(57)【要約】  本発明の様々な実施形態は、データ処理のシステムおよび方法を提供する。例えば、本発明のいくつかの実施形態は、雑音低減型データ処理回路を提供する。かかる回路は、セレクタ回路、サンプルセット平均回路およびデータ検出回路を含む。セレクタ回路は、選択制御信号に基づきサンプル出力として新サンプルセットまたは平均サンプルセットを提供する。サンプルセット平均回路は、新サンプルセットを受信し、平均サンプルセットを提供する。平均サンプルセットは、新サンプルセットの２つ以上のインスタンスに基づく。データ検出回路は、サンプル出力を受信し、サンプル出力に対してデータ検出アルゴリズムを実行し、選択制御信号およびデータ出力を提供する。
2012509549.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
雑音低減型データ処理回路であって、
選択制御信号に基づきサンプル出力として新サンプルセットまたは平均サンプルセットを提供するセレクタ回路と、
前記新サンプルセットを受信し、前記新サンプルセットの２つ以上のインスタンスに基づく前記平均サンプルセットを提供するサンプルセット平均回路と、
前記サンプル出力を受信し、前記サンプル出力に対してデータ検出アルゴリズムを実行し、前記選択制御信号およびデータ出力を提供するデータ検出回路と
を含む回路。
【請求項２】
前記セレクタ回路からの前記サンプル出力を記憶して前記サンプル出力を前記データ検出回路に提供するサンプルバッファをさらに含む、請求項１に記載の回路。
【請求項３】
前記サンプルセット平均回路が、
前記セレクタ回路からの前記サンプル出力を記憶して前記サンプル出力を前記データ検出回路に提供するサンプルバッファと、
前記新サンプルセットを前記サンプル出力に加える加算回路と
を含む、請求項１に記載の回路。
【請求項４】
前記サンプルバッファがディバイダ回路を含み、前記ディバイダ回路が前記サンプル出力を、前記サンプル出力に含まれる前記新サンプルセットのインスタンス数で割り、前記ディバイダ回路の出力が前記サンプル出力として前記データ検出回路に提供される、請求項３に記載の回路。
【請求項５】
前記サンプル出力に含まれる前記新サンプルセットのインスタンス数が、２の累乗であり、シフト回路が、前記サンプル出力に含まれる前記新サンプルセットの前記インスタンス数で前記サンプル出力を割り、前記シフト回路の出力が、前記サンプル出力として前記データ検出回路に提供される、請求項３に記載の回路。
【請求項６】
前記新サンプルセットの初期インスタンスを処理する際に前記データ検出回路が収束しないときに、前記サンプル出力として前記平均サンプルセットを選択するよう前記選択制御信号がアサートされる、請求項１に記載の回路。
【請求項７】
前記データ検出回路が、
チャネル検出器と、
低密度パリティチェック復号器と
を含み、前記チャネル検出器が前記サンプル出力を受信し、前記チャネル検出器の出力が前記低密度パリティチェック復号器に提供される、請求項１に記載の回路。
【請求項８】
前記データ検出回路がソフト／ハード決定バッファをさらに含み、前記データ出力が前記ソフト／ハード決定バッファにより提供される、請求項７に記載の回路。
【請求項９】
前記データ検出回路が平均再試行論理回路をさらに含み、前記平均再試行論理回路が、前記低密度パリティチェック復号器が収束したか否かを示す表示を受信し、前記平均再試行論理回路が前記選択制御信号をアサートする、請求項７に記載の回路。
【請求項１０】
雑音低減型データ処理を実行する方法であって、
新サンプルセットの第１インスタンスを受信することと、
前記新サンプルセットに対してデータ検出を実行することであって、前記データ検出が収束しなかったことと、
前記新サンプルセットの第２インスタンスを受信することと、
少なくとも前記新サンプルセットの前記第１インスタンスを前記新サンプルセットの前記第２インスタンスと合わせて平均サンプルセットを作成することを含むサンプルセット平均を実行することと、
前記平均サンプルセットに対してデータ検出を実行することと
を含む方法。
【請求項１１】
前記データ検出がチャネル検出および低密度パリティチェック復号を実行することを含む、請求項１０に記載の方法。
【請求項１２】
前記新サンプルセットの第３インスタンスを受信することと、
前記新サンプルセットの第４インスタンスを受信することと
をさらに含み、
前記サンプルセット平均が、前記新サンプルセットの前記第１インスタンス、前記新サンプルセットの前記第２インスタンス、前記新サンプルセットの前記第３インスタンスおよび前記新サンプルセットの前記第４インスタンスを加算することと、４で割って前記平均サンプルセットを作成することとを含む、請求項１０に記載の方法。
【請求項１３】
雑音低減型データ処理を選択的に実行するシステムであって、
媒体から導出されるデータ入力と、
データ処理回路と
を含み、前記データ処理回路が、
選択制御信号に基づきサンプル出力として新サンプルセットまたは平均サンプルセットを提供するセレクタ回路と、
前記新サンプルセットを受信し、前記新サンプルセットの２つ以上のインスタンスに基づく前記平均サンプルセットを提供するサンプルセット平均回路と、
前記サンプル出力を受信し、前記サンプル出力に対してデータ検出アルゴリズムを実行し、前記選択制御信号およびデータ出力を提供するデータ検出回路と
を含む、システム。
【請求項１４】
前記媒体が磁気記憶媒体である、請求項１３に記載のシステム。
【請求項１５】
前記媒体が伝送媒体である、請求項１３に記載のシステム。
【請求項１６】
前記伝送媒体が、無線伝送媒体、有線伝送媒体および光伝送媒体からなる群から選択される、請求項１５に記載のシステム。
【請求項１７】
前記サンプルセット平均回路が、
前記セレクタ回路からの前記サンプル出力を記憶して前記サンプル出力を前記データ検出回路に提供するサンプルバッファと、
前記新サンプルセットを前記サンプル出力に加える加算回路と
を含む、請求項１３に記載のシステム。
【請求項１８】
前記サンプルバッファがディバイダ回路を含み、前記ディバイダ回路が、前記サンプル出力に含まれる前記新サンプルセットのインスタンス数で前記サンプル出力を割り、前記ディバイダ回路の出力が前記サンプル出力として前記データ検出回路に提供される、請求項１７に記載のシステム。
【請求項１９】
前記サンプル出力に含まれる前記新サンプルセットのインスタンス数が、２の累乗であり、シフト回路が、前記サンプル出力に含まれる前記新サンプルセットの前記インスタンス数で前記サンプル出力を割り、前記シフト回路の出力が、前記サンプル出力として前記データ検出回路に提供される、請求項１７に記載のシステム。
【請求項２０】
前記新サンプルセットの初期インスタンスを処理する際に前記データ検出回路が収束しないときに、前記サンプル出力として前記平均サンプルセットを選択するよう前記選択制御信号がアサートされる、請求項１３に記載のシステム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
関連出願の相互参照
本出願は、「Ｓｙｓｔｅｍｓ  ａｎｄ  Ｍｅｔｈｏｄｓ  ｆｏｒ  Ｎｏｉｓｅ  Ｒｅｄｕｃｅｄ  Ｄａｔａ  Ｄｅｔｅｃｔｉｏｎ」と題し、２００８年１１月２０日にＹａｎｇらが出願した米国特許出願第６１／１１６，３８９号の優先権を主張するものである（非仮出願である）。前記仮特許出願の全体は、一切の目的において参照により本明細書に組み込まれる。
【０００２】
本発明は、情報の検出および／または復号を行うシステムおよび方法に関し、より具体的には、情報の検出および／または復号を行う際に雑音を低減するシステムおよび方法に関する。
【背景技術】
【０００３】
記憶システム、セルラ電話システムおよび無線伝送システムを含む様々なデータ転送システムがこれまでに開発されている。これらのシステムの各々において、データは送信者から受信者へ何らかの媒体を介して転送される。例えば、記憶システムでは、データは送信者（すなわち書き込み機能）から受信者（すなわち読み取り機能）へ記憶媒体を介して送信される。転送の有効性は、当該媒体から受信しているデータに表れる雑音の影響を受ける。場合によっては、下流データ検出プロセスを収束できない雑音レベルを受信信号が示すことがある。収束の可能性を高めるため、様々な既存のプロセスは、２つ以上の検出および復号の反復を利用する。しかし、このようにデータ検出能力を拡大しても、受信信号に含まれる雑音は依然として収束を妨げる可能性がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】米国特許出願第６１／１１６，３８９号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
したがって、少なくとも上記の理由により、データ処理の高度なシステムおよび方法が当分野で必要である。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明は、情報の検出および／または復号を行うシステムおよび方法に関し、より具体的には、情報の検出および／または復号を行う際に雑音を低減するシステムおよび方法に関する。
【０００７】
本発明の様々な実施形態は、雑音低減型データ処理回路を提供する。かかる回路は、セレクタ回路、サンプルセット平均回路およびデータ検出回路を含む。セレクタ回路は、選択制御信号に基づきサンプル出力として新サンプルセットまたは平均サンプルセットを提供する。サンプルセット平均回路は、新サンプルセットを受信し、平均サンプルセットを提供する。平均サンプルセットは、新サンプルセットの２つ以上のインスタンスに基づく。データ検出回路は、サンプル出力を受信し、サンプル出力に対してデータ検出アルゴリズムを実行し、選択制御信号およびデータ出力を提供する。前記実施形態のいくつかの例は、セレクタ回路からのサンプル出力を記憶し、サンプル出力をデータ検出回路に提供するサンプルバッファを含む。特定の例では、サンプルセット平均回路は、サンプルバッファおよび加算回路を含む。加算回路は新サンプルセットをサンプル出力に加える。
【０００８】
前記実施形態の様々な例では、サンプルバッファはディバイダ回路を含む。ディバイダ回路は、サンプル出力に含まれる新サンプルセットのインスタンス数でサンプル出力を分割し、ディバイダ回路の出力は、サンプル出力としてデータ検出回路に提供される。前記実施形態の他の例では、サンプル出力に含まれる新サンプルセットのインスタンス数は、２の累乗である。かかる例では、シフト回路は、サンプル出力に含まれる新サンプルセットのインスタンス数でサンプル出力を分割する。シフト回路の出力は、サンプル出力としてデータ検出回路に提供される。
【０００９】
前記実施形態のいくつかの例では、新サンプルセットの初期インスタンスを処理する際にデータ検出回路が収束しないときに、サンプル出力として平均サンプルセットを選択するように選択制御信号がアサートされる。本発明の様々な実施形態において、データ検出回路は、チャネル検出器および低密度パリティチェック復号器を含む。チャネル検出器はサンプル出力を受信し、チャネル検出器の出力が低密度パリティチェック復号器に提供される。前記実施形態の特定の例では、データ検出回路は、ソフト／ハード決定バッファをさらに含む。データ出力は、ソフト／ハード決定バッファによって提供される。本発明のいくつかの実施形態では、データ検出回路は、低密度パリティチェック復号器が収束したか否かを示す表示を受信して選択制御信号をアサートする平均再試行論理回路をさらに含む。
【００１０】
本発明の他の実施形態は、雑音低減型データ処理を実行する方法を提供する。かかる方法は、新サンプルセットの第１インスタンスを受信することと、当該新サンプルセットに対してデータ検出を実行することとを含む。データ検出が収束しない場合、新サンプルセットの第２インスタンスが受信され、サンプルセット平均が実行される。サンプルセット平均は、少なくとも新サンプルセットの第１インスタンスを新サンプルセットの第２インスタンスと合わせて、平均サンプルセットを作成することを含む。次いで、平均サンプルセットに対してデータ検出が実行される。前記実施形態の特定の例では、本方法は、新サンプルセットの第３インスタンスおよび第４インスタンスを受信することをさらに含む。
【００１１】
本発明のさらに他の実施形態は、雑音低減型データ処理を選択的に実行するシステムを提供する。このシステムは、媒体から導出されるデータ入力を含む。このシステムは、セレクタ回路、サンプルセット平均回路およびデータ検出回路を含むデータ処理回路をさらに含む。セレクタ回路は、選択制御信号に基づきサンプル出力として新サンプルセットまたは平均サンプルセットを提供する。サンプルセット平均回路は、新サンプルセットを受信し、平均サンプルセットを提供する。平均サンプルセットは、新サンプルセットの２つ以上のインスタンスに基づく。データ検出回路は、サンプル出力を受信し、サンプル出力に対してデータ検出アルゴリズムを実行し、選択制御信号およびデータ出力を提供する。場合によっては、媒体は磁気記憶媒体である。他の例では、媒体は、例えば無線伝送媒体、有線伝送媒体または光伝送媒体などの伝送媒体である。
【００１２】
この概要は、本発明のいくつかの実施形態の全般的な概略に過ぎない。本発明の多くの他の目的、特徴、利点および他の実施形態は、以下の「発明を実施するための形態」、添付の請求項および添付の図面により一層明らかになろう。
【００１３】
本発明の様々な実施形態に関する一層の理解は、明細書の残り部分で説明される図を参照することにより可能になろう。図では、同じ参照番号は、いくつかの図を通じて同様の構成要素を指すために使用される。いくつかの例では、小文字からなるサブラベルが参照番号と結びつき、複数の同様の構成要素の１つを示す。既存のサブラベルを指定することなく参照番号に言及された場合、かかる複数の同様の構成要素すべてを指すことが意図されている。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本発明の様々な実施形態による雑音低減フロントエンドを含むデータ処理回路を示す図である。
【図２】本発明の様々な実施形態による雑音低減フロントエンドを含む別のデータ処理回路を示す図である。
【図３】本発明の様々な実施形態によるデータ処理方式を示す流れ図である。
【図４】本発明の様々な実施形態による雑音低減フロントエンドを備える読み取りチャネルを含むデータ記憶システムである。
【図５】本発明のいくつかの実施形態による雑音低減フロントエンドを備える受信機を含むデータ伝送システムである。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
本発明は、情報の検出および／または復号を行うシステムおよび方法に関し、より具体的には、情報の検出および／または復号を行う際に雑音を低減するシステムおよび方法に関する。
【００１６】
本発明の様々な実施形態は、転送データセットに関連する読み取り／書き込み雑音の影響を低減または除去するデータ処理回路を提供する。本発明のいくつかの実施形態では、雑音低減は選択的に利用される。かかる場合、雑音低減は一定の待ち時間を伴うことがある。雑音低減を選択的に可能にすることによって、待ち時間は必要な場合のみ生じる。本発明のいくつかの実施形態では、雑音低減は、所与のデータセットを乗算受信し、複数の読み取りを平均することによって実現する。この平均プロセスは、データセットの転送中に持ち込まれている可能性のあるデータ独立型の雑音を低減する傾向がある。次いで、平均データセットがデータ検出のために提供され、ここでは雑音軽減によりデータ検出プロセスが収束する可能性が高まる。いくつかの実施形態では、雑音低減機能は、平均されていないデータセットが収束に失敗した後に初めて選択される。
【００１７】
図１を見ると、本発明のいくつかの実施形態によるデータ処理回路１００が示されており、これは雑音低減フロントエンド回路１０５を含む。雑音低減フロントエンド回路１０５はマルチプレクサ回路１２０を含み、マルチプレクサ回路１２０は選択制御信号１３７に基づき新サンプル入力１０３と平均サンプル入力１１７との間で選択することができる。新サンプル入力１０３は、データセットの複数のサンプルを含む。場合によっては、新サンプル入力１０３は磁気記憶媒体から導出される。別の場合では、新サンプル入力１０３は伝送チャネルから導出される。本明細書で行われる開示に基づき、当業者は、新サンプル入力１０３の様々な発生源があることを認識しよう。マルチプレクサ回路１２０は、選択済みサンプルセット（すなわち、新サンプル入力１０３または平均サンプル入力１１７）をサンプルバッファ１２５に提供する。サンプルバッファ１２５はサンプル出力１２７を選択的加算回路１１０に提供する。選択的加算回路１１０は、サンプルバッファ１２５から受信したサンプル出力１２７の複数のインスタンスを平均することによって平均サンプル入力１１７を生成する。イネーブル入力１１５は、新サンプル入力１０３を書き込むことによって選択的加算回路１１０の平均出力の再設定を制御する。
【００１８】
また、サンプル出力１２７は、デジタル検出回路１３５に提供され、デジタル検出回路１３５は、サンプル出力１２７によって表される情報の復号および／または検出を行う。デジタル検出回路１３５は、当分野で知られている任意の検出／復号回路であってよい。例えば、デジタル検出回路１３５は、当分野で知られているように低密度パリティチェック復号器にデータを供給するチャネル検出器を含むことができる。別の例では、デジタル検出回路１３５は、当分野で知られているようにリード・ソロモン復号器にデータを供給するチャネル検出器を含むことができる。本明細書で行われる開示に基づき、当業者は、本発明の様々な実施形態によるデジタル検出回路１３５を実施するために使用できる無数の復号器および／または検出器があることを認識しよう。デジタル検出回路１３５はデータ出力１４０を提供する。
【００１９】
標準的な復号および検出の回路に加えて、デジタル検出回路１３５は、選択制御信号１３７およびイネーブル入力１１５を提供するように変更される。選択制御信号１３７およびイネーブル入力１１５は、所与のデータセットとの関係で雑音低減フロントエンド回路１０５の雑音低減処理を実施するか否か決定する。以下の擬似コードは、雑音低減フロントエンド回路１０５の処理を示している。
/* Setup Control of Noise Reduction Front End*/
If (Data Set Converged){
-provide Data Output 140;
-assert Select Control Signal 137 to select New Sample Input 103;
-assert Enable Input 115 to cause New Sample Input 103 to be written to Selective 
adder circuit 110;
-reset Count }
Else {
/* No convergence after averaging attempted*/
If (previous failure to converge) {
-indicate non-retry error in Data Output 140;
-assert Select Control Signal 137 to select New Sample Input 103;
-assert Enable Input 115 to cause New Sample Input 103 to be written to
Selective adder circuit 110;
-reset Count }
/* No convergence, but averaging not yet attempted*/
Else {
-indicate retry error in Data Output 140;
-assert Select Control Signal 137 to select Averaged Sample Input 117;
-assert Enable Input 115 to cause averaging of Sample Output 127 with
New Sample Input 103 } }
/* Processing where data previously converged */
If (Select Control Signal is asserted to select New Sample Input 103) {
-select next data to be read as New Sample Input 103;
-provide New Sample Input 103 to Digital Detection Circuit 135;
-perform data detection and/or decoding }
/* Processing where data failed to converge */
Else {
/* Perform Averaging of Multiple Instances of Received Data Set*/
For (Count = 0 to Count = Defined Count) {
-select previously received data set to be re-read as New Sample Input 103;
-average New Sample Input 103 with Sample Output 127;
-write averaged value to Sample Buffer 125;
-increment Count }
-provide Averaged Sample Input 117 to Digital Detection Circuit 135;
-perform data detection and/or decoding }
【００２０】
上記の擬似コードおよび図１に示す実施形態に沿って、デジタル検出回路１３５が収束する場合は常に、データ出力１４０が提供される。あるいは、雑音低減フロントエンド回路１０５の平均プロセスが使用されているが、デジタル検出回路１３５が収束しなかった場合、データ出力１４０は回復不能として示される。いずれの場合も、選択制御信号１３７が論理「１」としてアサートされ、新サンプル入力１０３が選択的加算回路１１０に書き込まれるようにイネーブル入力１１５がアサートされる。このセットアップでは、新サンプル入力１０３として示される次のデータセットが、マルチプレクサ１２０を介してサンプルバッファ１２５に受け渡され、次いで、デジタル検出回路１３５に直接受け渡され、検出および／または復号プロセスが実行されてデータ出力１４０が導出される。これを行うことによって、雑音低減フロントエンド回路１０５の機能が使用されて関連する待ち時間が発生する前に、各データセットの処理が試行される。こうして、必要ない場合は、所与のデータセットの複数のインスタンスを平均することに伴う待ち時間は発生しない。
【００２１】
一方、平均されていないデータセットで処理する際にデジタル検出回路１３５が収束しない場合、データ出力１４０は、使用不能で回復可能性ありとして示される。この状況では、前に処理されたデータセットが複数回（すなわち、擬似コードの「Ｄｅｆｉｎｅｄ  Ｃｏｕｎｔ」に対応する回数）再読される。データセットは、再読されるたびに、データセットが読み取られた他の回数分と合わせて平均される。この平均プロセスは、再読されたデータセットをビット間隔ごとにすべて平均し、その結果、当初の受信データセットと同じ長さの平均データセットが生じる。この平均プロセスは、ランダム読み取り雑音（すなわち、データセットが示す非データ依存型の雑音）を低減または除去する。確定数または再読および平均が完了すると、平均サンプル入力１１７がマルチプレクサ１２０を介してサンプルバッファ１２５に提供され、次いで、デジタル検出回路１３５に提供され、検出および／または復号プロセスが実行されてデータ出力１４０が導出される。
【００２２】
ハードディスク・ドライブシステムの一部としてデータ処理回路１００が実装される場合、データ処理回路１００の反復で処理されるデータセットは、データのセクタ全体に対応する。別の場合には、データセットはセクタ全体より短いことや長いことがある。特定の場合には、データセットは１つのセクタの一部および別のセクタの一部を含むことがある。一方、データ処理回路１００がデータ通信システムの一部として実装される場合、所与のデータセットの長さを事前に定めることができる。本明細書で行われる開示に基づき、当業者は処理可能な様々なデータ長があることを認識しよう。
【００２３】
本発明の１つの特定の実施形態では、選択的加算回路１１０が加算回路として実装される。新サンプル入力１０３が選択的加算回路１１０に書き込まれるようにイネーブル入力１１５がアサートされると、加算回路は新サンプル入力１０３の各ビットをゼロに加える。これにより、選択的加算回路１１０に対する新サンプル入力１０３の書き込みが有効に行われる。あるいは、平均が実行されるようにイネーブル入力１１５がアサートされると、加算回路は新サンプル入力１０３をサンプル出力１２７にビット間隔ごとに加える。新サンプル入力１０３がサンプル出力１２７の別のインスタンスであるとき、１つのインスタンスにおける雑音は別のインスタンスにおける雑音をキャンセルするように機能し得る。平均出力１１７がサンプルバッファ１２５に書き込まれるとき、加算回路とサンプルバッファ１２５との組み合わせは累算器として機能する。デジタル検出回路１３５にサンプル出力１２７を提供する前に、累算値を追加サンプルの数で割り、平均を作成する。いくつかの実施形態では、サンプルバッファ１２５の一部としてディバイダを用いて、平均プロセスを終了させる。別の場合には、平均サンプルの数は２の累乗（すなわち２ｎ）である。こうした場合、サンプルバッファ１２５に組み込まれたシフト機能を使用して平均が得られ、ここではシフト量は平均サンプルの数に対応する。いくつかの実施形態では、平均は加重加算によって実行される。こうした場合、平均出力１１７および新入力１０３を、加重係数の合計が１に等しくなるような２つの加重係数で乗算する。平均出力１１７および新入力１０３の加重合計がサンプルバッファ１２５に書き込まれる。本明細書で行われる開示に基づき、当業者は複数の新サンプル１０３を平均するために使用できる他の回路があることを認識しよう。
【００２４】
図２を見ると、本発明のいくつかの実施形態によるデータ処理回路２００が示されており、これは雑音低減フロントエンド回路２０５を含む。雑音低減フロントエンド回路２０５はマルチプレクサ回路２２０を含み、マルチプレクサ回路２２０は選択制御信号２３７に基づき新サンプル入力２０３と平均サンプル入力２１７との間で選択することができる。新サンプル入力２０３は、データセットの複数のサンプルを含む。場合によっては、新サンプル入力２０３は磁気記憶媒体から導出される。別の場合では、新サンプル入力２０３は伝送チャネルから導出される。本明細書で行われる開示に基づき、当業者は、新サンプル入力２０３の様々な発生源があることを認識しよう。マルチプレクサ回路２２０は、選択済みサンプルセット（すなわち、新サンプル入力２０３または平均サンプル入力２１７）をサンプルバッファ２２５に提供する。サンプルバッファ２２５はサンプル出力２２７を選択的加算回路２１０に提供する。選択的加算回路２１０は、サンプルバッファ２２５から受信したサンプル出力２２７の複数のインスタンスを平均することによって平均サンプル入力２１７を生成する。イネーブル入力２１５は、新サンプル入力２０３を書き込むことによって選択的加算回路２１０の平均出力の再設定を制御する。
【００２５】
また、サンプル出力２２７はチャネル検出器２５０に提供され、チャネル検出器２５０は検出処理を実行し、一連のハード出力およびソフト出力を低密度パリティチェック復号器２６０に提供する。当分野で知られているように、低密度パリティチェック復号器２６０は１つまたは複数のローカル反復２６４を実行することができ、ここで先行の低密度パリティチェックの結果をフィードバックしてさらなる低密度パリティチェックを実行する。場合によっては、当分野で知られているように、１つまたは複数のグローバル反復２６２を実行することができ、ここで先行の低密度パリティチェックの結果をフィードバックしてさらなるチャネル検出器２５０の反復および低密度パリティチェックを実行する。当分野で知られているように、低密度パリティチェック復号器２６０はデータ出力をソフト／ハード決定バッファ２８０に提供する。ソフト／ハード決定バッファ２８０はデータ出力２４０を提供する。
【００２６】
標準的な復号回路機能に加えて、低密度パリティチェック復号器２６０は低密度パリティチェック復号器２６０が収束したか否かを示す。結果が収束した場合、収束標識２６８がアサートされる。そうでない場合、収束標識２６８がディアサートされる。平均再試行論理回路２７０は収束標識２６８を受信し、選択制御信号２３７およびイネーブル入力２１５を提供する。選択制御信号２３７およびイネーブル入力２１５は、所与のデータセットとの関係で雑音低減フロントエンド回路２０５の雑音低減処理を実施するか否か決定する。以下の擬似コードは、雑音低減フロントエンド回路２０５の処理を示している。
/* Setup Control of Noise Reduction Front End*/
If (Convergence Indicator is Asserted){
-provide Data Output 240;
-assert Select Control Signal 237 to select New Sample Input 203;
-assert Enable Input 215 to cause New Sample Input 203 to be written to Selective
adder circuit 210;
-reset Count }
Else {
/* No convergence after averaging attempted*/
If (previous failure to converge) {
-withhold Data Output 240;
-assert Select Control Signal 237 to select New Sample Input 203;
-assert Enable Input 215 to cause New Sample Input 203 to be written to
Selective adder circuit 210;
-reset Count }
/* No convergence, but averaging not yet attempted*/
Else {
-withhold Data Output 240;
-assert Select Control Signal 237 to select Averaged Sample Input 217;
-assert Enable Input 215 to cause averaging of Sample Output 227 with
New Sample Input 203 } }
/* Processing where data previously converged */
If (Select Control Signal is asserted to select New Sample Input 203) {
-select next data to be read as New Sample Input 203;
-provide New Sample Input 203 to Digital Detection Circuit 235;
-perform data detection and decoding }
/* Processing where data failed to converge */
Else {
/* Perform Averaging of Multiple Instances of Received Data Set*/
For (Count = 0 to Count = Defined Count) {
-select previously received data set to be re-read as New Sample Input 203;
-average New Sample Input 203 with Sample Output 227;
-write averaged value to Sample Buffer 225;
-increment Count }
-provide Averaged Sample Input 217 to Digital Detection Circuit 235;
-perform data detection and decoding }
【００２７】
上記の擬似コードおよび図２に示す実施形態に沿って、低密度パリティチェック復号器２６０が収束する場合は常に、データ出力２４０が提供される。あるいは、雑音低減フロントエンド回路２０５の平均プロセスが使用されているが、低密度パリティチェック復号器２６０が収束しなかった場合、データ出力２４０は回復不能として示される。いずれの場合も、選択制御信号２３７が論理「１」としてアサートされ、新サンプル入力２０３が選択的加算回路２１０に書き込まれるようにイネーブル入力２１５がアサートされる。このセットアップでは、新サンプル入力２０３として示される次のデータセットが、マルチプレクサ２２０を介してサンプルバッファ２２５に受け渡され、次いで、チャネル検出器２５０に直接受け渡され、検出および／または復号プロセスが実行されてデータ出力２４０が導出される。これを行うことによって、雑音低減フロントエンド回路２０５の機能が使用されて関連する待ち時間が発生する前に、各データセットの処理が試行される。こうして、必要ない場合は、所与のデータセットの複数のインスタンスを平均することに伴う待ち時間は発生しない。
【００２８】
一方、平均されていないデータセットで処理する際に低密度パリティチェック復号器２６０が収束しない場合、データ出力２４０は、使用不能で回復可能性ありとして示される。この状況では、前に処理されたデータセットが複数回（すなわち、擬似コードの「Ｄｅｆｉｎｅｄ  Ｃｏｕｎｔ」に対応する回数）再読される。データセットは、再読されるたびに、データセットが読み取られた他の回数分と合わせて平均される。この平均プロセスは、再読されたデータセットをビット間隔ごとにすべて平均し、その結果、当初の受信データセットと同じ長さの平均データセットが生じる。この平均プロセスは、ランダム雑音（すなわち、データセットが示す非データ依存型の雑音）を低減または除去する。確定数または再読および平均が完了すると、平均サンプル入力２１７がマルチプレクサ２２０を介してサンプルバッファ２２５に提供され、次いで、チャネル検出器２５０および低密度パリティチェック復号器２６０に提供され、検出および復号プロセスが実行されてデータ出力２４０が導出される。
【００２９】
ハードディスク・ドライブシステムの一部としてデータ処理回路２００が実装される場合、データ処理回路２００の反復で処理されるデータセットはデータのセクタ全体に対応する。別の場合には、データセットはセクタ全体より短いことや長いことがある。特定の場合には、データセットは１つのセクタの一部および別のセクタの一部を含むことがある。一方、データ処理回路２００がデータ通信システムの一部として実装される場合、所与のデータセットの長さを事前に定めることができる。本明細書で行われる開示に基づき、当業者は処理可能な様々なデータ長があることを認識しよう。
【００３０】
本発明の１つの特定の実施形態では、選択的加算回路２１０が加算回路として実装される。新サンプル入力２０３が選択的加算回路２１０に書き込まれるようにイネーブル入力２１５がアサートされると、加算回路は新サンプル入力２０３の各ビットをゼロに加える。これにより、選択的加算回路２１０に対する新サンプル入力２０３の書き込みが有効に行われる。あるいは、平均が実行されるようにイネーブル入力２１５がアサートされると、加算回路は新サンプル入力２０３をサンプル出力２２７にビット間隔ごとに加える。新サンプル入力２０３がサンプル出力２２７の別のインスタンスであるとき、１つのインスタンスにおける雑音は別のインスタンスにおける雑音をキャンセルするように機能し得る。平均出力２１７がサンプルバッファ２２５に書き込まれるとき、加算回路とサンプルバッファ２２５との組み合わせは累算器として機能する。チャネル検出器２５０および低密度パリティチェック復号器２６０にサンプル出力２２７を提供する前に、累算値を追加サンプルの数で割り、平均を作成する。いくつかの実施形態では、サンプルバッファ２２５の一部としてディバイダを用いて、平均プロセスを終了させる。別の場合には、平均サンプルの数は２の累乗（すなわち２ｎ）である。こうした場合、サンプルバッファ２２５に組み込まれたシフト機能を使用して平均が得られ、ここではシフト量は平均サンプルの数に対応する。また、いくつかの実施形態では、加重係数がプログラム可能で合計１になる状況で、新サンプル入力２０３およびサンプル出力２２７の加重合計を計算することによって平均が得られる。こうした場合、ディバイダは回避され、Ｙサンプルバッファ２２５に保存されるサンプルは、累算器およびディバイダを使用する場合よりもビット幅が小さいことがある。本明細書で行われる開示に基づき、当業者は、複数の新サンプル２０３を平均するために使用できる他の回路があることを認識しよう。
【００３１】
図３を見ると、流れ図３００は本発明の様々な実施形態によるデータ処理方式を示している。流れ図３００に沿って、確定情報セットに対応するデータが読み取られる（ブロック３０２）。これは、例えば、磁気記憶媒体からの情報を感知すること、および一連のデジタルサンプルとして当該情報を提供することを含んでよい。こうしたデータサンプルは新サンプル入力として受信される（ブロック３０４）。受信された新サンプル入力はバッファリングされ（ブロック３０６）、新規受信データサンプルに対してデータ検出プロセスが実行される（ブロック３０８）。当分野で知られているデータ検出／復号プロセスによりデータ検出プロセスを実行することができる。ある特定の場合にはデータ検出プロセスは、当分野で知られているように低密度パリティチェック復号プロセスの前にチャネル検出プロセスを実行することを含む。
【００３２】
データ検出プロセスが収束したか否かが判断される（ブロック３１０）。データ検出プロセスが収束した場合（ブロック３１０）、出力としてデータ出力が提供される（ブロック３５０）。次いで、次の確定情報セットに対応するデータが読み取られ（ブロック３０２）、次のデータ入力を対象にブロック３０４〜３１０のプロセスが繰り返される。
【００３３】
あるいは、データ検出プロセスが収束しなかった場合（ブロック３１０）、確定データセットに対応するデータが再読される（ブロック３２２）。これは、例えば、前に読み取られた同じデータセットに対してブロック３０２と同じプロセスを実行することを含んでよい。この新規読み取りデータセットは、当初読み取られたデータセットと合わせて（または２番目もしくはそれより後の読み取りの平均データセットと合わせて）平均され（ブロック３２４）、結果として生じた平均がサンプルバッファに保存される（ブロック３２６）。次いで、プログラム化された数の再読がすべて平均されているか否か判断される（ブロック３２８）。プログラム化された数の再読が完了していない場合（ブロック３２８）、確定情報セットが改めて再読され（ブロック３２２）、新規読み取りデータサンプルを対象にブロック３２４〜３２８のプロセスが繰り返される。
【００３４】
あるいは、プログラム化された数の再読が平均に組み込まれている場合（ブロック３２８）、平均サンプルに対してデータ検出プロセスが実行される（ブロック３３０）。このデータ検出プロセスは、プロセスへの入力が平均サンプルセットである点を除いて、ブロック３０８との関係で前述したのと同じデータ検出プロセスである。データ検出プロセスが収束したか否かが判断される（ブロック３３２）。データ検出プロセスが収束した場合（ブロック３３２）、出力としてデータ出力が提供される（ブロック３５０）。次いで、次の確定情報セットに対応するデータが読み取られ（ブロック３０２）、次のデータ入力を対象にブロック３０４〜３１０のプロセスが繰り返される。あるいは、データ検出プロセスが収束しなかった場合（ブロック３３２）、エラーが示される（ブロック３３４）。次いで、次の確定情報セットに対応するデータが読み取られ（ブロック３０２）、次のデータ入力を対象にブロック３０４〜３１０のプロセスが繰り返される。
【００３５】
図４を見ると、本発明の様々な実施形態によるデータ記憶システム４００が示されている。データ記憶システム４００は、例えばハードディスク・ドライブであってよい。データ記憶システム４００は、雑音低減フロントエンドを備える読み取りチャネル４１０を含む。組み込まれる雑音低減フロントエンドは、受信信号に表れる雑音を低減することができる任意の雑音低減フロントエンドであってよい。本発明のいくつかの実施形態では、読み取りチャネル４１０は、図１との関係で上述したものと同様に実装される。読み取りチャネル４１０は、読み取り／書き込みヘッドアセンブリ４７６およびプリアンプ４３０を介してディスクプラッタ４７８から得られる情報を受信する。また、データ記憶システム４００は、インタフェース制御装置４２０、ハードディスク制御装置４６６およびモータ制御装置４６８およびスピンドルモータ４７２を含む。インタフェース制御装置４２０は、ディスクプラッタ４７８との間のデータのアドレス指定およびタイミングを制御する。ディスクプラッタ４７８のデータは、読み取り／書き込みヘッドアセンブリ４７６がディスクプラッタ４７８に適切に位置付けられている場合に当該アセンブリによって検出可能な磁気信号群からなる。典型的な読み取り処理では、読み取り／書き込みヘッドアセンブリ４７６は、ディスクプラッタ４７８の所望のデータトラックに、モータ制御装置４６８によって適正に位置付けられる。モータ制御装置４６８は、ハードディスク制御装置４６６の指示に基づき、ディスクプラッタ４７８で読み取り／書き込みヘッドアセンブリ４７６を適切なデータトラックに移動することによって、ディスクプラッタ４７８との関係で読み取り／書き込みヘッドアセンブリ４７６を位置付けるとともに、スピンドルモータ４７２を駆動する。スピンドルモータ４７２は、所定の回転速度（ＲＰＭ）でディスクプラッタ４７８を回転する。
【００３６】
読み取り／書き込みヘッドアセンブリ４７６が適切なデータトラックに隣接して位置付けられると、ディスクプラッタ４７８がスピンドルモータ４７２によって回転する中、ディスクプラッタ４７８のデータを表す磁気信号が読み取り／書き込みヘッドアセンブリ４７６によって感知される。感知された磁気信号は、ディスクプラッタ４７８の磁気データを表す連続微小アナログ信号として提供される。この微小アナログ信号は、読み取り／書き込みヘッドアセンブリ４７６からプリアンプ４３０を介して読み取りチャネルモジュール４１０に転送される。プリアンプ４３０は、ディスクプラッタ４７８からアクセスされる微小アナログ信号を増幅するよう動作可能である。また、プリアンプ４３０は、ディスクプラッタ４７８に書き込まれる予定の読み取りチャネルモジュール４１０からのデータを増幅するよう動作可能である。次いで、読み取りチャネルモジュール４１０は、受信アナログ信号を復号しデジタル化して、ディスクプラッタ４７８に当初書き込まれた情報を再作成する。図１との関係で上述したように、データが収束しない場合、データを複数回再読することができ、次いで再読データの平均を復号しデジタル化することができる。復号データは読み取りデータ４０３として受信回路に提供される。書き込み処理は、前述の読み取り処理とほぼ反対で、書き込みデータ４０１が読み取りチャネルモジュール４１０に提供される。次いでこのデータは符号化され、ディスクプラッタ４７８に書き込まれる。
【００３７】
図５を見ると、本発明の１つまたは複数の実施形態による、選択的フロントエンド雑音低減回路を備える受信機５９５を含む通信システム５９１が示されている。通信システム５９１は、当分野で知られているように、転送媒体５９７を介して符号化情報を送信するよう動作可能な送信機５９３を含む。この符号化データは、受信機５９５が転送媒体５９７から受信する。受信機５９５は、図１との関係で上述したものと同様のデータ処理システムを組み込んでおり、転送情報を復号するよう動作可能である。転送媒体を介した転送が受信データにあまりにも多くの雑音をもたらす場合、受信機５９５のデータ検出プロセスは、意図する情報を導出できないことがある。かかる場合、１つまたは複数の追加情報送信を送信機５９３に要求することができる。これらは当初受信したものと合わせて平均され、それにより送信における非データ依存型の雑音が平均化される。次いで、この平均信号は受信機５９５のデータ復号プロセスを使用して再処理される。転送媒体５９７は、それだけには限らないが、有線インタフェース、光インタフェース、無線インタフェースおよび／またはこれらの組み合わせなどを含む、情報を転送する任意の媒体であってよいことに留意すべきである。本明細書で行われる開示に基づき、当業者は、欠陥を含んでいる可能性があり、本発明の様々な実施形態との関係で利用できる様々な媒体があることを認識しよう。
【００３８】
結論として、本発明は雑音低減型のデータの復号および／または検出を実行する新しいシステム、デバイス、方法および仕組みを提供する。本発明の１つまたは複数の実施形態について詳細に説明してきたが、本発明の精神と異なることのない様々な変形、修正、同等物があることが当業者には明らかであろう。例えば、本発明の１つまたは複数の実施形態を、様々なデータ記憶システムおよびデジタル通信システム、例えば、テープ録音システム、光ディスクドライブ、無線システム、デジタル加入者回線システムなどに適用することができる。したがって、上記の説明を、添付の請求項によって定められる本発明の範囲を限定するものと受け止めるべきではない。
【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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【国際調査報告】
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