(57)【要約】【課題】再生信号内にバーストエラーを含んだ場合においても、反復復号による誤り訂正の効果が十分に得られることを特徴とする反復復号を用いたデータ記録再生装置を提供することを目的とする。【解決手段】本発明は、反復復号を用いて再生信号からデータの再生を行う再生装置であって、前記再生信号中の読込みエラー領域を検出する読込みエラー検出手段と、前記再生信号の期待値に対する確率値を取得する再生信号確率取得手段と、前記検出手段の検出結果に基づいて、読込みエラー領域の前記再生信号の期待値に対する確率値が、読込みエラー領域における全ブランチ間で同等となるように、前記再生信号確率取得手段を制御する制御手段と、前記再生信号確率取得手段から得られる確率値を用いて反復復号演算を行う反復復号演算手段とを有することを特徴とする。【選択図】  図６
2005108332.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
反復復号を用いて再生信号からデータの再生を行う再生装置であって、
前記再生信号中の読込みエラー領域を検出する読込みエラー検出手段と、
前記再生信号の期待値に対する確率値を取得する再生信号確率取得手段と、
前記検出手段の検出結果に基づいて、読込みエラー領域の前記再生信号の期待値に対する確率値が、読込みエラー領域における全ブランチ間で同等となるように、前記再生信号確率取得手段を制御する制御手段と、
前記再生信号確率取得手段から得られる確率値を用いて反復復号演算を行う反復復号演算手段と、を有することを特徴とする再生装置。
【請求項２】
請求項１の再生装置であって、
前記読込みエラー検出手段により検出された読込みエラー位置の情報を、前記読込みエラー位置に該当する再生信号の反復復号が完了するまで記憶する記憶手段を有することを特徴とする再生装置。
【請求項３】
請求項１の再生装置であって、
前記エラー検出手段の検出結果に対して、再生信号確率演算手段の処理を所定のクロックだけ遅延させて実行することを特徴とする再生装置。
【請求項４】
反復復号を用いて再生信号からデータの再生を行う再生装置により再生した前記再生信号内の読込みエラーを訂正する方法であって、
前記再生信号中の読込みエラー領域を検出する読込みエラー検出ステップと、
前記再生信号の期待値に対する確率値を取得する再生信号確率取得ステップと、
前記検出ステップの検出結果に基づいて、読込みエラー領域の前記再生信号の期待値に対する確率値が、読込みエラー領域における全ブランチ間で同等となるように、前記再生信号確率取得ステップの動作を制御する制御ステップと、
前記再生信号確率取得ステップから得られる確率値を用いて反復復号演算を行なう反復復号演算ステップと、
を有することを再生装置に実行させることを特徴とする読込みエラーの訂正方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、反復復号を用いたデータ再生装置及びデータ再生方法に関し、特に、バーストエラーを補償するデータ再生装置及びデータ再生方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
〔反復復号の必要性〕
記録媒体の高密度化を実現する上で、再生信号のＳＮＲ(Signal to Noise Ratio)の低下が問題となる。この問題を解決する手法として、低ＳＮＲ信号に対する検出能力の高い信号処理方式である反復復号方式が、記録媒体の高密度化を実現する手段の一つとして必要とされている。
【０００３】
〔反復復号の基本構成〕
反復復号方式は、連結した２個以上の符号器に対して、それぞれに対応した復号器間で一方の復号結果を他方にフィードバックしながら反復的に復号を行なうことで、低ＳＮＲ信号に対する検出能力を高めるという特徴を有しており、符号化利得が高いことで注目されている。
【０００４】
図１は、反復復号方式の構成を示した図である。図１の構成は、再帰的組織畳込み符号処理により生成したパリティビットをユーザデータuiに付加する第一の符号器100と、ユーザデータuiとパリティビットを含んで構成される符号データxiを所定の規則に基づいて並べ替えるインタリーバ200と、インタリーバ200により変換された符号データciをさらに符号化する第二の符号器300によりユーザデータuiの符号化が行なわれる。
【０００５】
さらに、図１の構成は、通信路900を介してノイズが付加された第二の符号データyi(以下、受信信号系列とも呼称する)と後述の第二の復号器600よりインタリーバ700を介して出力される事前情報La(ci)を用いて第二の符号器に対応した復号処理を行う第一の復号器400と、第一の復号器よりデインタリーバ500を介して出力される事前情報La'(xi)からユーザデータuiとパリティビットに関する情報を分離したデータを用いて第一の符号器100に対応した復号処理を行う第二の復号器600と、第二の復号器600のユーザデータuiに関する復号結果L(ui*)を硬判定する硬判定器800を用いて、再生信号データyiよりユーザデータui'を推定する。
【０００６】
上述の構成において、第一の復号器400の事前情報La(ci)は、第二の復号器600から出力される外部尤度情報Le'(xi)をインターリーバ700で変換することにより得られる。第二の復号器600の事前情報La'(xi)は、第一の復号器400から出力される外部尤度情報Le(ci)をデインタリーバ500で変換することにより得られる。
【０００７】
また、第一の復号器400は、受信信号系列yiが検出された条件のもとで、次の入力ビットciが１となる確率P(ci=1|y)と、ciが０となる確率P(ci=0|y)との対数尤度比、すなわち事後確率(APP: a posteriori probability)の対数尤度比(LLR: Log-Likelihood Ratio)であるL(ci*)を計算し、対数尤度比L(ci*)から事前情報La(ci)を減算することにより外部尤度情報Le(ci)を出力する。第二の復号器600は、デインターリーブ500を介して第一の復号器400より入力される事前情報La'(xi)を、データビットuiに対応した尤度情報L(ui)とパリティビットpiに対応した尤度情報L(pi)とに変換するデパンクチャ処理を行い、尤度情報L(ui)とL(pi)を用いて、データビットuiに対する対数尤度比L(ui*)とパリティビットに対する対数尤度比L(pi*)を計算し、対数尤度比L(ui*)とL(pi*)を結合し且つ間引きを行なうパンクチャ処理の結果から事前情報La'(xi)を減算することにより外部尤度情報Le'(xi)を出力する。出力された外部尤度情報Le'(xi)は、インターリーバ700で変換され、事前情報La(ci)として第一の復号器400に入力され、上述の復号処理が反復して繰り返される。
【０００８】
〔反復復号を適用した記録再生装置の構成〕
図２に、反復復号方式を適用したデータ記録再生装置1000の構成図を示す。図２のデータ記録再生装置1000の記録系は、外符号器(Outer encoder)1100、パンクチャ(MUX & Puncturer)1110、インタリーバ(Interleaver)1200及びレーザ駆動回路(LD Driver)1300を備えている。パンクチャ1110は、ユーザデータuiと外符号器1100にて生成されたパリティビット列piとを所定の規則に従って結合し、得られたビット列から所定の規則に従ってビットを間引くことにより（puncture機能）、符号化データビット列xiを生成する。インターリーバ1200は、パンクチャからの符号化データビット列xiの配列を変えて符号化データビット列ciを生成する。レーザ駆動回路1300は、符号化データビット列ciに基づいてレーザ発光を制御し、光ディスクに記録を行なう。
【０００９】
一方、このデータ記録再生装置の再生系は、アンプ(Amp)1401、ＡＧＣ1402、ローパスフィルタ(LPF)1403、等化器(EQ)1404及びアナログ・デジタル変換器（A/D）1500、反復復号器1600、コントローラ1700を備えている。光学ヘッドから得られた再生信号は、アンプ1401、ＡＧＣ1402、ローパスフィルタ1403及び等化器1404によって波形整形され、アナログ・デジタル変換器1500によりサンプリング処理が行われる。次に、反復復号器1600がサンプリング処理後の再生信号データyiから推定されるユーザデータui'を復号することにより、記録媒体の記録データからユーザデータが再生される。反復復号器1600は、コントローラ1700（例えば、光磁気ディスク装置の場合にはＯＤＣ）により制御される。反復復号器1600では、コントローラ1700が決定した回数の反復復号を行なうことにより、ユーザデータの復号を行なう。
【００１０】
再生分解能の限界を超えて高密度に記録データの書き込みが行なわれたとき、再生信号は記録データのビット間で波形干渉が生じ、この波形を等化することにより、ＰＲ(Partial Response)特性をもたせることができる。即ち、外符号器1100で符号化されたユーザデータuiは、ＰＲチャネルにおいて符号化がなされた状態とみなすことができる。従って、上記記録系の外符号器1100とＰＲチャネルの符号化機能により、反復復号方式における符号構成が実現される。この符号構成は、ターボ符号とも呼ばれるものである。
【００１１】
再生系における反復復号器1600は、記録系の外符号器1100と再生系のＰＲチャネルとに対応した復号器を備えている。図１に示す構成において、第一の復号器400がＰＲチャネルに対応した復号器に相当し（以下、第一の復号器400をＰＲチャネルＭＡＰ復号器とも呼称する）、第二の復号器600が外符号器1100に対応した復号器に相当する（以下、第二の復号器600を外符号対応ＭＡＰ復号器とも呼称する）。
【００１２】
上記第一及び第二の復号器では、ＭＡＰ（Maximum A Posteriori Probability：最大事後確率）復号法が使用される。ＭＡＰ復号法は、ユーザデータuiが発生する確率（事前情報）と通信路特性に規定される値（尤度情報）とを用いて得られるユーザデータuiの事後確率が最大となる値をビット単位で判定し、検知した再生信号データyiからユーザデータuiを推定する方法である。ＭＡＰ復号法を実現する手法としては、ＢＣＪＲアルゴリズムなどが用いられる。
【００１３】
〔ＰＲチャネルＭＡＰ復号器の構成〕
図３に、ＢＣＪＲアルゴリズムを用いた従来のＰＲチャネルＭＡＰ復号器の構成を示す。ＰＲチャネルＭＡＰ復号器400は、γ演算手段401、α演算手段402、αメモリ403、β演算手段404、事後確率対数尤度比(LLR)演算手段405、再生信号確率取得手段406、減算手段407を含んで構成される。事後確率対数尤度比演算手段405は、再生信号確率取得手段406より出力される再生信号データyiの発生確率と復号器へ入力される事前情報La(ci)を用いて隣接する状態間の遷移確率を求めるγ演算手段401と、α演算手段402の出力を格納したαメモリ403と、β演算手段404とを用いて、再生信号データyiより推定される符号データciに関する事後確率の対数尤度比L(ci)を出力する。ＰＲチャネルＭＡＰ復号器400は、事後確率対数尤度比演算手段405より出力される対数尤度比L(ci)から事前情報La(ci)を減算手段407を用いて減算することにより、第二の復号器に対する事前情報となる外部情報Le(ci)を出力する。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１４】
光ディスク、磁気ディスク、磁気テープなど記録媒体には、一般的に部分的な欠陥が存在する。特に、可換媒体の場合は、ゴミの付着や取り扱い時に起こるキズなどの影響で欠陥が増加する。
【００１５】
反復復号は、高密度記録でのＳＮＲの低下に対しては大きな検出能力を示すが、記録媒体の欠陥部分（バーストエラー）の再生信号が入力されると、本来の値とは異なるサンプル値となるため、本来高くなるべきパスの確率値が下がり、逆に間違ったパスの確率値が上がる、という問題がある。
【００１６】
上記問題は反復復号を構成する復号器単体において生じることであるが、反復復号では復号器間の確率伝播を反復して行なうため、反復過程において、一方の復号器で生じたエラーが他方の復号器に伝播し、バーストエラーに起因するエラー情報が増大する傾向を示す。
【００１７】
そのため、従来の反復復号器では、反復過程において、誤り訂正符号を用いた誤り訂正を行う場合においても、バーストエラー発生時のエラー情報の増大により、誤り訂正符号の訂正能力の限界を超えてしまうため、期待される復号結果を得ることが出来ない、という問題がある。
【００１８】
そこで本発明は、再生信号内にバーストエラーを含んだ場合にも、反復復号による誤り訂正の効果が十分に得られることを特徴とする反復復号を用いたデータ記録再生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】
【００１９】
本発明は、反復復号を用いて再生信号からデータの再生を行う再生装置であって、前記再生信号中の読込みエラー領域を検出する読込みエラー検出手段と、前記再生信号の期待値に対する確率値を取得する再生信号確率取得手段と、前記検出手段の検出結果に基づいて、読込みエラー領域の前記再生信号の期待値に対する確率値が、読込みエラー領域における全ブランチ間で同等となるように、前記再生信号確率取得手段を制御する制御手段と、前記再生信号確率取得手段から得られる確率値を用いて反復復号演算を行う反復復号演算手段とを有することを特徴とする。
【発明の効果】
【００２０】
本発明は、反復復号処理における確率計算の過程において、有効範囲外の再生信号による誤り伝播の要素となる確率値を完全に除去することにより、再生信号内にバーストエラーを含んだ場合においても、反復復号による誤り訂正の効果が十分に得られる、という効果を奏する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２１】
本発明の実施形態を、図を用いて以下に説明する。
【実施例１】
【００２２】
〔構成の説明〕
図７に、本発明によるＰＲチャネルＭＡＰ復号器を適用するデータ記録再生装置の構成を示す。図７のデータ記録再生装置の構成は、図２に示した従来のデータ記録再生装置の構成と、基本的な構成は同様である。本発明の構成において、従来の構成と異なる点は、読込みエラー検出器1800とＰＲチャネルコントローラ1900が備えられている点である。
【００２３】
前述の読込みエラー検出器1800は、Ａ／Ｄ変換器1500によりデジタルデータに変換された再生信号から、読込みエラー領域を検出する。検出した結果に基づいて、ＰＲチャネルコントローラ1900は、読込みエラー領域に対応するサンプル位置における再生信号確率取得手段406の出力を、読込みエラー領域において隣接する状態間の全ブランチ間で略同じ値となるように制御する。なお、再生信号確率取得手段406は、入力値である再生信号のサンプル値に基づいて確率値を演算する構成として実現しても良いし、入力値と確率値の組合せを設定された一覧表から該当する確率値を取得する構成として実現しても良い。
【００２４】
読込みエラー検出器1800は、論理回路などで構成されたメモリ手段を有しており、該当するデータブロックの反復復号動作が完了するまで、その読込みエラー位置の情報を記憶しておく機能を有する。
【００２５】
図８に、本発明によるＰＲチャネルＭＡＰ復号器の実施例を示す。図８のＰＲチャネルＭＡＰ復号器は、図３に示す従来のＰＲチャネルＭＡＰ復号器と、基本的な構成は同様である。本発明の構成において、従来の構成と異なる点は、再生信号確率取得器406がＰＲチャネルコントローラ1900より制御を受ける構成となる点である。
【００２６】
〔ＢＣＪＲアルゴリズムの概要〕
次に、ＢＣＪＲアルゴリズムを用いたＰＲチャネルＭＡＰ復号器400の復号処理を、図５を用いて説明する。図５に示すトレリス線図は、時刻ｔ＝０から時刻ｔ＝７において検出された再生信号データyiが、状態Ｓ１と状態Ｓ０を遷移していく様子を示している。トレリス線図における節は、各時点において検出された再生信号の検出レベルに基づいて確率的に定められる再生信号データyiの状態を表しており、状態Ｓ１は再生信号データyiより推定されるデータ列ciが１である状態を示し、状態Ｓ０は再生信号データyiより推定されるデータ列ciが０である状態を示している。
【００２７】
また、図５のトレリス線図における各隣接する節を結ぶ枝（以下、ブランチと呼称）は、隣接する状態間の遷移を表しており、各ブランチには状態間の遷移の確率であるγ値が特性値として割り当てられている。即ち、ブランチは、ある時点の状態から隣接するある状態へ遷移する確率を表している。また、複数の節を介して特定の節に至るまでに選択されたブランチの集合を、パスメトリクスと呼ぶ。
【００２８】
ＢＣＪＲアルゴリズムでは、隣接する状態間の遷移の確率(ブランチ)であるγ値と、前方からの遷移の確率(パスメトリクス)であるα値と、後方からの遷移の確率(パスメトリクス)であるβ値とを用いて、各区間の事後確率の対数尤度比を求める。図５の例では、時刻t=2から時刻t=3における事後確率を求める例を示している。即ち、時刻t=2から時刻t=3の区間における状態間の遷移の確率(ブランチ)であるγ値と、時刻t=0から時刻t=2に至るまでの順方向の遷移の確率(パスメトリクス)であるα値と、時刻t=7から時刻t=3に至るまでの逆方向の遷移の確率(パスメトリクス)であるβ値とを用いて、時刻t=2から時刻t=3における事後確率及び事後確率の対数尤度比が求められる。
〔記録データビット列とＰＲチャネル出力の関係〕
図４に、PR(1,1)方式における記録データビットの全組み合わせと再生信号P(t)の検出レベルの期待値との対応関係を示す。PR(1,1)方式における再生信号P(t)の検出レベルは、２つのビットの状態が反映された値となる。
【００２９】
例えば、図４の3)は、時刻t-1においてビット(0,1)から再生信号P(t-1)=1を検出し、時刻tにおいてビット(1,0)から再生信号P(t)=1を検出したことを示している。このとき、時刻t-2からt-1において状態Ｓ０から状態Ｓ１に遷移し、時刻t-1からtにおいて状態Ｓ１から状態Ｓ０に遷移している。図４のその他の組合せにおいても同様となるため以下説明を省略する。なお、再生信号データyiは、上述の再生信号P(t)を波形整形した後、サンプリング処理により得られる値となる。
【００３０】
図５に示すトレリス線図において太線矢印で示す状態の遷移は、時刻t=0から時刻t=2に至るまでの遷移が図４の5)
に相当し、時刻t=1から時刻t=3に至るまでの遷移が図４の7)
に相当する。即ち、図５に示すトレリス線図において、時刻t=1において再生信号P(t=1)=0を検出し、時刻t=2において再生信号P(t=2)=1を検出したことになる。
〔トレリスの基本構成と再生信号の検出レベルとの関係〕
図６は、図５に示すトレリス線図の基本となる部分だけを示している。図６の時刻t-1から時刻tにおいて、状態Ｓ０から状態Ｓ０への遷移は、再生信号P(t)=0を検出したことに相当する。換言すると、再生信号P(t)=0を検出したときは、時刻t-1から時刻tにおいて、状態Ｓ０から状態Ｓ０へ遷移する確率γ(0,0)が、他の状態間の遷移が生じる確率より確からしい（遷移する確率の高い）ことになる。
【００３１】
図６の時刻t-1から時刻tにおいて、状態Ｓ０から状態Ｓ１への遷移及び状態Ｓ１から状態Ｓ０への遷移は、再生信号P(t)=1を検出したことに相当する。換言すると、再生信号P(t)=1を検出したときは、時刻t-1から時刻tにおいて、状態Ｓ０から状態Ｓ１又は状態Ｓ１から状態Ｓ０へ遷移する確率γ(0,1)及びγ(1,0)が、他の状態間の遷移が生じる確率より確からしい（遷移する確率の高い）ことになる。
【００３２】
図６の時刻t-1から時刻tにおいて、状態Ｓ１から状態Ｓ１への遷移は、再生信号P(t)=2を検出したことに相当する。換言すると、再生信号P(t)=2を検出したときは、時刻t-1から時刻tにおいて、状態Ｓ１から状態Ｓ１へ遷移する確率γ(1,1)が、他の状態間の遷移が生じる確率より確からしい（遷移する確率の高い）ことになる。
〔γ計算の式〕
上述のγ値は尤度情報P(yi)と事前確率Pa(ci)とにより表わされる。なお、それらは計算の便宜上、対数にて扱われる。これにより、γ値は次式(1)で表わされる。
【００３３】
γ(S(t-1),S(t))＝Pa(ci)＋P(yi)  ・・・・(1)
事前確率Pa(ci)は、復号以前に既知となっている情報ビットciの発生確率を表し、第一と第二の復号器間において他方の復号器（例えば、ＰＲチャネルＭＡＰ復号器に対する外符号対応ＭＡＰ復号器）の復号結果の出力より得られる事前情報La(ci)から得られる。事前情報La(ci)は、上述の事前確率Pa(ci)の対数比で表現されており、この事前情報La(ci)から事前確率Pa(ci)を得る方法は、既知であるため説明を省略する。
【００３４】
尤度情報P(yi)は、通信路に入力された情報ビットciに対する再生信号データyiの発生確率を表し、再生信号P(t)の検出レベルに応じて、隣接する状態間の各ブランチの確率値を特徴付けている。
【００３５】
従来の反復復号器では、読込みエラーが発生した場合、ＰＲチャネルＭＡＰ復号器に入力される再生信号データyiは再生信号として有効な範囲と異なるサンプル値となるため、上述のγ演算において本来尤もらしさが高くなるべきブランチの確率値が下がり、逆に間違ったブランチの確率値が高くなる、という問題が生じる。
【００３６】
この問題は、γ演算の式(1)における尤度情報P(yi)が、再生信号に生じた読込みエラーの影響により、本来期待される値と著しく異なる値となることに起因している。すなわち、尤度情報P(yi)が本来期待される値と著しく異なる値となることにより、読込みエラー発生箇所においてブランチの確率値が間違った値となる。例えば、図４の1)
に示すように時刻tにおいて記録ビット(0,0)を再生する場合、本来なら再生信号P(t)=0を得るべきであるが、読込みエラーの発生により、再生信号P(t)=4を得たとする。この場合、図６に示すトレリス線図において、本来ならばγ(0,0)の確率値が高くなるところが、読込みエラーの発生によりγ(1,1)の確率値が高くなり、相対して本来高くなるべきγ(0,0)の確率値が低くなることになる。
【００３７】
従来より反復復号演算では、読込みエラーにより生じた誤った確率値を、他のサンプルデータの確率値との関係に基づいて、尤もらしい値に訂正される。しかしながら、記録媒体上の瑕疵等によりバーストエラーが発生した場合には、誤った確率値が複数含まれることとなり、反復復号による訂正能力の限界を超えてしまうために期待される復号結果を得ることが出来ない、という問題がある。
【００３８】
さらに、上記γ演算の値を用いたα演算及びβ演算により事後確率計算が行なわれ、得られた事後確率は他方の復号器の事前情報として用いられるため、上述のバーストエラーに影響された尤度情報は反復復号を構成する復号器間において伝播されることとなる。
【００３９】
本発明による反復復号器では、再生信号における読込みエラーの発生位置を読込みエラー検出器1800にて検出し、ＰＲチャネルコントローラ1900を用いて、前記検出されたエラー領域における前記再生信号の期待値に対する確率値が、読込みエラー領域の全ブランチ間で同等となるように、読込みエラー領域の再生信号データyiに対する尤度情報P(yi)を、略同じ値に強制的に変換する、という制御を行なう。変換の値としては、実数であればいずれでもよい。ただし、全ブランチ間で略同じ値とする。なお、再生信号確率取得手段の出力は、事後確率演算手段において対数尤度比として処理されるため、全ブランチ間で略同じに設定された値が０となることが明らかである。本実施例においては、説明の簡単化のため、変換する値を全てP(yi)=0とした場合について説明を続ける。
【００４０】
反復一回目の復号処理は、事前確率Pa(ci)の対数比である事前情報La(ci)をLa(ci)=0として扱うため、上述の読込みエラー領域における全ブランチは、事前確率Pa(ci)及び尤度情報P(yi)が０となり、γ＝０となる。つまり、上述の読込みエラー領域において取り得る経路の全組合せ間で経路の発生確率が同等となり、このとき読込みエラー領域を通過する経路は不確定な状態となる。すなわち、反復一回目における第一の復号器の復号結果は、エラー領域において、０である確率と１である確率が同等となる。
【００４１】
反復二回目以降は、上述の復号処理で得た確率情報を他方の復号器に送って得た復号結果を事前情報La(ci)として用いる。すなわち、上述の復号処理を反復して繰り返すことにより、γ演算における尤度情報P(yi)を０に置き換えるものの、他方の復号器から入力された事前情報La(ci)より得られる事前確率Pa(ci)の確からしさを用いてデータの復号が可能となる。
【００４２】
上述の読込みトエラー領域におけるγ演算を式で表すと次式(2)となる。
【００４３】
γ(S(t-1),S(t))＝Pa(ci)  ・・・・(2)
上述のＰＲチャネルコントローラ1900は、γ演算器401におけるγ演算を、再生信号データyiが有効範囲内であるときは式(1)とし、再生信号データyiが読込みエラー領域であるときは実質的に式(2)となるように、再生信号確率取得手段406の出力を制御する。
【００４４】
読込みエラーの発生により、ＰＲチャネルコントローラから制御を受けた再生信号確率取得手段406は、γ演算器401に尤度情報P(yi)として０を入力する。これにより、γ演算器401のγ演算式は実質的に式(2)となる。なお、上述の例では、読込みエラー領域において置き換える値を、尤度情報P(yi)=0の例を示したが、この値に限定されるものではなく、読込みエラー領域において隣接する状態間の全ブランチ間で略同じ値とすることにより、尤度情報P(yi)=0以外の値であっても実質的に式(2)とみなすことが出来る。
【００４５】
また、読込みエラー領域以外において、再生信号確率取得手段406は、再生信号データyiを用いて尤度情報P(yi)を求め、尤度情報P(yi)をγ演算器401に入力する。これにより、γ演算器401のγ演算式は式(1)となる。
【００４６】
次に、ＰＲチャネルＭＡＰ復号器400の出力は、デインタリーバ500を通して、外符号器対応復号器600の入力（事前情報La'(xi)）となる。この事前情報La'(xi)を用いて、外符号器対応復号器600にて復号演算が行なわれる。
【００４７】
反復２回目以降では、外符号器対応復号器600の出力がＰＲチャネルＭＡＰ復号器400にフィードバックされて、事前情報La(ci)として利用される。反復２回目以降のＰＲチャネルＭＡＰ復号器400では、反復１回目と同様に、ＰＲチャネルコントローラ1900によって、読込みエラー領域の再生信号データyiに対する尤度情報P(yi)のみを、読込みエラー領域において隣接する状態間の全ブランチについて、略同じ値に設定する。ただし、反復２回目以降の復号演算では、上述の事前情報La(ci)により、パスの重み付けがなされた計算が行なわれる。
【００４８】
以上のように、本発明では、再生信号のサンプル値を置換するのではなく、又はＰＲチャネルＭＡＰ復号器の出力の尤度情報を置換するものでもなく、読込みエラー領域において隣接する状態間の全てのブランチにおける再生信号データyiに対する尤度情報P(yi)のみを略同じ値に置換してＭＡＰ復号を行なうため、読込みエラー発生時においても、一方の復号器の出力を他方の復号器の事前情報として有効に用いることが可能である。
【００４９】
〔読込みエラー検出器の説明〕
次に、読込みエラー検出器1800の実施例を、図９に示す。読込みエラー検出器1800は、比較器1801、1802、シフトレジスタ1803、1804及び論理和回路1805を有する。比較器1801、1802は、入力ａ と入力ｂを有し、ａがｂより大きいか又は等しい場合には、出力はハイレベルであり、ａ＜ｂの場合には出力はローレベルとなるものとする。比較器1801は、再生信号データyiと、読込みエラー検出レベルの正側のしきい値Ｂ１とを比較し、読込みエラー部分か否かを判定する。比較器1802は、再生信号データyiと、読込みエラー検出レベルの負側のしきい値Ｂ２とを比較し、読込みエラー部分か否かを判定する。２つの比較器の出力は、読込みエラー位置（ＢＰ）を表わす、Ｎ段のシフトレジスタ1803、1804へ入力され、各シフトレジスタのすべての出力を論理和回路1805に入力する。論理和回路1805は、各シフトレジスタから入力される値のうちハイレベルの値が１つ以上あれば、ハイレベルの読込みエラーゲート信号（ＢＧ）を出力する。
【００５０】
なお、しきい値Ｂ１及びＢ２は、図示しないレジスタに記憶する構成であっても良いし、コントローラ1700より入力される構成であっても良い。
【００５１】
図１０は、読込みエラー検出器1800の動作を示したものである。図１０（a）は、再生信号内に読込みエラー部分を有する再生信号データyi 2001を示す。
【００５２】
図９で説明したように、読込みエラー検出器1800は、再生信号データyiが、読込みエラー検出レベルの正側のしきい値Ｂ１よりも大きい又は、読込みエラー検出レベルの負側のしきい値Ｂ２よりも小さい場合には、読込みエラー位置ＢＰであると判定する。
【００５３】
図１０に示す本実施例では、図９のシフトレジスタ1803と1804の段数Ｎが、例えば、Ｎ＝４ の場合の例を示す。なお、シフトレジスタ1803及び1804の段数Ｎは、ビームのスポット径と媒体上の記録マークのサイズ等に基づいて、任意に定められる値であり、通常は反復復号の処理単位であるブロック長より小さな値となる。
【００５４】
シフトレジスタ1803の出力は、図１０（b）に示すように、再生信号データyiが、読込みエラー検出レベルの正側のしきい値Ｂ１よりも大きいときに、ハイレベル2002から2005となる。一方、シフトレジスタ1804の出力は、図１０（c）に示すように、再生信号データyiが、読込みエラー検出レベルの負側のしきい値Ｂ２よりも小さいときに、ハイレベル2006及び2007となる。そして、各シフトレジスタ1803と1804のN段の出力の全てを論理和回路1805に入力すると、図１０（d）に示すように、論理和回路1805の出力には、読込みエラー期間にハイレベル2008から2010となる信号が得られる。このように読込みエラーの影響している範囲の時間期間を有する読込みエラーゲート信号ＢＧを作成できる。
【００５５】
このようにして、読込みエラー検出器1800により作成した読込みエラーゲート信号ＢＧを、図8のPR チャネルコントローラ1900に供給することにより、再生信号確率取得手段406の出力を制御することが可能となる。
【００５６】
なお、上述の実施例は検出パルスの後方にのみゲート生成をする構成としたが、他の実施例として、前方に広げる方式も考えられる。例えば、サンプリング値yiを、前記シフトレジスタのＮ／２段分だけ遅延させると読込みエラー位置ＢＰのＮ／２前から読込みエラーゲート信号ＢＧを開くことになるので、光ビームのガウシアン分布の裾で発生するキズや塵埃による読込みエラー領域の小さな影響にも対応することができる。すなわち、読込みエラー位置ＢＰより前の部分における読込みエラーの影響を受けているサンプル値yiについても、補償の範囲とすることが可能となる。
【００５７】
また、上述の読込みエラー領域の検出は、反復復号器において再生信号の復号が反復処理される毎に、読込みエラー検出手段を用いた検出が行なわれる構成としても良いし、再生信号の反復処理が終了するまで検出結果をメモリに記憶し、２回目以降の反復復号処理においては、読込みエラー位置をメモリから読み取る構成としても良い。なお、メモリに記憶する方法としては、反復復号の処理単位であるブロック長ぶんの配列をメモリ上に用意し、処理単位ブロックにおけるサンプリング値に対応した位置に検出結果（読取り正常か読取りエラーかを表わす２値の情報）を格納する方法がある。この方法では、ＰＲチャネルコントローラは、反復復号処理において復号対象のサンプリング値に対応した位置に格納されている検出結果を参照し、再生信号確率取得手段の動作を制御することになる。なお、メモリに記憶するその他の方法としては、読込みエラーを検出した位置情報のみを記憶する方法が考えられる。この方法では、ＰＲチャネルコントローラは、反復復号処理において復号対象のサンプリング値の位置とメモリ上の検出位置とを比較し、再生信号確率取得手段の動作を制御することになる。
【００５８】
以上のように、読込みエラー領域の再生信号データyiに対する尤度情報P(yi)を、隣接する状態間の全てのブランチについて、略同じ値に強制的に変換することにより、読込みエラー領域における選択し得る経路の確率はすべて同等となる。その後のγ値、α値、β値の演算は、ＰＲチャネルコントローラにより制御された再生信号確率取得手段の出力値をもとに演算を進める。これにより、読込みエラー発生時において、本来のパスとは異なるパスの確率値が増大しないようにすることが可能となる。
【００５９】
特に、本発明では、再生信号のサンプル値を置換するのではなく、又はＰＲチャネルＭＡＰ復号器の出力を置換するものでもなく、読込みエラー領域における再生信号の期待値に対する確率値が、読込みエラー領域の全ブランチ間で同等となるように、再生信号データyiに対する尤度情報P(yi)のみを同じ値に置換した確率値を用いてＭＡＰ復号を行なうため、読込みエラー発生時においても、一方の復号器の出力を他方の復号器の事前情報として有効に用いることを可能としている。
【００６０】
これにより、本発明に従った反復復号方式は、反復復号器の訂正能力を超えたバーストエラーに対しても、反復過程で誤った尤度情報を伝播することなく、低ＳＮＲにおいても復号能力が高いシステムを得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００６１】
【図１】反復復号方式の基本構成を示す図
【図２】従来の反復復号方式を用いた光ディスクの記録／再生システムの構成を示す図
【図３】従来のＰＲチャネルＭＡＰ復号器の構成を示す図
【図４】記録媒体上のデータビット列とＰＲチャネル再生信号（PR(1,1)方式）との関係を示した図
【図５】トレリス線図の例を示す図
【図６】ブランチとＰＲチャネル再生信号（PR(1,1)方式）との関係を示した図
【図７】本発明による反復復号方式を用いた光ディスク記録／再生システムの構成を示す図
【図８】本発明によるＰＲチャネルＭＡＰ復号器の構成を示す図
【図９】本発明の読込みエラー検出器の実施例を示す図
【図１０】本発明の読込みエラー検出器の動作の説明を示す図
【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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