(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
情報データに誤り訂正符号化を施して符号データを生成し、この符号データに変調を施して生成されたチャネルデータが通信路を通過して再生された再生データに基づいて、上記情報データを復号する復号方法であって、
上記符号データに施される変調は、変調手段によって、先行するチャネルデータと、現入力データと、この現入力データの後に続く入力データとを参照して出力チャネルデータを計算するための変調表に基づいて行い、
確率演算手段によって、上記再生データのビット毎の確率を演算し、
上記再生データのビット毎の確率を入力として、上記再生信号に関する拘束条件に基づいて、第１の事後確率復号手段による第１の事後確率復号処理によって上記チャネルデータの第１事後確率を生成して出力し、
上記チャネルデータの第１事後確率を入力として、上記変調に関する拘束条件に基づいて、第２の事後確率復号手段による第２の事後確率復号処理によって上記符号データの第２事後確率を生成して出力し、
上記符号データの第２事後確率を入力として、誤り訂正符号の拘束条件に基づいて、第３の事後確率復号手段による第３の事後確率復号処理によって上記情報データの事後確率を生成して出力する
ことを特徴とする復号方法において、
上記第２の事後確率復号処理は、上記変調表における上記現入力データの後に続く入力データをトレリス符号の現入力データに対応させる一方、上記変調表における上記先行するチャネルデータと上記現入力データとを上記トレリス符号の内部状態に対応させることによって、上記変調表で表される変調をトレリス符号と見なして行われる
ことを特徴とする復号方法。
【請求項２】
情報データに誤り訂正符号化を施して符号データを生成し、この符号データに変調を施して生成されたチャネルデータが通信路を通過して再生された再生データに基づいて、上記情報データを復号する復号方法であって、
上記符号データに施される変調は、変調手段によって、先行するチャネルデータと、現入力データと、この現入力データの後に続く入力データとを参照して出力チャネルデータを計算するための変調表に基づいて行い、
確率演算手段によって、上記再生データのビット毎の確率を演算し、
上記再生データのビット毎の確率を入力として、上記再生信号に関する拘束条件に基づいて、第１の事後確率復号手段による第１の事後確率復号処理よって上記チャネルデータの第１事後確率を生成して出力すると共に、
上記チャネルデータの第１事後確率と符号データの事前情報とを入力として、上記変調に関する拘束条件に基づいて、第２の事後確率復号手段によって上記符号データの第２事後確率を生成して出力する第２の事後確率復号処理と、
上記符号データの第２事後確率を入力として、誤り訂正符号の拘束条件に基づいて、第３の事後確率復号手段によって、上記情報データの事後確率と上記符号データの事前情報とを生成して出力する第３の事後確率復号処理
の両事後確率復号処理を、反復繰り返し行って、反復復号を行う
ことを特徴とする復号方法において、
上記第２の事後確率復号処理は、上記変調表における上記現入力データの後に続く入力データをトレリス符号の現入力データに対応させる一方、上記変調表における上記先行するチャネルデータと上記現入力データとを上記トレリス符号の内部状態に対応させることによって、上記変調表で表される変調をトレリス符号と見なして行われる
ことを特徴とする復号方法。
【請求項３】
情報データに誤り訂正符号化を施して符号データを生成し、この符号データに擬似ランダム置換および変調を順次施して生成されたチャネルデータが通信路を通過して再生された再生データに基づいて、上記情報データを復号する復号方法であって、
上記符号データに施される変調は、変調手段によって、先行するチャネルデータと、現入力データと、この現入力データの後に続く入力データとを参照して出力チャネルデータを計算するための変調表に基づいて行い、
確率演算手段によって、上記再生データのビット毎の確率を演算し、
上記再生データのビット毎の確率を入力として、上記再生信号に関する拘束条件に基づいて、第１事後確率復号手段による第１事後確率復号処理によって上記チャネルデータの第１事後確率を生成して出力すると共に、
上記チャネルデータの第１事後確率と符号データの第１事前情報とを入力として、上記変調に関する拘束条件に基づいて、第２事後確率復号手段によって上記符号データの第２事後確率を生成して出力する第２事後確率復号処理と、
逆置換手段によって、上記第２事後確率復号手段から出力された符号データの第２事後確率に係る確率値に上記擬似ランダム置換の逆置換を施して、当該符号データの第２事前情報を生成して出力する逆置換処理と、
上記符号データの第２事前情報を入力として、誤り訂正符号の拘束条件に基づいて、第３事後確率復号手段によって、上記情報データの事後確率と符号データの第３事後確率とを生成して出力する第３事後確率復号処理と、
置換手段によって、上記第３事後確率復号手段から出力された符号データの第３事後確率に係る確率値に上記擬似ランダム置換を施して、当該符号データの第１事前情報を生成して出力する置換処理と、
第１演算手段によって、上記逆置換処理前の確率値と上記置換処理後の確率値とに基づいて上記第２事後確率復号処理によって更新された符号データの第１外部情報を生成し、上記第２事後確率に係る確率値として上記逆置換手段に出力する、または、上記逆置換処理後の確率値と上記置換処理前の確率値とに基づいて上記第１外部情報を生成し、上記第２事前情報として上記第３事後確率復号手段に出力する第１演算処理と、
第２演算手段によって、上記置換処理前の確率値と上記逆置換処理後の確率値に基づいて上記第３事後確率復号処理によって更新された符号データの第２外部情報を生成し、上記第３事後確率に係る確率値として上記置換手段に出力する、または、上記置換処理後の確率値と上記逆置換処理前の確率値とに基づいて上記第２外部情報を生成し、上記第１事前情報として上記第２事後確率復号手段に出力する第２演算処理
の各処理を、反復繰り返し行って、反復復号を行う
ことを特徴とする復号方法において、
上記第２事後確率復号処理は、上記変調表における上記現入力データの後に続く入力データをトレリス符号の現入力データに対応させる一方、上記変調表における上記先行するチャネルデータと上記現入力データとを上記トレリス符号の内部状態に対応させることによって、上記変調表で表される変調をトレリス符号と見なして行われる
ことを特徴とする復号方法。
【請求項４】
情報データに誤り訂正符号化を施すことによって符号データを生成し、この符号データにランレングス制限変調を施して生成されたチャネルデータが記録された記録媒体から、記録されているチャネルデータを再生して再生データを出力する再生手段と、
請求項１あるいは請求項２に記載の復号方法によって上記再生データから上記情報データの事後確率を得、この情報データの事後確率に基づいて上記情報データを復元する復号手段
を備えたことを特徴とする記録媒体再生装置。
【請求項５】
情報データに誤り訂正符号化を施すことによって符号データを生成し、この符号データに疑似ランダム置換およびランレングス制限変調を順次施して生成されたチャネルデータが記録された記録媒体から、記録されているチャネルデータを再生して再生データを出力する再生手段と、
請求項３に記載の復号方法によって上記再生データから上記情報データの事後確率を得、この情報データの事後確率に基づいて上記情報データを復元する復号手段
を備えたことを特徴とする記録媒体再生装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、情報データに誤り訂正符号化を施して生成した符号データにランレングス制限(Run Length Limited：以下ＲＬＬと言う)変調等の変調を施してチャネルデータを作成し、そのチャネルデータを記録媒体に記録し、記録媒体から再生されたチャネルデータにＲＬＬ復調等の復調及び誤り訂正復号を施して情報データを復元する際における復号方法および記録媒体再生装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
誤り訂正方式のうち、ターボ符号方式が、誤り無しに送信可能な伝送速度の理論上の限界(すなわちシャノン限界)に迫る程の高性能を有するために、主に通信分野において注目を浴びている。また、上記通信分野だけではなく、記録媒体分野にターボ符号方式を応用する研究も盛んに発表されている。
【０００３】
以下、ターボ符号を用いた従来の記録再生システムについて簡単に説明する。図１５は、ターボ符号の符号化処理及び復号処理を行う記録再生装置の概略図を示す。尚、この記録再生装置は、文献「“Turbo coded RLL constrained optical recording channels with DVD minimum mark size,”Vol.4342,pp.91-93,Proc. of Optical Data Storage 2001, Apr. 2001」に記載されている。
【０００４】
ターボ符号化器１は、入力された情報データｕiにターボ符号化を施して符号データｃiを出力する。ＲＬＬ変調器２は、入力された符号データｃiにＲＬＬ変調を施して、チャネルデータａiを出力する。こうして出力されたチャネルデータａiは、パーシャルレスポンス(Partial Response：以下、ＰＲと略称する)チャネル通信路３に送信される。このＰＲチャネル通信路３は、隣接するチャネルデータａi間で干渉し合う特性を有する。そのために、ＰＲチャネル通信路３から再生された再生信号ｙ'iには符号間干渉が生じている。また、チャネルデータａiは、ＰＲチャネル通信路３を通過する際にノイズ付加,帯域制限,クロストーク等の変形を受ける。したがって、ＰＲチャネル通信路３から再生された再生信号ｙ'iには誤りが付加されているのである。
【０００５】
対数尤度演算回路４は、上記再生信号ｙ'iを入力して対数尤度を計算し、再生信号ｙ'iの対数尤度Ｌ(y'i|yi)を出力する。ここで、ｙiは、ＰＲチャネル通信路３が理想的な場合の再生信号である。理想的であるとは、ノイズ等による変形がなく、ＰＲチャネル通信路３の伝達特性がＰＲ伝達特性と同一の場合である。対数尤度Ｌ(y'i|yi)は、ＰＲチャネルの事後確率(A Posteriori Probability：以下、ＡＰＰと略称する)復号器５の符号入力端子c;Iに入力される。ここで、ダッシュ「'」のある記号は、再生後に復元されたデータであることを表し(つまり、ＰＲチャネル通信路３によって誤りが付加されていることを表し)、ダッシュ「'」の無い記号は、記録前のデータであることを表す。
【０００６】
一般に、ＡＰＰ復号器は２入力２出力の端子を有している。すなわち、情報データの尤度が入力される情報入力端子u;Iと、符号データの尤度が入力される符号入力端子c;Iと、情報データの尤度を出力する情報出力端子u;Oと、符号データの尤度を出力する符号出力端子c;Oである。そして、ＡＰＰ復号器は、情報データの尤度と符号データの尤度とが入力されて、符号に関する拘束条件に基づいて各尤度を更新するのである。尚、情報入力端子u;Iに入力される尤度は、事前情報(A Prior Information)と呼ばれる。そして、情報出力端子u;Oからは、更新された情報データの尤度が出力される。また、符号出力端子c;Oからは、更新された符号データの尤度が出力されるのである。ここで、上記情報データとは、ＡＰＰ復号器に対応する符号化器に入力されるデータを意味し、符号データは、上記符号化器から出力されるデータを意味する。
【０００７】
上記ＰＲチャネルのＡＰＰ復号器５では、符号入力端子c;Iに再生信号ｙ'iの対数尤度Ｌ(y'i|yi)が入力され、情報入力端子u;Iには常にゼロが入力される。すなわち、ＰＲチャネルのＡＰＰ復号器５は、事前情報が無い条件で事後確率復号を行うのである。また、情報出力端子u;Oからはチャネルデータａ'iの対数尤度比Ｌ(a'i)が出力されるのである。尚、再生信号ｙ'iの対数尤度が出力される符号出力端子c;Oは、何れとも未接続である。
【０００８】
軟情報入力軟情報出力(Soft-In Soft-Out：以下、ＳＩＳＯと略称する)型ＲＬＬ復調器６は、チャネルデータａ'iの対数尤度比Ｌ(a'i)が入力され、復調を施して符号データｃ'iの対数尤度比Ｌ(c'i)を出力する。尚、ＳＩＳＯ型ＲＬＬ復調器６の詳細については後述する。
【０００９】
ターボ復号器７は、上記ターボ符号化器１が施した符号化に対応した復号を行い、情報データの対数尤度比Ｌout(ｕ'i)を出力する。コンパレータ８は、ターボ復号器７から入力された対数尤度比Ｌout(ｕ'i)を二値化して、復元された情報データｕ'iを出力する。
【００１０】
上記ＰＲチャネル通信路３が記録媒体である場合、すなわち磁気記録,光磁気記録,光記録等の媒体に記録および再生を行うシステムの場合には、ＰＲチャネル通信路３の帯域制限,符号間干渉,クロック同期等の制約条件が存在する。そのために、変調方式には、通常ＲＬＬが用いられている。ＲＬＬは、一般にＲＬＬ(ｄ,k)と表記される。ここで、「ｄ」および「ｋ」は、非ゼロ復帰逆転(ＮＲＺI)則に基づくチャネルデータ列において「０」の最小および最大のラン長を表す。
【００１１】
さらに、上記ＲＬＬを詳しく説明すると、記録波形列の極性反転間隔が、最小極性反転間隔Ｔminと最大極性反転間隔Ｔmaxとに制限されることである。すなわち、記録波形列の各反転間隔Ｔは、Ｔmin≦Ｔ≦Ｔmaxの範囲内にあるのである。一般に、最小極性反転間隔Ｔminは(ｄ＋１)×Ｔwと表される。また、最大極性反転間隔Ｔmaxは(ｋ＋１)×Ｔwと表される。ここで、「Ｔw」は再生信号の検出窓幅であり、各極性反転間隔の最大公約数に等しくＴw＝η×Ｔbである。尚、Ｔbは変調前のデータ間隔である。また、ηは符号化率と呼ばれ、ｍ/ｎに等しい。つまり、変調前のｍビットが変調後のｎビットへ変換されることになる。
【００１２】
このＲＬＬ変調およびＲＬＬ復調は、一般に論理演算回路により行われる。または、論理演算結果を予めＲＯＭ(リード・オンリ・メモリ)に記憶させておき、このＲＯＭをテーブルとして参照することにより行われる。したがって、上記ＲＬＬ復調の入力データは硬情報であり、ＲＬＬ復調の出力データも硬情報となる。
【００１３】
しかしながら、上記ターボ復号器７に入力される符号データは、対数尤度比のごとく軟情報である必要がある。したがって、上述の論理演算回路によるＲＬＬ復調器を用いることができない。そこで、図１５に示す記録再生装置では、符号データを軟情報として出力できるＳＩＳＯ型ＲＬＬ復調器６が用いられているのである。
【００１４】
図１６は、上記ＳＩＳＯ型ＲＬＬ復調器６の構成を示すブロック図である。図１５におけるＰＲチャネルＡＰＰ復号器５から出力されたチャネルデータａ'iの対数尤度比Ｌ(a'i)は、ｐ段シフトレジスタ１１に入力される。このシフトレジスタの段数ｐは、一般にｎ以上となる。そして、ｐ段シフトレジスタ１１によって、データが間隔Ｔw毎にシフトされて、パラレルデータ(Ｌ(a'1,t),Ｌ(a'2,t),…,Ｌ(a'k,t),…,Ｌ(a'p,t))が算術演算回路１２に出力される。そうすると、上記算術演算回路１２は、入力された上記パラレルデータ(Ｌ(a'1,t),Ｌ(a'2,t)，…,Ｌ(a'k,t),…,Ｌ(a'p,t))に対して算術演算を行い、復調後の符号データの対数尤度比のパラレルデータ(Ｌ(c'1,t),Ｌ(c'2,t),…,Ｌ(c'j,t),…,Ｌ(c'm,t))を得る。この算術演算は、上記復調前のチャネルデータａ'iのビット毎の各尤度(Ｌ(a'1,t),Ｌ(a'2,t),…,Ｌ(a'k,t),…,Ｌ(a'p,t))から、連続したビットのまとまりをシンボルとして復調前後のシンボル毎の尤度を計算し、このシンボル毎の尤度から復調後の符号データのビット毎の対数尤度(Ｌ(c'1,t),Ｌ(c'2,t),…,Ｌ(c'j,t),…,Ｌ(c'm,t))を計算している。尚、この算術演算内容については上記文献に説明されている。また、既に本発明者が出願した特願２００１‐１１９３９９において詳細に説明されている。
【００１５】
算術演算回路１２は、得られた復調後の符号データの対数尤度比のパラレルデータ(Ｌ(c'1,t),Ｌ(c'2,t),…,Ｌ(c'j,t),…,Ｌ(c'm,t))を、パラレルロード機能付きのｍ段シフトレジスタ１３に出力する。ｍ段シフトレジスタ１３は、入力された復調後の符号データの対数尤度比のパラレルデータ(Ｌ(c'1,t),Ｌ(c'2,t),…,Ｌ(c'j,t),…,Ｌ(c'm,t))をパラレルロードして、データを間隔Ｔb毎にシフトして復調後の符号データの対数尤度比Ｌ(c'i)を出力する。その際に、算術演算回路１２による算術演算とｍ段シフトレジスタ１３によるパラレルロードは、間隔(ｍ×Ｔb)毎に同期して行われるのである。
【００１６】
このように、上記ＳＩＳＯ型ＲＬＬ復調器６は、軟情報に基づくＲＬＬ復調を行うため、ＲＬＬ復調後にターボ復号を適用することができる。したがって、図１５に示す記録再生装置は、情報データｕiにターボ符号化およびＲＬＬ変調を施したチャネルデータａiを記録した記録媒体から、ターボ復号による高い誤り訂正能力によって情報データを復元することができるのである。
【００１７】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記従来の記録再生装置には以下のような問題がある。すなわち、上記ＳＩＳＯ型ＲＬＬ復調器６は、チャネルデータａ'iｐビットのみから符号データｃ'iｍビットを復調するため、得られる符号データｃ'iの尤度情報の信頼度が悪いと言う問題がある。さらに、ＳＩＳＯ型ＲＬＬ復調器６はターボ復号の特徴である反処理ループ内に含まれておらず、同一データに対して一度しか動作しないために、復調後の符号データの信頼度を高めることができないと言う問題もある。
【００１８】
そこで、この発明の目的は、ＲＬＬ復調器から得られる符号データの尤度情報の信頼度を高め、記録媒体への記録密度を高めることができる復号方法、この復号方法を用いた記録媒体再生装置を提供することにある。
【００１９】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、第１の発明は、
情報データに誤り訂正符号化を施して符号データを生成し、この符号データに変調を施して生成されたチャネルデータが通信路を通過して再生された再生データに基づいて、上記情報データを復号する復号方法であって、
上記符号データに施される変調は、変調手段によって、先行するチャネルデータと、現入力データと、この現入力データの後に続く入力データとを参照して出力チャネルデータを計算するための変調表に基づいて行い、
確率演算手段によって、上記再生データのビット毎の確率を演算し、
上記再生データのビット毎の確率を入力として、上記再生信号に関する拘束条件に基づいて、第１のＡＰＰ復号手段による第１のＡＰＰ復号処理によって上記チャネルデータの第１事後確率を生成して出力し、
上記チャネルデータの第１事後確率を入力として、上記変調に関する拘束条件に基づいて、第２のＡＰＰ復号手段による第２のＡＰＰ復号処理によって上記符号データの第２事後確率を生成して出力し、
上記符号データの第２事後確率を入力として、誤り訂正符号の拘束条件に基づいて、第３のＡＰＰ復号手段による第３のＡＰＰ復号処理によって上記情報データの事後確率を生成して出力する
ことを特徴とする復号方法において、
上記第２のＡＰＰ復号処理は、上記変調表における上記現入力データの後に続く入力データをトレリス符号の現入力データに対応させる一方、上記変調表における上記先行するチャネルデータと上記現入力データとを上記トレリス符号の内部状態に対応させることによって、上記変調表で表される変調をトレリス符号と見なして行われる
ことを特徴としている。
【００２０】
上記構成によれば、第１のＡＰＰ復号処理によって、再生データのビット毎の確率を入力として、上記再生データに関する拘束条件に基づいて、チャネルデータの第１事後確率が生成されて出力される。そうすると、第２のＡＰＰ復号処理によって、上記チャネルデータの第１事後確率を入力として、記録時に符号データに施された変調に関する拘束条件に基づいて、符号データの第２事後確率が生成されて出力される。そして、第３のＡＰＰ復号処理によって、上記符号データの第２事後確率で成る軟情報を入力として、記録時に情報データに施された誤り訂正符号の拘束条件に基づいて、上記情報データの事後確率が生成されて出力される。こうして、軟情報を扱い得る復調を前段とする復号方法、すなわち記録媒体の再生に適した復号方法が実現される。
【００２１】
その際に、上記変調に関する拘束条件として、ＲＬＬ(１,７)変調に関する拘束条件を用いれば、上記第２のＡＰＰ復号処理において、直前に入力されたチャネルデータと直前に出力された符号データとが参照されて、復調後の符号データが生成される。したがって、得られる符号データの尤度情報の信頼度を高めることが可能になる。さらに、上記再生データに関する拘束条件に基づくＡＰＰ復号処理が、変調に関する拘束条件に基づくＡＰＰ復号処理とは独立して行われる。こうして、さらに記録媒体に適合した復号方法が実現される。
【００２２】
さらに、上記先行するチャネルデータと上記現入力データと上記現入力データの後に続く入力データとを参照して、チャネルデータを計算する変調表で表されている変調を、トレリス符号と見なすようにしている。したがって、上記第２のＡＰＰ復号処理によって、上記変調に関する拘束条件に基づく事後確率復号を行うことができる。
【００２３】
また、第２の発明は、
情報データに誤り訂正符号化を施して符号データを生成し、この符号データに変調を施して生成されたチャネルデータが通信路を通過して再生された再生データに基づいて、上記情報データを復号する復号方法であって、
上記符号データに施される変調は、変調手段によって、先行するチャネルデータと、現入力データと、この現入力データの後に続く入力データとを参照して出力チャネルデータを計算するための変調表に基づいて行い、
確率演算手段によって、上記再生データのビット毎の確率を演算し、
上記再生データのビット毎の確率を入力として、上記再生信号に関する拘束条件に基づいて、第１のＡＰＰ復号手段による第１のＡＰＰ復号処理よって上記チャネルデータの第１事後確率を生成して出力すると共に、
上記チャネルデータの第１事後確率と符号データの事前情報とを入力として、上記変調に関する拘束条件に基づいて、第２のＡＰＰ復号手段によって上記符号データの第２事後確率を生成して出力する第２のＡＰＰ復号処理と、
上記符号データの第２事後確率を入力として、誤り訂正符号の拘束条件に基づいて、第３のＡＰＰ復号手段によって、上記情報データの事後確率と上記符号データの事前情報とを生成して出力する第３のＡＰＰ復号処理
の両ＡＰＰ復号処理を、反復繰り返し行って、反復復号を行う
ことを特徴とする復号方法において、
上記第２のＡＰＰ復号処理は、上記変調表における上記現入力データの後に続く入力データをトレリス符号の現入力データに対応させる一方、上記変調表における上記先行するチャネルデータと上記現入力データとを上記トレリス符号の内部状態に対応させることによって、上記変調表で表される変調をトレリス符号と見なして行われる
ことを特徴としている。
【００２４】
上記構成によれば、第１のＡＰＰ復号処理によって、再生データのビット毎の確率を入力として、上記再生データに関する拘束条件に基づいて、チャネルデータの第１事後確率が生成されて出力される。そうすると、第３のＡＰＰ復号処理と共に反復復号を行う第２のＡＰＰ復号処理によって、上記チャネルデータの第１事後確率と符号データの事前情報とを入力として、記録時に情報データに施された変調に関する拘束条件に基づいて、符号データの第２事後確率が生成されて出力される。そして、上記第３のＡＰＰ復号処理によって、符号データの第２事後確率で成る軟情報を入力として、記録時に情報データに施された誤り訂正符号の拘束条件に基づいて、上記情報データの事後確率と上記符号データの事前情報とが生成されて出力され、上記符号データの事前情報が上記第２のＡＰＰ復号処理の際に用いられる。こうして、軟情報を扱い得る復調が適用された反復復号方法、すなわち記録媒体の再生に適した反復復号方法が実現される。
【００２５】
その際に、上記変調に関する拘束条件に基づくＡＰＰ復号処理を行う上記第２のＡＰＰ復号処理は、上記第３のＡＰＰ復号処理によって生成される上記符号データの事前情報を入力として繰り返し反復して行われる。したがって、上記第２のＡＰＰ復号処理の結果である復調後の符号データの尤度情報の信頼度が高められる。さらに、上記再生データに関する拘束条件に基づくＡＰＰ復号処理が、変調に関する拘束条件に基づくＡＰＰ復号処理とは独立して行われる。こうして、さらに記録媒体に適合した復号方法が実現される。
【００２６】
さらに、上記先行するチャネルデータと上記現入力データと上記現入力データの後に続く入力データとを参照して、チャネルデータを計算する変調表で表されている変調を、トレリス符号と見なすようにしている。したがって、上記第２のＡＰＰ復号処理によって、上記変調に関する拘束条件に基づく事後確率復号を行うことができる。
【００２７】
また、第３の発明は、
情報データに誤り訂正符号化を施して符号データを生成し、この符号データに擬似ランダム置換および変調を順次施して生成されたチャネルデータが通信路を通過して再生された再生データに基づいて、上記情報データを復号する復号方法であって、
上記符号データに施される変調は、変調手段によって、先行するチャネルデータと、現入力データと、この現入力データの後に続く入力データとを参照して出力チャネルデータを計算するための変調表に基づいて行い、
確率演算手段によって、上記再生データのビット毎の確率を演算し、
上記再生データのビット毎の確率を入力として、上記再生信号に関する拘束条件に基づいて、第１ＡＰＰ復号手段による第１ＡＰＰ復号処理によって上記チャネルデータの第１事後確率を生成して出力すると共に、
上記チャネルデータの第１事後確率と符号データの第１事前情報とを入力として、上記変調に関する拘束条件に基づいて、第２ＡＰＰ復号手段によって上記符号データの第２事後確率を生成して出力する第２ＡＰＰ復号処理と、
逆置換手段によって、上記第２ＡＰＰ復号手段から出力された符号データの第２事後確率に係る確率値に上記擬似ランダム置換の逆置換を施して、当該符号データの第２事前情報を生成して出力する逆置換処理と、
上記符号データの第２事前情報を入力として、誤り訂正符号の拘束条件に基づいて、第３ＡＰＰ復号手段によって、上記情報データの事後確率と符号データの第３事後確率とを生成して出力する第３ＡＰＰ復号処理と、
置換手段によって、上記第３ＡＰＰ復号手段から出力された符号データの第３事後確率に係る確率値に上記擬似ランダム置換を施して、当該符号データの第１事前情報を生成して出力する置換処理と、
第１演算手段によって、上記逆置換処理前の確率値と上記置換処理後の確率値とに基づいて上記第２ＡＰＰ復号処理によって更新された符号データの第１外部情報を生成し、上記第２事後確率に係る確率値として上記逆置換手段に出力する、または、上記逆置換処理後の確率値と上記置換処理前の確率値とに基づいて上記第１外部情報を生成し、上記第２事前情報として上記第３ＡＰＰ復号手段に出力する第１演算処理と、
第２演算手段によって、上記置換処理前の確率値と上記逆置換処理後の確率値に基づいて上記第３ＡＰＰ復号処理によって更新された符号データの第２外部情報を生成し、上記第３事後確率に係る確率値として上記置換手段に出力する、または、上記置換処理後の確率値と上記逆置換処理前の確率値とに基づいて上記第２外部情報を生成し、上記第１事前情報として上記第２ＡＰＰ復号手段に出力する第２演算処理
の各処理を、反復繰り返し行って、反復復号を行う
ことを特徴とする復号方法において、
上記第２ＡＰＰ復号処理は、上記変調表における上記現入力データの後に続く入力データをトレリス符号の現入力データに対応させる一方、上記変調表における上記先行するチャネルデータと上記現入力データとを上記トレリス符号の内部状態に対応させることによって、上記変調表で表される変調をトレリス符号と見なして行われる
ことを特徴としている。
【００２８】
上記構成によれば、第１ＡＰＰ復号処理によって、再生データのビット毎の確率を入力として、上記再生データに関する拘束条件に基づいて、チャネルデータの第１事後確率が生成されて出力される。そうすると、第３ＡＰＰ復号処理と共にターボ復号を行う第２ＡＰＰ復号処理によって、上記チャネルデータの第１事後確率と符号データの第１事前情報とを入力として、記録時に情報データに施された変調に関する拘束条件に基づいて、符号データの第２事後確率が生成されて出力される。こうして、軟情報を扱い得る復調が適用されたターボ復号方法、すなわち記録媒体の再生に適したターボ復号方法が実現される。
【００２９】
その際に、上記変調に関する拘束条件に基づくＡＰＰ復号処理を行う上記第２ＡＰＰ復号処理は、上記第３ＡＰＰ復号処理によって生成される上記符号データの事前情報を入力として繰り返し反復して行われる。したがって、上記第２ＡＰＰ復号処理の結果である復調後の符号データの尤度情報の信頼度が高められる。さらに、上記再生データに関する拘束条件に基づくＡＰＰ復号処理が、変調に関する拘束条件に基づくＡＰＰ復号処理とは独立して行われる。こうして、さらに記録媒体に適合した復号方法が実現される。
【００３０】
さらに、上記先行するチャネルデータと上記現入力データと上記現入力データの後に続く入力データとを参照して、チャネルデータを計算する変調表で表されている変調を、トレリス符号と見なすようにしている。したがって、上記第２ＡＰＰ復号処理によって、上記変調に関する拘束条件に基づく事後確率復号を行うことができる。
【００３１】
また、第４の発明の記録媒体再生装置は、
情報データに誤り訂正符号化を施して符号データを生成し、この符号データにＲＬＬ変調を施して生成されたチャネルデータが記録された記録媒体から、記録されているチャネルデータを再生して再生データを出力する再生手段と、
上記第１の発明あるいは第２の発明の復号方法によって上記再生データから上記情報データの事後確率を得、この情報データの事後確率に基づいて上記情報データを復元する復号手段
を備えたことを特徴としている。
【００３２】
上記構成によれば、復号手段による第１のＡＰＰ復号処理に用いる再生信号に関する拘束条件としてＲＬＬに関する拘束条件とＰＲ伝達特性に関する拘束条件との両方を満たす拘束条件を適用し、上記復号手段による第２のＡＰＰ復号処理に用いる変調に関する拘束条件としてＲＬＬ変調に関する拘束条件を適用し、上記復号手段による第３のＡＰＰ復号処理としてターボ復号処理を適用すれば、ＲＬＬ復調とターボ復号とが適用された復号方法によって、ＰＲチャネル通信路である記録媒体の再生および復号を行うことが可能になる。したがって、上記記録媒体の記録密度が高められる。
【００３３】
また、第５の発明の記録媒体再生装置は、
情報データに誤り訂正符号化を施して符号データを生成し、この符号データに疑似ランダム置換およびＲＬＬ変調を順次施したチャネルデータが記録された記録媒体から、記録されているチャネルデータを再生して再生データを出力する再生手段と、
上記第３の発明の復号方法によって上記再生データから上記情報データの事後確率を得、この情報データの事後確率に基づいて上記情報データを復元する復号手段
を備えたことを特徴としている。
【００３４】
上記構成によれば、復号手段による第１ＡＰＰ復号処理に用いる再生信号に関する拘束条件としてＲＬＬに関する拘束条件とＰＲ伝達特性に関する拘束条件との両方を満たす拘束条件を適用し、上記復号手段による第２ＡＰＰ復号処理に用いる変調に関する拘束条件としてＲＬＬ変調に関する拘束条件を適用すれば、ＲＬＬ復調とターボ復号とが適用された復号方法によって、ＰＲチャネル通信路である記録媒体の再生および復号を行うことが可能になる。したがって、上記記録媒体の記録密度が高められる。
【００３５】
【発明の実施の形態】
以下、この発明を図示の実施の形態により詳細に説明する。
＜第１実施の形態＞
図１は、本実施の形態における記録媒体再生装置のブロック図である。また、図２は、図１に示す記録媒体再生装置によって再生されるチャネルデータａiを記録媒体に記録する記録媒体記録装置のブロック図である。先ず、記録媒体記録装置について説明する。
【００３６】
図２に示す記録媒体記録装置において、ターボ符号化器２１は、入力された情報データｕiにターボ符号化を施して符号データｃiを出力する。尚、ターボ符号化器２１の詳細については後述する。ＲＬＬ変調器２２は、入力された符号データｃiにＲＬＬ変調を施して、チャネルデータａiを出力する。こうして出力されたチャネルデータａiは、記録回路２３によって記録媒体２４に記録される。ここで、記録回路２４は、磁気記録,光磁気記録,光記録等による記録を行う。このように、本記録媒体記録装置においては、ターボ符号化とＲＬＬ変調との両方を行うのである。
【００３７】
次に、図１に示す記録媒体再生装置について説明する。再生回路３１は、記録媒体２４に記録されたチャネルデータを再生し、再生信号ｙ'iを出力する。記録回路２３,記録媒体２４および再生回路３１はＰＲチャネル通信路を構成しており、隣接するチャネルデータａi間で干渉し合う特性を有する。そのため、再生信号ｙ'iには符号間干渉が生じている。また、再生信号ｙ'iは、上記ＰＲチャネル通信路を通過する際にノイズ付加,帯域制限,クロストーク等の変形を受ける。したがって、再生信号ｙ'iには誤りが付加されているのである。
【００３８】
上記確率演算手段としての対数尤度演算回路３２は、入力された再生信号ｙ'iに基づいて対数尤度を演算し、再生信号ｙ'iの対数尤度Ｌ(y'i|yi)を出力する。そして、この対数尤度Ｌ(y'i|yi)は、第１ＡＰＰ復号器３３の符号入力端子c;Iに入力される。さらに、第１ＡＰＰ復号器３３の情報入力端子u;Iには常にゼロが入力される。すなわち、第１ＡＰＰ復号器３３は、チャネルデータの事前情報が無い条件で、再生信号ｙ'iに関する拘束条件に基づいて事後確率復号を行うのである。そして、第１ＡＰＰ復号器３３は、情報出力端子u;Oからチャネルデータａiの事後確率Ｌ(a'i)を出力するのである。尚、再生信号y'iの対数尤度が出力される符号出力端子c;Oは、何れとも未接続である。第１ＡＰＰ復号器３３の詳細については後述する。
【００３９】
ところで、上述のように、確率値を表すために対数尤度比を用いている。例えば、チャネルデータａiに関する対数尤度比は、次式で定義される。
0003978326.tif 000002
ここで、Ｐ(a'i|ai＝１)は、送信したチャネルデータａiが１である場合に、復元したチャネルデータがａ'iである条件付確率である。同様に、Ｐ(a'i|ai＝０)は、送信したチャネルデータａiが０である場合に、復元したチャネルデータがａ'iである条件付確率である。尚、lnは自然対数関数を表す。また、後述するように、再生信号ｙ'iの確率を表すために対数尤度が用いられている。
【００４０】
上記チャネルデータａ'iの事後確率Ｌ(a'i)は、第２ＡＰＰ復号器３４の符号入力端子c;Iに入力される。さらに、第２ＡＰＰ復号器３４の情報入力端子u;Iには常にゼロが入力される。すなわち、第２ＡＰＰ復号器３４は、符号データの事前情報Ｌa(c'i)が無い条件で、変調に関する拘束条件に基づいて事後確率復号を行うのである。そして、第２ＡＰＰ復号器３４の情報出力端子u;Oから符号データｃ'iの事後確率Ｌ(c'i)を出力するのである。尚、チャネルデータａ'iの対数尤度比が出力される符号出力端子c;Oは、何れとも未接続である。第２ＡＰＰ復号器３４の詳細については後述する。
【００４１】
ターボ復号器３５には、上記第２ＡＰＰ復号器３４から符号データｃ'iの対数尤度比Ｌ(c'i)が入力されて、情報データの事後確率復号結果Ｌout(ｕ'i)を出力する。ここで、上記ターボ復号器３５は、図２に示す記録媒体記録装置におけるターボ符号化器２１が施した符号化に対応した復号を行うのである。尚、ターボ復号器３５の詳細については後述する。コンパレータ３６は、ターボ復号器３５から入力された事後確率復号結果Ｌout(ｕ'i)を二値化して、復元された情報データｕ'iを出力する。
【００４２】
図３は、図２におけるターボ符号化器２１の詳細を示すブロック図である。図３における第１畳み込み符号化器４１及び第２畳み込み符号化器４３は、入力データがそのまま含まれた出力データを生成する。このような符号化は組織符号化と呼ばれ、出力データのうち入力データ以外のデータ(すなわち符号化による冗長分)はパリティビットと呼ばれる。すなわち、第１畳み込み符号化器４１は、入力された情報データｕiに畳み込み符号化を施してパリティビットｐiを出力するのである。インターリーバ４２は、入力された情報データｕiに擬似ランダム置換を施して、インターリーブ後の情報データｕ2iを出力する。また、第２畳み込み符号化器４３は、入力されたインターリーブ後の情報データｕ2iに畳み込み符号化を施して、パリティビットｐ2iを出力する。
【００４３】
パンクチャおよびマルチプレクサ４４には、情報データｕiと第１畳み込み符号化器４１からのパリティビットｐiと第２畳み込み符号化器４３からのパリティビットｐ2iが入力される。そして、入力されたパリティビットｐiおよびパリティビットｐ2iは、所定の符号化率となるように一部分が削除(パンクチャ)される。さらに、削除されなかった残りのパリティビットｐiおよびパリティビットｐ2iと、情報データｕi,とが、マルチプレクサ機能によってまとめられてシリアルデータとなり、符号データｃiとして出力される。
【００４４】
図３に示すターボ符号化器２１は、２つの畳み込み符号化器から構成される並列型連接畳み込み符号(Parallel Concatenated Convolutional Codes：以下ＰＣＣＣと略称する)と呼ばれる形式のターボ符号である。
【００４５】
図４は、図１におけるターボ復号器３５の詳細を示すブロック図である。ここで、図４に示すターボ復号器３５は、図３に示すターボ符号化器２１が施した符号化に対応した復号を行っている。
【００４６】
図４において、デマルチプレクサおよびデパンクチャ５１は、上記第２ＡＰＰ復号器３４から入力された符号データｃ'iの対数尤度比Ｌ(c'i)をデマルチプレクサ機能によって分解し、情報データｕ'iの対数尤度比Ｌ(u'i)とパリティｐ'iの対数尤度比Ｌ(p'i)とパリティｐ2'iの対数尤度比Ｌ(p2'i)とに分配する。それと同時に、符号化時に削除されたパリティビットの対数尤度比をゼロの値として補う(デパンクチャ)。そして、情報データｕ'iの対数尤度比Ｌ(u'i)は加算器５２に入力される。また、パリティデータｐ'iの対数尤度比Ｌ(p'i)は、第３ＡＰＰ復号器５３のパリティ入力端子p;Iに入力される。また、パリティデータｐ2'iの対数尤度比Ｌ(p2'i)は、第４ＡＰＰ復号器５６のパリティ入力端子p;Iに入力される。
【００４７】
加算器５２は、上記情報データｕ'iの対数尤度比Ｌ(u'i)と、後述する第２減算器５８から出力される情報データｕ'iの外部情報ＬextB(u'i)とを加算して、対数尤度比Ｌ(u'i;I)を出力する。すなわち、
Ｌ(u'i;I)＝ＬextB(u'i)＋Ｌ(u'i)        …(２)
である。ここで、ＬextB(u'i)は、後述するように、第４ＡＰＰ復号器５６が生成する外部情報である。
【００４８】
上記第３ＡＰＰ復号器５３は、情報入力端子u;Iに加算器５２の出力Ｌ(u'i;I)が入力される一方、パリティビット入力端子p;Iにデマルチプレクサおよびデパンクチャ５１の出力Ｌ(p'i)が入力されて、図３における第１畳み込み符号化器４１が施した符号化に対応した復号を行う。尚、上記第３ＡＰＰ復号器５３は、式(２)に示すＬ(u'i;I)のうちの、外部情報ＬextB(u'i)を事前情報として利用する。改めて式で表せば、式(３)のようになる。
Ｌ(u'i;I)＝ＬaA(u'i)＋Ｌ(u'i)            …(３)
ここで、ＬaA(u'i)は、第３ＡＰＰ復号器５３に入力されて、復号に利用される事前情報である。このように、第３ＡＰＰ復号器５３は、情報データｕiとパリティビットｐiとに基づく拘束条件に従って事後確率復号を行うのである。そして、情報出力端子u;Oから、情報データｕ'iの事後確率Ｌ(u'i;O)を出力する。ここで、第３ＡＰＰ復号器５３は、更新された情報データｕ'iの対数尤度比の差分（すなわち、Ｌ(u'i;O)からＬ(u'i;I)を差し引いた差分）ＬextA(u'i)を新たに生み出す。この差分は、外部情報(Extrinsic Information)と呼ばれる。したがって、式(２)および式(３)を用いれば、次式(４)の関係が成り立つのである。
Ｌ(u'i;O)＝ＬextA(u'i)＋Ｌ(u'i;I)
＝ＬextA(u'i)＋ＬextB(u'i)＋Ｌ(u'i)
＝ＬextA(u'i)＋ＬaA(u'i)＋Ｌ(u'i)      …(４)
尚、パリティデータｐ'の事後確率Ｌ(p'i;O)が出力されるパリティ出力端子p;Oは、何れとも未接続である。
【００４９】
第１減算器５４とインターリーバ５５とは、上記第３ＡＰＰ復号器５３から情報データｕ'iの事後確率Ｌ(u'i;O)が出力された直後に動作する。そして、第１減算器５４は、第３ＡＰＰ復号器５３から入力される事後確率Ｌ(u'i;O)から、後述する第２減算器５８から入力される情報データｕiの外部情報ＬextB(u'i)を減算することによって、ＬextA(u'i)＋Ｌ(u'i)を出力する。また、上記インターリーバ５５は、第１減算器５４から入力されたＬext(u'i)＋Ｌ(u'i)に、上述した疑似ランダム置換を施して、インターリーブ後における情報データの対数尤度比Ｌ(u2'i;I)を出力する。すなわち、
Ｌ(u2'i;I)＝ＬextA(u2'i)＋Ｌ(u2'i)        …(５)
である。ここで、ｕ2を、インターリーブ後の情報データと定義する。つまり、情報データｕをインターリーブすれば情報データｕ2となり、情報データｕ2をデインターリーブすれば情報データｕとなるのである。
【００５０】
式(５)における対数尤度比ＬextA(ｕ2'i)は、第３ＡＰＰ復号器５３によって更新された情報データｕ'iの外部情報ＬextA(ｕ'i)をインターリーブしたものであり、これを情報データｕ2'iの事前情報として第４ＡＰＰ復号器５６に入力するのである。改めて式で表せば、式(６)のようになる。
Ｌ(u2'i;I)＝ＬaB(u2'i)＋Ｌ(u2'i)        …(６)
ここで、ＬaB(u2'i)は、第４ＡＰＰ復号器５６に入力されて、復号に利用される事前情報である。
【００５１】
上記第４ＡＰＰ復号器５６には、情報入力端子u;Iにインターリーバ５５からの情報データｕ2'iの対数尤度比Ｌ(ｕ2'i;I)が入力される一方、パリティ入力端子p;Iにデマルチプレクサおよびデパンクチャ５１からのパリティデータｐ2'iの対数尤度比Ｌ(ｐ2'i)が入力される。そして、第４ＡＰＰ復号器５６は、図３における第２畳み込み符号化器４３が施した符号化に対応した復号を行う。すなわち、情報データｕ2iとパリティビットｐ2iとに基づく拘束条件に従って事後確率復号を行うのである。そして、第４ＡＰＰ復号器５６は、情報出力端子u;Oから情報データｕ2'iの事後確率Ｌ(ｕ2'i;O)を出力する。こうして、上記第４ＡＰＰ復号器５６によって更新された情報データｕ2'iの対数尤度比の差分(すなわち、Ｌ(ｕ2'i;O)からＬ(ｕ2'i;I)を差し引いた差分)は、第４ＡＰＰ復号器５６が生成した外部情報ＬextB(ｕ2'i)である。したがって、式(５)および式(６)を用いれば、次式(７)の関係が成り立つのである。
Ｌ(u2'i;O)＝ＬextB(u2'i)＋Ｌ(u2'i;I)
＝ＬextB(u2'i)＋ＬextA(u2'i)＋Ｌ(u2'i)
＝ＬextB(u2'i)＋ＬaB(u2'i)＋Ｌ(u2'i)      …(７)
尚、パリティデータｐ'の事後確率Ｌ(ｐ'i;O)が出力されるパリティ出力端子p;Oは、何れとも未接続である。
【００５２】
デインターリーバ５７と第２減算器５８とは、上記第４ＡＰＰ復号器５６から情報データｕ2'iの事後確率Ｌ(u2'i;O)が出力された直後に動作する。そして、上記デインターリーバ５７は、入力された事後確率Ｌ(u2'i;O)に、上述した疑似ランダム置換の逆置換を施して、デインターリーブ後(つまり、インターリーブ前)における情報データｕ'iの対数尤度比Ｌout(u'i)を出力する。すなわち、上記式(７)より、
Ｌout(u'i)＝ＬextB(u'i)＋ＬextA(u'i)＋Ｌ(u'i)      …(８)
となる。ここで、ＬextB(u'i)は、第４ＡＰＰ復号器５６で更新された外部情報ＬextB(u2'i)をデインターリーブしたものである。また、ＬextA(u'i)は、第３ＡＰＰ復号器５３で更新された外部情報である。そして、デインターリーバ５７から出力された情報データｕ'iの対数尤度比Ｌout(u'i)は、このターボ復号器３５の復号結果として出力されるのである。
【００５３】
上記第２減算器５８は、上記デインターリーバ５７から入力される対数尤度比Ｌout(u'i)から、第１減算器５４から入力されるＬextA(u'i)＋Ｌ(u'i)を減算してＬextB(u'i)を出力する。この情報データｕ'iの対数尤度比ＬextB(u'i)は、上述したように加算器５２に入力される。
【００５４】
こうして、上記第３ＡＰＰ復号器５３と第４ＡＰＰ復号器５６との間で情報データの対数尤度比を繰り返し受け渡してターボ復号が行われ、復元された情報データｕ'iの誤りを減少させることができる。尚、初回の復号動作時には、加算器５２に第２減算器５８から入力される外部情報ＬextB(u'i)(すなわち、事前情報ＬaA(u'i))はゼロとする。
【００５５】
次に、上記第１ＡＰＰ復号器３３の動作について具体的に説明する。尚、ここでは、ＰＲ伝達特性が(１,２,１)である場合を例に、第１ＡＰＰ復号器３６の計算内容について説明する。このＰＲ伝達特性(１,２,１)では、再生信号ｙiとチャネルデータａiとの関係は、次式(９)
ｙi＝ａi＋２・ａi-1＋ａi-2                  …(９)
のようになる。この式(９)は、ＰＲ伝達特性に関する拘束条件に相当するものである。チャネルデータａiの値は「０」または「１」の何れかであり、且つ、最小ランレングス制限(ｄ＝１)に関する拘束条件から、再生信号yiは０,１,３,４の４通りの値の何れかである。
【００５６】
図５は、上記記録回路２３,記録媒体２４および再生回路３１で成るＰＲチャネル通信路におけるＰＲ伝達特性が(１,２,１)である場合に、上記第１ＡＰＰ復号器３３がＡＰＰ復号するために必要なトレリス線図を示す。このトレリス線図においては、最小ラン長制限(ｄ＝１)とＰＲ伝達特性に関する拘束条件とを利用しており、最大ラン長制限(ｋ＝７)は利用していない。すなわち、このトレリス線図は、最小ＲＬＬに関する拘束条件とＰＲ伝達特性に関する拘束条件との両方を満たす拘束条件を表しているのである。
【００５７】
図５に示すトレリス線図の内部状態はＳ0,Ｓ1,Ｓ2,Ｓ3の４つである。図中において、時点ｋの各内部状態から時点(ｋ＋１)の各内部状態への矢印に付記された分数の分子はチャネルデータａiを表し、分母は再生信号ｙiを表す。例えば、時点ｋにおいて内部状態がＳ3である場合は、再生信号ｙiが「３」であるならばチャネルデータａiは「０」であり、次時点(ｋ＋１)での内部状態はＳ2となる。第１ＡＰＰ復号器３３は、このトレリス線図に基づいてＡＰＰ復号を行う。具体的には、上記トレリス線図の情報をＲＯＭ等に格納しておく。そして、第１ＡＰＰ復号器３３は、上記トレリス線図の情報に従ってＡＰＰ復号を行うのである。
【００５８】
ところで、上記第１ＡＰＰ復号器３３のＰＲ伝達特性は、上述の(１,２,１)に限定されるものではない。本記録媒体再生装置におけるＰＲ伝達特性としては記録媒体に適したＰＲ伝達特性を適用すればよく、そのＰＲ伝達特性に応じてトレリス線図を定め、そのトレリス線図に基づいて第１ＡＰＰ復号器３３を動作させればよいのである。したがって、例えば、記録媒体がハードディスク等の磁気記録である場合には、ＰＲ４と呼ばれる(１,０,−１)や、ＥＰＲ４と呼ばれる(１,１,−１,−１)を用いればよい。また、ＰＲ伝達特性が１である場合(すなわちＰＲでない場合)であっても、本実施の形態を適用することはできる。その場合、第１ＡＰＰ復号器３３は最小ラン長制限(ｄ＝１)のみを利用したＡＰＰ復号を行えばよく、再生信号ｙiはチャネルデータａiに等しくなる。
【００５９】
尚、図５に示すトレリス線図においては、最大ラン長制限(ｋ＝７)は利用していない。しかしながら、最大ラン長制限(ｋ＝７)を更に利用したトレリス線図であっても何ら差し支えない。
【００６０】
次に、上記第２ＡＰＰ復号器３４の動作について具体的に説明する。図６は、「スタンダーダイジング・インフォメーション・アンド・コミュニケーション・システム：Standardizing Information and Communication Systems」のスタンダードＥＣＭＡ‐１９５によって規格化されているＲＬＬ(１,７)の変調表である。この場合は、変調前の符号データのビット数ｍ＝２、変調後のチャネルデータのビット数ｎ＝３である。但し、図６に示す変調表において、チャネルビットの「１」は、再生信号の極性反転を表している。また、チャネルビットの「０」は、先行する直前のビットと同極性にすること(つまり、前極性保持)を表している。このような信号をＮＲＺＩ則に基づく信号と称することにする。図２に示す記録媒体記録装置におけるＲＬＬ変調器２２は、この変調表を参照することによって、変調前の符号データ４ビットと直前に変調されたチャネルデータ１ビットとを参照して、変調後のチャネルデータ３ビットを計算することができる。
【００６１】
尚、上記ＮＲＺＩ則に基づくチャネルデータｚiは、ＲＬＬ変調器２２によって、ＮＲＺ則に基づくチャネルデータａiに変換(以下、ＮＲＺ変換と言う)されて記録媒体２４に記録される。図７は、その変換を行うための変換表である。図２における記録回路２３が記録媒体２４に記録する極性は、ＮＲＺ則に従ったチャネルデータａiに基づいているのである。
【００６２】
上記ＲＬＬ変調器２２は、変調前の符号データｃi２ビットを順に入力し、それに応じて変調後のチャネルデータａi３ビットを順に出力することができる。その際に、出力されるチャネルデータａi３ビットの値は、入力された符号データｃi２ビットだけでなく、その直前に入力された２ビットの符号データｃiと直前に出力された１ビットのチャネルデータａiとに関係している。換言すれば、出力データ３ビットは、入力データ２ビットだけでなく、過去の入力データ２ビットおよび出力データ１ビットに拘束されている。従って、ＲＬＬ(１,７)変調される符号はトレリス符号であると見なすことができるのである。
【００６３】
図８は、上記ＲＬＬ(１,７)変調される符号をトレリス符号と見なした場合のトレリス線図である。このトレリス線図において、内部状態はＳ0からＳ11までの１２種類である。ここで、時点ｋは、変調前の符号データｃi２ビット毎の時刻を表す。すなわち、時点ｋが１つ進む毎ごとに、符号データｃi２ビットが変調され、チャネルデータａi３ビットが出力される。
【００６４】
また、図８に示すトレリス線図に基づく現状態,入力値(変調前データｃi),出力値(変調後データａi)及び次状態の対応表を図９に示す。この対応表の入力値は、図６に示す変調表における「後に続く入力ビット」に相当する。また、出力値は、図６に示す変調表における「チャネルビットＲＬＬ(１,７)」を上記ＮＲＺ変換したＮＲＺ則に基づくチャネルデータａiに相当する。例えば、時点ｋにおいて内部状態がＳ11である場合に、２ビットの入力値が(１,１)であるならば３ビットの出力値は(０,０,０)となり、次時点(ｋ＋１)における内部状態はＳ10になる。このように、上記トレリス線図は、符号データとチャネルデータとに関する拘束条件に相当する。そして、このトレリス線図に基づく図９に示す対応表は、ＲＬＬ変調に関する拘束条件に相当するのである。
【００６５】
そこで、本記録媒体再生装置においては、上記トレリス線図に基づく図９に示す対応表を、上記トレリス線図情報としてＲＯＭ等に格納しておく。そして、第２ＡＰＰ復号器３４は、上記対応表に従ってＡＰＰ復号を行うのである。尚、上記ＲＬＬ(１,７)に限定されることはなく、如何なるＲＬＬ変調においても本実施の形態は適用することができる。ＲＬＬ変調に応じてトレリス線図を作成し、それに基づいてＡＰＰ復号を行えばよいのである。
【００６６】
以上のように、図２に示す記録媒体記録装置では、上記ＲＬＬ変調器２２によって符号データｃiにＲＬＬ変調を施し、ＮＲＺ則に基づくチャネルデータａiに変換されて記録媒体２４に記録される。そして、記録回路２３,記録媒体２４および再生回路３１はＰＲ伝達特性を構成している。その場合には、図１に示す記録媒体再生装置の再生回路３１によって再生された再生信号ｙiは、符号データｃiを図９に示す対応表に従ってＮＲＺ則に基づくチャネルデータａiに変換した信号の再生信号であると言える。
【００６７】
次に、上記対数尤度演算回路３２による演算内容について詳細に説明する。ここでは、ＰＲ伝達特性が(１,２,１)である場合を例に、対数尤度演算回路３２の計算内容について説明する。一般に、この演算は、上記通信路を単純なノイズ加算源と考えて行う。つまり、復調前の再生信号ｙ'iを、式(１０)で定義する。
ｙ'i＝ｙi＋ｎi                  …(１０)
ｙi：通信路の影響を受けない理想的な再生信号
ｎi：ノイズ
ここで、理想的とは、記録媒体２４である上記通信路を通過する際に、ノイズ,帯域制限,クロストーク,ジッター等の変形を全く受けないことである。したがって、理想的な再生信号ｙiは、ノイズを付加する通信路へ送信された信号系列と見なすことができる。尚、ｎiは、理想的な再生信号ｙiに付加された誤り成分を表す。そして、復調前の再生信号ｙ'iの対数尤度Ｌ(y'i|yi)は、次のように定義される。
Ｌ(y'i|yi)＝ln[Ｐ(y'i|yi)]        …(１１)
尚、Ｐ(y'i|yi)は、信号系列ｙiを送信した際に、再生信号ｙ'iを受信する条件付き確率である。
【００６８】
ここで、上記通信路は白色ガウス通信路であると仮定すると、ｙiを送信した場合にｙ'iを受信する条件付き確率密度は、
0003978326.tif 000003
と表される。ここで、σnはこのノイズの実効振幅(標準偏差)である。また、expは指数関数である。
【００６９】
上述したように、上記再生信号ｙiは、０,１,３,４の４通りの値の何れかである。したがって、対数尤度演算回路３２は、式(１１)及び式(１２)より、式(１３)に基づいて４通りの対数尤度Ｌ(y'i|yi)を計算すればよいことになる。
Ｌ(y'i|yi)＝(１/２σn2)(２ｙiｙ'i−ｙi2)＋Consti  …(１３)
ここで、Constiは、４通りの対数尤度Ｌ(y'i|yi)において一定値であり、４通りの再生信号ｙ'iを受信する条件付き確率Ｐ(y'i|yi)の合計が１となるように定められる。しかしながら、第２ＡＰＰ復号器３４内においては、定数Constiを相殺するようにして計算を行うため、定数Consti＝０としても第２ＡＰＰ復号器３４の計算結果は変わらない。したがって、定数Consti＝０として、４通りの対数尤度Ｌ(y'i|yi)を具体的に示すと式(１４)のようになり、
Ｌ(y'i|yi＝＋４)＝(１/σn2)(４ｙ'i−８)
Ｌ(y'i|yi＝＋３)＝(１/２σn2)(６ｙ'i−９)    …(１４)
Ｌ(y'i|yi＝＋１)＝(１/２σn2)(２ｙ'i−１)
Ｌ(y'i|yi＝０)  ＝０
対数尤度演算回路３２は、この４通りの対数尤度Ｌ(y'i|yi)を計算すればよいのである。
【００７０】
すなわち、本実施の形態においては、図１における第１ＡＰＰ復号器３３および第２ＡＰＰ復号器３４によって、上記請求項１における第１の事後確率復号手段および第２の事後確率復号手段を構成している。また、図４における第３ＡＰＰ復号器５３と第４ＡＰＰ復号器５６とによって、上記第３の事後確率復号手段を構成しているのである。
【００７１】
ところで、図２に示す記録媒体記録装置において、ターボ符号化器２１とＲＬＬ変調器２２との間に、置換を施すインターリーバを設置しても構わない。その場合には、図１に示す記録媒体再生装置において、第２ＡＰＰ復号器３４とターボ復号器３５との間にデインターリーバを設置するのである。このように、記録媒体記録装置におけるターボ符号化器とＲＬＬ変調器との間および記録媒体再生装置におけるＡＰＰ復号器とターボ復号器との間に、インターリーバ及びデインターリーバを設置することによって、再生信号ｙ'iに含まれるバーストエラーをランダムエラーに分解することができる。その結果、復元された情報データｕ'iに含まれる誤りを更に低減することができるのである。
【００７２】
図１０は、図１５に示す従来の記録再生装置と図１に示す本実施の形態における記録媒体再生装置とにおけるビット誤り率を、シミュレーションした結果の比較図である。横軸は信号対雑音電力比(Signal to Noise Ratio)であり、縦軸は復元された情報データｕiのビット誤り率である。図１０から分かるように、本実施の形態における記録媒体再生装置は、従来の記録再生装置よりも約０.１dBの符号化利得がある。尚、ターボ符号化方式は図３に示すＰＣＣＣ形式であり、ＲＬＬ変調方式は上述のＲＬＬ(１,７)であり、インターリーバ長は３８００である。また、上述したように、図２に示す記録媒体記録装置におけるターボ符号化器２１とＲＬＬ変調器２２との間には置換を施すインターリーバを設置しており、そのインターリーバ長は４０００としている。
【００７３】
また、図３に示すターボ符号化器２１における第１畳み込み符号化器４１および第２畳み込み符号化器４３の畳み込み符号方式は、符号化率１/２の再帰的組織畳み込み符号としている。さらに、上記畳み込み符号の生成多項式は、フィードバック(Feedback)多項式を３１(８進数表示)とし、フィードフォワード(Feed-forward)多項式を３３(８進数表示)としている。さらに、パンクチャおよびマルチプレクサ４４は、ターボ符号の符号化率(すなわち符号データ量に対して情報データ量が占める割合)が９５％となるようにパンクチャしている。
【００７４】
以上のように、本実施の形態においては、記録媒体記録装置にターボ符号化器２１とＲＬＬ変調器２２とを搭載して、ターボ符号化によって生成された符号データにＲＬＬ変調が行われて生成されたチャネルデータａiを記録媒体２４に記録する。一方、記録媒体再生装置にはターボ復号器３５を搭載して、ターボ復号を行うようにしている。したがって、高い誤り訂正能力によって情報データを復元することができ、記録媒体２４への記録密度を高めることができるのである。
【００７５】
その際に、上記記録媒体再生装置における上記ターボ復号器３５の前段には、復調前の再生信号ｙ'iの対数尤度Ｌ(y'i|yi)を生成して出力する対数尤度演算回路３２と、第１ＡＰＰ復号器３３と、第２ＡＰＰ復号器３４を設けている。そして、第１ＡＰＰ復号器３３には、対数尤度演算回路３２からの再生信号ｙ'iの対数尤度Ｌ(y'i|yi)を入力として、上記ＲＯＭに格納されたＲＬＬに関する拘束条件とＰＲ伝達特性(１,２,１)に関する拘束条件との両方を満たすトレリス線図情報に従って、チャネルデータａ'iを更新して事後確率を出力するＡＰＰ復号機能を持たせている。また、上記第２ＡＰＰ復号器３４には、第１ＡＰＰ復号器３３からのチャネルデータａ'iの事後確率Ｌ(a'i)を入力として、上記ＲＯＭに格納されたＲＬＬ変調に関する拘束条件を満たすトレリス線図情報(例えば、図９に示す変換表)に従って、符号データｃ'iを更新して事後確率を出力するＡＰＰ復号機能を持たせている。したがって、軟情報に基づくＲＬＬ復調が可能になり、ＲＬＬ復調にターボ復号を適用することができる。すなわち、本実施の形態によれば、ＰＲ伝達特性(１,２,１)を有する記録媒体２４に適合した記録媒体再生装置を構築することができるのである。
【００７６】
このように、本実施の形態においては、軟情報に基づくＲＬＬ復調を可能にして、ＲＬＬ復調後にターボ復号を適用することができる。したがって、図２に示す記録媒体記録装置のごとく、情報データｕiにターボ符号化を施して生成された符号データにＲＬＬ変調を施して生成されたチャネルデータａiが記録された記録媒体２４から、ターボ復号による高い誤り訂正能力によって情報データを復元することができる。これは、図１に示す本実施の形態における記録媒体再生装置は、図１５に示す従来の記録再生装置とＲＬＬ復調方法が異なっているためである。
【００７７】
つまり、図１に示す記録媒体再生装置においてＲＬＬ復調を行う第２ＡＰＰ復号器３４は、入力されたチャネルデータａi２ビットと直前に入力されたチャネルデータａi２ビットと直前に出力された符号データｃi１ビットとに基づいて、復調後の符号データｃi３ビットを出力するようにしている。したがって、チャネルデータａ'iｐビットのみから符号データｃ'iｍビットを復調する図１５に示す従来の記録再生装置のＳＩＳＯ型ＲＬＬ復調器６よりも、第２ＡＰＰ復号器３４の方が、得られる符号データｃiの尤度情報の信頼度は高いのである。すなわち、本実施の形態によれば、ＰＲチャネル通信路である記録媒体への記録密度を高めることができるのである。
【００７８】
＜第２実施の形態＞
図１１は、本実施の形態における記録媒体再生装置のブロック図である。この記録媒体再生装置は、図２に示す記録媒体記録装置によってチャネルデータａiが記録された記録媒体２４を再生するものである。
【００７９】
再生回路６１,対数尤度演算回路６２,第１ＡＰＰ復号器６３およびコンパレータ６６は、上記第１実施の形態において図１に示す記録媒体再生装置の再生回路３１,対数尤度演算回路３２,第１ＡＰＰ復号器３３およびコンパレータ３６と同一であり、詳細な説明は省略する。第１ＡＰＰ復号器６３から出力された対数尤度Ｌ(a'i)は、第２ＡＰＰ復号器６４の符号入力端子c;Iに入力される。更に、第２ＡＰＰ復号器６４の情報入力端子u;Iには、ターボ復号器６５から出力された符号データｃ'iの事前情報Ｌa(c'i)が入力される。すなわち、第２ＡＰＰ復号器６４は、符号データｃ'iの事前情報Ｌa(c'i)およびチャネルデータａ'iの対数尤度Ｌ(a'i)に基づいて事後確率復号を行い、情報出力端子u;Oから符号データｃ'の事後確率Ｌ(c'i)を出力するのである。
【００８０】
尚、本記録媒体再生装置においても、上記ＲＬＬおよびＰＲ伝達特性(１,２,１)に関する拘束条件を満たすトレリス線図情報と、ＲＬＬ変調に関する拘束条件を満たすトレリス線図に基づく図９に示す対応表とを、ＲＯＭ等に格納しておく。そして、第１ＡＰＰ復号器６３は、上記トレリス線図情報に基づいてＲＬＬおよびＰＲ伝達特性(１,２,１)に関する拘束条件に従ってＡＰＰ復号を行う。また、第２ＡＰＰ復号器６４は、上記対応表に従ってＲＬＬ変調に関する拘束条件に従ってＡＰＰ復号を行うのである。その結果、軟情報を入力とし軟情報を出力とするＲＬＬ復調が可能となり、後段のターボ復号器６５との併用が可能になるのである。尚、上記ＰＲ伝達特性は(１,２,１)に限定されることはなく、ＰＲ伝達特性に応じてトレリス線図を作成しておくことによって、如何なるＰＲ伝達特性においても本実施の形態は適用することができるのである。
【００８１】
上記ターボ復号器６５は、上記第２ＡＰＰ復号器６４からの符号データｃ'iの事後確率Ｌ(c'i)が入力されて復号を施して、情報データｕ'iの事後確率復号結果Ｌout(u'i)と符号データｃ'iの事前情報Ｌa(c'i)とを出力する。ここで、ターボ復号器６５は、図２に示す記録媒体記録装置におけるターボ符号化器２１が施した符号化に対応した復号を行うのである。尚、ターボ復号器６５の詳細については後述する。
【００８２】
上述のように、上記第２ＡＰＰ復号器６４とターボ復号器６５との間で符号データｃ'iの対数尤度比を繰り返し受け渡して反復復号が行われ、復元された情報データｕ'iの誤りを減少させることができる。尚、初回の復号動作時には、第２ＡＰＰ復号器６４の情報入力端子u;Iに入力される事前情報Ｌa(c'i)はゼロとする。
【００８３】
図１２は、図１１におけるターボ復号器６５の詳細を示すブロック図である。ここで、デマルチプレクサおよびデパンクチャ７１,加算器７２,第３ＡＰＰ復号器７３,第１減算器７４,インターリーバ７５,第４ＡＰＰ復号器７６,デインターリーバ７７および第２減算器７８は、上記第１実施の形態において図４に示すターボ復号器３５のデマルチプレクサおよびデパンクチャ５１,加算器５２,第３ＡＰＰ復号器５３,第１減算器５４,インターリーバ５５,第４ＡＰＰ復号器５６,デインターリーバ５７および第２減算器５８と同一である。
【００８４】
第３減算器７９は、上記第３ＡＰＰ復号器７３のパリティ出力端子p;Oから出力されたパリティデータｐ'の事後確率Ｌ(p'i;O)から、上記デマルチプレクサおよびデパンクチャ７１から出力されたパリティｐ'iの対数尤度比Ｌ(p'i)を減算して、パリティｐiに関する外部情報Ｌext(p'i)を出力する。
【００８５】
第４減算器８０は、上記第４ＡＰＰ復号器７６のパリティ出力端子p;Oから出力されたパリティデータｐ'の事後確率Ｌ(p2'i;O)から、デマルチプレクサおよびデパンクチャ７１から出力されたパリティｐ2'iの対数尤度比Ｌ(p2'i)を減算して、パリティｐ2iに関する外部情報Ｌext(p2'i)を出力する。
【００８６】
パンクチャおよびマルチプレクサ８１には、第２減算器７８から出力された情報データｕ'iの外部情報ＬextB(u'i)と、第３減算器７９から出力されたパリティｐiに関する外部情報Ｌext(p'i)と、第４減算器８０から出力されたパリティｐ2iに関する外部情報Ｌext(p2'i)とが入力される。そして、入力された外部情報Ｌext(p'i)およびＬext(p2'i)は、所定の符号化率になるように一部分が削除（パンクチャ)される。そして、マルチプレクサ機能によって、入力された外部情報ＬextB(u'i)と削除されていない残りの外部情報Ｌext(p'i)及びＬext(p2'i)とがまとめられてシリアルデータとなり、符号データｃ'iの事前情報Ｌa(c'i)として出力される。このように、パンクチャおよびマルチプレクサ８１は、パンクチャおよびマルチプレクサ４４と同様の処理を行う。但し、パンクチャおよびマルチプレクサ４４は硬情報を処理するのに対し、パンクチャおよびマルチプレクサ８１は軟情報を処理するのである。
【００８７】
以上のように、本実施の形態においては、記録媒体記録装置にターボ符号化器２１とＲＬＬ変調器２２とを搭載して、ターボ符号化によって生成された符号データにＲＬＬ変調が行われて生成されたチャネルデータａiを記録媒体２４に記録する。一方、記録媒体再生装置には第１ＡＰＰ復号器６３,第２ＡＰＰ復号器６４及びターボ復号器６５を搭載して、第２ＡＰＰ復号器６４,第３ＡＰＰ復号器７３および第４ＡＰＰ復号器７６の３つのＡＰＰ復号器の間で符号データｃ'iまたは情報データｕ'iの対数尤度比を繰り返し受け渡してターボ復号を行うようにしている。したがって、上記第１実施の形態に比較して、復元された情報データｕ'iの誤りを更に減少させることができる。尚、復号する際には、第２ＡＰＰ復号器６４,第３ＡＰＰ復号器７３および第４ＡＰＰ復号器７６の順で復号処理が繰り返し行われる。
【００８８】
その際に、上記第２ＡＰＰ復号器６４の前段に設けられた対数尤度演算回路６２および第１ＡＰＰ復号器６３と、第２ＡＰＰ復号器６４とは、上記第１実施の形態における図１に示す対数尤度演算回路３２,第１ＡＰＰ復号器３３および第２ＡＰＰ復号器３４と同じ機能を有している。したがって、第１ＡＰＰ復号器６３は、対数尤度演算回路６２からの再生信号ｙ'iの対数尤度Ｌ(y'i|yi)を入力として、上記ＲＯＭに格納されたＲＬＬに関する拘束条件とＰＲ伝達特性(１,２,１)に関する拘束条件との両方を満たすトレリス線図情報に従って、チャネルデータａ'iを更新して事後確率を出力するＡＰＰ復号機能を有している。また、第２ＡＰＰ復号器６４は、第１ＡＰＰ復号器６３からのチャネルデータａ'iの事後確率Ｌ(a'i)と符号データの事前情報とを入力として、上記ＲＯＭに格納されたＲＬＬ変調に関する拘束条件を満たすトレリス線図情報(例えば、図９に示す変換表)に従って、符号データｃ'iを更新して事後確率を出力するＡＰＰ復号機能を有している。こうして、軟情報に基づくＲＬＬ復調を可能にし、ＲＬＬ復調にターボ復号を適用することができる。すなわち、本実施の形態によれば、ＰＲ伝達特性(１,２,１)を有する記録媒体２４に適合した記録媒体再生装置を構築することができるのである。
【００８９】
尚、上述のごとく、本実施の形態においては、図１１における第１ＡＰＰ復号器６３および第２ＡＰＰ復号器６４によって、上記請求項２における第１の事後確率復号手段および第２の事後確率復号手段を構成している。また、図１２における第３ＡＰＰ復号器７３と第４ＡＰＰ復号器７６とによって、上記第３の事後確率復号手段を構成しているのである。
【００９０】
ところで、上述したように、上記第１実施の形態の図２に示す記録媒体記録装置において、ターボ符号化器２１とＲＬＬ変調器２２の間に、置換を施すインターリーバを設置した場合には、本実施の形態の図１１においては、第２ＡＰＰ復号器６４からターボ復号器６５へ出力される符号データｃ'iの事後確率Ｌ(c'i)に逆置換を施すデインターリーバを設置する一方、ターボ復号器６５から第２ＡＰＰ復号器６４へ出力される符号データｃ'iの事前情報Ｌa(c'i)に置換を施すインターリーバを設置するのである。このように、記録媒体記録装置におけるターボ符号化器とＲＬＬ変調器との間及び記録媒体再生装置におけるＡＰＰ復号器とターボ復号器との間に、インターリーバおよびデインターリーバを設置することによって、再生信号ｙ'iに含まれるバーストエラーをランダムエラーに分解することができる。その結果、復元された情報データｕ'iに含まれる誤りを更に低減することができるのである。
【００９１】
また、上記第１,第２実施の形態においては、図２に示す記録媒体記録装置におけるターボ符号化器２１は、２つの畳み込み符号化器から構成されるＰＣＣＣ形式のターボ符号化器の場合を例に挙げて説明している。しかしながら、この発明はこれに限定される必要はなく、３つ以上の畳み込み符号から構成されるＰＣＣＣ形式のターボ符号化器や、直列型連接畳み込み符号(Serially Concatenated Convolutional Codes)形式のターボ符号化器等を用いても良い。その場合における記録媒体再生装置のターボ復号器３５,６５としては、用いられたターボ符号化形式に対応した復号化を行うターボ復号化器を用いればよい。すなわち、ターボ符号化形式は、軟情報入力軟情報出力の復号処理が可能な誤り訂正符号化であればよい。したがって、ターボ符号化器２１を軟情報入力軟情報出力の復号処理が可能な誤り訂正符号化器とし、ターボ復号器３５,６５を当該誤り訂正符号の軟情報入力軟情報出力復号器とすればよいのである。
【００９２】
＜第３実施の形態＞
図１３は、本実施の形態における記録媒体再生装置のブロック図である。さらに、図１４は、図１３に示す記録媒体再生装置によって再生されるチャネルデータａiを記録媒体に記録する記録媒体記録装置のブロック図である。先ず、記録媒体記録装置について説明する。
【００９３】
図１４に示す記録媒体記録装置において、畳み込み符号化器９１は、入力された情報データｕiに畳み込み符号化を施して符号データｅiを出力する。インターリーバ９２は、入力された符号データｅiに疑似ランダム置換を施して、インターリーブ後の符号データｃiを出力する。ＲＬＬ変調器９３は、入力されたインターリーブ後の符号データｃiにＲＬＬ変調を施して、チャネルデータａiを出力する。こうして出力されたチャネルデータａiは、記録回路９４によって記録媒体９５に記録される。ここで、記録回路９４は、磁気記録,光磁気記録,光記録等による記録を行う。ところで、インターリーバ９２は、後述するターボ復号に必須の機能である。したがって、図２に示す記録媒体記録装置のごとくインターリーバ９２を省くことはできない。このように、本記録媒体記録装置においては、ターボ符号化とＲＬＬ変調との両方を行うのである。
【００９４】
次に、図１３に示す記録媒体再生装置について説明する。再生回路１０１,対数尤度演算回路１０２,第１ＡＰＰ復号器１０３およびコンパレータ１０８は、上記第１実施の形態において図１に示す記録媒体再生装置の再生回路３１,対数尤度演算回路３２,第１ＡＰＰ復号器３３及びコンパレータ３６と同一であり、詳細な説明は省略する。上記第１ＡＰＰ復号器１０３から出力された対数尤度比Ｌ(a'i)は、第２ＡＰＰ復号器１０４の符号入力端子c;Iに入力される。さらに、第２ＡＰＰ復号器１０４の情報入力端子u;Iには上記置換手段としてのインターリーバ１１０の出力Ｌ(c'i;I)が入力される。このＬ(c'i;I)は、後述する第３ＡＰＰ復号器１０７によって更新された符号データｅ'iの外部情報をインターリーブしたものであり、これを符号データｃ'iの事前情報として第２ＡＰＰ復号器１０４に入力するのである。
【００９５】
上記第２ＡＰＰ復号器１０４は、上記第１実施の形態において図１に示す第２ＡＰＰ復号器３４および上記第２実施の形態において図１１に示す第２ＡＰＰ復号器６４と同様に、ＲＬＬ変調に関する拘束条件に従って事後確率復号を行う。そして、第２ＡＰＰ復号器１０４は、情報出力端子u;Oから符号データｃ'iの事後確率Ｌ(c'i;O)を出力する。また、チャネルデータａ'iの事後確率Ｌ(a'i)が出力される符号出力端子c;Oは、何れとも未接続である。すなわち、第２ＡＰＰ復号器１０４は、ＲＬＬ変調に関する拘束条件に基づいて各尤度を更新するのである。
【００９６】
尚、本記録媒体再生装置においても、上記ＲＬＬに関する拘束条件とＰＲ伝達特性(１,２,１)に関する拘束条件との両方を満たすトレリス線図情報と、ＲＬＬ変調に関する拘束条件を満たすトレリス線図に基づく図９に示す対応表とを、ＲＯＭ等に格納しておく。そして、第１ＡＰＰ復号器１０３は、上記トレリス線図情報に基づいてＲＬＬ及びＰＲ伝達特性(１,２,１)に関する拘束条件に従ってＡＰＰ復号を行う。また、第２ＡＰＰ復号器１０４は、上記対応表に従ってＲＬＬ変調に関する拘束条件に従ってＡＰＰ復号を行うのである。その結果、軟情報に基づくＲＬＬ復調を可能にし、ＲＬＬ復調にターボ復号を適用することが可能になる。また、ＰＲ伝達特性(１,２,１)を有する記録媒体９５に適合したＡＰＰ復号処理を行うことができる。尚、上記ＰＲ伝達特性は(１,２,１)に限定されることはなく、ＰＲ伝達特性に応じてトレリス線図を作成しておくことによって、如何なるＰＲ伝達特性においても本実施の形態は適用することができるのである。
【００９７】
上記第１演算手段としての第１減算器１０５は、上記第２ＡＰＰ復号器１０４から符号データｃ'iの事後確率Ｌ(c'i;O)が出力された直後に動作して、上記事後確率Ｌ(c'i;O)から後述するインターリーバ１１０の出力Ｌ(c'i;I)を減算し、その減算結果をＬext(c'i)として出力する。すなわち、第１減算器１０５は、第２ＡＰＰ復号器１０４によって更新された符号データｃ'iの対数尤度比の差分を計算するのである。上記逆置換手段としてのデインターリーバ１０６は、第１減算器１０５から入力された外部情報Ｌext(c'i)に、上述した疑似ランダム置換の逆置換を施して、デインターリーブ後(つまり、インターリーブ前)の符号データｅ'iの対数尤度比Ｌ(e'i;I)を出力する。
【００９８】
第３ＡＰＰ復号器１０７は、符号入力端子c;Iにデインターリーバ１０６からの対数尤度比Ｌ(e'i;I)が入力される一方、情報入力端子u;Iにはゼロが入力される。この対数尤度比Ｌ(e'i;I)は、第２ＡＰＰ復号器１０４によって更新された符号データｃ'iの外部情報をデインターリーブしたものであり、これを符号データｅ'iの事前情報として第３ＡＰＰ復号器１０７に入力するのである。
【００９９】
上記第３ＡＰＰ復号器１０７は、上記畳み込み符号に関する拘束条件に基づいて事後確率復号を行う。そして、第３ＡＰＰ復号器１０７は、情報出力端子u;Oから情報データｕ'iの事後確率Ｌ(u'i;O)を出力する一方、符号出力端子c;Oからは符号データｅ'iの事後確率Ｌ(e'i;O)を出力する。すなわち、第３ＡＰＰ復号器１０７は、畳み込み符号に関する拘束条件に基づいて各尤度を更新するのである。こうして、上記第３ＡＰＰ復号器１０７の情報出力端子u;Oから出力された情報データｕ'iの事後確率Ｌ(u'i;O)は、コンパレータ１０８によって二値化されて、復元された情報データｕ'iとして出力されるのである。
【０１００】
上記第２演算手段としての第２減算器１０９は、第３ＡＰＰ復号器１０７から符号データｅ'iの事後確率Ｌ(e'i;O)が出力された直後に動作する。そして、デインターリーバ１０６からの符号データｅ'iの対数尤度比Ｌ(e'i;I)と上記事後確率Ｌ(e'i;O)とが入力されて、事後確率Ｌ(e'i;O)から対数尤度比Ｌ(e'i;I)を減算して減算結果Ｌext(e'i)を出力する。すなわち、第２減算器１０９は、第３ＡＰＰ復号器１０７によって更新された符号データｅ'iの対数尤度比の差分を計算するのである。尚、この差分も、外部情報と呼ばれる。
【０１０１】
上記インターリーバ１１０は、第２減算器１０９からの外部情報Ｌext(e'i)に上述した疑似ランダム置換を施し、符号データｃ'iの対数尤度比Ｌ(c'i;I)を出力する。こうして出力された対数尤度比Ｌ(c'i;I)は、上述したように、第１減算器１０５と第２ＡＰＰ復号器１０４の情報入力端子u;Iとに入力されるのである。
【０１０２】
こうして、上記第２ＡＰＰ復号器１０４と第３ＡＰＰ復号器１０７との間で符号データの対数尤度比を繰り返し受け渡してターボ復号が行われ、復元された情報データｕ'iの誤りを減少させることができる。尚、初回の復号動作時には、第２ＡＰＰ復号器１０４の情報入力端子u;IにゼロのＬ(c'i;I)を入力する。
【０１０３】
上記第２ＡＰＰ復号器１０４は、上述したようにＲＬＬ復調を行うと共に、ターボ復号を構成する２つのＡＰＰ復号器のうちの一つを兼ねている。図１４に示す記録媒体記録装置においては、畳み込み符号化器９１,インターリーバ９２およびＲＬＬ変調器９３の３つの処理で、ターボ符号化処理を行っていることになる。この畳み込み符号化器９１,インターリーバ９２およびＲＬＬ変調器９３は直列に接続されており、直列型連接符号形式のターボ符号化処理を行っている。したがって、図１４に示す記録媒体記録装置におけるインターリーバ９２は、図２に示す記録媒体記録装置のごとく省くことはできないのである。
【０１０４】
以上のように、本実施の形態においては、記録媒体記録装置に畳み込み符号化器９１,インターリーバ９２及びＲＬＬ変調器９３を搭載して、ターボ符号化とＲＬＬ変調との両方が行われたチャネルデータａiを記録媒体９５に記録する。一方、記録媒体再生装置には、ＲＬＬ変調器９３が施した変調に対応した復号を行う第２ＡＰＰ符号器１０４と、デインターリーバ１０６およびインターリーバ１１０と、畳み込み符号化器９１が施した符号化に対応した復号を行う第３ＡＰＰ符号器１０７を搭載して、ターボ復号を行うようにしている。したがって、高い誤り訂正能力によって情報データを復元することができ、記録媒体９５への記録密度を高めることができるのである。
【０１０５】
その際に、上記記録媒体再生装置における上記ターボ復号の前段には、復調前の再生信号ｙ'iの対数尤度Ｌ(y'i|yi)を生成して出力する対数尤度演算回路１０２および第１ＡＰＰ復号器１０３を設けている。そして、第１ＡＰＰ復号器１０３には、対数尤度演算回路１０２からの再生信号ｙ'iの対数尤度Ｌ(y'i|yi)を入力として、上記ＲＯＭに格納されたＲＬＬに関する拘束条件とＰＲ伝達特性(１,２,１)に関する拘束条件との両方を満たすトレリス線図情報に従って、チャネルデータａ'iを更新して事後確率を出力するＡＰＰ復号機能を持たせている。したがって、ＰＲ伝達特性(１,２,１)を有する記録媒体９５に適合した記録媒体再生装置を構築することができるのである。
【０１０６】
また、ターボ復調を行う２つのＡＰＰ復号器のうちの第２ＡＰＰ復号器１０４には、第１ＡＰＰ復号器１０３からのチャネルデータａ'iの事後確率Ｌ(a'i)と符号データｃ'iの事前情報とを入力として、上記ＲＯＭに格納されたＲＬＬ変調に関する拘束条件を満たすトレリス線図情報(例えば、図９に示す変換表)に従って、符号データｃ'iを更新して事後確率を出力するＡＰＰ復号機能を持たせている。
【０１０７】
したがって、軟情報に基づくＲＬＬ復調が可能になり、ＲＬＬ復調にターボ復号を適用することができる。したがって、図１４に示す記録媒体記録装置のごとく、情報データｕiに畳込み符号化を施して符号データを生成し、この符号データにＲＬＬ変調を施して生成されたチャネルデータａiが記録された記録媒体９５から、高い誤り訂正能力によって情報データを復元することができる。すなわち、本実施の形態によれば、記録媒体９５への記録密度を高めることができると共に、ＰＲ伝達特性(１,２,１)を有する記録媒体９５に適合した記録媒体再生装置を構築することができるのである。
【０１０８】
さらに、本実施の形態においては、上記第２実施の形態における第２ＡＰＰ復号器６４のＲＬＬ復調機能を、ターボ復号処理を行うＡＰＰ復号器に持たせている。したがって、上記第２実施の形態における記録媒体再生装置よりも構成を簡単にすることができるのである。
【０１０９】
尚、本実施の形態においては、上記第１減算器１０５をデインターリーバ１０６の入力側に配置している。しかしながら、第１減算器１０５は、デインターリーバ１０６の出力側に配置しても差し支えない(以下、この構成を第２の構成と言う)。すなわち、上記第２ＡＰＰ復号器１０４の情報出力端子u;Oから出力された符号データｃ'iの事後確率Ｌ(c'i;O)を、デインターリーバ１０６に直接入力する。そして、デインターリーバ１０６の出力(すなわち、上記疑似ランダム置換の逆置換された符号データｅ'iの対数尤度比Ｌ(e'i;O２))を、第１減算器１０５に入力するのである。そうすると、第１減算器１０５は、上記疑似ランダム置換の逆置換された符号データｅ'iの対数尤度比Ｌ(e'i;O２)から、第２演算器１０８の出力である符号データｅ'iの外部情報Ｌext(e'i)を減算する。そして、第１減算器１０５の出力を、第３ＡＰＰ復号器１０７の符号入力端子c;Iに入力するのである。
【０１１０】
尚、図１に示す第１の構成の場合には、上記第１減算器１０５は、擬似ランダム置換後(換言すれば、上記擬似ランダム置換の逆置換前)の符号データ間の減算を行っている。これに対して、上記第２の構成の場合には、上記擬似ランダム置換前(換言すれば、上記擬似ランダム置換の逆置換後)の符号データ間の減算を行っている。したがって、上記第１の構成と第２の構成とによる演算結果は、全く同一になるのである。
【０１１１】
同様に、上記第２減算器１０９は、インターリーバ１１０による擬似ランダム置換の後(換言すれば、上記擬似ランダム置換の逆置換の前)に配置しても差し支えない(以下、この構成を第３の構成と言う)。すなわち、第３ＡＰＰ復号器１０７の符号出力端子c;Oから出力された符号データｅ'iの事後確率Ｌ(e'i;O)をインターリーバ１１０に直接入力する。そして、インターリーバ１１０の出力(すなわち、上記擬似ランダム置換された符号データｃ'iの対数尤度比Ｌ(c'i;O２))を第２減算器１０９に入力するのである。そうすると、第２減算器１０９は、上記疑似ランダム置換された符号データｃ'iの対数尤度比Ｌ(c'i;O２)から、第１演算器１０４の出力である符号データｃ'iの外部情報Ｌext(c'i)を減算する。そして、第２減算器１０９の出力を、第２ＡＰＰ復号器１０４の情報入力端子u;Iに入力するのである。
【０１１２】
尚、この第３の構成の場合には、上記擬似ランダム置換後(換言すれば、上記擬似ランダム置換の逆置換前)の符号データ間の減算を行っているのである。したがって、上記第１の構成と第３の構成とによる演算結果は、全く同一になるのである。
【０１１３】
このように、本実施の形態においては、各減算器１０５,１０９を、擬似ランダム置換前(換言すれば、擬似ランダム置換の逆置換後)に配置してもよいし、擬似ランダム置換後(換言すれば、擬似ランダム置換の逆置換前)に配置しても差し支えない。すなわち、演算結果が全く同一となるように適切に配置すればよいのである。
【０１１４】
また、上記第２,３実施の形態によれば、上記ＲＬＬ復調を行う第２ＡＰＰ復号器６４,１０４は、符号データの事前情報を入力して繰り返し反復復号を行うことによって、第２ＡＰＰ復号器６４,１０４の復号結果である復調後の符号データｃ'iの信頼度を高めることができる。これに対して、図１５に示す従来の記録再生装置のＳＩＳＯ型ＲＬＬ復調器６は反復処理ループ内に含まれておらず、同一データに対して一度のみ動作する。したがって、復調後の符号データｃ'iの信頼度を高めることはできないのである。すなわち、上記第２,第３実施の形態においては、第２ＡＰＰ復号器６４,１０４を繰り返し動作させることによって復調後の符号データｃ'iの信頼度を高め、復元された情報データｕ'iの誤りを減少させることができるのである。
【０１１５】
ところで、上記各実施の形態においては、上記第１ＡＰＰ復号器３３,６３,１０３の情報出力端子u;Oから出力されたチャネルデータａ'iのＡＰＰ復号の結果Ｌ(a'i)を、第２ＡＰＰ復号器３４,６４,１０４の符号入力端子c;Iに入力するようにしている。このように、図７に示す変換表に従ったＮＲＺ則に基づくチャネルデータａiからＮＲＺＩ則に基づくチャネルデータｚiへの復号処理は、第２ＡＰＰ復号器３４,６４,１０４で行うようにしている。しかしながら、この発明においては、第１ＡＰＰ復号器３３,６３,１０３の情報出力端子u;OからはＮＲＺＩ則に基づくチャネルデータｚ'iのＡＰＰ復号結果Ｌ(z'i)を出力して、第２ＡＰＰ復号器３４,６４,１０４の符号入力端子c;Iに入力するようにしてもよい。その場合には、第１ＡＰＰ復号器３３,６３,１０３は、再生信号ｙiとＮＲＺＩ則に基づくチャネルデータｚiとに関するトレリス線図に基づいてＡＰＰ復号を行い、第２ＡＰＰ復号器３４,６４,１０４は、ＮＲＺＩ則に基づくチャネルデータｚiと符号データｃiとに関するトレリス線図に基づいてＡＰＰ復号を行うのである。このように、ＮＲＺ則に基づくチャネルデータａiからＮＲＺＩ則に基づくチャネルデータｚiへの復号処理を第１ＡＰＰ復号器３３,６３,１０３で行うようにした場合には、第２ＡＰＰ復号器３４,６４,１０４では、ＮＲＺ則に基づくチャネルデータａiからＮＲＺＩ則に基づくチャネルデータｚiへの復号処理を省くことができるのである。特に、上記第２,３実施の形態の場合には、第２ＡＰＰ復号器６４,１０４は反復して復号処理を行うので、上述の効果は大きいのである。
【０１１６】
尚、上記各実施の形態においては、誤り訂正符号として、ターボ符号方式に適した畳み込み符号を用いている。しかしながら、この発明における誤り訂正符号は畳み込み符号に限定されるものではなく、軟情報入力軟情報出力の復号処理が可能な誤り訂正符号であればよい。その場合には、ＡＰＰ復号器５３,５６,７３,７６,１０７を、上記軟情報入力軟情報出力の復号処理が可能な誤り訂正符号に関する拘束条件に基づいて事後確率復号を行うＡＰＰ復号器とすればよい。
【０１１７】
また、上記各実施の形態における上記対数尤度比は実数であるが、浮動小数点精度もしくは固定小数点精度で量子化された数であってもよい。さらに、整数精度の数であってもよい。一般に、浮動小数点精度,固定小数点精度,整数精度の順に演算精度が劣る。
【０１１８】
また、上記実施の形態においては、各ブロックが入力あるいは出力する尤度として対数尤度比を用いたが、これは対数尤度比を用いると演算量を削減することができるからである。しかしながら、この発明は、対数尤度比に限定するものではなく、例えば各ブロックは確率値をそのまま入力あるいは出力するようにしてもよい。その場合には、上記各減算器を除算器とし、加算器を乗算器とすればよい。
【０１１９】
また、更に誤り率を低減するために、上記第１,第２実施の形態においては、ターボ符号化器２１を内符号とし、別途外符号として誤り訂正符号化器を設けてもよい。また、外符号である誤り訂正符号化器と内符号であるターボ符号化器２１との間に、別途インターリーバを設けることによって、更に誤り率を低減することができる。その場合、これに対応する記録媒体再生装置においては、ターボ復号器３５,６５の出力Ｌout(ｕ'i)に、デインターリーバ処理および誤り訂正符号の復号化処理を順次行えばよい。同様に、上記第３実施の形態においては、畳み込み符号化器９１を内符号とし、別途外符号として誤り訂正符号化器を設けてもよい。また、外符号である誤り訂正符号化器と内符号である畳み込み符号化器９１との間に、別途インターリーバを設けることによって、更に誤り率を低減することができる。その場合、これに対応する記録媒体再生装置においては、第３ＡＰＰ復号器１０７の情報出力端子u;Oに、デインターリーバおよび誤り訂正符号の復号器を順次接続すればよい。
【０１２０】
【発明の効果】
以上より明らかなように、第１の発明の復号方法は、再生データのビット毎の確率を演算し、上記再生データに関する拘束条件に基づいて第１のＡＰＰ復号処理によってチャネルデータの第１事後確率を生成し、記録時に符号データに施された「先行するチャネルデータと現入力データと後に続く入力データとを参照して出力チャネルデータを計算するための変調表」に基づく変調に関する拘束条件に基づいて第２のＡＰＰ復号処理によって上記符号データの第２事後確率を生成し、記録時に情報データに施された誤り訂正符号の拘束条件に基づいて第３のＡＰＰ復号処理によって上記情報データの事後確率を生成するので、軟情報を扱い得る復調を前段として用いる復号方法を実現できる。すなわち、この発明によれば、記録媒体の再生に適した復号方法を実現できるのである。
【０１２１】
その際に、上記変調に関する拘束条件として、ＲＬＬ(１,７)変調に関する拘束条件を用いれば、上記第２のＡＰＰ復号処理において、直前に入力されたチャネルデータと直前に出力された符号データとを参照して復調後の符号データを生成することができる。したがって、得られる符号データの尤度情報の信頼度を高めることが可能になる。さらに、上記再生データに関する拘束条件に基づくＡＰＰ復号処理を、変調に関する拘束条件に基づくＡＰＰ復号処理とは独立して行うので、さらに記録媒体に適合した復号方法を実現できる。
【０１２２】
さらに、上記第２のＡＰＰ復号処理を、上記変調表で表される変調をトレリス符号と見なして行うので、上記変調に関する拘束条件に基づく事後確率復号を行うことが可能になる。
【０１２３】
また、第２の発明の復号方法は、再生データのビット毎の確率を演算し、上記再生データに関する拘束条件に基づいて第１のＡＰＰ復号処理によってチャネルデータの第１事後確率を生成すると共に、記録時に符号データに施された「先行するチャネルデータと現入力データと後に続く入力データとを参照して出力チャネルデータを計算するための変調表」に基づく変調に関する拘束条件に基づいて符号データの第２事後確率を生成する第２のＡＰＰ復号処理と、記録時に情報データに施された誤り訂正符号の拘束条件に基づいて上記情報データの事後確率と上記符号データの事前情報とを生成する第３のＡＰＰ復号処理の両ＡＰＰ復号処理を、反復繰り返し行って、反復復号を行うので、軟情報を扱い得る復調が適用された反復復号方法を実現することができる。すなわち、この発明によれば、上記記録媒体の再生に適した反復復号方法を実現できるのである。
【０１２４】
その際に、上記変調に関する拘束条件に基づくＡＰＰ復号処理を行う上記第２のＡＰＰ復号処理は、上記第３のＡＰＰ復号処理によって生成される上記符号データの事前情報を入力として繰り返し反復して行われる。したがって、上記第２のＡＰＰ復号処理の結果である復調後の符号データの尤度情報の信頼度を高めることができる。さらに、上記再生データに関する拘束条件に基づくＡＰＰ復号処理を、変調に関する拘束条件に基づくＡＰＰ復号処理とは独立して行うので、さらに記録媒体に適合した復号方法を実現できる。
【０１２５】
さらに、上記第２のＡＰＰ復号処理を、上記変調表で表される変調をトレリス符号と見なして行うので、上記変調に関する拘束条件に基づく事後確率復号を行うことが可能になる。
【０１２６】
また、第３の発明の復号方法は、再生データのビット毎の確率を演算し、上記再生データに関する拘束条件に基づいて第１ＡＰＰ復号処理によってチャネルデータの第１事後確率を生成すると共に、記録時に符号データに施された「先行するチャネルデータと現入力データと後に続く入力データとを参照して出力チャネルデータを計算するための変調表」に基づく変調に関する拘束条件に基づいて符号データの第２事後確率を生成する第２ＡＰＰ復号処理と、上記第２ＡＰＰ復号処理によって更新された符号データの第１外部情報に擬似ランダム置換の逆置換を施す第１演算処理および逆置換処理と、記録時に情報データに施された誤り訂正符号の拘束条件に基づいて情報データの事後確率と符号データの第３事後確率とを生成する第３ＡＰＰ復号処理と、上記第３ＡＰＰ復号処理によって更新された符号データの第２外部情報に上記擬似ランダム置換を施す第２演算処理および置換処理の各処理を、反復繰り返し行って、反復復号を行うので、軟情報を扱い得る復調が適用されたターボ復号方法を実現することができる。すなわち、この発明によれば、記録媒体の再生に適したターボ復号方法を実現できるのである。
【０１２７】
その際に、上記変調に関する拘束条件に基づくＡＰＰ復号処理を行う上記第２ＡＰＰ復号処理は、上記第３ＡＰＰ復号処理によって生成される上記符号データの事前情報を入力として繰り返し反復して行われる。したがって、上記第２ＡＰＰ復号処理の結果である復調後の符号データの尤度情報の信頼度を高めることができる。さらに、上記再生データに関する拘束条件に基づくＡＰＰ復号処理を、変調に関する拘束条件に基づくＡＰＰ復号処理とは独立して行うので、さらに記録媒体に適合した復号方法を実現できる。
【０１２８】
さらに、上記第２ＡＰＰ復号処理を、上記変調表で表される変調をトレリス符号と見なして行うので、上記変調に関する拘束条件に基づく事後確率復号を行うことが可能になる。
【０１２９】
また、第４の発明の記録媒体再生装置は、情報データに誤り訂正符号化を施して生成した符号データに、更にＲＬＬ変調を施して生成したチャネルデータが記録された記録媒体から、再生手段によって再生データを得、復号手段によって、上記第１の発明あるいは第２の発明の復号方法によって上記再生データから得た情報データの事後確率に基づいて、上記情報データを復元するので、上記復号手段による第１のＡＰＰ復号処理に用いる拘束条件としてＲＬＬに関する拘束条件とＰＲ伝達特性に関する拘束条件との両方を満たす拘束条件を適用し、上記復号手段による第２のＡＰＰ復号処理としてＲＬＬ変調に関する拘束条件を適用し、上記復号手段による第３のＡＰＰ復号処理としてターボ復号処理を適用することによって、ＰＲチャネル通信路である記録媒体の再生および復号を、ＲＬＬ復調とターボ復号とによって行うことが可能になる。したがって、記録媒体再生装置の誤り訂正能力を高めることができ、上記記録媒体の記録密度を高めることができる。
【０１３０】
また、第５の発明の記録媒体再生装置は、情報データに誤り訂正符号化を施して生成した符号データに、更に疑似ランダム置換およびＲＬＬ変調を順次施して生成したチャネルデータが記録された記録媒体から、再生手段によって再生データを得、復号手段によって、上記第３の発明の復号方法によって上記再生データから得た情報データの事後確率に基づいて、上記情報データを復元するので、上記復号手段による第１ＡＰＰ復号処理に用いる拘束条件としてＲＬＬに関する拘束条件とＰＲ伝達特性に関する拘束条件との両方を満たす拘束条件を適用し、上記復号手段による第２ＡＰＰ復号処理に用いる変調に関する拘束条件としてＲＬＬ変調に関する拘束条件を適用することによって、ＰＲチャネル通信路である記録媒体の再生および復号を、ＲＬＬ復調とターボ復号とによって行うことが可能になる。したがって、記録媒体再生装置の誤り訂正能力を高めることができ、上記記録媒体の記録密度を高めることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  この発明の記録媒体再生装置のブロック図である。
【図２】  図１に示す記録媒体再生装置によって再生されるデータを記録する記録媒体記録装置のブロック図である。
【図３】  図２におけるターボ符号化器のブロック図である。
【図４】  図１におけるターボ復号器のブロック図である。
【図５】  図１における第１ＡＰＰ復号器のトレリス線図の一例を示す図である。
【図６】  スタンダードＥＣＭＡ‐１９５によって規格化されているＲＬＬ(１,７)の変調表を示す図である。
【図７】  ＮＲＺＩ則に基づくチャネルデータｚiをＮＲＺ則に基づくチャネルデータａiに変換を行うための変換表を示す図である。
【図８】  図６に示すＲＬＬ(１,７)変調表に対応するトレリス線図の一例を示すである。
【図９】  図８に示すトレリス線図に基づく現状態,入力値,出力値および次状態の対応表を示す図である。
【図１０】  図１に示す記録媒体再生装置と従来の記録再生装置とにおけるビット誤り率シミュレーション結果の比較図である。
【図１１】  図１とは異なる記録媒体再生装置のブロック図である。
【図１２】  図１１におけるターボ復号器のブロック図である。
【図１３】  図１および図１１とは異なる記録媒体再生装置のブロック図である。
【図１４】  図１３に示す記録媒体再生装置によって再生されるデータを記録する記録媒体記録装置のブロック図である。
【図１５】  ターボ符号の符号化処理および復号処理を行う従来の記録再生装置のブロック図である。
【図１６】  図１５におけるＳＩＳＯ型ＲＬＬ復調器のブロック図である。
【符号の説明】
２１…ターボ符号化器、
２２,９３…ＲＬＬ変調器、
２３,９４…記録回路、
２４,９５…記録媒体、
３１,６１,１０１…再生回路、
３２,６２,１０２…対数尤度演算回路、
３３,６３,１０３…第１ＡＰＰ復号器、
３４,６４,１０４…第２ＡＰＰ復号器、
３５,６５…ターボ復号器、
３６,６６,１０８…コンパレータ、
４１…第１畳み込み符号化器、
４２,５５,７５,９２,１１０…インターリーバ、
４３…第２畳み込み符号化器、
４４,８１…パンクチャおよびマルチプレクサ、
５１,７１…デマルチプレクサおよびデパンクチャ、
５２,７２…加算器、
５３,７３,１０７…第３ＡＰＰ復号器、
５４,７４,１０５…第１減算器、
５６,７６…第４ＡＰＰ復号器、
５７,７７,１０６…デインターリーバ、
５８,７８,１０９…第２減算器、
７９…第３減算器、
８０…第４減算器、
９１…畳み込み符号化器。
【図１】
0003978326.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１１】
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【図１２】
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【図１３】
0003978326.tif 000016
【図１４】
0003978326.tif 000017
【図１５】
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【図１６】
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