(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
パーシャルレスポンスと最尤復号とを組合わせたチャンネルに係る符号化を行う符号化回路において、
情報語としての１６ビットを単位とする２進データ列を、符号語としての１８ビットを単位とする２進データ列に変換する１６／１８変換を行う１６／１８変換手段を有し、
上記１６／１８変換手段は、
情報語としての１６ビットを単位とする２進データ列に対応して９ビットを単位とする所定のサブ符号語を組合わせることにより、符号語系列のＡＤＳの変化範囲が１０以下に制限され、符号語系列から準破滅的シーケンスが除去され、
上記サブ符号語を接続した符号語系列において、最大ゼロランレングス、最大'1' ランレングス、最大'10'ランレングスおよび最大'01'ランレングスが制限された符号語としての１８ビットを単位とする２進データ列を生成することを特徴とする符号化回路。
【請求項２】
パーシャルレスポンスと最尤復号とを組合わせたチャンネルに係る符号化を行う符号化方法において、
情報語としての１６ビットを単位とする２進データ列を、符号語としての１８ビットを単位とする２進データ列に変換する１６／１８変換を行う１６／１８変換ステップを有し、
上記１６／１８変換ステップは、
情報語としての１６ビットを単位とする２進データ列に対応して９ビットを単位とする所定のサブ符号語を組合わせることにより、符号語系列のＡＤＳの変化範囲が１０以下に制限され、符号語系列から準破滅的シーケンスが除去され、
上記サブ符号語を接続した符号語系列において、最大ゼロランレングス、最大'1' ランレングス、最大'10'ランレングスおよび最大'01'ランレングスが制限された符号語としての１８ビットを単位とする２進データ列を生成することを特徴とする符号化方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、磁気記録等における符号化回路および符号化方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
ディジタル磁気記録における信号処理方式として、パーシャルレスポンスと最尤復号とを組合わせて、変調符号の制約条件を利用して最尤復号を行うトレリスコーデッドパーシャルレスポンスは、高密度記録に有利な方式である。
【０００３】
パーシャルレスポンスとして通常用いられる拡張パーシャルレスポンスクラス４（以下、ＥＰＲ４と表記する）は、ダイパルスレスポンスの等化波形がサンプル点（シンボル存在点）において（１、１、−１、−１）となるように等化する方式である。ＥＰＲ４のシステム多項式は、以下の式（１）のように表される。式（１）において、Ｄは１ビット遅延演算子である。
【０００４】
Ｇ（Ｄ）＝（１−Ｄ）×（１＋Ｄ）2     （１）
ＥＰＲ４と変調符号の制約条件とを利用して最尤復号を行う、トレリスコーデッド拡張パーシャルレスポンスクラス４（以下、ＴＣＥＰＲ４と表記する）について以下に説明する。図２０にＴＣＥＰＲ４を行う構成の一例を示す。記録すべき入力データＩが符号化器２０１に入力されて所定の符号化処理を施されることによって符号化データＣＯとされ、磁気記録チャンネル２０２に供給される。
【０００５】
ここで、符号化器２０１の前段には、必要に応じて２進データへの変換を行う構成が設けられており、入力データＩは２進データとされている。磁気記録チャンネル２０２は、符号化データＣＯに基づいて記録のための信号処理を行う記録回路、記録用磁気ヘッド、磁気記録媒体および再生用ヘッドとその後段の信号処理回路等を含むものである。すなわち、磁気記録チャンネル２０２は、磁気記録媒体に対する書込み／読出しを行う部分である。
【０００６】
磁気記録チャンネル２０２が生成した磁気記録媒体からの再生信号が等化器２０３によって等化処理され、最尤復号器２０４に供給される。最尤復号器２０４は、等化器２０３の出力に基づく最尤復号を行う。さらに、最尤復号器２０４の出力に基づいて復号化器２０５が行う復号化処理の結果として、記録された情報が最終的に再生される。実際には、Ａ／Ｄ変換によって得られる信号サンプリングデータをディジタル処理することにより、磁気記録チャンネル２０２の後段での再生処理が行われる。
【０００７】
等化器２０３の出力、すなわち、磁気記録チャンネル２０２が出力する再生信号が等化処理されて得られた信号（以下、再生等化信号と表記する）は、（−２、−１、０、＋１、＋２）の５つのレベルをとる。再生等化信号の一例を図２１に示す。このような再生等化信号を２進データ、すなわち、磁気記録チャンネル２０２による記録／再生に係る処理が行われる以前の符号化データＣＯに戻すために、最尤復号の一方式であるビタビ復号が用いられる。
【０００８】
ビタビ復号は、各サンプリングデータの値と共にその前後のサンプリングデータの値をも用いる計算処理によって、再生される符号化データとしてとり得る系列の中で最も確からしい最尤系列（パス）を推定していく方法であり、高い検出能力を有する。但し、再生等化信号の値の系列によっては、上述したような計算処理の結果に基づいて最尤系列を容易に確定することができない場合がある。このような場合には、最尤系列が確定するまで計算処理の結果がビタビ復号器内のメモリにストックされ続ける。このため、未確定系列、すなわち最尤系列が確定するまでに計算処理の対象とされる系列の系列長がメモリ長を越えると、オーバーフローによってエラーが生じるおそれがある。
【０００９】
オーバーフローが生じる場合の１つとして、再生等化信号の値の系列が最尤系列が永久に確定されないようなものである場合がある。このような系列を準破滅的（Quasi Catastrophic) シ−ケンスと称する。また、準破滅的シ−ケンス以外にも、最尤系列が確定する前に未確定系列の系列長がメモリ長を越える場合に、オーバーフローが生じ得る。従って、準破滅的シ−ケンスを取り除き、かつ、それ以外の場合にも未確定系列の系列長をビタビ復号器のメモリ長以下にすることができれば、オーバーフローが生じないようにすることが可能となる。
【００１０】
オーバーフローの発生を回避するために、一般には信号の符号化がなされる。符号化は、情報語としての２進データを所定の変換規則に従って記録語としての２進データに変換する処理であり、符号化によって得られる記録語が磁気記録チャンネル２０２に記録／再生される。再生時には、再生信号に基く上述したような最尤復号後のデータを記録語を得るための変換規則とは逆に変換して元の情報語を再生する。
【００１１】
例えば図２０においては、情報語がＩであり、記録語がＣＯである。そして、所定の変換規則が符号化器２０１が行う符号化の規則である。再生系において最尤復号器２０４による最尤復号後のデータが復号化器２０５によって逆変換処理としての復号化処理を施されて元の情報語が再生される。
【００１２】
一方、ＴＣＥＰＲ４のシステム多項式が上述の式（１）のように表されるので、ＴＣＥＰＲ４チャンネルの伝達関数は、ナイキスト周波数がヌルであるスペクトラムとなる。符号化においても、符号語系列の'1' 、'0' を電流の向きに対応させて記録する場合の記録電流のPower Spectrum Densityにおいてナイキスト周波数での周波数成分がヌルとなるように符号変換を行う。チャンネルの伝達関数の周波数成分がヌルである周波数において符号語系列のPower Spectrum Densityの周波数成分がヌルとなるように符号化することにより、復号時の信号検出利得を高めることが可能となる。
【００１３】
ビタビ復号時のオーバーフローを回避し、且つ信号検出利得を高めるために次のような符号化が行われる。すなわち、ＡＤＳ(Alternating Digital Sum) の変化範囲（Variation)を制限することによって、ナイキスト周波数成分がヌルとなるような符号化が可能である。ＴＣＥＰＲ４では、このＡＤＳの変化範囲制限を満たす符号語が使用される。
【００１４】
入力２進データの総ビット数をｎとすると、系列｛ａ0 ，・・・，ａn-1 ｝のＡＤＳは、式（２）のように表される。
【００１５】
【数１】
0004078734.tif 000002
【００１６】
例えば図２２に示す符号化状態遷移図の下での符号化により、ＡＤＳの変化範囲が最大１０に制限された符号語系列が生成される。ＡＤＳの変化範囲に制限を課した場合には、ＴＣＥＰＲ４チャンネルからの出力系列間の最小ユークリッド距離の２乗が６となり、高い信号検出利得が得られる。
【００１７】
ＡＤＳの変化範囲が最大１０に制限された符号化を行う時に、例えば１８ビットの符号語がとり得るトレリスの一例を図２２に示す。図２２に示すような、符号語のバウンダリにおいて符号化状態をシフトさせる方法を用いると、符号語長の４倍程度の長さのパスメモリを用意することにより、オーバーフローを回避することが可能となる。図２２に示すトレリス遷移を満たす１８ビットの符号語を用いて、１６ビットの情報語を１８ビットの符号語に変換する１６／１８符号化を行うことにより、ＡＤＳの変化範囲が最大１０に制限され、また、ビタビ復号回路の系列を確定させることができる。この場合、再生信号のゼロランレングスは最大１０に制限することができる。
【００１８】
上述したような従来の技術については、例えば特願平０９−３２１５８１号公報、および電気通信学会信学技法ＭＲ９７−６７（１９９７−１２）に、符号構成方法に係る詳細な記載がなされている。
【００１９】
【発明が解決しようとする課題】
従来のパーシャルレスポンスと最尤復号とを組み合わせたチャンネルに係る符号化を行う符号化回路において、ゼロランレングスのみを制限する符号化手法が用いられていた。このような符号化手法においては、プリコーディングを行わない場合には等化処理後のゼロランレングスを制限することができないという問題があった。このような場合には、ビタビ復号器におけるオーバーフローの発生を防止できないおそれがある。
【００２０】
また、従来用いられていた１６／１８符号は、等化処理後の最大ゼロランレングスが１０とされる符号である。このため、ＰＬＬによってクロック再生を行う場合に再生波形からクロック成分を抽出する頻度が最悪の場合１０サンプルに１回となり、安定なクロックの再生を妨げるという問題があった。このため、再生波形から充分な頻度でクロック成分を抽出できるように、等化処理後の最大ゼロランレングスをさらに小さい値に制限することが望まれていた。
【００２１】
従って、この発明の目的は、プリコーディングを行わない場合にもビタビ復号器におけるオーバーフローの発生を確実に防止し、また、クロックの再生を安定なものとすることが可能な磁気記録等における符号化回路および符号化方法を提供することにある。
【００２２】
【課題を解決するための手段】
請求項１の発明は、パーシャルレスポンスと最尤復号とを組合わせたチャンネルに係る符号化を行う符号化回路において、
情報語としての１６ビットを単位とする２進データ列を、符号語としての１８ビットを単位とする２進データ列に変換する１６／１８変換を行う１６／１８変換手段を有し、
１６／１８変換手段は、
情報語としての１６ビットを単位とする２進データ列に対応して９ビットを単位とする所定のサブ符号語を組合わせることにより、符号語系列のＡＤＳの変化範囲が１０以下に制限され、符号語系列から準破滅的シーケンスが除去され、
サブ符号語を接続した符号語系列において、最大ゼロランレングス、最大'1' ランレングス、最大'10'ランレングスおよび最大'01'ランレングスが制限された符号語としての１８ビットを単位とする２進データ列を生成することを特徴とする符号化回路である。
【００２３】
請求項３の発明は、パーシャルレスポンスと最尤復号とを組合わせたチャンネルに係る符号化を行う符号化方法において、
情報語としての１６ビットを単位とする２進データ列を、符号語としての１８ビットを単位とする２進データ列に変換する１６／１８変換を行う１６／１８変換ステップを有し、
１６／１８変換ステップは、
情報語としての１６ビットを単位とする２進データ列に対応して９ビットを単位とする所定のサブ符号語を組合わせることにより、符号語系列のＡＤＳの変化範囲が１０以下に制限され、符号語系列から準破滅的シーケンスが除去され、
サブ符号語を接続した符号語系列において、最大ゼロランレングス、最大'1' ランレングス、最大'10'ランレングスおよび最大'01'ランレングスが制限された符号語としての１８ビットを単位とする２進データ列を生成することを特徴とする符号化方法である。
【００２７】
以上のような発明によれば、プリコーディングを行わない場合にも、再生時における等化処理後の最大ゼロランレングスを制限することができる。
【００２８】
【発明の実施の形態】
以下、この発明の一実施形態について図面を参照して説明する。図１に、この発明を適用したディジタル磁気記録再生装置の構成の一例を示す。記録すべきデータが入力端子１から入力され、シリアル／パラレル変換器２に供給される。シリアル／パラレル変換器２は、入力データを１６ビットデータに区切り、１６／１８符号化器３に供給する。１６／１８符号化器３は、この１６ビットデータを符号化処理し、１８ビットの符号語を生成する。パラレル／シリアル変換器４は、この１８ビットの符号語をシリアルのデータ列に変換して、ＥＰＲ４チャンネル５に供給する。
【００２９】
ここで、ＥＰＲ４チャンネル５は、パラレル／シリアル変換器４の出力に基づいて記録のための信号を生成する記録信号処理回路、磁気記録媒体、磁気記録媒体に記録再生を行う磁気ヘッド、および磁気ヘッドが再生する再生信号に所定の処理を施す再生信号処理回路等を含む。再生信号処理回路において、再生信号が、ダイパルスレスポンスがＥＰＲ４基準である（１、１、−１、−１）に合うように等化され、さらに、ディジタル信号サンプルとされる。このディジタル信号サンプルがＥＰＲ４チャンネル５の出力として位相検出器６およびビタビ復号器７に供給される。
【００３０】
位相検出器６は、ＥＰＲ４チャンネル５から供給されるディジタル信号サンプルに基づいて位相検出を行うことによって同期情報を生成し、生成した同期情報を、出力端子１２を介して図示しない同期回路に供給する。また、ビタビ復号器７は、ＥＰＲ４チャンネル５から供給されるディジタル信号サンプルを最尤復号して最尤復号データを生成し、生成した最尤復号データをシリアル／パラレル変換器８に供給する。シリアル／パラレル変換器８は、この最尤復号データを１８ビットに区切り、各１８ビットデータを１６／１８復号化器９に供給する。１６／１８復号化器９は、この１８ビットデータに、１６／１８符号化器３による符号化に対応する復号化処理を施すことによって１６ビットデータの復号語を生成し、パラレル／シリアル変換器１０に供給する。パラレル／シリアル変換器１０は、１６／１８復号化器９から供給される１６ビットデータをシリアルのデータ列からなる再生データに変換し、出力端子１１を介して外部に出力する。
【００３１】
ビタビ復号器７について図２および図３を参照して説明する。図２は、２ビットの再生信号入力に対して、ビタビ復号器が追跡するトレリス遷移である。図２の左側の図は、ＥＰＲ４チャンネル（１−Ｄ）（１＋Ｄ）2 の出力系列の８状態をそれぞれ以下のように表現し、これら８状態をひとかたまりとして符号語トレリスに組込んだものである。
【００３２】
(000),(001),(010),(011),(100),(101),(110),(111)
これら８状態のひとかたまりが符号化状態の１つの状態に対応している。実線の矢印は、ＮＲＺすなわち符号化器出力が１である時の状態遷移、破線の矢印は、ＮＲＺが０である時の状態遷移を示している。各矢印に付されている符号は、（ＮＲＺ／ＥＰＲ４チャンネル出力）を表す。例えば（０／−１）は、ＥＰＲ４チャンネル出力すなわちビタビ復号器入力が−１の時は、ビタビ復号器出力すなわち１６／１８復号化回路入力が０であることを表示している。
【００３３】
また、図２の右側の図は、図２の左側の図を簡略表現したものである。すなわち、ＮＲＺが１である時に生じる８つの状態遷移をまとめて１つの実線で示し、ＮＲＺが０である時に生じる８つの状態遷移をまとめて１つの破線で示したものである。このような簡略表現を用いて、ビタビ復号器７の動作は、図３に示すようなトレリス遷移の繰返しとされる。図３のトレリス状態番号は、後述する図４の符号化状態遷移図の状態番号に対応している。かかる動作を実現するビタビ復号器７は、ＥＰＲチャンネル５の出力に基づく計算処理を行う計算処理回路と共に、上述したトレリス構造に従って連結されたパラレルロード／シリアルシフトレジスタ等を有する構成とされる。
【００３４】
ここで、再生信号入力に基づいてビタビ復号器７中のパラレルロード／シリアルシフトレジスタ等の動作タイミングを指令するクロックを安定的に生成するためには、ＰＬＬによってクロック再生を行う場合に再生波形からクロック成分を抽出する頻度がある程度以上大きくなるように、最大ゼロランレングスを制限するように符号化する必要がある。
【００３５】
次に、１６／１８符号化器３の動作原理について説明する。この発明の一実施形態において１６ビットの情報語に対する符号語を選択するために用いる、ＡＤＳの変化範囲を１０に制限した符号化状態遷移図を図４に示す。図４において、符号化状態３および７から始まり、同じく符号化状態３および７で終わる符号語長１８ビットの符号語のトレリス遷移図を求めると、図５のようになる。さらに、図６は、図５においてビタビ復号器のメモリオーバオフローを防止するために、符号語の終わる状態を符号化状態３、５および７とし、符号語のバウンダリで符号化状態をシフトさせるようにした場合のトレリス遷移図である。
【００３６】
バウンダリで符号化状態をシフトさせることにより、オーバーフローを生じさせる系列が取り除かれ、準破滅的シーケンスが除去される。このような符号化方法を用いると、オーバーフローを引き起こす系列が符号語長の２倍の長さまで連続することになり、ビタビ復号器中のパスメモリ長は３２ビット必要となる。但し、最尤復号においてトレリスのクロス遷移を許す場合には、パスメモリ長として７２ビット必要である。
【００３７】
次に、図６に示したトレリス遷移を満足し、且つ、（１−Ｄ2 ）等化後の再生信号のゼロランレングスが６に制限されている１６／１８符号の構成方法について説明する。（１−Ｄ2 ）等化後の再生信号のゼロランレングスを６に制限するために、符号語の最大ゼロランレングスおよび最大'1' ランレングスを８に制限すれば良い。また、最大'01'ランレングスおよび最大'10'ランレングスをも８に制限すれば良い。なお、'01'ランレングスが例えば４の場合には、'0101 ' の系列が含まれ、'01'ランレングスが例えば５の場合には、'01010' の系列が含まれることになる。また、'10'ランレングスが例えば４の場合には、'1010'の系列が含まれ、'10'ランレングスが例えば５の場合には、'10101' の系列が含まれることになる。
【００３８】
このような制限について、図７を参照して説明する。図７Ａは、符号語の系列からなる出力ビット中でゼロランレングスが８である場合に、かかる出力ビットに（１−Ｄ）、および（１−Ｄ）（１＋Ｄ）＝（１−Ｄ2 ）等化が施されてなるビット列を示す。この場合、（１−Ｄ）（１＋Ｄ）＝（１−Ｄ2 ）等化が施されてなるビット列において、ゼロランレングスが６に制限される。
【００３９】
また、図７Ｂは、符号語の系列からなる出力ビット中で'1' ランレングスが８である場合に、かかる出力ビットに（１−Ｄ）、および（１−Ｄ）（１＋Ｄ）＝（１−Ｄ2 ）等化が施されてなるビット列を示す。この場合、（１−Ｄ）（１＋Ｄ）＝（１−Ｄ2 ）等化が施されてなるビット列において、'1' ランレングスが６に制限される。さらに、図７Ｃは、符号語の系列からなる出力ビット中で'01'ランレングスが８である場合に、かかる出力ビットに（１−Ｄ）、および（１−Ｄ）（１＋Ｄ）＝（１−Ｄ2 ）等化が施されてなるビット列を示す。この場合、（１−Ｄ）（１＋Ｄ）＝（１−Ｄ2 ）等化が施されてなるビット列において、ゼロランレングスが６に制限される。
【００４０】
上述したような制限が課された出力ビットを生成するための、符号語の生成方法について以下に説明する。まず、符号長１８ビットの符号語ｃを以下の式（３）のように定義する。
【００４１】
符号語 c = ( c0 ,c1 ,c2 ,c3 ,c4 ,c5 ,c6 ,c7 ,c8 ,c9 ,c10 , c11
c12, c 13 , c14 ,c 15 ,c 16 ,c 17 )      （３）
そして、図６のトレリス遷移を満たす１８ビット系列のうち、図８に示す符号語集合Ｓ０〜Ｓ７を符号として使用する。図８において、各項目は以下のような意味を有する。
【００４２】
ｚｌ：符号語の最大ゼロランレングス
ｐｌ：符号語の最大'1' ランレングス
ｚｐｌ：符号語の最大'01'ランレングス
ｐｚｌ：符号語の最大'10'ランレングス
ｚｌh ：符号語の先頭の最大ゼロランレングス
ｐｌh ：符号語の先頭の最大'1' ランレングス
ｚｐｌh ：符号語の先頭の最大'01'ランレングス
ｐｚｌh ：符号語の先頭の最大'10'ランレングス
ｚｌt ：符号語の末尾の最大ゼロランレングス
ｐｌt ：符号語の末尾の最大'1' ランレングス
ｚｐｌt ：符号語の末尾の最大'01'ランレングス
ｐｚｌt ：符号語の末尾の最大'10'ランレングス
ここで、符号語の遷移するトレリスは上下対称であるため、以下の（ａ）〜（ｄ）の関係がある。これらの関係を利用して、符号語テーブルのハードウエア量を削減することが可能となる。
【００４３】
（ａ）集合Ｓ０の各要素をビット反転した集合は、集合Ｓ４に等しい。
【００４４】
（ｂ）集合Ｓ１の各要素をビット反転した集合は、集合Ｓ５に等しい。
【００４５】
（ｃ）集合Ｓ２の各要素をビット反転した集合は、集合Ｓ６に等しい。
【００４６】
（ｄ）集合Ｓ３の各要素をビット反転した集合は、集合Ｓ７に等しい。
【００４７】
また、図８中の各符号語集合に属する符号語のバウンダリでの状態遷移を、後続する符号語が属する符号語集合との関係において図９に示すように定義する。
【００４８】
以上のような符号化により、再生時のゼロランレングスが６に制限された符号語系列を生成することが可能となる。例えば、符号語Ａの次に符号語Ｂが選択され、｛符号語Ａ，符号語Ｂ｝のように連続した系列が記録される場合を考える。符号語Ａ（符号語集合Ｓ０）の末尾が００である時（ｂ，ｄで終わる時）、次の符号語Ｂは符号語集合Ｓ０あるいはＳ５の要素である符号語の内から選択される。
【００４９】
末尾が００である符号語Ａは、符号語末尾のゼロランレングス制限により末尾のゼロランレングスが５となる。また、符号語Ｂの先頭のゼロランレングスは最大３であり、'1' ランレングスは最大８である。符号語Ａと符号語Ｂとを組合わせた場合、符号語Ａ、Ｂのつなぎめにおいて、最大ゼロランレングス、最大'1' ランレングスが共に８とされる。また、符号語Ａ，Ｂそのものの最大ゼロランレングス、最大'1' ランレングスも共に８とされているので、系列｛符号語Ａ，符号語Ｂ｝は最大ゼロランレングス、最大'1' ランレングスが共に８に制限されることになる。同様に、最大'01'ランレングスは８に制限される。従って、図７を参照して上述したように、（１−Ｄ2 ）等化後の系列におけるゼロランレングスは最大で６となる。
【００５０】
以下、この発明に係る符号化手法の具体例について説明する。まず、符号長１８ビットの符号語ｃを以下の式（４）のように定義する。
【００５１】
符号語ｃ = ( c0 ,c1 ,c2 ,c3 ,c4 ,c5 ,c6 ,c7 ,c8 ,c9 ,c10 , c11
c12, c 13 , c14 ,c 15 ,c 16 ,c 17 )      （４）
このような符号語長１８ビットの符号語を求める目的で符号長９ビットのサブ符号語を考える。サブ符号語集合から、サブ符号語ｈとサブ符号語ｔの２つの符号長９ビットの符号を選択し、組合わせることにより、符号語ｃを求める。
【００５２】
符号語ｃ = (サブ符号語ｈ，サブ符号語ｔ）      （５）
（４）、（５）より、サブ符号語ｈ，サブ符号語ｔは、それぞれ以下のようになる。
【００５３】
サブ符号語ｈ＝ ( c0 ,c1 ,c2 ,c3 ,c4 ,c5 ,c6 ,c7 ,c8 ）  （６）
サブ符号語ｔ＝ ( c9 ,c10,c11,c12,c13,c14,c15,c16,c17 )  （７）
（５）に従って生成される符号語ｃについての符号化状態遷移図を図１０に示す。ここで符号語集合Ｓ０，Ｓ１，Ｓ２，Ｓ３を図１０のｚ１，ｚ２，ｚ３，ｚ４，ｚ５，ｚ６をそれぞれ通る符号語の集合に分けて考える。この時、サブ符号語ｈ，サブ符号語ｔを、次のような集合に分割する。
【００５４】
まず、符号語の上位９ビットのサブ符号語ｈを、ｚ１，ｚ２，ｚ３，ｚ４，ｚ５，ｚ６をそれぞれ通る次のような符号語の集合に分割する。
【００５５】
Ｓ０ｚ１，Ｓ０ｚ２，Ｓ０ｚ３，Ｓ０ｚ４，Ｓ０ｚ５，Ｓ０ｚ６，
Ｓ１ｚ１，Ｓ１ｚ２，Ｓ１ｚ３，Ｓ１ｚ４，Ｓ１ｚ５，Ｓ１ｚ６，
Ｓ２ｚ１，Ｓ２ｚ２，Ｓ２ｚ３，Ｓ２ｚ４，Ｓ２ｚ５，Ｓ２ｚ６，
Ｓ３ｚ１，Ｓ３ｚ２，Ｓ３ｚ３，Ｓ３ｚ４，Ｓ３ｚ５，Ｓ３ｚ６，
Ｓ４ｚ１，Ｓ４ｚ２，Ｓ４ｚ３，Ｓ４ｚ４，Ｓ４ｚ５，Ｓ４ｚ６，
Ｓ５ｚ１，Ｓ５ｚ２，Ｓ５ｚ３，Ｓ５ｚ４，Ｓ５ｚ５，Ｓ５ｚ６，
Ｓ６ｚ１，Ｓ６ｚ２，Ｓ６ｚ３，Ｓ６ｚ４，Ｓ６ｚ５，Ｓ６ｚ６，
Ｓ７ｚ１，Ｓ７ｚ２，Ｓ７ｚ３，Ｓ７ｚ４，Ｓ７ｚ５，Ｓ７ｚ６
ここで、例えば、Ｓ０ｚ１は、状態Ｓ０から始まり、状態ｚ１で終わる９ビットのサブ符号語ｈを意味する。これらの各部分集合の要素を１６進数で記載したものが図１１、図１２および図１３である。図１１〜図１３には、状態Ｓ０，Ｓ１，Ｓ２，Ｓ３の何れかから始まるものが記載されている。これは、上述したように、状態Ｓ４，Ｓ５，Ｓ６，Ｓ７から始まる符号語は、それぞれ、状態Ｓ１，Ｓ２，Ｓ３，Ｓ４から始まる符号語をビット反転することによって得られるので，状態Ｓ４，Ｓ５，Ｓ６，Ｓ７から始まる符号語の記載を省略したためである。
【００５６】
また、符号語の下位９ビットのサブ符号語ｔに対しても、同様に、ｚ１，ｚ２，ｚ３，ｚ４，ｚ５，ｚ６のそれぞれを通る、以下のような集合に分割する。
【００５７】
ｚ１ａ，ｚ１ｂ，ｚ１ｃ，ｚ１ｄ，ｚ２ａ，ｚ２ｂ，ｚ２ｃ，ｚ２ｄ，
ｚ３ａ，ｚ３ｂ，ｚ３ｃ，ｚ３ｄ，ｚ４ａ，ｚ４ｂ，ｚ４ｃ，ｚ４ｄ，
ｚ５ａ，ｚ５ｂ，ｚ５ｃ，ｚ５ｄ，ｚ６ａ，ｚ６ｂ，ｚ６ｃ，ｚ６ｄ
ここで、例えばｚ１ａは、状態ｚ１から始まり、状態ａで終わる９ビットのサブ符号語ｔを意味する。これらの各集合の要素を１６進数で記載したものが図１４、図１５および図１６である。図１４〜図１６には、状態ｚ１，ｚ２，ｚ３の何れかから始まるものが記載されている。これは、上述したように、状態ｚ４，ｚ５，ｚ６から始まる符号語は、それぞれ、状態ｚ１，ｚ２，ｚ３から始まる符号語をビット反転することによって得られるので，状態ｚ４，ｚ５，ｚ６から始まる符号語の記載を省略したためである。
【００５８】
上述したような、サブ符号語ｈの部分集合とサブ符号語ｔの部分集合との組合わせを考える。この時、組合わせの条件として、図１７中のＡ，Ｂ，Ｃ，Ｄ，Ｅ，Ｆ，Ｇ，Ｈ，Ｉ，Ｊを用いる。このような組合わせの条件の下でのサブ符号語ｈの部分集合とサブ符号語ｔの部分集合との組合わせは、図１８のようになる。図１８中では、符号語の上位９ビットのサブ符号語ｈとして、状態Ｓ０，Ｓ１，Ｓ２，Ｓ３の何れかから始まるもののみが記載されている。これは、上述したように、状態Ｓ４，Ｓ５，Ｓ６，Ｓ７から始まる符号語は、それぞれ、状態Ｓ１，Ｓ２，Ｓ３，Ｓ４から始まる符号語をビット反転することによって得られるので，図１８中での記載を省略したためである。
【００５９】
また、図１８では、ｚ１，ｚ２，ｚ３，ｚ４，ｚ５を通るサブ符号語ｈと組合わされるサブ符号語ｔとして、集合ｚ４ａ，ｚ４ｂ，ｚ４ｃ，ｚ４ｄ，ｚ５ａ，ｚ５ｂ，ｚ５ｃ，ｚ５ｄ，ｚ６ａ，ｚ６ｂ，ｚ６ｃ，ｚ６ｄの要素であるものについての記載が省略されている。これらについては、それぞれ、集合ｚ３ｄ，ｚ３ｃ，ｚ３ｂ，ｚ３ａ，ｚ２ｄ，ｚ２ｃ，ｚ２ｂ，ｚ２ａ，ｚ１ｄ，ｚ１ｃ，ｚ１ｂ，ｚ１ａの要素をビット反転することによって得られるので、図１８中での記載を省略したためである。
【００６０】
次に、図１８に記載された組合わせに従って生成される１８ビット符号について、具体的に説明する。一例として、サブ符号語ｈが集合Ｓ０ｚ１−Ａの要素であり、また、サブ符号語ｔが集合ｚ１ａ−Ａの要素である場合を考える。集合Ｓ０ｚ１−Ａの要素は、状態Ｓ０から始まり状態ｚ１を通る。サブ符号語ｈの末尾はゼロランレングスおよび'1' ランレングスが５以下に制限されている．また、集合ｚ１ａ−Ａの要素は、状態ｚ１から始まり、ａで終わる。サブ符号語ｔの先頭はゼロランレングスおよび'1' ランレングスが３以下に制限されている。従って、かかる一例に係る組合わせにおいては、サブ符号語ｈとサブ符号語ｔとのつなぎめにおいてゼロランレングス、'1' ランレングスが何れも最大８に制限される。同様に、'01'ランレングスおよび'10'ランレングスが何れも最大８に制限される。
【００６１】
図１８中の他の組合わせについても、同様に、サブ符号語ｈとサブ符号語ｔとを組合わせてなる符号語において、ゼロランレングス、'1' ランレングス、'01'ランレングスおよび'10'ランレングスが何れも最大８に制限される。また、このような組合わせによって構成される各符号語からなる符号語系列内でも、上述したような符号語集合の状態遷移を考慮することにより、ゼロランレングス、'1' ランレングス、'01'ランレングスおよび'10'ランレングスが何れも最大８に制限される。
【００６２】
以上のような符号語の生成を行う１６／１８符号化回路３の構成の一例を図１９に示す。１６ビット毎の情報語がプリエンコーダ３０に供給される。プリエンコーダ３０は、供給される情報語に基づいて、サブ符号語ｈとサブ符号語ｔとに組合わせを選択する。この選択結果がサブ符号語ｈ，ｔを予め記憶しているサブ符号語用ＲＯＭ３１に供給される。サブ符号語用ＲＯＭ３１は、供給される選択結果によって指示されるサブ符号語ｈ，ｔを出力する。出力されるサブ符号語ｈ，ｔから、後段の符号語生成回路（図示せず）が１８ビットの符号語を生成する。このような構成においては、ハードウエアの規模を縮小することが可能となる。
【００６３】
一方、１６／１８復号化器９（図１参照）は、１６／１８符号化回路３による符号化に対応する復号化処理を行う機能を有する、例えば以下のようなものであれば良い。すなわち、サブ符号語として使用されるビット列を記憶するＲＯＭ等の記憶回路を有し、かかるＲＯＭ等の記憶内容を参照して、供給される１８ビット毎の符号語からサブ符号語ｈとサブ符号語ｔとを検出する。そして、検出結果に基づいて、元の１６ビットの情報語を得る。このような構成において、上述したようなサブ符号語ｈとサブ符号語ｔを記憶していれば良いので、ハードウエアの規模を縮小することが可能となる。
【００６４】
上述したこの発明の一実施形態は、この発明をディジタル磁気記録再生装置に適用したものであるが、この発明は、パーシャルレスポンスと最尤復号とを組合わせたチャンネルに係る符号化を行う符号化回路、そのような符号化回路によって生成される符号を復号化する復号化回路、およびそのような符号化回路および／または符号化回路を有するディジタル信号記録および／または再生装置に適用することができる。例えば、光磁気ディスク（ＭＯ）相変化型ディスクＰＤ、ＣＤ−Ｅ（CD-Erasable ）等の書き換え可能ディスク、ＣＤ−Ｒ等の追記型ディスク、ＣＤ−ＲＯＭ等の読み出し専用ディスクから情報を再生する情報再生装置光ディスク装置、等のディジタル信号記録再生装置に適用することができる。
【００６５】
また、この発明は、上述した実施形態に限定されることなく、この発明の要旨を逸脱しない範囲で種々の応用および変形が考えられる。
【００６６】
【発明の効果】
上述したように、この発明は、パーシャルレスポンスと最尤復号とを組合わせたチャンネルに係る符号化を行う符号化回路において、出力する符号について、最大ゼロランレングス、最大'1' ランレングス、最大'10'ランレングスおよび最大'01'ランレングスを制限するようにしたものである。
【００６７】
このため、再生時における等化処理後の最大ゼロランレングスが制限されるので、再生信号からのクロック再生を安定的に行うことができる。
【００６８】
また、９ビットのサブ符号語の組合わせによって１８ビットの符号語を生成するようにしたので、符号化回路および復号化回路を構成するハードウエアの規模を縮小することが可能となる。
【００６９】
特に、符号化率８／９の符号の内、ＡＤＳの変化範囲が制限され、準破滅的シーケンスが除去され、さらに、ビタビ復号器のメモリオーバーフローを防止することができる１６／１８符号にこの発明を適用して符号の最大ゼロランレングス、最大'1' ランレングス、最大'10'ランレングスおよび最大'01'ランレングスを８に制限するようにした場合には、等化処理後の最大ゼロランレングスが６に制限される。これにより、再生信号からのクロック再生を安定に行うことが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の一実施形態の構成の概略について説明するためのブロック図である。
【図２】この発明の一実施形態において用いられるビタビ復号器のトレリス遷移の一部分について説明するための略線図である。
【図３】この発明の一実施形態において用いられるビタビ復号器のトレリス遷移について説明するための略線図である。
【図４】この発明において使用することができる、ＡＤＳの変化範囲が１０に制限された状態遷移の一例について説明するための略線図である。
【図５】この発明に係る、ＡＤＳの変化範囲が１０に制限された符号化トレリス構造について説明するための略線図である。
【図６】この発明に係る、ＡＤＳの変化範囲が１０に制限された符号化トレリス構造において、状態シフトがなされる場合について説明するための略線図である。
【図７】符号語の系列からなる出力ビットと、かかる出力ビットに等化処理が施されてなるビット列とにおけるゼロランレングスの制限について説明するための略線図である。
【図８】この発明の一実施形態において使用される符号語を要素とする符号語集合について説明するための略線図である。
【図９】図７中の各符号語集合に属する符号語のバウンダリでの状態遷移について説明するための略線図である。
【図１０】この発明の一実施形態において、サブ符号語ｈおよびｔから構成される符号語Ｃについての符号化状態遷移図の一例を示す略線図である。
【図１１】サブ符号語ｈを要素とする各部分集合の要素を記載した略線図の一部である。
【図１２】サブ符号語ｈを要素とする各部分集合の要素を記載した略線図の他の一部である。
【図１３】サブ符号語ｈを要素とする各部分集合の要素を記載した略線図のさらに他の一部である。
【図１４】サブ符号語ｔを要素とする各部分集合の要素を記載した略線図の一部である。
【図１５】サブ符号語ｔを要素とする各部分集合の要素を記載した略線図の他の一部である。
【図１６】サブ符号語ｔを要素とする各部分集合の要素を記載した略線図のさらに他の一部である。
【図１７】この発明の一実施形態において、サブ符号語ｈおよびｔを要素とする各部分集の組合わせに係る条件の一例を示す略線図である。
【図１８】サブ符号語ｈの部分集合とサブ符号語ｔの部分集合との組合わせについて示す略線図である。
【図１９】この発明の一実施形態中の１６／１８符号化回路の構成の一例を示すブロック図である。
【図２０】従来のＴＣＥＰＲ４チャンネルの一例について説明するためのブロック図である。
【図２１】従来のＴＣＥＰＲ４チャンネルにおいて処理される再生等化信号について説明するための略線図である。
【図２２】従来のＴＣＥＰＲ４チャンネルにおいて使用される、ＡＤＳの変化範囲が１０に制限された状態遷移について説明するための略線図である。
【図２３】従来のＴＣＥＰＲ４チャンネルにおいて使用される、ＡＤＳの変化範囲が１０に制限された符号化トレリス構造について説明するための略線図である。
【符号の説明】
３・・・１６／１８符号化器、５・・・ＥＰＲチャンネル、７・・・ビタビ復号器、３１・・・サブ符号語用ＲＯＭ
【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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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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