(57)【要約】【課題】トラック間干渉の応答が時変の場合でも正しく各トラックの信号検出できるようにすること。【解決手段】トラック幅よりも幅広を持つヘッドで複数のトラックから読み出された複数の再生信号からＴＤＰＲフィルタを用いて各トラックに記録された記録信号を検出する信号検出装置が提供される。当該信号検出装置は、再生信号のプリアンブル及びポストアンブルを用いてＴＤＰＲフィルタのタップ係数を生成するタップ係数生成部と、そのタップ係数をトレリス線図の各状態に設定し、２次元ｍａｘ−ｌｏｇ−ＭＡＰ検出により各状態の生き残りパスを検出すると共に、各生き残りパスに対応するレプリカ信号とＴＤＰＲフィルタからの出力信号との誤差を算出する生き残りパス検出部と、生き残りパス検出部により検出された生き残りパスに対応する誤差に基づいて上記のタップ係数を更新するタップ係数更新部とを備える。【選択図】図１１
2012174310.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
トラック幅よりも大きな幅を持つヘッドを用いて複数のトラックから読み出された複数の再生信号から、２次元パーシャルレスポンスフィルタを用いて各トラックに記録された記録信号を検出する信号検出装置であって、
前記再生信号のプリアンブル及びポストアンブルを用いて前記２次元パーシャルレスポンスフィルタのタップ係数を生成するタップ係数生成部と、
前記タップ係数生成部により生成されたタップ係数をトレリス線図の各状態に設定し、２次元ｍａｘ−ｌｏｇ−ＭＡＰ検出により各状態の生き残りパスを検出すると共に、各生き残りパスに対応するレプリカ信号と前記２次元パーシャルレスポンスフィルタからの出力信号との誤差を算出する生き残りパス検出部と、
前記生き残りパス検出部により検出された生き残りパスに対応する前記誤差に基づいて前記２次元パーシャルレスポンスフィルタのタップ係数を更新するタップ係数更新部と、
を備える
ことを特徴とする、信号検出装置。
【請求項２】
前記２次元ｍａｘ−ｌｏｇ−ＭＡＰ検出の実行時に算出される各ビットの対数尤度比を用いて前記記録信号の誤り訂正を実行する誤り訂正部と、
前記プリアンブル及びポストアンブルを用いて、符号間干渉を表す第１のチャネル応答ベクトルとトラック間干渉を表す第２のチャネル応答ベクトルとを推定するチャネル推定部と、
前記第１及び第２のチャネル応答ベクトルを用いて、前記再生信号に含まれる干渉成分を示す干渉レプリカを生成する干渉レプリカ生成部と、
前記再生信号から前記干渉レプリカを減算して干渉成分をキャンセルする干渉キャンセラと、
をさらに備え、
前記チャネル推定部は、前記生き残りパスに応じて前記第１及び第２のチャネル応答ベクトルを更新する
ことを特徴とする、請求項１に記載の信号検出装置。
【請求項３】
前記生き残りパス検出部は、前記レプリカ信号と前記２次元パーシャルレスポンスフィルタからの出力信号との誤差の２乗値を前記各状態の生き残りパスに応じた移動平均により推定する
ことを特徴とする、請求項１又は２に記載の信号検出装置。
【請求項４】
少なくとも１つのトラックに対応する記録信号が正しく復号された場合に、前記生き残りパス検出部は、記録信号が正しく復号されたトラック以外のトラックに対応する残りの再生信号の遅延ビットに前記トレリス線図の全状態を割り当て、１次元ｍａｘ−ｌｏｇ−ＭＡＰ検出により各状態の生き残りパスを検出する
ことを特徴とする、請求項１〜３のいずれか１項に記載の信号検出装置。
【請求項５】
前記プリアンブルを用いて符号間干渉のチャネル応答からトラック間干渉のチャネル応答への第１の位相ずれを推定し、前記ポストアンブルを用いて符号間干渉のチャネル応答からトラック間干渉のチャネル応答への第２の位相ずれを推定する位相ずれ推定部と、
前記第１の位相ずれと前記第２の位相ずれとの間の位相ずれから、トラック間における書き込みクロック周波数の差を推定する周波数差推定部と、
前記クロック周波数の際に基づいて少なくとも前記タップ係数の更新に用いる時定数を設定する時定数設定部と、
をさらに備える
ことを特徴とする、請求項１〜３のいずれか１項に記載の信号検出装置。
【請求項６】
トラック幅よりも大きな幅を持つヘッドを用いて複数のトラックから読み出された複数の再生信号から、２次元パーシャルレスポンスフィルタを用いて各トラックに記録された記録信号を検出する信号検出方法であって、
前記再生信号のプリアンブル及びポストアンブルを用いて前記２次元パーシャルレスポンスフィルタのタップ係数を生成するタップ係数生成工程と、
前記タップ係数生成工程で生成されたタップ係数をトレリス線図の各状態に設定し、２次元ｍａｘ−ｌｏｇ−ＭＡＰ検出により各状態の生き残りパスを検出すると共に、各生き残りパスに対応するレプリカ信号と前記２次元パーシャルレスポンスフィルタからの出力信号との誤差を算出する生き残りパス検出工程と、
前記生き残りパス検出工程で検出された生き残りパスに対応する前記誤差に基づいて前記２次元パーシャルレスポンスフィルタのタップ係数を更新するタップ係数更新工程と、
を含む
ことを特徴とする、信号検出方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、信号検出装置、及び信号検出方法に関する。特に、本発明は、瓦記録により各トラックに書き込まれた信号を、隣接する複数のトラックから同時に読み出された信号に基づいて検出するマルチトラック信号検出方式に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、磁気記録ディスクの記録密度を向上させるための研究が盛んに進められている。磁気記録ディスクの記録密度を向上させる方法としては、例えば、各トラックのトラック幅を狭めて１ディスク当たりのトラック数を増加させる方法がある。しかし、トラック幅を狭めた場合、各トラックの情報を精度良く読み出せるようにするためには読み出しヘッドの大きさも小さくする必要がある。可能であれば、読み出しヘッドの幅をトラック幅と同程度にすることが好ましい。しかしながら、読み出しヘッドの小型化は既に限界に達していると言われている。そのため、トラック幅よりも広い幅を持つ読み出しヘッドを用いて精度良く各トラックの信号を読み出す技術に注目が集まっている。
【０００３】
読み出しヘッドの幅がトラック幅よりも広いと、あるトラックを読み出しヘッドが走査した際に、隣接トラックの信号が同時に読み出されてしまうことになる。隣接トラックから同時に読み出される信号は、本来読み出したいトラックの信号に対する干渉となる。そのため、この干渉を抑制し、各トラックの信号を分離する技術（以下、マルチトラック信号検出方式）が求められる。マルチトラック信号検出方式に関しては、例えば、下記の非特許文献１に記載がある。同文献の方式は、ＴＤＰＲフィルタ、１次元ｍａｘ−ｌｏｇ−ＭＡＰ検出器、誤り訂正復号器、ビット誤り検出器、ソフト干渉レプリカ生成器、マルチトラックソフト干渉キャンセラを用いてトラック間干渉を抑圧するものである。
【先行技術文献】
【非特許文献】
【０００４】
【非特許文献１】Ｍ．Ｆｕｊｉｉ  ａｎｄ  Ｎ．Ｓｈｉｎｏｈａｒａ，“Ｍｕｌｔｉ−ｔｒａｃｋ  ｉｔｅｒａｔｉｖｅ  ＩＴＩ  ｃａｎｃｅｌｌｅｒ  ｆｏｒ  ｓｈｉｎｇｌｅｄ  ｗｒｉｔｅ  ｒｅｃｏｒｄｉｎｇ”，電子情報通信学会，磁気記録・情報ストレージ研究会，信学技報，ＭＲ２０１０−４４，ｐｐ．１５−２２，２０１０年１２月
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
同文献に記載のマルチトラック信号検出方式は、各トラックに対する信号の書き込み時にトラック間でビット同期が確立されていることを前提としている。この前提の下では、トラック間で書き込み周波数の同期が確立されている。つまり、トラック間干渉の応答も時不変となる。このことから、予め求めておいた各種フィルタのタップ係数を用いて信号検出を行っても、精度良く各トラックの信号を検出することができる。しかしながら、トラック間でビット同期が確立されていない場合、同文献に記載のマルチトラック信号検出方式を適用すると、正しく各トラックの信号検出を行うことができない。
【０００６】
そこで、本発明は、上記問題に鑑みてなされたものであり、本発明の目的とするところは、トラック間干渉の応答が時変の場合でも正しく各トラックの信号検出を行うことが可能な、新規かつ改良された信号検出装置、及び信号検出方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記課題を解決するために、本発明のある観点によれば、トラック幅よりも大きな幅を持つヘッドを用いて複数のトラックから読み出された複数の再生信号から、２次元パーシャルレスポンスフィルタを用いて各トラックに記録された記録信号を検出する信号検出装置が提供される。当該信号検出装置は、前記再生信号のプリアンブル及びポストアンブルを用いて前記２次元パーシャルレスポンスフィルタのタップ係数を生成するタップ係数生成部と、前記タップ係数生成部により生成されたタップ係数をトレリス線図の各状態に設定し、２次元ｍａｘ−ｌｏｇ−ＭＡＰ検出により各状態の生き残りパスを検出すると共に、各生き残りパスに対応するレプリカ信号と前記２次元パーシャルレスポンスフィルタからの出力信号との誤差を算出する生き残りパス検出部と、前記生き残りパス検出部により検出された生き残りパスに対応する前記誤差に基づいて前記２次元パーシャルレスポンスフィルタのタップ係数を更新するタップ係数更新部と、を備える。
【０００８】
トラック間で同期した書き込みを行った場合にはトラック間干渉が時不変となるため２次元パーシャルレスポンスフィルタのタップ係数を更新する必要はない。しかし、トラック間で非同期の書き込みを行うとトラック間干渉が時変となるため、複数のトラック信号に対して最適化を行う２次元パーシャルレスポンスフィルタではトラック間干渉の変動に対して適応的にタップ係数を最適化ことが求められる。上記の構成によると、２次元ｍａｘ−ｌｏｇ−ＭＡＰ検出により選択された生き残りパスに応じてタップ係数が更新されるため、トラック間干渉のチャネル応答と符号間干渉のチャネル応答とに応じた好適なタップ係数を設定することが可能になる。その結果、トラック間干渉が時変の場合であっても、各トラックの信号を正しく検出することが可能になる。
【０００９】
また、上記の信号検出装置は、前記２次元ｍａｘ−ｌｏｇ−ＭＡＰ検出の実行時に算出される各ビットの対数尤度比を用いて前記記録信号の誤り訂正を実行する誤り訂正部と、前記プリアンブル及びポストアンブルを用いて、符号間干渉を表す第１のチャネル応答ベクトルとトラック間干渉を表す第２のチャネル応答ベクトルとを推定するチャネル推定部と、前記第１及び第２のチャネル応答ベクトルを用いて、前記再生信号に含まれる干渉成分を示す干渉レプリカを生成する干渉レプリカ生成部と、前記再生信号から前記干渉レプリカを減算して干渉成分をキャンセルする干渉キャンセラと、をさらに備えていてもよい。この場合、前記チャネル推定部は、前記生き残りパスに応じて前記第１及び第２のチャネル応答ベクトルを更新する。かかる構成により、トラック間干渉が時変となる場合に必要な干渉チャネル応答の適応的な推定が可能になる。
【００１０】
また、前記生き残りパス検出部は、前記レプリカ信号と前記２次元パーシャルレスポンスフィルタからの出力信号との誤差の２乗値を前記各状態の生き残りパスに応じた移動平均により推定するように構成されていてもよい。かかる構成により、トラック間干渉が時変となる場合に必要な２次元パーシャルレスポンスフィルタ出力の雑音分散値の適応的な推定が可能になる。
【００１１】
また、少なくとも１つのトラックに対応する記録信号が正しく復号された場合に、前記生き残りパス検出部は、記録信号が正しく復号されたトラック以外のトラックに対応する残りの再生信号の遅延ビットに前記トレリス線図の全状態を割り当て、１次元ｍａｘ−ｌｏｇ−ＭＡＰ検出により各状態の生き残りパスを検出するように構成されていてもよい。かかる構成により、チャネル推定に用いる書き込み信号レプリカの候補数が増加し、チャネル推定精度を向上させることが可能になる。
【００１２】
また、上記の信号検出装置は、前記プリアンブルを用いて符号間干渉のチャネル応答からトラック間干渉のチャネル応答への第１の位相ずれを推定し、前記ポストアンブルを用いて符号間干渉のチャネル応答からトラック間干渉のチャネル応答への第２の位相ずれを推定する位相ずれ推定部と、前記第１の位相ずれと前記第２の位相ずれとの間の位相ずれから、トラック間における書き込みクロック周波数の差を推定する周波数差推定部と、前記クロック周波数の際に基づいて少なくとも前記タップ係数の更新に用いる時定数を設定する時定数設定部と、をさらに備えていてもよい。トラック間干渉が時変となる場合には書き込みクロック周波数のドリフトが存在するが、かかる構成により、当該ドリフトに応じて時定数のパラメータを適合的に設定することが可能になる。また、予め想定しうる範囲内のクロック周波数差に対して最適化された時定数を信号検出に利用できるようになるため、信号検出精度の向上が期待できる。
【００１３】
また、上記課題を解決するために、本発明の別の観点によれば、トラック幅よりも大きな幅を持つヘッドを用いて複数のトラックから読み出された複数の再生信号から、２次元パーシャルレスポンスフィルタを用いて各トラックに記録された記録信号を検出する信号検出方法が提供される。当該信号検出方法は、前記再生信号のプリアンブル及びポストアンブルを用いて前記２次元パーシャルレスポンスフィルタのタップ係数を生成するタップ係数生成工程と、前記タップ係数生成工程で生成されたタップ係数をトレリス線図の各状態に設定し、２次元ｍａｘ−ｌｏｇ−ＭＡＰ検出により各状態の生き残りパスを検出すると共に、各生き残りパスに対応するレプリカ信号と前記２次元パーシャルレスポンスフィルタからの出力信号との誤差を算出する生き残りパス検出工程と、前記生き残りパス検出工程で検出された生き残りパスに対応する前記誤差に基づいて前記２次元パーシャルレスポンスフィルタのタップ係数を更新するタップ係数更新工程と、を含む。
【００１４】
トラック間で同期した書き込みを行った場合にはトラック間干渉が時不変となるため２次元パーシャルレスポンスフィルタのタップ係数を更新する必要はない。しかし、トラック間で非同期の書き込みを行うとトラック間干渉が時変となるため、複数のトラック信号に対して最適化を行う２次元パーシャルレスポンスフィルタではトラック間干渉の変動に対して適応的にタップ係数を最適化ことが求められる。上記の構成によると、２次元ｍａｘ−ｌｏｇ−ＭＡＰ検出により選択された生き残りパスに応じてタップ係数が更新されるため、トラック間干渉のチャネル応答と符号間干渉のチャネル応答とに応じた好適なタップ係数を設定することが可能になる。その結果、トラック間干渉が時変の場合であっても、各トラックの信号を正しく検出することが可能になる。
【発明の効果】
【００１５】
以上説明したように本発明によれば、トラック間干渉の応答が時変の場合でも正しく各トラックの信号検出を行うことが可能になる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】信号処理装置の構成を示した説明図である。
【図２】記録信号生成部の構成を示した機能ブロック図である。
【図３】記録信号生成部の構成を示した機能ブロック図である。
【図４】再生信号処理部の構成を示した機能ブロック図である。
【図５】マルチトラック信号検出部の構成を示した機能ブロック図である。
【図６】トラック間非同期書き込みにより媒体に情報が書き込まれた状態について説明するための説明図である。
【図７】トラック間非同期書き込みにより媒体に情報が書き込まれた状態のトラックから情報を読み出す動作について説明するための説明図である。
【図８】時変トラック間干渉（遅れ）について説明するための説明図である。
【図９】時変トラック間干渉（進み）について説明するための説明図である。
【図１０】情報のフォーマットについて説明するための説明図である。
【図１１】マルチトラック信号検出部の構成を示した機能ブロック図である。
【図１２】マルチトラック信号検出部で用いる時定数を設定する手段の構成を示した機能ブロック図である。
【図１３】ＴＤＰＲフィルタの構成を示した説明図である。
【図１４】２トラック信号の１遅延ビットを状態として持つトレリス図上の生き残りパスを示した説明図である。
【図１５】２組のＴＤＰＲフィルタに対する等価モデルを示した説明図である。
【図１６】２組のＴＤＰＲフィルタに対する等価モデルにおけるトレリス図である。
【図１７】１組のＴＤＰＲフィルタに対する等価モデルを示した説明図である。
【図１８】１組のＴＤＰＲフィルタに対する等価モデルにおけるトレリス図である。
【図１９】ＢＥＲ特性を比較したグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
以下に添付図面を参照しながら、本発明の好適な実施の形態について詳細に説明する。なお、本明細書及び図面において、実質的に同一の機能構成を有する構成要素については、同一の符号を付することにより重複説明を省略する。
【００１８】
また、本明細書及び図面において、実質的に同一の機能構成を有する複数の構成要素を、同一の符号の後に異なるアルファベットを付して区別する場合もある。例えば、実質的に同一の機能構成を有する複数の構成を、必要に応じてバッファ２２Ａ、及びバッファ２２Ｂのように区別する。但し、実質的に同一の機能構成を有する複数の構成要素の各々を特に区別する必要がない場合、同一符号のみを付する。例えば、バッファ２２Ａ、及びバッファ２２Ｂを特に区別する必要が無い場合には、単にバッファ２２と称する。
【００１９】
＜１．信号処理装置の基本構成＞
まず、図１を参照し、信号再生装置及び信号記録装置としての機能を有する信号処理装置１の基本構成を説明する。図１は、信号処理装置１の構成を示した説明図である。図１に示したように、信号処理装置１は、記録媒体４と、スピンドルモータ６と、ヘッド８と、記録信号生成部１０と、再生信号処理部２０と、を備える。
【００２０】
記録媒体４は、スピンドルモータ６に装着されており、スピンドルモータ６によって回転駆動される。この記録媒体４は、図１に示したように、複数トラックが形成された磁気ディスクであってもよい。なお、図１においては記録媒体４として１枚の磁気ディスクのみを示しているが、信号処理装置１は複数枚の磁気ディスクを有してもよい。
【００２１】
ヘッド８は、記録信号生成部１０から供給される記録信号を記録媒体４に記録する記録ヘッド、及び記録媒体４から再生信号を読み出す再生ヘッドとして機能する。また、ヘッド８は、後述するように、記録媒体４のトラック幅よりも大きいので、複数のトラックにまたがった状態で記録媒体４を走査する。
【００２２】
記録信号生成部１０は、記録媒体４に記録するための記録信号を生成する。また、再生信号処理部２０は、記録媒体４からヘッド８により読み出された再生信号を処理する。このような記録信号生成部１０の詳細な構成については図２を参照して説明し、再生信号処理部２０の詳細な構成については図４及び図５を参照して説明する。
【００２３】
なお、上述した信号処理装置１は、例えばＰＣ（Ｐｅｒｓｏｎａｌ  Ｃｏｍｐｕｔｅｒ）、家庭用映像処理装置（ＤＶＤレコーダ、ビデオデッキなど）、携帯電話、ＰＨＳ（Ｐｅｒｓｏｎａｌ  Ｈａｎｄｙｐｈｏｎｅ  Ｓｙｓｔｅｍ）、携帯用音楽再生装置、携帯用映像処理装置、ＰＤＡ（Ｐｅｒｓｏｎａｌ  Ｄｉｇｉｔａｌ  Ａｓｓｉｓｔａｎｔｓ）、家庭用ゲーム機器、携帯用ゲーム機器、家電機器などに設けられてもよい。
【００２４】
＜２．記録信号生成部１０の構成＞
図２は、記録信号生成部１０の構成を示した機能ブロック図である。図２に示したように、記録信号生成部１０は、ＣＲＣ符号器１２と、ＬＤＰＣ符号器１４と、インターリーバ１６と、記録信号変換器１８と、を備える。上記のＣＲＣは、Ｃｙｃｌｉｃ  Ｒｅｄｕｎｄａｎｃｙ  Ｃｈｅｃｋの略である。また、上記のＬＤＰＣは、Ｌｏｗ  Ｄｅｎｓｉｔｙ  Ｐａｒｉｔｙ  Ｃｈｅｃｋの略である。
【００２５】
ＣＲＣ符号器１２は、供給される記録情報データに対し、ＣＲＣ符号などの誤り検出符号を付加する。ＬＤＰＣ符号器１４は、低いＳＮ比でも所定のエラー率を確保するための誤り訂正符号化部である。インターリーバ１６は、ＬＤＰＣ符号器１４による処理後のデータをトラックごとに異なるパターンでインターリーブする。記録信号変換部１８は、インターリーバ１６によるインターリーブ後のデータを磁気の極性信号に変換して記録信号を生成する。そして、記録信号変換部１８により生成された記録信号は、ヘッド８により記録媒体４に記録される。
【００２６】
＜３．ヘッド８の走査制御＞
続いて、ヘッド８の走査制御について説明する。上述したように、ヘッド８は、記録媒体４のトラック幅よりも大きい。そのため、ヘッド８は、複数トラックにまたがった状態で記録媒体４を複数回にわたって走査する。但し、信号処理装置１は、この複数回にわたる走査に際し、再生信号の検出対象でないトラックにはヘッド８がはみ出さないようにヘッド８の位置を制御する。以下、図３を参照して、より具体的に説明する。但し、図３の例は、信号の書き込み時にトラック間でビット同期が確立されている場合である。なお、信号の書き込み時にトラック間でビット同期が確立されていない場合であっても、ヘッド８の動作は実質的に同じである。
【００２７】
図３は、ヘッド８が記録媒体４を走査する様子を示した説明図である。より詳細には、図３は、２つのトラック（トラック＃１及びトラック＃２）からの再生信号を検出対象とする場合の走査例を示している。この場合、信号処理装置１は、まずトラック＃１及びトラック＃２にまたがる位置Ｐ１でヘッド８が記録媒体４を走査するように制御し、記録媒体４の一回転後、位置Ｐ１よりもトラック＃２側である位置Ｐ２でヘッド８が記録媒体４を走査するように制御する。
【００２８】
ここで、信号処理装置１は、再生信号の検出対象であるトラック＃１及びトラック＃２以外のトラック、すなわち、図３におけるトラック＃１の下側のトラック及びトラック＃２の上側のトラックにはヘッド８がはみ出さないようにヘッド８の位置を制御する。かかる構成によれば、検出対象以外のトラックからヘッド８が干渉信号を読み出してしまう場合を抑制できるので、後述の再生信号処理部２０による信号検出精度の向上を図ることが可能である。
【００２９】
なお、本明細書においては２つのトラックの再生信号を同時に検出対象とする例に重きをおいて説明するが、本実施形態はかかる例に限定されない。例えば、３つ以上のトラックの再生信号を同時に検出対象とすることも可能である。例えば、３つのトラック＃１〜トラック＃３からの再生信号を検出対象とする場合、信号処理装置１は、ヘッド８を記録媒体の一回転ごとに移動させる。但し、信号処理装置１は、再生信号の検出対象であるトラック＃１〜＃３以外のトラック（例えば、トラック＃１の下側のトラック及びトラック＃３の上側のトラック）にはヘッド８がはみ出さないようにヘッド８の位置を制御する。かかる構成により、検出対象のトラックが２つである場合と同様に、後述の再生信号処理部２０による信号検出精度の向上を図ることが可能である。
【００３０】
＜４．再生信号処理部２０の構成＞
続いて、図４及び図５を参照し、再生信号処理部２０の構成を詳細に説明する。図４は、再生信号処理部２０の構成を示した機能ブロック図である。図４に示したように、再生信号処理部２０は、バッファ２２Ａ及び２２Ｂと、マルチトラック信号検出部３０と、を備える。
【００３１】
バッファ２２Ａは、ヘッド８により位置Ｐ１において記録媒体４から読み出された信号を保持する。同様に、バッファ２２Ｂは、ヘッド８により位置Ｐ２において記録媒体４から読み出された信号を保持する。そして、バッファ２２Ａ及びバッファ２２Ｂは、保持したデータを同時にマルチトラック信号検出部３０に出力する。かかる構成により、位置Ｐ１及び位置Ｐ２からの同時読み出しが疑似的に実現される。
【００３２】
ここで、位置Ｐ１においてヘッド８はトラック＃１及びトラック＃２にまたがった状態で走査を行うので、位置Ｐ１においてヘッド８により記録媒体４から読み出される信号は、トラック＃１の再生信号及びトラック＃２の再生信号が重畳されたマルチトラック再生信号（重畳再生信号と同意。以下、マルチトラック再生信号＃１と称する。）である。同様に、位置Ｐ２においてもヘッド８はトラック＃１及びトラック＃２にまたがった状態で走査を行うので、位置Ｐ２においてヘッド８により記録媒体４から読み出される信号も、トラック＃１の再生信号及びトラック＃２の再生信号が重畳されたマルチトラック再生信号（以下、マルチトラック再生信号＃２）である。但し、マルチトラック再生信号＃１とマルチトラック再生信号＃２とでは、位置Ｐ１と位置Ｐ２の相違に基づき、トラック＃１の再生信号とトラック＃２の再生信号の重畳比率が異なる。
【００３３】
マルチトラック信号検出部３０は、バッファ２２Ａ及びバッファ２２Ｂから入力されるマルチトラック再生信号から、繰り返し信号検出処理に基づいてトラック＃１の再生信号及びトラック＃２の再生信号を高い精度で検出する。以下、このようなマルチトラック信号検出部３０の構成について図５を参照して説明する。
【００３４】
図５は、マルチトラック信号検出部３０の構成を示した機能ブロック図である。図５に示したように、マルチトラック信号検出部３０は、２次元パーシャルレスポンスフィルタ３２Ａ及び３２Ｂと、Ｍａｘ−ｌｏｇ−ＭＡＰ検出器３４Ａ及び３４Ｂと、デインターリーバ３６Ａ及び３６Ｂと、ＬＤＰＣ復号器３８Ａ及び３８Ｂと、硬判定部４０Ａ及び４０Ｂと、ＣＲＣ復号器４２Ａ及び４２Ｂと、切替部４４と、インターリーバ４６Ａ及び４６Ｂと、インターリーバ４８Ａ及び４８Ｂと、（ＩＳＩ＆ＩＴＩ）ソフトレプリカ生成器５０Ａ及び５０Ｂと、干渉キャンセラ５２Ａ、５２Ｂ、５４Ａ及び５４Ｂと、を備える。
【００３５】
２次元パーシャルレスポンスフィルタ３２は、マルチトラック再生信号を一括して処理して、マルチトラック再生信号から各トラックの再生信号を抽出するための処理を行う。具体的には、２次元パーシャルレスポンスフィルタ３２は、トラック間干渉のあるマルチトラック再生信号からトラックｍの再生信号をターゲット応答に等化する事前に取得されたトラック間干渉抑圧用タップ係数に基づき、マルチトラック再生信号からトラック間干渉が抑制されたトラックｍの再生信号を抽出する。例えば、２次元パーシャルレスポンスフィルタ３２Ａがトラック間干渉の抑制されたトラック＃１の再生信号を抽出し、２次元パーシャルレスポンスフィルタ３２Ｂがトラック間干渉の抑制されたトラック＃２の再生信号を抽出する。
【００３６】
Ｍａｘ−ｌｏｇ−ＭＡＰ検出器３４、デインターリーバ３６、及びＬＤＰＣ復号器３８は、２次元パーシャルレスポンスフィルタ３２により抽出された再生信号をビット列に復号するビット復号部として機能する。
【００３７】
例えば、Ｍａｘ−ｌｏｇ−ＭＡＰ検出器３４Ａは、２次元パーシャルレスポンスフィルタ３２により抽出されたトラック＃１の再生信号、及びインターリーバ４６Ａによるインターリーブ後の信号を用い、これらターゲット応答に則して遅延重畳された信号からＭａｘ−ｌｏｇ−ＭＡＰ検出により各ビットに対する尤度を計算する。そして、デインターリーバ３６Ａは、Ｍａｘ−ｌｏｇ−ＭＡＰ検出器３４Ａにより得られた尤度にデインターリーブを施す。さらに、ＬＤＰＣ復号器３８Ａは、誤り訂正符号を用いてトラック＃１のビット列の復号を行う。
【００３８】
同様に、Ｍａｘ−ｌｏｇ−ＭＡＰ検出器３４Ｂは、２次元パーシャルレスポンスフィルタ３２により抽出されたトラック＃２の再生信号、及びインターリーバ４６Ｂによるインターリーブ後の信号を用い、これらターゲット応答に則して遅延重畳された信号からＭａｘ−ｌｏｇ−ＭＡＰ検出により各ビットに対する尤度を計算する。そして、デインターリーバ３６Ｂは、Ｍａｘ−ｌｏｇ−ＭＡＰ検出器３４Ｂにより得られた尤度にデインターリーブを施す。さらに、ＬＤＰＣ復号器３８Ｂは、誤り訂正符号を用いてトラック＃１のビット列の復号を行う。
【００３９】
ＣＲＣ復号器４２は、ＬＤＰＣ復号器３８により復号されたビット列に対する硬判定部４０による硬判定後のビット列から、誤り検出符号の復号によりビット誤りの残存を検出する。
【００４０】
切替部４４は、ＣＲＣ復号器４２によりビット誤りの残存が検出された場合に、ＬＤＰＣ復号器３８と、インターリーバ４６及びインターリーバ４８を接続する。この接続により、ＬＤＰＣ復号器３８による復号結果がインターリーバ４６及びインターリーバ４８に供給されるようになる。一方、ＣＲＣ復号器４２によりビット誤りが検出されなかった場合、復号されたビット列は再生記録データとして上位レイヤへと出力される。
【００４１】
インターリーバ４８は、各トラックの復号結果に対してインターリーブを行う。つまり、インターリーバ４８は、復号で得られた各ビットの尤度に記録時と同様のインターリーブを施す。具体的には、インターリーバ４８Ａはトラック＃１の復号結果をインターリーブし、インターリーバ４８Ｂはトラック＃２の復号結果をインターリーブする。
【００４２】
ソフトレプリカ生成器５０は、インターリーブしたビット尤度を双曲線正接関数を用いてソフトレプリカに変換し、ソフトレプリカに基づいてトラック間干渉ソフトレプリカ及び符号間干渉ソフトレプリカを生成する。例えば、ソフトレプリカ生成器５０Ａは、トラック＃１に関するソフトレプリカに、事前に推定された符号間干渉タップ係数ベクトルを乗算してトラック＃１の符号間干渉ソフトレプリカを生成し、事前に推定されたトラック間干渉タップ係数ベクトルを乗算してトラック＃１に対するトラック＃２からのトラック間干渉ソフトレプリカを生成する。
【００４３】
同様に、ソフトレプリカ生成器５０Ｂは、トラック＃２に関するソフトレプリカに、事前に推定された符号間干渉タップ係数ベクトルを乗算してトラック＃２の符号間干渉ソフトレプリカを生成し、事前に推定されたトラック間干渉タップ係数ベクトルを乗算してトラック＃２に対するトラック＃１からのトラック間干渉ソフトレプリカを生成する。
【００４４】
干渉キャンセラ（減算部）５２及び５４は、ソフトレプリカ生成器５０により生成された干渉ソフトレプリカをマルチトラック再生信号から減算する。例えば、トラック＃１の信号検出に際しては、干渉キャンセラ５２Ａがマルチトラック再生信号＃１からトラック＃１に対するトラック間干渉ソフトレプリカをソフトキャンセル（減算）し、干渉キャンセラ５４Ａがマルチトラック再生信号＃２からトラック＃２の符号間干渉ソフトレプリカをソフトキャンセルする。
【００４５】
これにより、いずれのマルチトラック再生信号にもトラック＃１の信号が残るので、２次元パーシャルレスポンスフィルタ３２Ａは、干渉キャンセラ５２Ａ及び５４Ａによるソフトキャンセル後のマルチトラック再生信号を等化する。
【００４６】
ここで、２次元パーシャルレスポンスフィルタ３２Ａは、繰り返し信号に対する等化処理を行う場合には、繰り返し一回目と異なるトラック間干渉除去後タップ係数を用いる。このトラック間干渉除去後タップ係数は、マルチトラック再生信号からトラックｍ以外のトラック信号を除去したマルチトラック信号からトラックｍの再生信号をターゲット応答へ等化するものであり、事前のトレーニングにより取得可能である。
【００４７】
同様に、トラック＃２の信号検出に際しては、干渉キャンセラ５４Ｂがマルチトラック再生信号＃２からトラック＃２に対するトラック間干渉ソフトレプリカをソフトキャンセルし、干渉キャンセラ５２Ｂがマルチトラック再生信号＃１からトラック＃１の符号間干渉ソフトレプリカをソフトキャンセルする。
【００４８】
これにより、いずれのマルチトラック再生信号にもトラック＃２の信号が残るので、２次元パーシャルレスポンスフィルタ３２Ｂは、干渉キャンセラ５２Ｂ及び５４Ｂによるソフトキャンセル後のマルチトラック再生信号を、上記のトラック間干渉除去後タップ係数を用いて等化することができる。
【００４９】
マルチトラック信号検出部３０は、上記の干渉ソフトレプリカを用いた干渉キャンセルの繰り返し処理を、Ｍａｘ−ｌｏｇ−ＭＡＰ検出器３４、デインターリーバ３６、及びＬＤＰＣ復号器３８によるビット列の復号処理と共に、ＣＲＣ復号器４２によりビット誤りが検出されなくなるまで繰り返す。
【００５０】
繰り返しの初期段階であっても、例えばトラック＃１の信号検出に際してはトラック＃１に対するトラック間干渉およびトラック＃２の符号間干渉を大幅に抑制することができるので、信号品質が向上する。この効果により信号検出精度が改善されるとビット尤度が大きくなり、ソフトレプリカがハードレプリカに漸近する。その結果、次の繰り返し処理では、トラック＃１に対するトラック間干渉およびトラック＃２の符号間干渉をさらに改善される。同時に、隣接トラックへ漏れた有用な信号成分を信号検出に活用できるという効も奏する。
【００５１】
＜５．トラック間干渉の時変について＞
各トラックに対する信号の書き込み時にトラック間でビット同期が確立されている場合、図５に示したマルチトラック信号検出部３０を用いることで、正しく各トラックの信号を検出することができる。しかしながら、図６に示すように、トラック間でビット同期が確立されていない場合（以下、トラック間非同期書き込み）、図５に示したマルチトラック信号検出部３０では正しく各トラックの信号検出を行うことができない。ここで、トラック間干渉の時変に起因して生じる問題について説明する。
【００５２】
図６に示すように、トラック間非同期書き込みによって書き込まれた媒体上のトラックには、書き込みクロック周波数の差によりトラック間においてビット位相差が生じる。また、図７に示すように、トラック間でビット位相差が生じた媒体上をヘッド８により走査した際、そのビット位相差はヘッド８の走査時間に応じて徐々に変化する。つまり、このトラックを幅広のヘッド８で走査した場合、ライトフレームを基準とするトラック間干渉は時変トラック間干渉となる。
【００５３】
図７に示すトラック＃１及び＃２を走査した場合、トラック＃２からトラック＃１へのトラック間干渉は、図８（インパルス応答の時間変化）に示すように徐々に遅れていくことになる。一方、トラック＃１からトラック＃２へのトラック間干渉は、図９（インパルス応答の時間変化）に示すように徐々に進んでいくことになる。複数の隣接するトラックから再生したマルチトラック信号を一括して処理するマルチトラック信号検出部３０にとっては時変のトラック間干渉となる。そのため、時不変のチャネル応答を想定したマルチトラック信号検出部３０では各トラックの信号を正しく検出できない。
【００５４】
＜６．実施形態＞
そこで、本件発明者は、図１１に示したマルチトラック信号検出部１００の構成を考案した。以下、本発明の一実施形態に係るマルチトラック信号検出部１００の構成について説明する。なお、本実施形態においては、図１０に示すようなデータフォーマットを有する記録データが用いられる。図１０に示すように、記録データは、プリアンブル、ユーザデータ、ＣＲＣ符号のパリティビット、ＬＤＰＣ符号のパリティビット、ポストアンブルを含む。また、記録信号の生成は、図２に示した記録信号生成部１０により行われる。
【００５５】
［マルチトラック信号検出部１００の構成］
図１１に示すように、マルチトラック信号検出部１００は、チャネル推定部１０１と、ＴＤＰＲフィルタタップ係数生成器１０２と、ＴＤＰＲフィルタ出力雑音分散初期推定部１０３と、ＴＤＰＲフィルタ出力雑音分散更新部１０４と、タップ係数制御器１０５と、チャネルトラッキング部１０６と、マルチトラックソフト干渉キャンセラ１０７と、ＴＤＰＲフィルタ１０８（２次元パーシャルレスポンスフィルタ）と、を有する。
【００５６】
さらに、マルチトラック信号検出部１００は、１次元／２次元ｍａｘ−ｌｏｇ−ＭＡＰ検出器１１０と、デインターリーバ１１１と、ＬＤＰＣ復号器１１２と、硬判定部１１３と、ＣＲＣ復号器１１４と、切替部１１５と、書き込み信号ソフトレプリカ変換器１１６と、インターリーバ１１７、１１８と、を有する。
【００５７】
チャネル推定部１０１は、再生信号に含まれるプリアンブル及びポストアンブルを用いてチャネル行列を推定する。ＴＤＰＲフィルタタップ係数生成器１０２は、ＴＤＰＲフィルタ１０８で用いるタップ係数を生成する。ＴＤＰＲフィルタ出力雑音分散初期推定部１０３は、１次元／２次元ｍａｘ−ｌｏｇ−ＭＡＰ検出器１１０で用いるＴＤＰＲフィルタ出力雑音分散値の初期値を推定する。ＴＤＰＲフィルタ出力雑音分散更新部１０４は、１次元／２次元ｍａｘ−ｌｏｇ−ＭＡＰ検出器１１０により出力される生き残りパス（後述）及び生き残りパスに対応する誤差に基づいて、次の時刻におけるｍａｘ−ｌｏｇ−ＭＡＰ検出に用いるＴＤＰＲフィルタ出力雑音分散値を算出する。
【００５８】
タップ係数制御器１０５は、ＴＤＰＲフィルタタップ係数生成器１０２により生成されたタップ係数をＴＤＰＲフィルタ１０８に設定する。チャネルトラッキング部１０６は、トレリス状態毎にマルチトラックソフト干渉キャンセラ１０７で用いるＩＴＩ（トラック間干渉）及びＩＳＩ（符号間干渉）のチャネル応答を推定する。マルチトラックソフト干渉キャンセラ１０７は、ＣＲＣ復号器１１４でビット誤りの残存が検出された場合に、チャネル状態毎に推定されたチャネル応答を用いてソフト干渉キャンセルを行い、残留信号ベクトル（後述）を生成する。ＴＤＰＲフィルタ１０８は、マルチトラック再生信号を一括して処理して、マルチトラック再生信号から各トラックの再生信号を抽出する。
【００５９】
１次元／２次元ｍａｘ−ｌｏｇ−ＭＡＰ検出器１１０は、図１３に示した構成のＴＤＰＲフィルタ１０８により隣接する２つのトラック再生信号を等化して得られたＴＤＰＲフィルタ出力信号を用いてトレリス遷移のブランチメトリックを求め、このブランチメトリックからパスメトリックを計算してトレリス状態毎の生き残りパスを選択する。なお、ＣＲＣ復号器１１４により１つのトラックの再生データに誤りがないと判定された場合、次の繰り返し処理において、１次元／２次元ｍａｘ−ｌｏｇ−ＭＡＰ検出器１１０は、図１５又は図１７に示した構成のＴＤＰＲフィルタ１０８により出力されたＴＤＰＲフィルタ出力信号に対して１次元ｍａｘ−ｌｏｇ−ＭＡＰ検出を行う。
【００６０】
デインターリーバ１１１は、１次元／２次元ｍａｘ−ｌｏｇ−ＭＡＰ検出器１１０により求められた生き残りパスのパスメトリックにデインターリーブを施す。ＬＤＰＣ復号器１１２は、誤り訂正符号を用いて各トラックのビット列を復号する。ＣＲＣ復号器１１４は、硬判定部１１３による硬判定後のビット列から、誤り検出符号の復号によりビット誤りの残存を検出する。
【００６１】
切替部１１５は、ＣＲＣ復号器１１４によりビット誤りの残存が検出された場合に、ＬＤＰＣ復号器１１２と、インターリーバ１１７及び書き込み信号ソフトレプリカ変換器１１６とを接続する。この接続により、ＬＤＰＣ復号器１１２による復号結果がインターリーバ１１７及び書き込み信号ソフトレプリカ変換器１１６に供給されるようになる。一方、ＣＲＣ復号器１１４によりビット誤りが検出されなかった場合、復号されたビット列は、再生データとして上位レイヤへと出力される。
【００６２】
書き込み信号ソフトレプリカ変換器１１６は、マルチトラックソフト干渉キャンセラ１０７によるソフト干渉キャンセルに用いる書き込み信号のソフトレプリカ信号を生成する。インターリーバ１１８は、書き込み信号ソフトレプリカ変換器１１６により生成されたソフトレプリカ信号にインターリーブを施してマルチトラックソフト干渉キャンセラ１０７に供給する。
【００６３】
以上、マルチトラック信号検出部１００の構成について説明した。次に、マルチトラック信号検出部１００で用いる時定数を設定する時定数設定手段の構成について説明する。
【００６４】
［時定数設定手段の構成］
マルチトラック信号検出部１００には、時定数設定手段からマルチトラック信号検出用の時定数が入力される。この時定数設定手段は、図１２に示すような構成を有する。図１２に示すように、この時定数設定手段は、チャネル推定器１３１、１３３と、シフト量推定器１３２、１３４と、周波数差推定器１３５と、絶対値算出部１３６と、平均値算出部１３７と、時定数テーブル１３８とにより構成される。
【００６５】
チャネル推定器１３１は、再生信号のプリアンブルを用いてＩＴＩチャネル応答ベクトルを推定する。シフト量推定器１３２は、チャネル推定器１３１により推定されたＩＴＩチャネル応答ベクトルのＩＳＩチャネル応答ベクトルに対するシフト量を推定する。同様に、チャネル推定器１３３は、再生信号のポストアンブルを用いてＩＴＩチャネル応答ベクトルを推定する。シフト量推定器１３４は、チャネル推定器１３３により推定されたＩＴＩチャネル応答ベクトルのＩＳＩチャネル応答ベクトルに対するシフト量を推定する。
【００６６】
周波数差推定器１３５は、シフト量推定器１３２、１３４で推定されたシフト量の差分からクロック周波数の差を推定する。絶対値算出部１３６は、周波数差推定器１３５により推定されたシフト量の差分の絶対値を算出する。平均値算出部１３７は、絶対値算出部１３６によりトラック毎に算出されたシフト量の差分絶対値を平均する。平均値算出部１３７により算出された平均値は、時定数テーブル１３８に格納される。この時定数テーブル１３８から最適な時定数が選択され、マルチトラック信号検出部１００に入力される。
【００６７】
以上、時定数設定手段の構成について説明した。
【００６８】
［マルチトラック信号検出部の動作］
次に、マルチトラック信号検出部１００の動作について説明する。
【００６９】
（モデル）
２つの隣接トラックから読み出した再生信号ベクトルｙ（ｋ）＝［ｙ１（ｋ），ｙ２（ｋ）］Ｔは、下記の式（１）によりモデル化される。但し、Ｈ（ｋ）はチャネル推定部１０１により推定されるチャネル行列である。また、ｓ（ｋ）は、書き込み信号ベクトルである。そして、ζ（ｋ）は自身のトラックからの媒体雑音、ｎ（ｋ）は白色ガウス雑音である。また、書き込み信号ベクトルｓＴ（ｋ）は、ｓＴ（ｋ）＝［ｓ１Ｔ（ｋ），ｓ２Ｔ（ｋ）］である。さらに、ｓｍＴ（ｋ）は、ｓｍＴ（ｋ）＝［ｓｍ（ｋ＋Ｌ），…，ｓｍ（ｋ−Ｌ）］である。但し、２Ｌ＋１はチャネル応答長である。
【００７０】
下記の式（１）に示した再生信号ベクトルのモデルに含まれるチャネル行列Ｈ（ｋ）は、下記の式（２）により表現される。但し、チャネル行列Ｈ（ｋ）の要素ベクトルｈｍ，ｍ’（ｋ）は、ｍ＝ｍ’の場合にＩＳＩのチャネル応答を表すベクトル（以下、ＩＳＩベクトル）であり、ｍ≠ｍ’の場合にＩＴＩのチャネル応答を表すベクトル（以下、ＩＴＩベクトル）である。
【００７１】
上記の要素ベクトルｈｍ，ｍ’（ｋ）の要素は、下記の式（３）で与えられる。但し、ｍ＝ｍ’の場合にはａｍ，ｍ’＝１、ｍ≠ｍ’の場合にはａｍ，ｍ’＝α（オフトラック率）である。また、ｈ（ｔ）はチャネル応答である。さらに、チャネルインデックスｌはｌ＝０，…，±Ｌである。そして、時変パラメータθ（ｋ）はトラック間の初期ビット位相差と書き込みクロックの周波数誤差により決まる。
【００７２】
【数１】
2012174310.tif 000003
…（１）
2012174310.tif 000004
…（２）
2012174310.tif 000005
…（３）
【００７３】
（パスメトリックの計算）
隣接する２つのトラックから読み出された再生信号は、まず、図１３に示した構成のＴＤＰＲフィルタ１０８により等化される。ＴＤＰＲフィルタ１０８のタップデータベクトルｒ（ｋ）は、ｒ（ｋ）＝［ｙ１（ｋ＋Ｎ），…，ｙ１（ｋ），…，ｙ１（ｋ−Ｎ），ｙ２（ｋ＋Ｎ），…，ｙ２（ｋ），…ｙ２（ｋ−Ｎ）］Ｔと表現される。ここで、１トラック当たりのタップ長は２Ｎ＋１となる。また、ＴＤＰＲフィルタ１０８の全タップ長はＭＴ（２Ｎ＋１）となる。但し、ＭＴは、マルチトラック数（この例では２）を表す。
【００７４】
いま、時刻ｋ−１から時刻ｋにおける状態数ＮＳのトレリス状態の遷移を（Ｓ’，Ｓ）とする。また、再生信号のプリアンブルとポストアンブルとを用いてＴＤＰＲフィルタタップ係数生成器１０２により生成されたＴＤＰＲフィルタタップ係数のうち、ＩＴＩ抑制用のＴＤＰＲフィルタタップ係数のベクトルをｗｍ，Ｓ（ｋ−１）と表す。ＴＤＰＲフィルタ１０８は、ＴＤＰＲフィルタタップ係数ベクトルｗｍ，Ｓ（ｋ−１）と、タップデータベクトルｒ（ｋ）とを用いて、トレリス状態毎に下記の式（４）に示す出力信号ｚｍ，Ｓ’（ｋ）を生成する。
【００７５】
【数２】
2012174310.tif 000006
…（４）
【００７６】
但し、ＴＤＰＲフィルタタップ係数ベクトルｗｍ，Ｓ’（ｋ−１）の添え字ｍは、トラックｍに対応することを表す。つまり、ＴＤＰＲフィルタタップ係数ベクトルｗｍ，Ｓ（ｋ−１）は、トラックｍの信号を抽出するためのタップ係数の組を表す。また、ＴＤＰＲフィルタタップ係数ベクトルｗｍ，Ｓ’（ｋ−１）の添え字Ｓ’は、トレリス状態Ｓ’に対応することを表す。つまり、ＴＤＰＲフィルタタップ係数ベクトルｗｍ，Ｓ’（ｋ−１）は、トレリス状態Ｓ’におけるタップ係数の組を表す。従って、ＴＤＰＲフィルタタップ係数ベクトルｗｍ，Ｓは、ＭＴＮＳ個用意される。
【００７７】
ＴＤＰＲフィルタ１０８の出力信号ｚｍ，Ｓ’（ｋ）は、１次元／２次元ｍａｘ−ｌｏｇ−ＭＡＰ検出器１１０に入力される。１次元／２次元ｍａｘ−ｌｏｇ−ＭＡＰ検出器１１０は、入力されたＴＤＰＲフィルタ１０８の出力信号ｚｍ，Ｓ’（ｋ）と、トレリス遷移ブランチに対応するレプリカ信号候補ｚ’ｍ，Ｓ’，Ｓ（ｋ）との誤差の２乗和を算出し（ブランチメトリック合成を行い）、トレリス遷移のブランチメトリックΓＳ’，Ｓ（ｋ）を算出する。ブランチメトリックΓＳ’，Ｓ（ｋ）は、下記の式（５）により算出される。
【００７８】
【数３】
2012174310.tif 000007
…（５）
【００７９】
但し、σｍ、Ｓ’２（ｋ−１）は、ＴＤＰＲフィルタ出力雑音分散初期推定部１０３により推定されたＴＤＰＲフィルタ出力雑音分散値、又はＴＤＰＲフィルタ出力雑音分散更新部１０４により更新されたＴＤＰＲフィルタ出力雑音分散値である。１次元／２次元ｍａｘ−ｌｏｇ−ＭＡＰ検出器１１０は、ブランチメトリックΓＳ’，Ｓ（ｋ）と、時刻ｋ−１における状態メトリックからトレリス遷移に応じたパスメトリックを算出し、トレリス状態毎の生き残りパスを求める。この生き残りパスの情報及び各生き残りパスの誤差は、チャネルトラッキング部１０６、タップ係数制御器１０５、ＴＤＰＲフィルタ出力雑音分散更新部１０４に入力される。そして、ＴＤＰＲフィルタタップ係数は、生き残りパスに応じ、それぞれの誤差に基づいて更新される。
【００８０】
なお、ＴＤＰＲフィルタタップ係数の更新は、例えば、ＲＬＳ（逐次最小二乗）アルゴリズムなどの適応アルゴリズムを用いて実現することができる。例えば、ＲＬＳアルゴリズムで設定される忘却係数を用いて時変ＩＴＩへの追従性を調節することができる。さらに、同様の処理をポストアンブルから後ろ向きにも実行する。このようにして１次元／２次元ｍａｘ−ｌｏｇ−ＭＡＰ検出器１１０により算出されたパスメトリックは、デインターリーバ１１１に入力され、デインターリーバ１１１の後段における処理が実行される。
【００８１】
（繰り返し処理による干渉キャンセル）
ＣＲＣ復号器１１４による誤り検出によりビット誤りが残留していると判定された場合、繰り返し処理による干渉キャンセルが実行される。ＬＤＰＣ復号器１１２により復号されたビット列に基づいて書き込み信号ソフトレプリカ変換器１１６により生成された書き込み信号のソフトレプリカ信号をｓ’ｍＴ（ｋ）＝［ｓ’ｍ（ｋ＋ＬＥ），…，ｓ’ｍ（ｋ＋ＬＥ）］とする。但し、２ＬＥ＋１はチャネル推定タップ長である。また、マルチトラックソフト干渉キャンセラ１０７で用いるＩＴＩ及びＩＳＩのチャネル応答は、チャネルトラッキング部１０６により推定される。
【００８２】
時刻ｋ−１でトレリス状態Ｓ’において推定されているチャネル行列の部分行列Ｈ’ｍ，Ｓ’（ｋ−１）を下記の式（６）で表現すると、マルチトラックソフト干渉キャンセラ１０７による干渉キャンセルは、下記の式（７）により表現される。ここで、ｍ”は、ｍが１のときに２、ｍが２のときに１となる値である。マルチトラックソフト干渉キャンセラ１０７は、下記の式（７）で表現される干渉キャンセルを時点ｋ−Ｎから時点ｋ＋Ｎまで実行し、マルチトラック残留信号ベクトルｒ”ｍ，Ｓ’（ｋ）を生成する。このマルチトラック残留信号ベクトルｒ”ｍ，Ｓ’（ｋ）は、ＴＤＰＲフィルタ１０８に入力される。
【００８３】
【数４】
2012174310.tif 000008
…（６）
2012174310.tif 000009
…（７）
【００８４】
ＴＤＰＲフィルタ１０８は、下記の式（８）のように、マルチトラックソフト干渉キャンセラ１０７により生成されたマルチトラック残留信号ベクトルｒ”ｍ，Ｓ’（ｋ）を等化する。ＴＤＰＲフィルタ１０８の出力信号は、１次元／２次元ｍａｘ−ｌｏｇ−ＭＡＰ検出器１１０に入力される。１次元／２次元ｍａｘ−ｌｏｇ−ＭＡＰ検出器１１０は、ＴＤＰＲフィルタ１０８の出力信号を用いて、下記の式（９）に示すように、ブランチメトリック合成によりブランチメトリックΓＳ’，Ｓ（ｋ）を算出する。なお、下記の式（９）の右辺第２項は、前回の繰り返し処理により得られた各ビットに対する尤度である。
【００８５】
【数５】
2012174310.tif 000010
…（８）
2012174310.tif 000011
…（９）
【００８６】
また、１次元／２次元ｍａｘ−ｌｏｇ−ＭＡＰ検出器１１０は、２次元ｍａｘ−ｌｏｇ−ＭＡＰ検出においてパスメトリックの計算及び生き残りパスの選択を行う。このとき、１次元／２次元ｍａｘ−ｌｏｇ−ＭＡＰ検出器１１０は、各トレリス状態Ｓにおける生き残りパスに対応する誤差信号ｅｍ，Ｓ（ｋ）を生成する。このようにして１次元／２次元ｍａｘ−ｌｏｇ−ＭＡＰ検出器１１０により選択された生き残りパス及び誤差は、チャネルトラッキング部１０６、タップ係数制御器１０５、ＴＤＰＲフィルタ出力雑音分散更新部１０４に入力される。
【００８７】
チャネルトラッキング部１０６は、トレリス状態毎のマルチトラックビット系列から成る生き残りパス系列を用いてＩＴＩ及びＩＳＩのチャネル推定（以下、マルチトラックチャネル推定）を行う。また、タップ係数制御器１０５は、ＲＬＳアルゴリズムなどを用いてタップ係数の制御を行う。なお、マルチトラックチャネル推定の更新には、ＬＭＳ（最小平均二乗）アルゴリズムを用いることができ、このアルゴリズムで設定されるステップサイズを用いてＩＴＩへの追従性を調節することができる。また、ポストアンブルを用いて同様の処理を後ろ向きにも実行する。
【００８８】
また、トレリス状態毎に選択された生き残りパスに応じて、ＴＤＰＲフィルタ１０８の出力信号と、生き残りパスに対応する誤差信号とから、ＴＤＰＲフィルタ出力雑音分散更新部１０４は、ＴＤＰＲフィルタ出力雑音分散値の移動平均を計算する。このようにしてＴＤＰＲフィルタ出力雑音分散更新部１０４により計算された移動平均の値は、次の時刻での１次元／２次元ｍａｘ−ｌｏｇ−ＭＡＰ検出器１１０によるｍａｘ−ｌｏｇ−ＭＡＰ検出に利用される。
【００８９】
（パラメータ更新の具体例）
ここで、図１４を参照しながら、ＴＤＰＲフィルタタップ係数の更新、ＩＴＩ及びＩＳＩチャネル応答の更新、及びＴＤＰＲフィルタ出力雑音分散値の更新について説明する。
【００９０】
図１４は、２つのトラックから読み出された再生信号の１遅延ビット（ｂ１，ｋ−１，ｂ２，ｋ−１）を状態として持つトレリス線図を示す。実線は、時刻ｋにおける各トレリス状態の生き残りパスを示している。生き残りパスの信号ベクトルをｓ’Ｔ（ｋ）＝［ｓ’１Ｔ（ｋ），ｓ’２Ｔ（ｋ）］とする。また、ｓ’ｍＴ（ｋ）＝［ｓ’ｍ（ｋ），…，ｓ’ｍ（ｋ−２ＬＥ）］とする。各トレリス状態におけるパラメータとして、ＴＤＰＲフィルタタップ係数ベクトル、ＩＴＩチャネル応答ベクトル、ＩＳＩチャネル応答ベクトル、及びＴＤＰＲフィルタ出力雑音分散値が保持される。
【００９１】
生き残りパスに従い、これらのパラメータを更新する。図１４の例では、時刻ｋにおける状態０は時刻ｋ−１における状態１のパラメータから更新される。同様に、時刻ｋにおける状態１は時刻ｋ−１における状態３のパラメータから、時刻ｋにおける状態２は時刻ｋ−１における状態１のパラメータから、時刻ｋにおける状態３は時刻ｋ−１における状態１のパラメータから更新される。状態Ｓにおける生き残りパスの状態をＳ’（Ｓ）とし、ＩＳＩベクトルとＩＴＩベクトルとを一括したベクトルをｈ’ｍ，ＳＴ（ｋ）＝［ｈ’ｍ，１，ＳＴ（ｋ），ｈ’ｍ，２，ＳＴ（ｋ）］とすると、再生信号とそのレプリカとの誤差ｅｍ，Ｓ（ｋ）は、下記の式（１０）により表現される。
【００９２】
また、ベクトルｈ’ｍ，Ｓ（ｋ）は、下記の式（１１）に基づいて更新される。さらに、ＴＤＰＲフィルタタップ係数ベクトルｗｍ，Ｓ（ｋ）は、下記の式（１２）に基づき、ＲＬＳアルゴリズムにより決まるゲインベクトルｋｍ，Ｓ（ｋ）を用いて更新される。また、ＴＤＰＲフィルタ出力雑音分散値σｍ，Ｓ２（ｋ）は、下記の式（１３）に基づいて更新される。但し、Ｎは移動平均長である。
【００９３】
【数６】
2012174310.tif 000012
…（１０）
2012174310.tif 000013
…（１１）
2012174310.tif 000014
…（１２）
2012174310.tif 000015
…（１３）
【００９４】
（１つのトラックに誤りがない場合の繰り返し処理）
また、１つのトラックの再生データについてＣＲＣ復号器１１４によりビット誤りがないと判定された場合、次以降の繰り返し処理において、１次元／２次元ｍａｘ−ｌｏｇ−ＭＡＰ検出器１１０は、１次元ｍａｘ−ｌｏｇ−ＭＡＰ検出を用いる。つまり、１つのトラックの再生データにビット誤りがない場合、１つのトラック信号の遅延ビットのみから構成されるトレリス遷移を用いて信号検出が実行される。この場合、ＴＤＰＲフィルタ１０８の出力は図１５に示す等化モデルで表現される。なお、ここでは説明を簡単にするため、雑音成分を省略する。
【００９５】
ＴＤＰＲフィルタ１０８により、各トラックの再生信号は、希望応答（１＋Ｄ）で抽出される。これらの抽出された信号から信号検出を行う場合、チャネル推定の機能を強化するために、タップ係数が０の遅延タップを１つ付け足したモデルを用いることもできる。この場合、図１５に示した等化モデルに対するトレリス線図は、図１６に示した１６個のトレリス状態により構成されるものとなる。各ＴＤＰＲフィルタ出力と、トレリス線図の各ブランチに与えられるＴＤＰＲフィルタ出力レプリカとの差分の二乗値をブランチメトリック合成することによりブランチメトリックが計算される。また、２次元ｍａｘ−ｌｏｇ−ＭＡＰ検出によりパスメトリックが計算される。
【００９６】
このとき、ＩＳＩ及びＩＴＩのタップ数がそれぞれ２以上のチャネル推定を行うには、各トレリス状態における生き残りパスを用いる必要がある。そのため、チャネル推定精度が十分でない場合が生じる。しかし、一方のトラックが正しく復号されると、その後の繰り返し処理において、その信号をトレリスに割り当てる必要がなくなる。そのため、同じ１６状態のトレリスを用いる場合には、図１７に示すような等価的にタップ係数が０の遅延タップを３つ付け足したモデルを用いることができる。このモデルに対応するトレリス線図は図１８のようになる。図１８に示したトレリス線図では、各状態に４ビットが保持されているため、チャネル推定精度が向上する。
【００９７】
［効果］
図１９に、再生ヘッドの隣接トラックへのオフトラック率が５０％であり、トラック間書き込みクロック周波数差が０．０２％である場合のＢＥＲ特性の比較結果を示す。時変ＩＴＩへの追従機能がない場合（ｗ／ｏ  ｃｈａｎｎｅｌ  ｔｒａｃｋｉｎｇ  ＆  ｔａｐ−ｗｅｉｇｈｔ  ｃｏｎｔｒｏｌ）にはＢＥＲが大幅に劣化する。一方、本実施形態の技術を適用した場合（ｗ／  ｃｈａｎｎｅｌ  ｔｒａｃｋｉｎｇ  ＆  ｔａｐ−ｗｅｉｇｈｔ  ｃｏｎｔｒｏｌ）、時変ＩＴＩへ追従すると共に、繰り返し回数の増加に伴ってＢＥＲ特性が改善される。また、繰り返し回数が増加するにつれ、トラック間干渉が無く、かつ、書き込みクロック周波数差も無い場合（α＝０、Δｆ＝０％、λ＝０．９９９、μ＝０．００１）のＢＥＲに近いＢＥＲ特性が得られる。このように、本実施形態の技術は、磁気記録信号再生の信頼性向上に寄与する。
【００９８】
以上、添付図面を参照しながら本発明の好適な実施形態について説明したが、本発明は係る例に限定されないことは言うまでもない。当業者であれば、特許請求の範囲に記載された範疇内において、各種の変更例または修正例に想到し得ることは明らかであり、それらについても当然に本発明の技術的範囲に属するものと了解される。
【符号の説明】
【００９９】
１      信号処理装置
４      記録媒体
６      スピンドルモータ
８      ヘッド
１０    記録信号生成部
２０    再生信号処理部
２２    バッファ
３０    マルチトラック信号検出部
３２    ２次元パーシャルレスポンスフィルタ
３４    Ｍａｘ−ｌｏｇ−ＭＡＰ検出器
３６    デインターリーバ  
３８    ＬＤＰＣ復号器
４０    硬判定部
４２    ＣＲＣ復号器
４４    切替部
４６、４８  インターリーバ
５０    ソフトレプリカ生成器
５２、５４  干渉キャンセラ
１００    マルチトラック信号検出部
１０１    チャネル推定部
１０２    ＴＤＰＲフィルタタップ係数生成器
１０３    ＴＤＰＲフィルタ出力雑音分散初期推定部
１０４    ＴＤＰＲフィルタ出力雑音分散更新部
１０５    タップ係数制御器
１０６    チャネルトラッキング部
１０７    マルチトラックソフト干渉キャンセラ
１０８    ＴＤＰＲフィルタ
１１０    １次元／２次元ｍａｘ−ｌｏｇ−ＭＡＰ検出器
１１１    デインターリーバ
１１２    ＬＤＰＣ復号器
１１３    硬判定部
１１４    ＣＲＣ復号器
１１５    切替部
１１６    書き込み信号ソフトレプリカ変換器
１１７、１１８    インターリーバ
１３１、１３３    チャネル推定器
１３２、１３４    シフト量推定器
１３５    周波数差推定器
１３６    絶対値算出部
１３７    平均値算出部
１３８    時定数テーブル
【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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【図１９】
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