(57)【要約】本発明は、第１の方向に沿って１次元的に展開し、Ｎ−１個の他の方向のうちの少なくとも第２の方向に沿って互いに並べられた少なくとも２つのビット行からなる、Ｎ次元のチャネルチューブに沿って記録担体上に記憶されたチャネルデータストリームのビットのビット値を検出するためのビタビビット検出方法であって、Ｎが少なくとも２であり、第１の方向が、Ｎ−１個の他の方向と共に、ビット位置のＮ次元格子を構成するものであり、チャネルチューブをなすビット行の各々に対する、行ベースの１次元ビタビビット検出方法の独立的な適用を含む方法に関する。信頼性の高いビット検出を実現するために、チャネルチューブ内の各ビット行につき１つずつの、複数の独立した１次元の行ベースのビタビビット検出器（シーケンス検出器としても知られている）が用いられる。近傍行内の１次近傍ビットに関する局所的ビット判定が用いられる（考慮対象のビット行についての）分岐メトリックの計算を通じて、連続する近傍ビット行間の干渉が考慮に入れられる。
2006500714.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１の方向に沿って１次元的に展開し、Ｎ−１個の他の方向のうちの少なくとも第２の方向に沿って互いに並べられた少なくとも２つのビット行からなる、Ｎ次元のチャネルチューブに沿って記録担体上に記憶されたチャネルデータストリームのビットのビット値を検出するためのビタビビット検出方法であって、前記Ｎが少なくとも２であり、前記第１の方向が、前記Ｎ−１個の他の方向と共に、ビット位置のＮ次元格子を構成するものであり、当該ビタビビット検出方法は、前記チャネルチューブをなす前記ビット行の各々に対する、行ベースの１次元ビタビビット検出方法の独立的な適用を含み、
１次元の行ベースのビタビ検出器のビタビトレリス内における、すべての可能な状態遷移についての分岐メトリックの計算が、受信されたＨＦ信号値の参照レベルに対する差分に基づいており、該遷移が、前記ビット行内における複数の連続ビットを表しており、該ビットが、ビットの前記Ｎ次元格子のクラスターの中央行のビットであり、前記参照レベルが、前記クラスターの全ビットに依存しており、前記クラスターが、前記中央行のビットに加えて、それに沿って前記１次元ビタビビット検出方法が適用される前記中央ビット行の、前記Ｎ−１個の他の方向に沿ったそれぞれの側にある複数の近傍ビット行の各々に含まれる複数の１次近傍ビットを含んでおり、該近傍ビット行内の該１次近傍ビットに対する予備的ビット判定が、前記分岐メトリックの計算に用いられる前記参照レベルを決定するのに使用され、
前記受信されたＨＦ信号値に対応する、ビットの前記Ｎ次元格子の前記クラスターの中心ビットに対するビット値の選択が、計算された前記分岐メトリックに基づいていることを特徴とするビタビビット検出方法。
【請求項２】
前記近傍ビット行内の前記１次近傍ビットに関する前記予備的ビット判定が、スライサーレベルを用いた閾値検出により得られることを特徴とする請求項１記載の方法。
【請求項３】
前記中央行の前記ビタビトレリス内の前記分岐の各々を構成する、前記中央行の前記ビット値が、前記近傍ビット行内の前記１次近傍ビットに関する前記予備的ビット判定を決定するために用いられることを特徴とする請求項１記載の方法。
【請求項４】
すべての前記１次近傍ビットの合計によって決定される予め決められた尺度の評価により、前記１次近傍ビットに関する前記予備的ビット判定が得られ、該合計が、各１つ１つの１次近傍ビットの、前記ＨＦ信号値と前記ビットクラスターに対応する参照ＨＦ信号値との差分に基づく、副次的尺度に関する項を含んでおり、前記評価が、前記１次近傍ビットのすべての可能な値について得られた、すべての可能なビット単位について行われ、前記予め決められた尺度の値が最も低いビット単位が選択されることを特徴とする請求項１記載の方法。
【請求項５】
前記副次的尺度が、各１つ１つの１次近傍ビットの、前記ＨＦ信号値と前記ビットクラスターに対応する参照ＨＦ信号値との前記差分の自乗値に関連するものであることを特徴とする請求項４記載の方法。
【請求項６】
前記副次的尺度が、各１つ１つの１次近傍ビットの、前記ＨＦ信号値と前記ビットクラスターに対応する参照ＨＦ信号値との前記差分の絶対値に関連するものであることを特徴とする請求項４記載の方法。
【請求項７】
前記１次近傍ビットに関する前記予備的ビット判定が、軟判定情報を用いて得られることを特徴とする請求項１記載の方法。
【請求項８】
前記１次近傍ビットの近傍ビットであるが前記クラスターの前記中央ビット行の一部をなさないビットである、２次近傍ビットに関するさらなる予備的ビット判定が、前記１次近傍ビットに関する前記予備的ビット判定に用いられることを特徴とする請求項１記載の方法。
【請求項９】
前記分岐メトリックが、前記クラスターの前記中心ビットについての前記受信されたＨＦ信号値と、前記クラスターをなす全ビットのビット値に依存する参照ＨＦ信号値との、差分の自乗として決定されることを特徴とする請求項１記載の方法。
【請求項１０】
前記分岐メトリックが、前記クラスターの前記中心ビットについての前記受信されたＨＦ信号値と、前記クラスターをなす全ビットのビット値に依存する参照ＨＦ信号値との、差分の絶対値として決定されることを特徴とする請求項１記載の方法。
【請求項１１】
前記Ｎが２であり、チャネルデータストリームのビットの前記ビット値が、第１の方向に沿って１次元的に展開し、第２の方向に沿って互いに並べられた少なくとも２つのビット行からなる、２次元のチャネルストリップに沿って記録担体上に記憶されており、該２つの方向が、ビット位置の２次元格子を構成していることを特徴とする請求項１記載の方法。
【請求項１２】
ビットの前記２次元格子が、正方型の格子であることを特徴とする請求項１１記載の方法。
【請求項１３】
ビットの前記２次元格子が、六方型の格子であることを特徴とする請求項１１記載の方法。
【請求項１４】
前記チャネルストリップが、少なくとも３つのビット行を含んでおり、六角形クラスターが、７つのビットを含んでおり、該７つのビットは、３つが前記中央ビット行内に配されており、２つずつが上側および下側の１次近傍ビット行内にそれぞれ配されていることを特徴とする請求項１３記載の方法。
【請求項１５】
２次近傍ビットに関する予備的ビット判定が、各１次近傍ビット行内の前記２つの１次近傍ビットに関する前記予備的ビット判定の決定に用いられることを特徴とする請求項１３または１４記載の方法。
【請求項１６】
前記上側および下側の１次近傍ビット行内にそれぞれ配されている、前記六角形クラスターの前記２つの１次近傍ビットが、それぞれ８つの近傍ビットによって取り囲まれた１次近傍ビット単位としてまとめられ、該８つの近傍ビットは、５つが２次近傍ビットであり、３つが前記六角形クラスターの前記中央行のビットであり、該３つのビットが、前記１次元の行ベースのビタビ検出器の前記ビタビトレリス内において考慮されるべき分岐の各々を構成する、２つの状態のビットによって設定されていることを特徴とする請求項１５記載の方法。
【請求項１７】
前記上側および下側の１次近傍ビット行内にそれぞれ配されている、前記六角形クラスターの前記２つの１次近傍ビットが、次の近傍ビット行の１つのビットと共に１次近傍ビット単位としてまとめられて、３つのビットからなるビット単位をなし、各ビット単位が、それぞれ９つの近傍ビットによって取り囲まれており、該９つの近傍ビットは、６つが２次近傍ビットであり、３つが前記六角形クラスターの前記中央行のビットであり、該３つのビットが、前記１次元の行ベースのビタビ検出器の前記ビタビトレリス内において考慮されるべき分岐の各々を構成する、２つの状態のビットによって設定されていることを特徴とする請求項１５記載の方法。
【請求項１８】
前記１次近傍ビットの近傍ビットであって前記六角形クラスターの前記中央行に属さないビットである、前記２次近傍ビットのビット値が、スライサーレベルを用いた閾値検出によって特定されることを特徴とする請求項１６または１７記載の方法。
【請求項１９】
前記分岐メトリックが、期待値として、特に、前記２次近傍ビットに関して入手可能な軟判定情報を用いて前記２次近傍ビットのすべての可能なビット値に亘って取られた平均値として、計算されることを特徴とする請求項８記載の方法。
【請求項２０】
前記Ｎが３であり、ビットの３次元格子が用いられることを特徴とする請求項１記載の方法。
【請求項２１】
前記行ベースの１次元ビタビビット検出方法が繰返し適用され、前記１次近傍ビットに関する予備的ビット判定が、前の繰返しにおける前記行ベースの１次元ビタビビット検出方法の出力から得られることを特徴とする請求項１記載の方法。
【請求項２２】
第１の方向に沿って１次元的に展開し、Ｎ−１個の他の方向のうちの少なくとも第２の方向に沿って互いに並べられた少なくとも２つのビット行からなる、Ｎ次元のチャネルチューブに沿って記録担体上に記憶されたチャネルデータストリームのビットのビット値を検出するためのビタビビット検出器であって、前記Ｎが少なくとも２であり、前記第１の方向が、前記Ｎ−１個の他の方向と共に、ビット位置のＮ次元格子を構成するものであり、当該ビタビビット検出器は、前記チャネルチューブをなす前記ビット行の各々に対する、行ベースの１次元ビタビビット検出方法の独立的な適用のためのビタビビット検出ユニットを含み、
１次元の行ベースのビタビ検出器のビタビトレリス内における、すべての可能な状態遷移についての分岐メトリックを計算するための手段であって、該計算が、受信されたＨＦ信号値の参照レベルに対する差分に基づいており、該遷移が、前記ビット行内における複数の連続ビットを表しており、該ビットが、ビットの前記Ｎ次元格子のクラスターの中央行のビットであり、前記参照レベルが、前記クラスターの全ビットに依存しており、前記クラスターが、前記中央行のビットに加えて、それに沿って前記１次元ビタビビット検出方法が適用される前記中央ビット行の、前記Ｎ−１個の他の方向に沿ったそれぞれの側にある複数の近傍ビット行の各々に含まれる複数の１次近傍ビットを含んでおり、該近傍ビット行内の該１次近傍ビットに対する予備的ビット判定が、前記分岐メトリックの計算に用いられる前記参照レベルを決定するのに使用されるものである手段と、
計算された前記分岐メトリックに基づいて、前記受信されたＨＦ信号値に対応する、ビットの前記Ｎ次元格子の前記クラスターの中心ビットに対するビット値を選択するための手段とを含んでいることを特徴とするビタビビット検出器。
【請求項２３】
前記選択するための手段が、加算・比較・選択ユニットと、バックトラックユニットとを含んでいることを特徴とする請求項２２記載のビット検出器。
【請求項２４】
チャネルデータストリーム内に符号化され、記録担体上に記憶されたエラー訂正コードおよび変調コードであるユーザーデータストリームを、再生する方法であって、前記チャネルデータストリームのビットのビット値を検出するための請求項１記載のビット検出方法と、変調コード復号方法と、エラー訂正コード復号方法とを含むことを特徴とする方法。
【請求項２５】
チャネルデータストリーム内に符号化され、記録担体上に記憶されたエラー訂正コードおよび変調コードであるユーザーデータストリームを、再生する再生装置であって、前記チャネルデータストリームのビットのビット値を検出するための請求項２２記載のビット検出器と、変調コードデコーダと、エラー訂正コードデコーダとを含むことを特徴とする再生装置。
【請求項２６】
コンピュータ上で実行された際に、該コンピュータに請求項１または２４記載の方法の各工程を実行させるための、プログラムコード手段を含むコンピュータプログラム。
【請求項２７】
第１の方向に沿って１次元的に展開し、Ｎ−１個の他の方向のうちの少なくとも第２の方向に沿って互いに並べられた少なくとも２つのビット行からなる、Ｎ次元のチャネルチューブに沿って記録担体上に記憶されたチャネルデータストリームのビットのビット値を検出するためのビタビビット検出器を含む光記録装置であって、前記Ｎが少なくとも２であり、前記第１の方向が、前記Ｎ−１個の他の方向と共に、ビット位置のＮ次元格子を構成するものであり、前記ビタビビット検出器が、前記チャネルチューブをなす前記ビット行の各々に対する、行ベースの１次元ビタビビット検出方法の独立的な適用のためのビタビビット検出ユニットを含んでおり、
１次元の行ベースのビタビ検出器のビタビトレリス内における、すべての可能な状態遷移についての分岐メトリックを計算するための手段であって、該計算が、受信されたＨＦ信号値の参照レベルに対する差分に基づいており、該遷移が、前記ビット行内における複数の連続ビットを表しており、該ビットが、ビットの前記Ｎ次元格子のクラスターの中央行のビットであり、前記参照レベルが、前記クラスターの全ビットに依存しており、前記クラスターが、前記中央行のビットに加えて、それに沿って前記１次元ビタビビット検出方法が適用される前記中央ビット行の、前記Ｎ−１個の他の方向に沿ったそれぞれの側にある複数の近傍ビット行の各々に含まれる複数の１次近傍ビットを含んでおり、該近傍ビット行内の該１次近傍ビットに対する予備的ビット判定が、前記分岐メトリックの計算に用いられる前記参照レベルを決定するのに使用されるものである手段と、
計算された前記分岐メトリックに基づいて、前記受信されたＨＦ信号値に対応する、ビットの前記Ｎ次元格子の前記クラスターの中心ビットに対するビット値を選択するための手段とを含んでいることを特徴とする光記録装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、記録担体上に記憶されたチャネルデータストリームのビットのビット値を検出するための、行ベースのビタビ（Ｖｉｔｅｒｂｉ）ビット検出方法に関するものである。さらに、本発明は、対応の行ベースのビタビビット検出器、ユーザーデータストリームの再生方法、対応の再生装置、およびこれらの方法を実施するためのコンピュータプログラムにも関するものである。本発明は特に、光ディスクまたはメモリカードといった記録担体上に２次元様式で書き込まれた情報のための、行ベースのビタビビット検出方法に関する。本発明はまた、ＰＲＭＬ（Ｐａｒｔｉａｌ  Ｒｅｓｐｏｎｓｅ  Ｍａｘｉｍｕｍ−Ｌｉｋｅｌｉｈｏｏｄ；部分応答最尤）ビット検出に関するものと捉えることもできる。すなわち、本発明は、ＰＲＭＬビット検出方法および装置にも関するものである。
【背景技術】
【０００２】
欧州特許出願第０１２０３８７８．２号には、情報を、格子構造へと多次元符号化および／または格子構造から多次元復号する方法およびシステムであって、その格子構造が、符号化された上記の情報のチャネルビット位置を、少なくとも２次元で表しているものである方法およびシステムが開示されている。符号化および／または復号は、準最密格子構造を用いて行われる。３次元符号化および／または復号の場合には、好ましくは（準）六方最密（ｈｃｐ）格子構造が用いられる。３次元において他に用いられる可能性があるものとしては、（準）面心立方（ｆｃｃ）格子構造が挙げられる。２次元符号化および／または復号の場合には、好ましくは準六方格子構造が用いられる。２次元において他に用いられる可能性があるものとしては、準正方格子構造があり得る。本発明の目的をより単純かつ明確に説明するために、２次元のケースに特に注目する。より高次元のケースは、多少の差はあれ、２次元のケースの単純な拡張として導出することができる。ビットの行を１行のみ含む１次元のケースという特殊な状況は、たとえば「Ｄｉｇｉｔａｌ  Ｂａｓｅｂａｎｄ  Ｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎ  ａｎｄ  Ｒｅｃｏｒｄｉｎｇ（デジタルベースバンド伝送および記録）」、Ｋｌｕｗｅｒ  Ａｃａｄｅｍｉｃ  Ｐｕｂｌｉｓｈｅｒｓ、１９９６年の、Ｊａｎ  Ｂｅｒｇｍａｎｓの著による第７章「Ｖｉｔｅｒｂｉ  Ｄｅｔｅｃｔｉｏｎ（ビタビ検出）」において説明されているように、１次元変調および符号化の現在の技術水準においてよく知られているような、ＰＲＭＬビット検出の極めて古典的なケースに突き詰められる。
【０００３】
光ディスク上への１次元記録では、チャネルデータストリームのチャネルビットは、１ビット分の幅を有する螺旋状のトラックに沿って記録される。２次元記録についても、チャネルデータストリームのチャネルビットは、螺旋に沿って記録され得る。ただし、その螺旋は、半径方向、すなわち螺旋の方向に垂直な方向に互いに並んだ複数のビット行からなる、幅広の螺旋となる。上記のビット行の追加の並びは、螺旋の方向に対して厳密に垂直ではない別の方向に得てもよいが、その方向は、螺旋の方向と、一定のゼロでない角度をなす方向でなくてはならない。
【０００４】
国際公開ＷＯ００／１８０１６号には、入力情報信号からビットシーケンスを導出するＰＲＭＬビット検出装置が開示されている。この装置は、入力情報信号を受信する入力手段と、サンプリング時点における上記の入力情報信号のサンプルを取得するために、サンプリング時点においてその入力情報信号をサンプリングするサンプリング手段と、上記のサンプルのアレイを、第１または第２の２進値を有するビットのアレイに変換する変換手段と、上記のビットのアレイのうちｎ個の連続ビットからなる連続シーケンスであって、時間の１ビットごとにｎ個の連続ビットの時間窓をシフトすることによって得られる連続シーケンスの状態を反復的に検出する検出手段と、上記の状態を通る最良のパスを制定する手段と、上記の状態を通る最良のパスに従ってビットのシーケンスを導出する導出手段とを備えている。この装置においては、ｎは３よりも大きく、同一２進値であるｎ−１個の直接連続するビットを有するｎ個の連続ビットのシーケンスは、同一の状態に割り当てられる。ある特定の実施形態では、ｎは、４よりも大きい奇数とされる。かかる特定の実施形態では、ｎビットのシーケンス内の中央のｎ−２個のビットとして同一２進値であるｎ−２個の直接連続するビットを有する、ｎ個の連続ビットのシーケンスは、同一の状態に割り当てられる。この結果、複雑さが低減されたＰＲＭＬ検出装置が得られる。
【０００５】
２次元ビットアレイ用の完全なＰＲＭＬビット検出器は、幅広の螺旋の全幅に対して設計されたトレリス（ｔｒｅｌｌｉｓ）を必要とする。このことは、多大な状態複雑さを伴い、そのことは、今後数十年における最も高速のハードウェアにおいてさえもとても実装することができない、全く実用的でないアルゴリズムをもたらすという欠点を有する。
【０００６】
ある２次元ＰＲＭＬビット検出器が、Ｓ．Ｔａｉｒａ、Ｔ．Ｈｏｓｈｉｚａｗａ、Ｔ．Ｋａｔｏ、Ｙ．Ｋａｔａｙａｍａ、Ｔ．Ｎｉｓｈｉｙａ、Ｔ．Ｍａｅｄａによる「Ｓｔｕｄｙ  ｏｆ  Ｒｅｃｏｒｄｉｎｇ  Ｍｅｔｈｏｄｓ  ｆｏｒ  Ａｄｖａｎｃｅｄ  Ｏｐｔｉｃａｌ  Ｄｉｓｋｓ（高性能光ディスクのための記録方法の研究）」、Ｔｅｃｈｎｉｃａｌ  Ｒｅｐｏｒｔ  ｏｆ  ＩＥＩＣＥ、２００２−０３年、第５７−６４頁に開示されている。この文献には、横方向と縦方向との両方にｄ＝１  ＲＬＬの制約条件を有する、正方格子上の２次元変調を伴う光記憶システムが記載されている。このシステム用の、２次元イコライザーと、２次元ビタビ検出器または２次元ＰＲＭＬ検出器とからなる受信器が、Ｔ．Ｋａｔｏ、Ｓ．Ｔａｉｒａ、Ｙ．Ｋａｔａｙａｍａ、Ｔ．Ｎｉｓｈｉｙａ、Ｔ．Ｍａｅｄａによる「Ｔｗｏ−Ｄｉｍｅｎｓｉｏｎａｌ  Ｐａｒｔｉａｌ−Ｒｅｓｐｏｎｓｅ  Ｅｑｕａｌｉｚａｔｉｏｎ  ａｎｄ  Ｄｅｔｅｃｔｉｏｎ  Ｍｅｔｈｏｄ  ｗｉｔｈ  Ｍｕｌｔｉ−Ｔｒａｃｋ（マルチトラックのための２次元部分応答等化および検出方法）」、Ｔｅｃｈｎｉｃａｌ  Ｒｅｐｏｒｔ  ｏｆ  ＩＥＩＣＥ、２００２−０３年、第６５−７０頁に開示されている。この２次元ＰＲＭＬ検出器は、３つの連続したビット行に基づいているが、ビタビアルゴリズムの典型的な加算・比較・選択（ＡＣＳ）処理は、中央ビット行のみのＨＦサンプルを用いており、その他の２つのビット行が、共同で参照レベルを決定するのに用いられる。この参照レベルは、ビタビ検出器のトレリス図中の分岐（すなわち遷移）の分岐メトリックを導出するために、受信されたＨＦ信号がこの参照レベルから差し引かれるべきものである。このようにして、このビタビ検出器は、その出力部において、中央ビット行のみについてのビット判定を与える。この意味で、ＰＲＭＬ検出器は連続する行に関して既に独立的に作用しており、ビット行の組全体に関する状態複雑さは、３行のみと関連付けられる複雑さにまで低減されている。３行からなるストリップ内においては、既知のビット検出器は、一種の２次元ＰＲＭＬを実行するが、出力は１次元の出力となる（３行からなるストリップの中央行である１つの行について）。チャネルストリップは独立的に処理されるが、ビタビ検出器の状態複雑さは、依然としてかなり高い点に留意されたい。
【０００７】
ここで、上記の文献に開示されているような、接線方向に３タップ応答を有する実用的なケースを考える。正方格子については（ただし、このアルゴリズムを六方格子に適用する場合も）、両方の格子について変調符号化がないと仮定すると、各々６ビットで特徴付けられる状態が得られ、２６＝６４個の状態がもたらされる。各状態は、２３＝８個の可能な先行状態を有することになる。２次元ｄ＝１の制約条件を伴う上記の参考文献におけるランレングス変調符号化を想定すると、正方格子上では、縦方向および横方向に沿ったランレングス制約条件を用いるためにいくつかの状態が禁止されるので、状態の数は、６４個よりもわずかに小さくなる。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
本発明の１つの目的は、高い記録密度をもたらすビタビビット検出方法、とりわけアイパターンにおける従来の「目」が閉じられていてもよいビタビビット検出方法を提供することである。従来のアイパターンにおける「目の高さ」は、ビットが「０」の値を有する場合に対する信号レベルと、ビットが「１」の値を有する場合に対する信号レベルとの、系統的な最小差分に対応している。「開いた目」とは、（平均において、または何らノイズがない状態において、）ビット「０」に対する信号レベルとビット「１」に対する信号レベルとが、明確に区別できることを意味する。そのような場合には、適当に設定されたスライサーレベルを用いた閾値検出手法を使用することができる。「閉じた目」の場合は、ノイズがない状況にあっても、いくつかの信号レベルが、ビット「０」またはビット「１」に明確に割り当てられない状態に対応する。この後者の場合には、ビット「０」に対する信号レベルとビット「１」に対する信号レベルとが重複する、消去ゾーンと呼ばれる信号レベルの範囲が存在する。
【０００９】
本発明のさらなる１つの目的は、低いビットエラーレート、特に、ＥＣＣ復号処理に先立って単純な閾値検出を適用することにより「閉じた目」の場合について実現されるような、１０−２から１０−１よりも低いビットエラーレートを達成することである。好ましくは、ＢＤにおいて使用されるピケットＥＣＣ（以前は、ＤＶＲとして知られていた）のような、バイト主導のＥＣＣの場合には、「ランダム」エラー（いわゆる「バーストエラー」と対照的なもの）についての符号すなわちバイトエラーレート（ＢＥＲ）は、２×１０−３を超えない。これは、符号化されていないチャネルビットストリームに関しては、許容できるチャネルビットエラーレート（ｂＥＲ）の上限を２．５×１０−４とすることに対応する。
【００１０】
さらには、独立型のビタビ検出器の状態複雑さの、さらなる低減を達成する。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明によれば、これらの目的は、請求項１に記載されたビタビビット検出方法によって達成される。この請求項１に記載されたビタビビット検出方法によれば、チャネルデータストリームが、第１の方向に沿って１次元的に展開し、Ｎ−１個の他の方向のうちの少なくとも第２の方向に沿って互いに並べられた少なくとも２つのビット行からなる、Ｎ次元のチャネルチューブに沿って記録担体上に記憶され、Ｎは少なくとも２であり、上記の第１の方向が、上記のＮ−１個の他の方向と共に、ビット位置のＮ次元格子を構成するものであり、当該ビタビビット検出方法は、上記のチャネルチューブをなすビット行の各々に対する、行ベースの１次元ビタビビット検出方法の独立的な適用を含み、
【００１２】
１次元の行ベースのビタビ検出器のビタビトレリス内における、すべての可能な状態遷移についての分岐メトリックの計算が、受信したＨＦ信号値の参照レベルに対する差分に基づいており、上記の遷移が、前記ビット行内における複数の連続ビットを表しており、上記のビットが、ビットのＮ次元格子のクラスターの中央行のビットであり、上記の参照レベルが、上記のクラスターの全ビットに依存しており、上記のクラスターが、中央行のビットに加えて、それに沿って上記の１次元ビタビビット検出方法が適用される中央ビット行の、上記のＮ−１個の他の方向に沿ったそれぞれの側にある複数の近傍ビット行の各々に含まれる複数の１次近傍ビットを含んでおり、近傍ビット行内の上記の１次近傍ビットに対する予備的ビット判定が、上記の分岐メトリックの計算に用いられる参照レベルを決定するのに使用され、
【００１３】
上記の受信されたＨＦ信号値に対応する、上記のビットのＮ次元格子のクラスターの中心ビットに対するビット値の選択が、計算された上記の分岐メトリックに基づいている。
【００１４】
上記の目的はさらに、分岐メトリックを計算するための手段と、ビット値を選択するための手段とを含む、ビタビビット検出ユニットを備えた請求項２２に記載された行ベースのビタビビット検出器によっても達成される。本発明はさらに、チャネルデータストリーム内に符号化され記録担体上に記憶された、エラー訂正コードおよび変調コードであるユーザーデータストリームを、再生する方法であって、チャネルデータストリームのビットのビット値を検出するための上記に述べたビタビビット検出方法と、変調コード復号方法と、エラー訂正コード復号方法とを含む方法にも関する。さらには、本発明は、請求項２５に記載された再生装置、および請求項２６に記載されたコンピュータプログラムにも関する。本発明の好ましい実施形態は、従属請求項において規定されている。
【００１５】
本発明は、チャネルチューブ内の各ビット行につき１つとされた、複数の独立した１次元ビタビシーケンス検出器を用いて、信頼性の高いビット検出を実現するという思想に基づいている。連続する近傍ビット行間の干渉は、そのときの考慮対象であるビット行ついての分岐メトリックの計算を通じて考慮に入れられる。この計算には、近傍ビット行内の２次近傍ビットに関する局所的ビット判定を必要とするものであってもよい、１次近傍ビットに関する予備的ビット判定が用いられる。２次近傍ビットとは、上記の１次近傍ビットの近傍ビットであって、１次元ビタビ検出のための考慮対象である中央ビット行の一部をなさないビットを指す。
【００１６】
ＰＲＭＬビット検出装置の一般的なレイアウトおよび機能に関しては、いくつかの用語の説明も含む上記の国際公開ＷＯ００／１８０１６号を参照されたい。この国際公開の記載および説明内容は、参照により、本明細書に含まれているものとする。
【００１７】
１次近傍ビットに関する予備的ビット判定を決定するための好ましい実施形態は、請求項２から７において規定されている。すなわち、閾値検出においてスライサーレベルが用いられ得る。さらに、ビタビトレリス内の考慮すべき特定の分岐のそれぞれに応じて、中央行内のビットの特定のビット値を用いてもよい。上記の閾値検出は、近傍ビット位置におけるＨＦ信号サンプルを考慮することなく、１つの特定のビットについて検出されたＨＦ信号値に基づいている。
【００１８】
１つの好ましい実施形態によれば、予備的ビット判定を決定するために、予め決められた尺度が評価される。この尺度は、すべての１次近傍ビットの合計によって決定され、その合計は、各１つ１つの１次近傍ビットの、ＨＦ信号値とビットクラスターに対応する参照ＨＦ信号値との差分に基づく、副次的尺度に関する項を含んでいる。上記の評価は、上記の１次近傍ビットのすべての可能な値について得られた、すべての可能なビット単位について行われ、上記の予め決められた尺度の値が最も低いビット単位が選択される。好ましい副次的尺度が、請求項５および６において規定されており、これらの好ましい副次的尺度は、各１つ１つの１次近傍ビットの、ＨＦ信号値とビットクラスターに対応する参照ＨＦ信号値との差分の、自乗値または絶対値に関連する。
【００１９】
請求項８に規定されているように、１次近傍ビットに加えて、２次近傍ビットに関する予備的ビット判定を用いて、１次近傍ビットに関する予備的ビット判定を決定してもよい。２次近傍ビットに関するこれらの予備的ビット判定は、たとえば、閾値検出により得ることができる。
【００２０】
分岐メトリックの計算には、種々の手法がある。２つの好ましい手法が、請求項９および１０に規定されている。ＰＲＭＬビット検出器内のビタビアルゴリズムは、パスコストが最小のパスである「最良の」パスを探索する。パスコストは、「パスメトリック」と呼ばれることもある。１つのパスは、複数の遷移の連なりであると捉えることができる。１つの状態から別の１つの状態への遷移は、分岐と呼ばれる。各遷移（すなわち分岐）は、ある特定の分岐メトリック（すなわち分岐コスト）と関連付けられている。ある所与のパスについてのパスメトリックは、そのパスの個々の分岐のコストの合計である。すなわち、パスメトリックは、選択された分岐メトリックの合計である。
【００２１】
全般的に、本発明は、カードベースのシステムの場合のように、チャネルデータストリームのチャネルワードが１方向より多い方向に展開してもよい多次元コード、すなわちチャネルデータストリームが、少なくとも２次元の次元を有する多次元チャネルチューブに沿って記録担体上に記憶されている多次元コードに適用可能なものである。その場合、ビット行が展開する第１の方向は、好ましくは、チャネルチューブを構成するすべてのビット行に関して共通とされる。第１の方向は、ビット行が互いに並べられる方向であるＮ−１個の他の方向と共に、ビット位置のＮ次元空間およびＮ次元格子を構成する。チャネルチューブは、上記の第１の方向に沿って展開するチャネルビットの少なくとも２つのビット行を含み、全チャネルチューブの集合が、Ｎ次元空間の全体を埋め尽くす。
【００２２】
しかしながら、本発明は、１次元的に展開するビットシーケンスを含むチャネルデータストリーム、または、第１の方向に沿って１次元的に展開し、好ましくは第１の方向に対して斜めまたは垂直である第２の方向に沿って互いに並べられた、少なくとも２つのビット行からなるチャネルストリップを含み、それら２つの方向がビット位置の２次元格子を構成するようなチャネルデータストリームに適用することが好ましい。そのような格子の好ましい実施形態は、請求項１２および１３に規定されているような、正方型または六方型の２次元格子である。
【００２３】
六方格子においては、中央ビット行に含まれる３つのビットと、２つの近傍ビット行のそれぞれに含まれる２つずつの１次近傍ビットとを含む、合計７つのビットの組から六角形クラスターが形成されてもよい。さらに、考慮対象である中央ビット行の近傍ビット行内に、２次近傍ビットが配されることもある。六角形クラスターを用いた本発明の好ましい実施形態は、請求項１４から１８に規定されている。
【００２４】
期待値を用いた、分岐メトリックの計算の有利な実施形態が、請求項１９に規定されている。本方法は、請求項２０に規定されているように、３次元格子のビット位置上にビットが配されている、３次元のケースにも適用することができる。
【００２５】
本発明に係るビット検出方法は、行ベースの１次元ビタビビット検出方法の、繰返しの使用を含んでいてもよい。すなわち、ビット行の組の所与の１次元部分に対する１次元ビタビ検出器の出力が、ビット行の組の同一の１次元部分（１次元の行に沿った同一のビット）に対する２回目の方法の実行の際に、近傍行において必要な１次ビット判定に用いられてもよい。このことの目的は、すべてのビット行に対する１次元ビタビ検出器の第１の組の出力を、すべてのビット行に対するビタビ検出器の可能な第２の組において必要な１次ビット判定に、よりよいビット判定として用いることである。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２６】
以下、図面を参照しながら、本発明について説明する。
【００２７】
図１は、データ記憶システムの典型的な符号化および信号処理要素を示した図である。入力部ＤＩから出力部ＤＯまでのユーザーデータのサイクルは、インターリーブ処理１０、エラー訂正符号化（ＥＣＣ）ならびに変調符号化２０ならびに３０、信号前処理４０、記録媒体５０上へのデータの記憶、信号後処理６０、２値検出７０、および変調コードならびにインターリーブされたＥＣＣの復号処理８０ならびに９０を含み得る。ＥＣＣエンコーダ２０は、様々なノイズ源に由来するエラーに対抗するプロテクションを与えるため、データに冗長性を加える。ＥＣＣ符号化されたデータは、続いて、データをチャネルに適合化させる変調エンコーダ３０に受け渡される。すなわち、この変調エンコーダ３０は、データを処理して、チャネルエラーによる破損を受ける可能性がより低く、かつチャネル出力部においてより容易に検出される形態のデータとする。変調されたデータは、続いて、たとえば空間光変調器その他の記録装置に入力され、記録媒体５０に記憶される。取出側では、読出装置（たとえば、光検出装置または電荷結合素子（ＣＣＤ））が、擬似アナログデータ値を返す。この擬似アナログデータ値は、デジタルデータ（２値変調方式の場合は、１ピクセルにつき１ビット）に再変換されなくてはならない。この処理の最初の工程は、等化と呼ばれる後処理工程６０であり、この工程は、ここではまだ擬似アナログ領域内において、記録処理において生成された歪みを元に戻そうとする。続いて、擬似アナログ値のアレイが、ビット検出器７０を介して、２値デジタルデータのアレイに変換される。その後、デジタルデータのアレイは、まず変調符号化と逆の処理を行う変調デコーダ８０へと受け渡され、続いてＥＣＣデコーダ９０へと受け渡される。
【００２８】
上記の欧州特許出願第０１２０３８７８．２号には、チャネルビットの最近傍クラスターによる六方格子上での、２次元の制約条件付きの符号化が記載されている。この欧州特許出願は、かかる２次元コードの実際の構成ではなく、主として、チャネルを介したよりロバスト性の高い伝送という観点からの利点を有する制約条件に焦点を当てている。２次元コードの実際の構成については、欧州特許出願第０２０７６６６５．５号（ＰＨＮＬ０２０３６８）で取り上げられている。すなわち、かかる２次元コードの実装および構成が、欧州特許出願第０２０７６６６５．５号に記載されている。例として、ある２次元六方型コードを以下において図解する。しかしながら、本発明の全般的な思想およびすべての解決策は、あらゆる２次元コード、とりわけあらゆる２次元六方格子または正方格子コードに、広く適用可能なものである点に留意されたい。最終的には、本発明の全般的な思想は、コードの１次元的な展開を特徴とする多次元コード（等方性の制約を有するものであるかもしれない）にも適用可能である。
【００２９】
上記に述べたように、以下では、２次元六方型コードを考える。２次元六方格子上のビットは、ビットクラスターによって識別することができる。１つの六角形クラスターは、中心の格子位置にある１つのビットと、それを取り囲む近傍格子位置にある６つの最近傍ビットとからなる。コードは、１次元方向に沿って展開する。１つの２次元ストリップは、第１の方向に垂直な第２の方向に互いにスタックされた、複数の１次元の行からなる。ストリップベースの２次元符号化の原理は、図２に示されている。ストリップ同士の間、または連続したストリップの群同士の間には、たとえば１つの行であるガード帯が配されていてもよい。
【００３０】
六方格子上の２次元記録についての信号レベルは、可能なすべての六角形クラスター全体の組についての振幅値のプロットによって識別される。さらに、等方性の仮定が用いられる。すなわち、チャネルインパルス応答は、円対称であると仮定される。このことは、７ビットからなるクラスターの特徴を特定するためには、中心ビットを識別し、最近傍ビット中の「１」であるビット（または「０」であるビット）の数（６個の最近傍ビットのうち０、１、・・・、６個が、「１」であるビットであり得る）を識別すれば足りることを示唆する。「０」であるビットを、ここではランドビットと呼ぶ。典型的な「信号パターン」を、図３に示す。１１行の平行なビット行からなる幅広の螺旋であって、隣り合う幅広の螺旋間に（空の）１ビット行からなるガード帯が配された螺旋を想定すると、図３の状態は、従来型の１次元光記録（たとえば、（青色レーザーダイオードを用いた）ブルーレイディスク（Ｂｌｕ−ｒａｙ  Ｄｉｓｃ；ＢＤ）のフォーマットにおいて使用されているような）に比較して、記録密度が１．７倍に増加した状態に対応する。
【００３１】
本発明によれば、幅広の螺旋（またはメタ螺旋）は、複数のビット行からなっている。ここで、個々のビット行自身に含まれるビットにのみビタビトレリスが関連するような、行ベースの１次元ＰＲＭＬを適用することを提案する。ビット行に沿った方向における３タップターゲット応答に関しては、各々２つのビットで規定された状態が得られる。図４は、六方格子のビットクラスター上における２次元ターゲット応答を示した図である。対応の有限状態マシン（Ｆｉｎｉｔｅ−Ｓｔａｔｅ  Ｍａｃｈｉｎｅ；ＦＳＭ）は、図５に示されている。このＦＳＭは、１つの状態「ｉ」（ビット（ｂ０ｉ  ｂ１ｉ）を有する）から別の１つの状態「ｊ」（ビット（ｂ０ｊ  ｂ１ｊ）を有する）へと移行する際のシンタックスを示している。かかる状態「ｉ」と状態「ｊ」との間の遷移は、ｂ１ｉ＝ｂ０ｊという条件を満たす場合にのみ許される。すなわち、第１の状態の２番目のビットと、第２の状態の１番目のビットとが、等しくなくてはならない。ここで、１つの状態「ｉ」から別の１つの状態「ｊ」への遷移は、（ｂ０ｉ  ｂ１ｉ  ｂ１ｊ）により、７ビットからなるクラスターの中央のビット行にある３つのビットを完全に特徴付けることに留意されたい。ここで述べる実用的な説明においては、本発明者らの２次元六方格子変調のケースについて１次元ＲＬＬの制約条件を想定していないので、可能な遷移に関する上記以外のさらなる制約は存在しない。
【００３２】
次に、分岐メトリックの計算について説明する。図６は、六角形クラスターをなす７つのビットｘ０、ｘ１、ｘ２、ｘ３、ｘ４、ｘ５およびｘ６の数え方を示した図である。状態「ｉ」から状態「ｊ」への遷移に対する分岐メトリックは、βｉｊと表す。このβｉｊは、好ましくは
【数１】
2006500714.tif 000003
によって与えられる。ここで、ＨＦ０は、（中心の）ビットｘ０における受信信号（等化された信号であるかもしれない）のサンプル値を表している。Ｒ．Ｌ．は、７ビットからなるクラスターのすべてのビット値に依存する、参照振幅レベルを表している。ある所与の遷移（「ｉ」から「ｊ」）に対し、中央ビット行に含まれるビットｘ０、ｘ１およびｘ４の値は、既に一定に決まっている。いまだ判定を要するその他のビットは、ｘ２、ｘ３とｘ５、ｘ６とで表される、２つのビット対で存在する。これらのビット対は、中心ビットｘ０の最近傍ビットに対応し、これらビット対の各々は、上側の近傍ビット行内または下側の近傍ビット行内に配されている。考慮対象のビット行についての１次元ＰＲＭＬ検出器における遷移についての分岐メトリックにおいて使用される、参照レベルＲ．Ｌ．を一義的に特定できるようにするために、これら２つのビット対のビット値が必要とされる。これらのビットを、以下、１次近傍ビットと呼ぶことにする。したがって、１次近傍ビットについてのこれらのビット判定は、考慮対象の（中央）ビット行内にあるビットのビット判定に必要な分岐メトリックの評価を補助するために必要とされる、予備的ビット判定であると捉えることができる。本発明の１つの側面は、１次近傍ビットのこれら２つのビット対についてなされるべき判定に関する。分岐メトリックの計算（のみ）のために必要な、これらの（一時的に必要とされる）予備的ビット判定の質は、１次元ＰＲＭＬが適用される中央行内のビットの、最終的なビット判定の質に影響を与える。したがって、１次近傍ビットについての予備的ビット判定が、近傍ビット行についての実際の出力ビットとして用いられることは決してない。
【００３３】
より単純な１つのアプローチは、ｘ２ならびにｘ３、およびｘ５ならびにｘ６により表される１次近傍ビットについて、閾値検出を使用するアプローチである。しかしながら、図３に示された信号パターンの信号レベルは大きな重複を有するため、閾値検出は、極めて信頼性の低いものとなってしまう。性能分析により、１次近傍ビットに対する閾値検出を伴う１次元ＰＲＭＬを使用しても、メタ螺旋全体にビット検出器として閾値検出を適用する場合に比べて、あまり性能の向上が得られないことが分かった。１次近傍ビットの判定の質が、十分に良いものでないのは明らかである。
【００３４】
１次近傍ビットにおけるより信頼性の高いビット判定は、近傍ビット行内の最近傍ビットに対する硬判定ビット検出器の使用により得ることができる。
【００３５】
図７は、中央ビット行の上側および下側の近傍ビット行のそれぞれに含まれる、２つの１次近傍ビットからなるダブレットについて、予備的ビット判定を用いるＨＤ−２型（ＨＤ＝硬判定（ｈａｒｄ−ｄｅｃｉｓｉｏｎ））ビット検出器の使用法を図解した図である。上記に説明したように、中央ビット行内のビットのビット値は、トレリス内の所与の分岐に対して一定のビット値とされている。近傍ビット行に含まれる１次近傍ビットのビット値は、ｘ２ならびにｘ３、およびｘ５ならびにｘ６により表されるビット対（ビット単位とも呼ぶ）を互いに独立に扱うこととして、以下のように特定される。まず、ビット対をなすビットのすべての可能な２つのビットの組合せに関して、ある尺度、好ましくは２つの項の合計である尺度（各項は、ビット対の１つのビットにおいて実際に受信されたＨＦサンプルと、そのビット対内のその１次近傍ビットに対する対応の参照レベルとの差分の自乗である）が評価される。この尺度が最も低い値を有するビット対が選択される。これにより、中央行内のビットｘ０における分岐メトリックに対する参照レベルにおいて使用される、予備的ビット値が得られる。しかしながら、ＨＤ−２検出器の尺度のためには、１次近傍ビット値についても参照レベルが指定されなくてはならない。そのため、１次近傍ビットの２つのビット対をなすそれぞれのビットについても、すべての最近傍ビットのビット値が必要である。これらの近傍ビットの中には、考慮対象の分岐によって一定とされているものもあれば、ＨＤ−２選択処理の一部をなすものもある。２つのビット対をなす各１次近傍ビットに対する、それら以外の残りの最近傍ビットは、２次近傍ビットと呼ばれる。２次近傍ビットは、好ましくは、閾値検出（ＴＤ）により取得されてもよい。
【００３６】
図８は、中央ビット行の上側２つの近傍ビット行および下側２つの近傍ビット行のそれぞれに含まれる、３つの１次近傍ビットからなるトリプレットについて、予備的ビット判定を用いるＨＤ−３型ビット検出器の使用法を図解した図である。この場合の処理は、ＨＤ−２型ビット検出器について上記に説明した処理に非常によく似ている。予備的ビット判定が、ｘ２ならびにｘ３、およびｘ５ならびにｘ６により表される２つのビット対をなす１次近傍ビットにおいて必要とされる。各ビット対は、ここでも独立的に処理される。ビットトリプレット（ビット単位とも呼ぶ）が形成されるように、それぞれのビット対に、中央ビット行から２番目の近傍ビット行に含まれる第３のビットが加えられる。可能なビットトリプレットは、８種類ある。上記のようにして、これら８種類の可能性のそれぞれについて、ある尺度が評価され、最も低い尺度値を有するものが選択される。ＨＤ−３型ビット検出器に用いられる尺度は、３つの項（トリプレット内の各ビットにつき１つの項）の合計である。各項は、トリプレット内の１つのビットに対応し、好ましくは、そのビットにおいて測定されたＨＦ信号と、対応の参照レベルとの差分の自乗値とされる。参照レベルは、トリプレット内のビットの最近傍ビットのビット値を用いて決定される。これらの最近傍ビットの中には、考慮対象の分岐によって一定とされているものもあれば、ＨＤ−３選択処理の一部をなすものもある。そして、それら以外の他のビット、すなわち中央ビット行の近傍のビット行内においてビットトリプレットを取り囲む６つのビット（以下、２次近傍ビットと呼ぶ）が、好ましくは閾値検出（ＴＤ）により特定されてもよい。選択されたビットトリプレットから、下側のビットトリプレットの場合にはビット対ｘ２およびｘ３のビットのみが、上側のビットトリプレットの場合にはｘ５およびｘ６のみが、考慮対象のビット行内のビットｘ０における１次元ＰＲＭＬに関する分岐メトリックの計算に用いられなければならない、参照レベルの選択のために必要とされる（ビット検出器が対処し得る符号間干渉は、高々７ビットのビットを含む六角形クラスターの内部のみに存在すると仮定して）。しかしながら、３ビットからなるビット単位の各々に含まれる追加の第３のビットを含めて考えることによって、下側のビットトリプレットに関してはｘ２およびｘ３、上側のビットトリプレットに関してはｘ５およびｘ６である、１次近傍ビットのビット対に関する予備的ビット判定の質が、大幅に改善され得る。
【００３７】
接線方向において３タップのインパルス応答を有する１次元ＰＲＭＬビット検出のためのトレリスが、図９に図解されている。図から見て取れるように、いずれの状態も、ちょうど２つの先行状態を有している。これらの２つの先行状態は、現在の（考慮対象の）状態の最初のビットを、最後のビットとして有する状態である。たとえば、状態「０１」からの遷移は、次の状態として状態「１０」および「１１」に対してのみ許容されている。これらの遷移は、それぞれ「０１０」および「０１１」の、３ビットからなるシーケンスを生み出す。図１０は、接線方向において３タップのインパルス応答を有する１次元ＰＲＭＬビット検出のための、繰返しのトレリスを示した図である。このトレリスを通る全パスが、すべての可能なビットシーケンスを実現する。（最尤シーケンス検出のための）ビタビアルゴリズムは、「最良の」パス、すなわち最小のパスコストを有するパスを探索する。このパスコストは、「パスメトリック」と呼ばれることもある。１つのパスは、複数の遷移の連なりであると捉えることができる。１つの状態から別の１つの状態への遷移（時点ｋから時点ｋ＋１への遷移）は、分岐とも呼ばれる。各遷移（すなわち分岐）は、ある特定の分岐メトリック（すなわち分岐コスト）と関連付けられている。ある所与のパスについてのパスメトリックは、そのパスの個々の分岐のコストの合計である。すなわち、パスメトリックは、分岐メトリックの合計である。
【００３８】
上記のケース（２つのビットの状態が、「００」、「０１」、「１０」および「１１」であるケース）においては、時点（すなわち時刻）ｋ−１から時点ｋへの、状態ｓ０とｓ１との間の遷移についての分岐メトリックは、時点ｋにおける測定されたＨＦサンプル（ＨＦｋと表す）と、状態ｓ０から状態ｓ１への遷移と関連付けられた参照レベルＲ．Ｌ．との差分の、Ｌ２ノルムの自乗値（あるいはＬ１ノルムの絶対値）である。参照レベルは、考慮対象の遷移についての、一種の理想的な（ノイズを含まない）信号レベルである。ここでの参照レベルは、強い２次元符号間干渉（ｉｎｔｅｒ−ｓｙｍｂｏｌ−ｉｎｔｅｒｆｅｒｅｎｃｅ；ＩＳＩ）のため、近傍ビット行のビット値にも依存する。標準的な１次元記憶では、近傍ビット行は常に、かかる問題が生じないように十分遠くに離れて配されている。以下、図１１を参照して、適用されるビタビアルゴリズムを説明する。計算上の負担のため、力づくの（網羅的な）探索により最良のパスを見つけることは好ましくない。ビタビ手法は、特定されるべきビットシーケンスの長さに伴って線形的に増大する複雑さを伴う「動的プログラミング」の手順を導入している。以下では、時点ｋにおいて状態「０１」に到達する最良のパスを見つけるものと仮定する。さらに、時点ｋ−１において、各状態について以下の２つの特徴が前もって評価されているものと仮定する。
（ａ）各状態について、その状態に到達する最良のパス、すなわち最小のコストを有するパスについてのパスメトリックが既知である。
（ｂ）各状態について、その前の時刻における先行状態が既知である。ここで、先行状態は、前の時点において最良のパス上にある状態である。
【００３９】
これにより、状態「０１」に対する２つの可能な先行状態を参照することによって、状態「０１」に到達する時点ｋにおける最良のパスを見つけることができる。１つ目のパスは、パスメトリックｐ００，ｋ−１を有して状態「００」から始まり、状態「０１」に到達するのに、ｂ００→０１，ｋにより与えられる分岐メトリックを伴う分岐「００」→「０１」を必要とするパスである。２つ目のパスは、パスメトリックｐ１０，ｋ−１を有して状態「１０」から始まり、状態「０１」に到達するのに、ｂ１０→０１，ｋにより与えられる分岐メトリックを伴う分岐「１０」→「０１」を必要とするパスである。最良のパスは、最小のコストを実現するパス、すなわちｐ００，ｋ−１＋ｂ００→０１，ｋおよびｐ１０，ｋ−１＋ｂ１０→０１，ｋのうち小さい方を実現するパスである。後者の方が最良のパスである場合は、状態「０１」の先行状態は「１０」であり、もう一方の場合は、状態「０１」の先行状態は「００」である。この手順は、加算・比較・選択（Ａｄｄ−Ｃｏｍｐａｒｅ−Ｓｅｌｅｃｔ；ＡＣＳ）として知られている。すなわち、現在のパスメトリックの候補を得るためにその前のパスメトリックに分岐メトリックが加算され、２つのパスメトリック候補が比較され、最小のメトリックを有するパスが選択される。
【００４０】
この手順が、（各時点において）すべての状態について繰返し行われる。その結果、各状態および各時点についての、パスメトリックおよび先行状態の集合が得られる。その後、いわゆるバックトラック操作、すなわち、時点ｋにおける最良の状態から開始して、時点ｋ−１におけるその先行状態に戻り、さらに時点ｋ−２における先行状態に戻り・・・という操作によって、実際のビット検出が行われる。バックトラック操作は、ある深さＫ（バックトラック深さとして知られている）に亘って行われ、時点ｋ−Ｋにおけるビット値は、（たとえば）バックトラック操作の最後に得られる結果状態の、最初のビットのビット値となる。状態「００」および「０１」はビット「０」をもたらし、状態「１０」および「１１」はビット「１」をもたらす。
【００４１】
状態としては、「００」、「０１」、「１０」および「１１」で表される４つの状態がある。これらの状態のそれぞれについて、その状態の最良の先行状態と、その状態に到達する最小のコストを有するパスについてのその状態までのパスコストとが、図１２に図解されているようにして評価される。たとえば、状態「００」については、可能な先行状態は「００」および「１０」である。これら「００」および「１０」の先行状態は、状態「００」に関連付けられた図示の上側のラインおよび下側のラインで表されているように、（ｂ４，ｂ０，ｂ１）で表されるビットのトリプレットとして、「０００」のビット（状態「００」から状態「００」へ）および「１００」のビット（状態「１０」から状態「００」へ）をもたらす。状態「００」へと向かうこれらの個々の遷移は、トレリスの分岐と呼ばれる。ビットｂ０は、トリプレットの中心ビットである。すなわち、ある所与の状態に対して、可能な分岐が２つ存在する。各分岐について、考慮対象の行に対して下側の行に含まれるビットｂ２およびｂ３の最尤候補と、考慮対象の行に対して上側の行に含まれるビットｂ５およびｂ６の最尤候補とが決定される。
【００４２】
図１２に示した実施形態によれば、上記の処理は、２つのビット対（ｂ２およびｂ３）と（ｂ５およびｂ６）とのそれぞれに対して、ＨＤ−２型検出器を用いることに行われる。図１２では、それぞれのＨＤ−２型検出器を、「ＨＤ−２  Ｕｐｐ」および「ＨＤ−２  Ｌｏｗ」と表している。結果として得られる４つのビット（ｂ２ならびにｂ３、およびｂ５ならびにｂ６）は、ビットトリプレットをなすビット（ｂ４，ｂ０，ｂ１）と共に、六角形クラスターをなす７つのビットを規定する。これら７つのビットは、参照レベルのメモリ（ＨＦ  Ｒｅｆ．Ｌｅｖ．Ｍｅｍ．と表記する）内の具体的な参照レベルについての指標を、一義的に規定する。（４つの状態それぞれについて、）２つの分岐それぞれに対する参照レベルが、ビットｂ０について実際に測定されたＨＦ信号（ＨＦと表す）と比較される。かかる比較は、受信信号と参照レベルとの差分のＬ２ノルムの場合には、自乗値により行うことができる（あるいはＬ１ノルムの場合には絶対値）。かかる差分値は、トレリス内の２つの遷移のそれぞれについて、実際の分岐メトリックを与える。現在の分岐メトリックと、２つの可能な先行状態（すなわち、状態「００」の場合には「００」および「１０」）までのパスメトリックとを用いる、標準的な加算・比較・選択（ＡＣＳ）ユニットは、現在の状態に対する最良の先行状態（ｐｒｅ００と表記される）と、現在の考慮対象の状態「００」までの最もコストの低いパスのコスト（ｐａｃｏ００と表記される）とをさらに決定する。この手順は、４つの可能な状態のそれぞれについて個別かつ独立に行われる。これは、４つの状態のそれぞれに対する別個の手順間では、何ら情報の交換が必要でないためである。図１３は、上側の行のビット（ｂ５およびｂ６）を特定するためのＨＤ−２型ビット検出器ＨＤ−２  Ｕｐｐを示している。ＨＤ−２  Ｕｐｐブロックは、入力として、近傍ビットの８つのビット値を有している。これら８つのビット値のうちの３つは、現在の考慮対象の行である中央行についての、トレリス内の考慮対象の分岐によって設定される。その他の５つのビットは、２次近傍ビットと呼ばれ、対応のビット位置におけるＨＦサンプルから導出された、単純に閾値検出されたビットとして取得される。ＨＤ−２  Ｕｐｐブロックはまた、ビットｂ５およびｂ６のビット位置についての２つのＨＦサンプルも、入力として有する。
【００４３】
いわゆる「分岐ビット」は、考慮対象のビット行に対する、トレリス内の所与の遷移の３つのビットに当てはまる。ＨＤ−２  Ｌｏｗブロックにも類似の図が当てはまり（図示せず）、下側の行に含まれるｂ２およびｂ３により表されるビットについて、ビット判定を与える。
【００４４】
ＨＤ−２  Ｕｐｐブロックによって特定されたビットは、図１２に示されているように、ＨＤ−２  Ｌｏｗブロックによって同様に導出された下側のビットｂ２およびｂ３と共に、参照レベルメモリから参照レベルを導出するのに用いられる。ＨＤ−２型ビット検出器のコアにおいて使用される参照レベルは、図１４に示されている。図１４および１５において適用されている、ビット対内のビットの順番に関連したビットの番号付けに留意されたい。ビット対内の１番目のビットであるビットｂ０に対しては、参照レベルは１番目の添字に下線が施されて表記されており、ビット対内の２番目のビットであるビットｂ１に対しては、参照レベルは２番目の添字に下線が施されて表記されている。
【００４５】
図１５は、ＨＤ−２型ビット検出器ブロックの基本的なレイアウトを示した図である。このブロックは、ＨＤ−２  ＵｐｐブロックとＨＤ−２  Ｌｏｗブロックとの双方を描写している。入力されるのは、六方格子上の８つの最近傍ビットと、更新される必要のあるビット対をなす２つのビットのＨＦサンプルである。出力されるのは、２つの更新されたビット値、すなわちＨＤ−２検出されたビットである。
【００４６】
１つの中心ビットと６つの近傍ビットとを有する各六角形クラスターに対し、参照信号レベルが、メモリすなわちＨＦ参照レベルメモリから入手可能である。メモリから取得されるべき参照レベルは、ビット対をなす２つのビットと、そのビット対の８つの近傍ビットのうちの５つとによって決定される。ビット対の８つの近傍ビットは、中央ビット行の３つのビット（考慮対象である実際の分岐によって決定される）と、５つの２次近傍ビットとを含む。
【００４７】
ビット対をなす２つのビットの各ビットについて受信されたＨＦ信号は、対応の参照レベルから差し引かれる。ビット対をなす２つのビットに関する４つの可能な２ビット構成の各々について、これらそれぞれの信号差分の絶対値（ここでの例であり、これに代えて、自乗値を用いた２次ノルムのような任意の他の「ノルム」であってもよい）が合算される。ＨＤ−２型ビット検出器から結果として得られるビットは、上記の選択尺度の４つのパラメータすなわちサンプルの組（各可能なビット対につき１つのサンプル）の中の最小値をもたらすビットである。このことは、図１５では、尺度が最小である変数（ａｒｇｕｍｅｎｔｓ）（ビット対をなすビットｂ０またはｂ１）という意味で、ａｒｇ  ｍｉｎと略記して表してある。
【００４８】
ある変更実施形態によれば、ビット対内の１次近傍ビット（ｘ２ならびにｘ３、およびｘ５ならびにｘ６により表される）に関する軟判定情報が用いられる。その場合、状態「ｉ」から状態「ｊ」への所与の遷移に対する分岐メトリックは、１次近傍ビットの２つのビット対におけるすべての可能なビット構成に亘って取られた平均値である、期待値として計算される。形式的には、この分岐メトリックは、
【数２】
2006500714.tif 000004
と書ける。ここで、ＨＦｋ信号の添字ｋは、六角形クラスター内のｋ番目のビットにおけるサンプルであることを指す。
【００４９】
ここで、（ｂ０ｉ，ｂ１ｉ）により表されたビット値は、４状態ビタビトレリス（図９参照）の状態「ｉ」における２つのビットを指す点に留意されたい。状態「ｊ」についても同様である。上記の式に含まれる確率因子は、２つの独立したビット対の各々についての別個の因子に分割することできる。また、各ビット対についての因子はさらに、個々のビットに関する因子に分割することができ、
【数３】
2006500714.tif 000005
となる。ＨＤ−２型ビット検出器の場合と同様に、図７を参照することができるが、ここでは、ビット対の１次近傍ビットは、軟判定情報を伴うビットを指す。ビット対の最近傍ビット（中央ビット行の一部ではなく、ＨＤ−２ビット単位由来のビットでもないものは、２次近傍ビットと呼ばれる）は、閾値検出により特定される。ビット対をなす各ビットについて、そのビットのすべての最近傍ビットが、こうして特徴付けられる。軟判定情報は、たとえば、図１６に示されているような「フェルミ−ディラック」様Ｓ字曲線によって決定され得る（最近傍ビットの構成（「ｃｏｎｆｉｇ」）とＨＦサンプルとが与えられるとして）。図１６には、位置（ｋ，１）にあるビットのＨＦ信号から軟判定情報を導出するための、フェルミ−ディラック様Ｓ字曲線が示されている。Ｔ０は、中心ビット（（ｋ，１）にあるビット）がゼロである場合の参照レベルであり、Ｔ１は、中心ビットが１である場合に該当する。異なる曲線は、異なるノイズ変動に対応する。参照レベルＴ０およびＴ１は、図１７に示すような信号パターンから導出される。図１７には、六角形クラスター内の２つの最近傍ビットが「１」に等しい場合の例が示されている。
【００５０】
ＢＤの記録密度の１．４倍の密度に対する、種々の検出器の性能を計算してみた。ピットホール径が１２０ｎｍに等しいとして、ａ＝１６５ｎｍの格子パラメータを仮定した（信号の折返し（ｓｉｇｎａｌ  ｆｏｌｄｉｎｇ）を避けるために）。チャネルは、ＡＷＧＮ外乱（付加的ホワイトガウシアンノイズ）に曝されている。検出器は、
−  閾値検出（ＴＤ）
−  ＨＤ−３硬判定反復ビット検出器（ＨＤ−３）
−  ＴＤに支援された１次元ＰＲＭＬ
−  ＨＤ−２に支援された１次元ＰＲＭＬ
−  ＨＤ−３に支援された１次元ＰＲＭＬ
−  ＳＤ−１軟判定反復ビット検出器（ＳＤ−１）
−  軟判定に支援された１次元ＰＲＭＬ
である。
【００５１】
この結果を図１８に示す。評価は、チャネルのＳＮＲの関数としての、（チャネル）ビットエラーレート（ｂＥＲ）によって行う。ＴＤに支援された１次元ＰＲＭＬは高いｂＥＲを有していることに注目されたい。すなわち、そのタイプの１次元ＰＲＭＬ検出器は、ＴＤ検出器自体と比べて、ほんのわずかなｂＥＲの改善しかもたらさない。一方、ＨＤ−３に支援された１次元ＰＲＭＬは、軟判定ビット検出器ＳＤ−１と性能がほぼ同じであり、硬判定ＨＤ−３ビット検出器よりもわずかに良好である。ＨＤ−３に支援された１次元ＰＲＭＬは、ＳＤに支援された１次元ＰＲＭＬよりもさらに良好である。このことは、軟判定情報がビットごとにのみ得られる（そして、その近傍ビットのいくつかにおいて、ＴＤ判定を用いる）ものである一方、ＨＤ−３に支援された１次元ＰＲＭＬ検出器は、考慮対象のトラックのそれぞれの側において、３ビット分の領域内で、最適な連携（硬）ビット判定を探索するものであるという事実に起因するかもしれない。
【００５２】
本発明は、チャネルチューブ内の各ビット行につき１つずつの、複数の独立した１次元ビタビビット検出器（シーケンス検出器としても知られている）を用いることにより、信頼性の高いビット検出を実現するための解決策を提供する。近傍行内の１次近傍ビットに対する局所的ビット判定が用いられる（考慮対象のビット行についての）分岐メトリックの計算を通じて、連続する近傍ビット行間の干渉が考慮に入れられる。閾値検出器の性能を上回る局所ビット検出器として、ＨＤ−２様またはＨＤ−３様の硬判定ビット検出器の使用を提案する。１次元の行ベースのビタビビット検出器によって処理されている中央行のビタビトレリス内にある個々の分岐に対する、具体的なビット値を考慮に入れて、考慮対象のビット行の近傍ビット行に含まれる１次近傍ビットについての予備的ビット検出を条件付けている検出器である限り、他の局所ビット検出器が用いられてもよい。
【００５３】
さらに、分岐メトリックを計算するために、中央行の近傍行に含まれるビットにおいて、軟判定ビット検出器の出力を用いることを提案する。実用の上では、信号パターン（７個のレベル対に分類された２×７個の信号レベルを有する）から直接生成可能な軟判定情報を用いることを提案する。もちろん、たとえば反復軟判定検出器といった、他の軟判定ビット検出器を、同一の目的のために使用することもできる。好ましくは、ビットが２次元格子または３次元格子に配された、２次元のケースまたは３次元のケースが有利である。
【図面の簡単な説明】
【００５４】
【図１】符号化システムの全体的なレイアウトのブロック図
【図２】ストリップベースの２次元符号化方式を示した概略図
【図３】六方格子上の２次元コードの概略的な信号パターンを示した図
【図４】六角形のビットクラスター上における、２次元ターゲット応答の行ベースの分割手法を示した図
【図５】３タップＰＲＭＬターゲットを伴う１次元ＰＲＭＬのための、有限状態マシンを示した図
【図６】六角形のビットクラスターを、本願において使用される数え方の規則と共に示した図
【図７】２つの１次近傍ビットが用いられる場合の本発明を図解した図
【図８】３つの１次近傍ビットが用いられる場合の本発明を図解した図
【図９】１次元ＰＲＭＬビット検出のためのトレリスを示した図
【図１０】１次元ＰＲＭＬビット検出のための、繰返しのトレリスを示した図
【図１１】図９に示したトレリスを用いた具体的な例を図解した図
【図１２】本発明に係るパスコストの決定を図解した図
【図１３】各１次近傍ビット行内において２つの１次近傍ビットが用いられる場合の、ビット検出器のブロック図
【図１４】図１３に示したビット検出器において用いられるＨＦ参照信号レベルを示した図
【図１５】図１３に示したビット検出器の、１つのビット検出ユニットを示した図
【図１６】ビットのＨＦ信号から軟判定情報を導出するための、フェルミ−ディラック様Ｓ字曲線を示した図
【図１７】信号パターンから導出された参照レベルを示した図
【図１８】ある典型的な記録密度について、（全反射信号レベルに対して相対的に規定された）ＳＮＲの関数として、ビットエラーレートを示した図
【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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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【国際調査報告】
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