割され、通常制約付き符号及びパリティ関連制約付き符号とそれぞれ呼ばれる第１及び第２のタイプの成分符号によって別々に符号化される。結合された符号語に対するパリティチェックの制約は、通常制約付き符号語のシーケンスと、候補符号語集合から選ばれる特定のパリティ関連制約付き符号語とを連結することによって達成される。これらの成分符号はともに有限状態の制約付き符号であり、シャノン容量に近いレートを有するように設計される。さらに、それらは同じＦＳＭに基づき、よって、このことは変調の制約を破ることなく継ぎ目なしにそれらを連接することを可能とする。２つの好適な実施形態は、符号をそれぞれＮＲＺＩ形式及びＮＲＺ形式で設計するために提示されている。ＮＲＺ形式による符号の設計は、誤り検出に必要なパリティチェックビット数を減らし、誤り訂正又は後処理を簡単にすることができる。パリティチェックの制約は、所与の光記録システムに係る任意タイプの支配的な誤りイベントと誤りイベントとの組み合わせを検出することのできる、組織的線形ブロック符号のパリティチェック多項式又はパリティチェック行列によって定義される。その結果、システムの情報密度は高まる。
【０１０５】
上述のエンコーダ及びデコーダは、必要な処理専用の回路を有するハードウェアのみを用いて実装されてもよく、又はハードウェアモジュールとソフトウェアモジュールの組み合わせによって実装されてもよい。
【０１０６】
モジュール、及び具体的にはモジュールの機能は、ハードウェア又はソフトウェアのいずれかに実装されてもよい。ソフトウェアの意味合いでは、モジュールは、ある特定の機能、又は複数の関連機能を普通に実行するプロセス、プログラム又はそれらの一部である。ハードウェアの意味合いでは、モジュールは、他の構成要素又はモジュールとともに使用されるように設計された機能的なハードウェア装置である。例えば、モジュールはディスクリートな電子部品を用いて実装されてもよく、又は特定用途向き集積回路（ＡＳＩＣ）等の電子回路全体の一部を形成することができる。その他、多くの可能性が存在する。
【０１０７】
以上、本発明の好適な実施形態について詳述したが、本明細書に記述されている技術に基づいて、当業者により、異なるデータストレージシステムに適合する様々な新規な制約付きパリティチェック符号を設計できることは理解されるであろう。
【０１０８】
本発明は、好適な実施形態を参照して具体的に示され、かつ説明されているが、当業者には、本発明の精神及び範囲を逸脱することなく本発明の形式及び詳細構成の変更及び修正を行いうることが理解されるであろう。
【図面の簡単な説明】
【０１０９】
【図１】制約付きパリティチェック符号をＮＡＺＩ形式で構成するための、第１の実施形態に係るエンコーダを示すブロック図である。
【図２】図１のエンコーダの動作に関するフローチャートである。
【図３】図１のエンコーダに使用するパリティ関連制約付き符号の設計に関するフローチャートである。
【図４】レート２／５  ｄ＝１パリティ関連制約付き符号を構成するための、第１の実施形態に係る符号テーブルの例を示す図である。
【図５】レート２／５  ｄ＝１パリティ関連制約付き符号の符号化プロセスの例を示す図である。
【図６】上記第１の実施形態及び第２の実施形態とともに使用するためのデコーダを示すブロック図である。
【図７】図６に示すデコーダの動作に関連するフローチャートである。
【図８】制約付きパリティチェック符号をＮＲＺ形式で構成するための、第２の実施形態に係るエンコーダを示すブロック図である。
【図９】レート１２／１９（１，１８）パリティ関連制約付き符号の様々なエンコーダ状態における候補符号語の配分を示す図である。
【図１０】レート１２／１９（１，１８）パリティ関連制約付き符号の符号テーブルの始めの部分を示す図である。
【図１１Ａ】レート７／１６（１，１８）パリティ関連制約付き符号の様々なエンコーダ状態における候補符号語の配分を示す図である。
【図１１Ｂ】レート７／１６（１，１８）パリティ関連制約付き符号の様々なエンコーダ状態における候補符号語の配分を示す図である。
【図１２Ａ】レート７／１６（１，１８）パリティ関連制約付き符号の符号テーブルの始めの部分からの例を示す図である。
【図１２Ｂ】レート７／１６（１，１８）パリティ関連制約付き符号の符号テーブルの始めの部分からの例を示す図である。
【図１３】レート１０／２０（２，１５）パリティ関連制約付き符号の様々なエンコーダ状態における候補符号語の配分を示す図である。
【図１４】レート１０／２０（２，１５）パリティ関連制約付き符号の符号テーブルの始めの部分を示す図である。
【図１５Ａ】レート８／２２（２，１５）パリティ関連制約付き符号の様々なエンコーダ状態における候補符号語の配分を示す図である。
【図１５Ｂ】レート８／２２（２，１５）パリティ関連制約付き符号の様々なエンコーダ状態における候補符号語の配分を示す図である。
【図１６Ａ】レート８／２２（２，１５）パリティ関連制約付き符号の符号テーブルの始めの部分からの例を示す図である。
【図１６Ｂ】レート８／２２（２，１５）パリティ関連制約付き符号の符号テーブルの始めの部分からの例を示す図である。
【図１７】パリティチェック符号により符号化されたＢＤシステムと、従来技術のレート２／３（１，７）符号及び新規に設計された符号との、公称密度におけるビット誤り率（ＢＥＲ）の性能比較を示す図である。
【図１８】パリティチェック符号により符号化されたＢＤシステムと、従来技術のレート２／３（１，７）符号及び新規に設計された符号との、高密度におけるＢＥＲの性能比較を示す図である。
【図１】
2008518381.tif 000004
【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１１Ａ】
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【図１１Ｂ】
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【図１２Ａ】
2008518381.tif 000016
【図１２Ｂ】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５Ａ】
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【図１５Ｂ】
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【図１６Ａ】
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【図１６Ｂ】
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【図１７】
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【図１８】
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【手続補正書】
【提出日】平成19年10月25日(2007.10.25)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
データソースからのデータを符号化する方法であって、入力されたユーザデータセグメントは複数のデータ語に分割され、上記方法は、
上記複数のデータ語を１つ又は複数の第１の成分符号語と１つの第２の成分符号語とに符号化することと、
上記第１の成分符号語に上記第２の成分符号語を連結して結合された符号語を提供することとを含み、上記結合された符号語には予め決められたパリティチェックの制約が賦課され、
上記１つ又は複数の第１の成分符号語は通常制約付き符号の１つ又は複数の符号語を含み、上記第２の成分符号語はパリティ関連制約付き符号の符号語を含む方法。
【請求項２】
上記第１及び第２の成分符号語を連結することは、上記結合された符号語に対する予め決められたパリティチェックの制約を達成する請求項１記載の方法。
【請求項３】
上記通常制約付き符号及び上記パリティ関連制約付き符号は固定長の有限状態符号である請求項１又は２記載の方法。
【請求項４】
上記通常制約付き符号及び上記パリティ関連制約付き符号はシャノン容量に接近する符号レートを有する、先行する請求項のうちのいずれか１つに記載の方法。
【請求項５】
１つのデータ語は１つの制約付き符号語にのみ符号化される、先行する請求項のうちのいずれか１つに記載の方法。
【請求項６】
上記パリティ関連制約付き符号語の様々なパリティチェックビットは、予め定義されたパリティチェック多項式又はパリティチェック行列に対応する、先行する請求項のうちのいずれか１つに記載の方法。
【請求項７】
上記通常制約付き符号はＦＳＭを用いて設計される、先行する請求項のうちのいずれか１つに記載の方法。
【請求項８】
上記通常制約付き符号の設計は、変調の制約を満たす効率的なＦＳＭに基づく請求項７記載の方法。
【請求項９】
上記第１の成分符号語は、１つの通常制約付き符号語集合を含む通常制約付き符号の符号テーブルから選択される、先行する請求項のうちのいずれか１つに記載の方法。
【請求項１０】
上記第２の成分符号語は、複数の候補符号語集合を含むパリティ関連制約付き符号の符号テーブルから選択される、先行する請求項のうちのいずれか１つに記載の方法。
【請求項１１】
様々なパリティチェックビットを有する上記パリティ関連制約付き符号の候補符号語集合は、上記通常制約付き符号と同じＦＳＭに基づいて設計される、少なくとも請求項７に従属したときの請求項１０記載の方法。
【請求項１２】
上記パリティ関連制約付き符号を設計することをさらに含み、上記設計することは、
（ｉ）上記パリティ関連制約付き符号の複数の候補符号語を設計することと、
（ｉｉ）上記候補符号語のパリティチェックビットを計算することと、
（ｉｉｉ）上記候補符号語を複数の符号語集合にてなるグループに分配することと、
（ｉｖ）上記複数の符号語集合を互いに連結して、上記パリティ関連制約付き符号の符号化及び復号化の少なくとも一方を行うための符号テーブルを形成することとを含む、先行する請求項のうちのいずれか１つに記載の方法。
【請求項１３】
通常制約付き符号語のシーケンスとともに使用するためのパリティ関連制約付き符号を設計する方法であって、
（ｉ）上記パリティ関連制約付き符号の複数の候補符号語を設計することと、
（ｉｉ）上記候補符号語のパリティチェックビットを計算することと、
（ｉｉｉ）上記候補符号語を複数の符号語集合にてなるグループに分配することと、
（ｉｖ）上記複数の符号語集合を互いに連結することと、
（ｖ）上記パリティ関連制約付き符号の符号化及び復号化の少なくとも一方を行うための符号テーブルを形成することとを含む方法。
【請求項１４】
上記候補符号語はＦＳＭを用いて設計される請求項１２又は１３記載の方法。
【請求項１５】
上記候補符号語の設計に先立って、ランレングス制約ｋを解除することをさらに含む請求項１２乃至１４のうちのいずれか１つに記載の方法。
【請求項１６】
「０」の長い連で開始するか又は終了する候補符号語を削除することと、上記ＦＳＭにおける状態の数を増加させることとの少なくとも一方を用いて上記符号テーブルを最適化することにより、上記ランレングス制約ｋを強化することをさらに含む請求項１４に従属したときの請求項１５記載の方法。
【請求項１７】
上記候補符号語は、それらのパリティチェックビットに従って異なる複数の集合へ分配される、請求項１２乃至１６のうちのいずれか１つに記載の方法。
【請求項１８】
上記パリティ関連制約付き符号の候補符号語は上記通常制約付き符号と同じＦＳＭを用いて設計される、少なくとも請求項１１に従属したときの請求項１２乃至１７のうちのいずれか１つに記載の方法。
【請求項１９】
上記候補符号語は、容量に接近する符号レートを達成するように同じＦＳＭを用いて設計される請求項１８記載の方法。
【請求項２０】
上記パリティ関連制約付き符号のＦＳＭの各状態において、ｐをパリティチェックビットの数として、１つのデータ語にマッピングされる可能性のある合計で２ｐ個の候補符号語が存在する、請求項１８又は１９記載の、又は少なくとも請求項７に従属したときの請求項１２乃至１７のうちのいずれか１つに記載の方法。
【請求項２１】
上記候補符号語のパリティチェックビットは、所与のパリティチェック多項式又はパリティチェック行列に基づいて、かつ上記通常制約付き符号語を含むシーケンスの長さを考慮して計算される、請求項１２乃至２０のうちのいずれか１つに記載の方法。
【請求項２２】
上記候補符号語は、ｐをパリティチェックビットの数として、２ｐ個の符号語集合にてなるグループに分配さる、請求項１２乃至２１のうちのいずれか１つに記載の方法。
【請求項２３】
上記パリティ関連制約付き符号の符号テーブルを形成することをさらに含み、
上記パリティ関連制約付き符号用に設計される符号テーブルは、ｐをパリティチェックビットの数として、上記通常制約付き符号用の符号テーブルの２ｐ倍の大きさである、請求項１２乃至２２のうちのいずれか１つに記載の方法。
【請求項２４】
同じ長さのユーザデータ語に関して、上記パリティ関連制約付き符号語の長さは上記通常制約付き符号語のそれより長い、先行する請求項のうちのいずれか１つに記載の方法。
【請求項２５】
上記１つ又は複数の通常制約付き符号語は複数の通常制約付き符号語を含み、
上記方法はさらに、上記複数の通常制約付き符号語を連結して１つの通常制約付き符号語シーケンスにすることを含む、先行する請求項のうちのいずれか１つに記載の方法。
【請求項２６】
上記第１の成分符号語に上記第２の成分符号語を連結して結合された符号語を提供することは、上記結合された符号語に対して上記パリティチェックの制約を賦課するために、上記パリティ関連制約付き符号語を上記通常制約付き符号語シーケンスの末尾に付加することを含む請求項２５記載の方法。
【請求項２７】
上記第２の成分符号語は、
上記１つ又は複数の通常制約付き符号語のパリティチェックビットを計算することと、
上記計算されたパリティチェックビットと同じパリティチェックビットを有する、上記パリティ関連制約付き符号の候補符号語を選択することとによって符号化される、先行する請求項のうちのいずれか１つに記載の方法。
【請求項２８】
上記候補符号語を選択することは上記計算されたパリティチェックビットに基づく請求項２７記載の方法。
【請求項２９】
上記候補符号語を選択することは、次の状態を示す状態情報に基づき、候補符号語は上記次の状態から選択される請求項２７又は２８記載の方法。
【請求項３０】
データ語を第１の成分符号語に符号化することは、次の状態を示す状態情報に基づいてこのような各データ語を符号化することを含み、通常制約付き符号語は、上記通常制約付き符号の符号テーブルにおいて上記次の状態から選択される、先行する請求項のうちのいずれか１つに記載の方法。
【請求項３１】
上記通常制約付き符号及び上記パリティ関連制約付き符号はＮＲＺＩ形式で設計される、先行する請求項のうちのいずれか１つに記載の方法。
【請求項３２】
上記１つ又は複数の通常制約付き符号及び上記パリティ関連制約付き符号はＮＲＺ形式で設計される、請求項１乃至３０のうちのいずれか１つに記載の方法。
【請求項３３】
上記ユーザデータ語を上記第１の成分符号語に符号化することは、上記通常制約付き符号語を上記ＮＲＺ形式に前置符号化することをさらに含む請求項３２記載の方法。
【請求項３４】
上記複数の通常制約付き符号語は、上記複数の通常制約付き符号語を連結して上記通常制約付き符号語シーケンスにする前に前置符号化される、少なくとも請求項２５に従属したときの請求項３３記載の方法。
【請求項３５】
上記１つ又は複数の通常制約付き符号語は上記パリティチェックビットの計算に先立って前置符号化される、少なくとも請求項２７に従属したときの請求項３３又は３４記載の方法。
【請求項３６】
上記パリティ関連制約付き符号の候補符号語を選択することは、最後に前置符号化された通常制約付き符号語にさらに基づく、少なくとも請求項２７に従属したときの請求項３３乃至３５のうちのいずれか１つに記載の方法。
【請求項３７】
上記パリティ関連制約付き符号の候補符号語を選択することは、上記最後に前置符号化された通常制約付き符号語の末尾のビットに基づく請求項３６記載の方法。
【請求項３８】
ユーザデータ語を上記第２の成分符号語に符号化することは、上記第１及び第２の成分符号語を連結することに先立って上記パリティ関連制約付き符号語を前置符号化することを含む、請求項３２乃至３７のうちのいずれか１つに記載の方法。
【請求項３９】
上記パリティ関連制約付き符号の候補符号語は上記ＮＲＺＩ形式で設計され、
上記候補符号語のパリティチェックビットは、仮定されたＮＲＺビットの初期値に基づいてＮＲＺ領域で計算される、少なくとも請求項１０又は１１に従属したときの請求項３２乃至３８のうちのいずれか１つに記載の方法。
【請求項４０】
上記パリティチェックの制約は、組織的線形ブロック符号のパリティチェック多項式又はパリティチェック行列によって定義される、先行する請求項のうちのいずれか１つに記載の方法。
【請求項４１】
システムに係る支配的な誤りイベント、又は支配的な誤りイベントの組み合わせを検出するために、上記組織的線形ブロック符号のパリティチェック多項式又はパリティチェック行列を使用することをさらに含む請求項４０記載の方法。
【請求項４２】
上記設計された符号により検出される誤りイベントは、所与の任意システムに係る任意タイプの支配的な誤りイベントと、誤りイベントの組み合わせとのいずれかを含む請求項４１記載の方法。
【請求項４３】
上記結合された符号語は、ｄ＝１及びｄ＝２の一方である変調の制約を有する、先行する請求項のうちのいずれか１つに記載の方法。
【請求項４４】
入力されたユーザデータセグメントを複数のデータ語に分割することをさらに含む、先行する請求項のうちのいずれか１つに記載の方法。
【請求項４５】
光記録媒体のためにデータを符号化する、先行する請求項のうちのいずれか１つに記載の方法。
【請求項４６】
上記光記録媒体は、ＣＤ、ＤＶＤ、ＢＤ、ＡＯＤ、高密度ＢＤ及び高密度ＡＯＤを含むグループから選択される請求項４５記載の方法。
【請求項４７】
データソースからのユーザデータを符号化する符号化装置であって、入力されたユーザデータセグメントは複数のデータ語に分割され、上記装置は、
上記複数のデータ語のうちの１つ又は複数を１つ又は複数の第１の成分符号語に符号化する第１のエンコーダ手段と、
１つのデータ語を第２の成分符号語に符号化する第２のエンコーダ手段と、
上記１つ又は複数の第１の成分符号語に上記第２の成分符号語を連結して結合された符号語を提供する連結器手段とを含み、上記結合された符号語には予め決められたパリティチェックの制約が賦課され、
上記１つ又は複数の第１の成分符号語は通常制約付き符号の１つ又は複数の通常制約付き符号語を含み、上記第２の成分符号語はパリティ関連制約付き符号の符号語を含む装置。
【請求項４８】
上記装置は、複数の通常制約付き符号語を含む通常制約付き符号テーブルをさらに備え、通常制約付き符号の出力は、上記通常制約付き符号テーブルの複数の通常制約付き符号語から選択される請求項４７記載の装置。
【請求項４９】
上記装置は、パリティ関連制約付き符号の複数の候補符号語を含むパリティ関連制約付き符号テーブルをさらに備え、上記パリティ関連制約付き符号の出力は、上記パリティ関連制約付き符号の複数の候補符号語から選択される請求項４７又は４８記載の装置。
【請求項５０】
上記入力されたユーザデータセグメントを上記複数のデータ語に分割する分割手段をさらに備える、請求項４７乃至４９のうちのいずれか１つに記載の装置。
【請求項５１】
１つ又は複数の通常制約付き符号語のシーケンスのパリティチェックビットを計算するパリティチェック手段をさらに備える、請求項４７乃至５０のうちのいずれか１つに記載の装置。
【請求項５２】
上記第２のエンコーダ手段は、上記パリティチェック手段から上記計算されたパリティチェックビットを受信して、上記計算されたパリティチェックビットに基づいて上記パリティ関連制約付き符号語を出力するように動作する請求項５１記載の装置。
【請求項５３】
上記第１のエンコーダ手段は、上記入力されたユーザデータセグメントの上記複数のデータ語のうちの１つを除くすべてを符号化するように動作し、上記第２のエンコーダ手段は残りのデータ語を符号化するように動作する、請求項４７乃至５２のうちのいずれか１つに記載の装置。
【請求項５４】
上記残りのデータ語は上記ユーザデータセグメントの末尾のデータ語である請求項５３記載の装置。
【請求項５５】
上記第２のエンコーダ手段はパリティ関連制約付きエンコーダを備える、請求項４７乃至５４のうちのいずれか１つに記載の装置。
【請求項５６】
上記第１のエンコーダ手段は複数の通常制約付きエンコーダを備える、請求項４７乃至５５のうちのいずれか１つに記載の装置。
【請求項５７】
上記第１のエンコーダ手段の複数のエンコーダは所定のシーケンスで提供され、上記第１のエンコーダ手段の個々のエンコーダは、上記複数のエンコーダのシーケンスにおける各先行するエンコーダから送られる次の状態情報を受信するように配置され、上記情報はエンコーダ状態を示し、上記エンコーダ状態から各現在のデータ語に符号語が割り当てられる請求項５６記載の装置。
【請求項５８】
上記第２のエンコーダ手段は、上記第１のエンコーダ手段から送られる次の状態情報を受信するように配置され、上記情報はエンコーダ状態を示し、上記エンコーダ状態から、上記現在のデータ語を符号化するための上記パリティ関連制約付き符号の候補符号語が選択される、請求項４７乃至５７のうちのいずれか１つに記載の装置。
【請求項５９】
上記第２のエンコーダ手段は、上記データソースからのユーザデータの次のセグメントを符号化するために次の状態情報を上記第１のエンコーダ手段へ出力するように配置される請求項５８記載の装置。
【請求項６０】
上記第１のエンコーダ手段の上記複数のエンコーダのシーケンスにおける第１のエンコーダは、先行するユーザデータセグメントに関する上記第２のエンコーダ手段から出力された次の状態情報を受信するように配置される請求項５７に従属したときの請求項５９記載の装置。
【請求項６１】
上記１つ又は複数の通常制約付き符号語を、上記連結器手段による連結に先立って前置符号化する第１のプレコーダ手段をさらに備える、請求項４７乃至６０のうちのいずれか１つに記載の装置。
【請求項６２】
上記第２のエンコーダ手段はさらに、上記第１のプレコーダ手段から、上記前置符号化された通常制約付き符号語の少なくとも一部又は上記前置符号化された複数の通常制約付き符号語のうちの１つの少なくとも一部を受信し、上記前置符号化された通常制約付き符号語の少なくとも一部又は上記前置符号化された複数の通常制約付き符号語のうちの１つの少なくとも一部にさらに基づいて、上記パリティ関連制約付き符号の候補符号語を選択するように動作する請求項６１記載の装置。
【請求項６３】
上記前置符号化された通常制約付き符号語の少なくとも一部又は上記前置符号化された複数の通常制約付き符号語のうちの１つの少なくとも一部は、上記前置符号化された通常制約付き符号語の少なくとも一部又は上記前置符号化された複数の通常制約付き符号語のうちの１つの少なくとも一部の末尾のビットを含む請求項６２記載の装置。
【請求項６４】
上記第１のエンコーダ手段は複数の第１の符号語を生成するように動作し、上記前置符号化された複数の通常制約付き符号語のうちの１つの少なくとも一部は、最後に前置符号化された通常制約付き符号語の少なくとも一部を含む請求項６２又は６３記載の装置。
【請求項６５】
上記選択されたパリティ関連制約付き符号語を上記連結器手段による連結に先行して前置符号化する第２のプレコーダ手段をさらに備える、請求項４７乃至６４のうちのいずれか１つに記載の装置。
【請求項６６】
データソースからのユーザデータを符号化するエンコーダであって、入力されたユーザデータセグメントは複数のデータ語に分割され、上記エンコーダは、
上記複数のデータ語を第１の成分符号語に符号化する複数の第１のエンコーダと、
１つのデータ語を第２の成分符号語に符号化する第２のエンコーダと、
上記第１の成分符号語に上記第２の成分符号語を連結して結合された符号語を提供する連結器とを含み、上記結合された符号語には予め決められたパリティチェックの制約が賦課され、
上記第１の成分符号語は通常制約付き符号の通常制約付き符号語を含み、上記第２の成分符号語はパリティ関連制約付き符号のパリティ関連制約付き符号語を含むエンコーダ。
【請求項６７】
請求項１乃至４６のうちのいずれか１つに記載の方法に従って動作する、請求項４７乃至６５のうちのいずれか１つに記載の装置又は請求項６６記載のエンコーダ。
【請求項６８】
制約付きパリティチェック符号語をユーザデータセグメントに復号化する方法であって、上記符号語は第１及び第２の成分符号語の連結を含み、上記方法は、
複数の第１の成分符号語及び上記第２の成分符号語を複数のユーザデータ語に復号化することを含み、
上記第１の成分符号語は通常制約付き符号語を含み、上記第２の成分符号語はパリティ関連制約付き符号語を含む方法。
【請求項６９】
復号化に先立って、上記符号語を、複数の第１の成分符号語と、１つの第２の成分符号語とに分離することをさらに含む請求項６８記載の方法。
【請求項７０】
上記第１の成分符号語を復号化する複数のデコーダ及び上記第２の成分符号語を復号化するデコーダから出力される上記複数のユーザデータ語を連結することをさらに含む請求項６８又は６９記載の方法。
【請求項７１】
復号化に先立って、上記第１の成分符号語及び上記第２の成分符号語を逆前置符号化することをさらに含む、請求項６８乃至７０のうちのいずれか１つに記載の方法。
【請求項７２】
上記第１の成分符号語及び上記第２の成分符号語を逆前置符号化することは、上記成分符号語をＮＲＺ形式からＮＲＺＩ形式へ変換する請求項７１記載の方法。
【請求項７３】
上記成分符号語はＮＲＺ形式である、請求項６８乃至７２のうちのいずれか１つに記載の方法。
【請求項７４】
上記第１の成分符号語を復号化することは、個々の第１の成分符号語を、次の符号語により示される状態情報に基づいて復号化することを含む、請求項６８乃至７０のうちのいずれか１つに記載の方法。
【請求項７５】
上記第２の成分符号語を復号化することは、上記次の符号語により示される状態情報に基づく、請求項６８乃至７４のうちのいずれか１つに記載の方法。
【請求項７６】
上記次の符号語により示される状態情報に、上記現在の符号語についての知識を結合し、
上記複数のデコーダは上記現在の符号語に関連付けられたデータ語を一意的に決定する請求項７５記載の方法。
【請求項７７】
請求項１乃至４６のうちのいずれか１つに記載の方法によってか、請求項４７乃至６５及び６７のうちのいずれか１つに記載の装置によってか、又は請求項６６もしくは６７記載のエンコーダによって符号化された符号語を復号化する、請求項６８乃至７６のうちのいずれか１つに記載の方法。
【請求項７８】
光記録媒体からのデータを復号化する、請求項６８乃至７３のうちのいずれか１つに記載の方法。
【請求項７９】
制約付きパリティチェック符号語をユーザデータセグメントに復号化するデコーダ装置であって、上記符号語は第１及び第２の成分符号語の連結を含み、上記装置は、
複数の第１の成分符号語を複数のユーザデータ語に復号化する第１のデコーダ手段と、
上記第２の成分符号語をユーザデータ語に復号化する第２のデコーダ手段とを含み、
上記第１の成分符号語は通常制約付き符号語を含み、上記第２の成分符号語はパリティ関連制約付き符号語を含む装置。
【請求項８０】
復号化に先立って、上記符号語を、複数の第１の成分符号語と、１つの第２の成分符号語とに分離する分離手段をさらに備える請求項７９記載の装置。
【請求項８１】
上記第１の成分符号語を復号化する複数のデコーダ及び上記第２の成分符号語を復号化するデコーダから出力される上記複数のユーザデータ語を連結する連結手段をさらに備える請求項７９又は８０記載の装置。
【請求項８２】
復号化に先立って、上記第１の成分符号語及び上記第２の成分符号語を逆前置符号化する逆プレコーダ手段をさらに備える、請求項７９乃至８１のうちのいずれか１つに記載の装置。
【請求項８３】
上記逆プレコーダは、上記成分符号語をＮＲＺ形式からＮＲＺＩ形式へ変換するように動作する請求項８２記載の装置。
【請求項８４】
上記第１のデコーダ手段は、個々の第１の成分符号語を上記次の符号語により示される状態情報に基づいて復号化することにより、上記第１の成分符号語を復号化するように動作する、請求項７９乃至８３のうちのいずれか１つに記載の装置。
【請求項８５】
上記第２のデコーダ手段は、上記次の符号語により示される状態情報に基づいて上記第２の成分符号語を復号化するように動作する、請求項７９乃至８４のうちのいずれか１つに記載の装置。
【請求項８６】
上記装置は、上記次の符号語により示される状態情報に、上記現在の符号語についての知識を結合する手段をさらに備え、上記複数のデコーダは、上記現在の符号語に関連付けられたデータ語を一意的に決定する請求項８５記載の装置。
【請求項８７】
上記第１のデコーダ手段は複数の通常制約付きデコーダを備える、請求項７９乃至８６のうちのいずれか１つに記載の装置。
【請求項８８】
上記第２のデコーダ手段はパリティ関連制約付きデコーダを備える、請求項７９乃至８７のうちのいずれか１つに記載の装置。
【請求項８９】
請求項１乃至４６のうちのいずれか１つに記載の方法によってか、請求項４７乃至６５及び６７のうちのいずれか１つに記載の装置によってか、又は請求項６６もしくは６７記載のエンコーダによって符号化された符号語を復号化するように動作する、請求項７９乃至８８のうちのいずれか１つに記載の装置。
【請求項９０】
光記録媒体からのデータを復号化するように動作する、請求項７９乃至８９のうちのいずれか１つに記載の装置。
【請求項９１】
制約付きパリティチェック符号語をユーザデータセグメントに復号化するデコーダであって、上記符号語は、パリティ関連制約付き符号語が連結された複数の通常制約付き符号語を含み、上記デコーダは、
上記複数の通常制約付き符号語を復号化する複数の通常制約付きデコーダと、
上記パリティ関連制約付き符号語を復号化するパリティ関連制約付きデコーダとを備えるデコーダ。
【請求項９２】
請求項６８乃至７８のうちのいずれか１つに記載の方法に従って動作する、請求項７９乃至９０のうちのいずれか１つに記載の装置又は請求項９１記載のデコーダ。
【請求項９３】
請求項１乃至４６のうちのいずれか１つに記載の方法によってか、請求項４７乃至６５及び６７のうちのいずれか１つに記載の装置によってか、又は請求項６６及び６７記載のエンコーダによって符号化されたデータを内部に格納するメモリ手段。
【請求項９４】
光記録媒体である請求項９３記載のメモリ手段。
【国際調査報告】
2008518381.tif 000026
2008518381.tif 000027