(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
再生データをビタビ復号する処理において、最尤パスに関連するメトリックマージンを抽出するための、最尤パスのメトリックマージン抽出装置であって、
前記ビタビ復号に関連する状態遷移におけるメトリックマージンを演算するためのメトリックマージン演算手段と、
前記メトリックマージン演算手段の演算するメトリックマージンと、ビタビ復号における生残りパス判定信号とを受け、最尤パスのメトリックマージンを抽出するための抽出手段とを含み、
前記抽出手段は、
前記メトリックマージン演算手段により演算されたメトリックマージンの中から、生残りパス判定信号に基づいて所望のメトリックマージンを選択するためのデータ選択手段と、前記データ選択手段の選択結果を保持する保持手段とからなるデータ選択保持手段が、前記ビタビ復号における状態遷移に対応して複数個接続されて構成されており、
前記データ選択保持手段は、前記生残りパス判定信号を受けるたびに、前記データ選択手段の選択結果を後段のデータ選択保持手段にシフトする機能を有し、
初段の前記データ選択保持手段には、前記メトリックマージン演算手段により演算されたメトリックマージンが入力され、
前記最尤パスのメトリックマージンはワード単位で処理され、
初段の前記データ選択保持手段には、無条件で生残りパスが判定される場合には、無限大のメトリックマージンに対応する値であってワードに対応する値が前記メトリックマージンとして入力される、最尤パスのメトリックマージン抽出装置。
【請求項２】
所定段数以後のデータ選択保持手段の保持手段に保持されているメトリックマージンを、最尤パスに関連するメトリックマージンとして出力することを特徴とする、請求項１に記載の最尤パスのメトリックマージン抽出装置。
【請求項３】
前記再生データのビタビ復号処理においては、最尤パスのメトリックを計算するために、仮復号データを選択し保持するための復号データ選択保持回路が複数段接続されたパスメモリが用いられており、
前記最尤パスのメトリックマージン抽出装置は、前記パスメモリにおける復号データが出力される段と同じ段のデータ選択保持手段の保持手段に保持されているメトリックマージンを、最尤パスに関連するメトリックマージンとして出力することを特徴とする、請求項１に記載の最尤パスのメトリックマージン抽出装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明はビタビ復号などの最尤復号を用いた情報記録再生装置に関し、特に、最尤復号の余裕度を検出するための最尤パスのメトリックマージンを得るための回路に関する。
【０００２】
【従来の技術】
ビタビ復号の復号余裕度を測定する評価値として、エラーレートがよく用いられる。しかしこのエラーレートよりも少ないサンプル数で正確に余裕度を測定できる評価値として、最尤パスのメトリックマージンと呼ばれるものがある。たとえば特開平１０−２１６５１号公報には、差メトリックと称するメトリックマージンを統計処理することにより再生信号の余裕度を検出し、装置パラメータを調整する方法が開示されている。
【０００３】
最尤パスのメトリックマージンとは、ビタビ復号において生き残りパスの選択判定に関わるメトリックマージンのうち、最尤パスにのみ関わるメトリックマージンである。この最尤パスのメトリックマージンの値が負のときには最尤パスは誤ったルートをたどって復号結果がエラーとなり、また正のときであってもその値が小さいと信号余裕度が小さいことを意味する。つまり、最尤パスのメトリックマージンを用いることにより、復号結果にエラーが発生しなくてもエラーとなる危険度が大きいか小さいかを判定することができる。そのため最尤パスのメトリックマージンは、少ないサンプル量で復号余裕度を把握することができる有用な評価値と考えることができる。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、上述した最尤パスのメトリックマージンを得るには、生き残りパスの数だけ存在するメトリックマージンから、最尤パスが通過してきた経路のメトリックマージンのみを抽出しなければならない。そのため、ハードウェアによってこの処理をリアルタイムに行なうシステムを実現しようとすれば、非常に煩雑な構成になってしまうという問題点があった。
【０００５】
本発明は上記した問題を解決するためになされたものであって、単純な構成で最尤パスのメトリックマージンを抽出することができる、ビタビ復号における最尤パスのメトリックマージン抽出回路を提供することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本発明の第１の局面にかかる発明は、再生データをビタビ復号する処理において、最尤パスに関連するメトリックマージンを抽出するための、最尤パスのメトリックマージン抽出装置であって、ビタビ復号に関連する状態遷移におけるメトリックマージンを演算するためのメトリックマージン演算手段と、メトリックマージン演算手段の演算するメトリックマージンと、ビタビ復号における生残りパス判定信号とを受け、最尤パスのメトリックマージンを抽出するための抽出手段とを含み、抽出手段は、メトリックマージン演算手段により演算されたメトリックマージンの中から、生残りパス判定信号に基づいて所望のメトリックマージンを選択するためのデータ選択手段と、データ選択手段の選択結果を保持する保持手段とからなるデータ選択保持手段が、ビタビ復号における状態遷移に対応して複数個接続されて構成されており、データ選択保持手段は、生残りパス判定信号を受けるたびに、データ選択手段の選択結果を後段のデータ選択保持手段にシフトする機能を有し、初段のデータ選択保持手段には、メトリックマージン演算手段により演算されたメトリックマージンが入力される。
【０００７】
好ましくは、所定段数以後のデータ選択保持手段の保持手段に保持されているメトリックマージンを、最尤パスに関連するメトリックマージンとして出力してもよい。
【０００８】
再生データのビタビ復号処理においては、最尤パスのメトリックを計算するために、仮復号データを選択し保持するための復号データ選択保持回路が複数段接続されたパスメモリが用いられており、最尤パスのメトリックマージン抽出装置は、パスメモリにおける復号データが出力される段と同じ段のデータ選択保持手段の保持手段に保持されているメトリックマージンを、最尤パスに関連するメトリックマージンとして出力してもよい。
【０００９】
【発明の実施の形態】
［第１の実施の形態］
以下、本発明の第１の実施の形態にかかるビタビ復号における最尤パスのメトリックマージン抽出回路を用いた光ディスク装置について説明する。なお、本発明は光ディスク装置に限定的に適用可能なわけではなく、ビタビ復号等の最尤復号を行なうすべての情報再生機器に適用可能なことはいうまでもない。また、以下の説明は特定の条件にしたがった回路構成を述べるが、本発明が以下の実施の形態に述べられるような構成に限定されるのではなく、前掲の特許請求の範囲の記載によってのみ特定されることはいうまでもない。
【００１０】
以下の実施の形態においては、再生データがパーシャルレスポンス方式に等化されていることを前提にビタビ復号器などで最尤復号を行なう、いわゆるＰＲＭＬ（Partial Response Maximum Likelihood）検出方式を採用している。このパーシャルレスポンス特性はＰＲ（１，２，１）特性とし、ＲＬＬ（１，７）符号などのRun-Length-Limited符号を用い、最小反転間隔が２に制限されているものとする。
【００１１】
ＰＲ（１，２，１）特性とは次のようなものである。図１（Ａ）に示すような１ビットの矩形の信号を伝送路に入力する場合を想定する。このとき、伝送路通過後の波形が図１（Ｂ）に示すように隣接ビットのサンプリング位置まで広がってしまい、その振幅の比率が１対２対１となるような場合が想定される。ＰＲ（１，２，１）特性とはこうした場合を意味する。以下に述べる光ディスク装置において、伝送路とは光ディスク３１からビタビ復号器の直前までを意味すると考えると、ＰＲ（１，２，１）特性によって、孤立した記録データ１ビットを再生した場合の再生データの各サンプル点の振幅比率が１対２対１となる。
【００１２】
最小反転間隔が２とは次のようなことを意味する。すなわち、伝送路通過前のデータ（光ディスク装置の場合にはディスク上の記録データ）で考えて、０または１の連続個数が最小でも２以上である場合、最小反転間隔が２であるという。つまり、「０，１，０」と連なるデータ（１の連続個数が１）や、「１，０，１」（０の連続個数が１）と連なるデータは存在しないことを意味する。
【００１３】
ここで、ビタビ復号の概念について説明を補足しておく。再生データがＰＲ（１，２，１）特性でかつその最小反転間隔が２であるとする。このデータ列を生成する伝送路（ピックアップ、等化回路等）を、記録データを符号化する仮想的な符号器であると考えると、この符号器の状態遷移図は図２のように表現される。
【００１４】
図２を参照して、この符号器は４つの状態、Ｓ００，Ｓ０１，Ｓ１０およびＳ１１をとり得る。状態Ｓ００は記録データが「０，０」と連なっていたことを意味する。同様に状態Ｓ０１，Ｓ１０およびＳ１１はそれぞれ、記録データが「０，１」「１，０」「１，１」と連なっていたことを意味する。ここでは、最小反転間隔が２に制限されている。そのため「０，１，０」または「１，０，１」と連なる記録データは存在しない。したがって状態Ｓ１０から状態Ｓ０１への遷移および状態Ｓ０１から状態Ｓ１０への遷移はあり得ない。
【００１５】
図２において、それぞれの上位体を示す矢印に付した値は右側が期待値、左側が復号データを示す。ここで「期待値」とは、前述したＰＲ（１，２，１）特性を考慮して記録データに対応して重ね合わせた場合の再生データであり、ノイズの重畳やひずみなどがまったくない場合の理想的な再生データである。たとえば図２のＳ００−Ｓ０１への状態遷移は、記録データが「０，０，１」と連なった場合で、図に付された「１｜ｄ１」は、そのときの復号データが１で期待値がｄ１であることを表わしている。
【００１６】
本例のようにＰＲ（１，２，１）かつ最小反転間隔が２である場合、期待値はｄ０、ｄ１、ｄ３およびｄ４の４種類が存在する。期待値の実際の値はシステムのワード幅に依存する。たとえば、８ビット幅で再生データが０〜２５５の値をとるのであれば、ｄ０、ｄ１、ｄ３およびｄ４はそれぞれ６４、９６、１６０、および１９２等とされる。
【００１７】
図２に示した状態遷移図を時間軸方向に拡張して描いたものがトレリス線図と呼ばれるものである。その例を図３に示す。図３における矢印は状態遷移を表しており、「ブランチ」と呼ばれる。各ブランチには前述の状態遷移図の状態遷移と同様に復号データと期待値とが付随し、それを「復号データ｜期待値」の形で示す。
【００１８】
期待値と実際にビタビ復号器に入力された再生データとの差の２乗は「ブランチメトリック」と呼ばれる。ブランチメトリックは、重畳されているノイズが白色ガウス分布ノイズと仮定した場合にそのブランチに付随する復号データがどの程度「確からしい」かを表している。図３に示す例では、１サンプル毎に６個のブランチが存在する。したがって１サンプル毎に６個のブランチメトリックが存在することになる。ただし本例では、同じ期待値を持つブランチｄ１とｄ３とが存在するので、値としては１サンプル毎に４種類のブランチメトリックが存在する。なお、復号データの「確からしさ」を表す量であれば、上記したブランチメトリックの定義以外の定義にしたがうものであってもブランチメトリックとして用いることができる。
【００１９】
図３に示すようなトレリス線図のブランチをたどっていく経路は「パス」と呼ばれる。そのパスの過去のすべてのブランチのブランチメトリックの総和は「パスメトリック」と呼ばれる。最尤復号とは、このトレリス線図中に膨大な組合せが存在するすべてのパスの中からどのパスのパスメトリックが最も小さいかを演算し、「最尤パス」と呼ばれる、パスメトリックが最小のパスを決定し、その最尤パスの各ブランチに付随する復号データを復号データ列とするものである。そしてビタビ復号とは、そうした膨大な組合せが存在するすべてのパスをスキャンすることなく最尤パスを効率的に決定するための手法である。
【００２０】
この手法ではたとえば、図３を参照して、状態Ｓ００に遷移してきた２本のパスのパスメトリックを比較して小さい方を残し、同様に状態Ｓ１１に遷移してきた２本のパスのパスメトリックを比較して小さいほうを残す。このようにしてパスメトリックが最小となる可能性のないものを早い段階で消去し、膨大な組合せのすべてを考慮することなく、パスメトリックが最小のパスを得ることができる。
【００２１】
パスメトリックの比較で残った方のパスは「生残りパス」と呼ばれる。図３に示す例では、状態Ｓ０１およびＳ１０に遷移したパスも含めて、毎時点４本の生残りパスが存在する。
【００２２】
図４を参照して、この実施の形態にかかる光ディスク装置は、光ディスク３１を回転させるためのスピンドルモータ３２と、光ディスク３１に記録されている記録データを電気信号に変換するための光ピックアップ３３と、光ピックアップ３３の出力する電気信号の高域ノイズを除去するためのローパスフィルタ（ＬＰＦ）３４と、ＬＰＦ３４の出力する電気信号に基づいて、記録データに同期したチャネルクロック信号を生成し、後段の各ブロックに分配するためのＰＬＬ（Phase Lock Loop）３５とを含む。
【００２３】
この光ディスク装置はさらに、ＬＰＦ３４の出力を、ＰＬＬ回路３６から与えられるチャネルクロック信号によって定まるサンプリングタイミングで量子化するためのＡＤ（Analog-to-Digital）変換器３６と、ＡＤ変換器３６により量子化されたデータを等化するための等化回路３７とを含む。等化回路３７の出力を以後「再生データ」と呼ぶ。
【００２４】
光ディスク装置はさらに、等化回路３７から出力される再生データを受け、最尤復号を行なって復号データ、後述するようにビタビ復号の過程で生成される生残りパス判定信号、およびメトリックマージンを出力するためのビタビ復号器３８と、ビタビ復号器３８の出力する生残りパス判定信号およびメトリックマージンを受け、最尤パスにのみ関連するメトリックマージンを抽出して図示しない上位装置に送るための最尤パスのメトリックマージン抽出回路３９とを含む。ビタビ復号器３８の出力する復号データも、図示しない上位の装置に送られる。
【００２５】
図示しない上位装置は、最尤パスのメトリックマージン抽出回路３９からのメトリックマージンを用いて復号データの復号余裕度を把握し、装置のパラメータ変更などを行なう。
【００２６】
なお、ＡＤ変換器３６、等化回路３７、ビタビ復号器３８および最尤パスのメトリックマージン抽出回路３９はいずれも、ＰＬＬ回路３５の出力するチャネルクロック信号を受け、このチャネルクロック信号のクロック単位で動作するデジタル回路である。
【００２７】
図５を参照して、図４に示すビタビ復号器３８は、再生データに基づいて６つのブランチメトリックを演算するブランチメトリック演算部１００と、この６つのブランチメトリックに基づいて、生残りパスを判定し、Ｓ００状態での生残りパス判定信号であるＳ００生残りパス判定信号と、Ｓ１１状態での生残りパス判定信号であるＳ１１生残りパス判定信号とを出力するとともに、Ｓ００状態でのメトリックマージンであるＳ００メトリックマージンおよびＳ１１状態でのメトリックマージンであるＳ１１メトリックマージンを計算して出力するための生残りパス判定部１０２と、Ｓ００生残りパス判定信号およびＳ１１生残りパス判定信号を受けて復号データを生成するためのパスメモリ６０とを含む。
【００２８】
図６を参照して、ブランチメトリック演算部１００は、それぞれ再生データを受けて次に示すような状態遷移に対するブランチメトリックを演算するためのブランチメトリック演算器２１−２６を含む。
【００２９】
ブランチメトリック演算器２１：Ｓ１１→Ｓ１１
ブランチメトリック演算器２２：Ｓ０１→Ｓ１１
ブランチメトリック演算器２３：Ｓ１１→Ｓ１０
ブランチメトリック演算器２４：Ｓ００→Ｓ０１
ブランチメトリック演算器２５：Ｓ１０→Ｓ００
ブランチメトリック演算器２６：Ｓ００→Ｓ００
図７を参照して、生残りパス判定部１０２は、それぞれ以下に述べるパスメトリックを保持するためのレジスタ２１７−２２０を含む。
【００３０】
レジスタ２１７：状態Ｓ１１に遷移してきた生残りパスのメトリック
レジスタ２１８：状態Ｓ１０に遷移してきた生残りパスのメトリック
レジスタ２１９：状態Ｓ０１に遷移してきた生残りパスのメトリック
レジスタ２２０：状態Ｓ００に遷移してきた生残りパスのメトリック
生残りパス判定部１０２はさらに、ブランチメトリック演算器２１の出力およびレジスタ２１７の出力を加算するための加算器２７と、ブランチメトリック演算器２２の出力およびレジスタ２１９の出力を加算するための加算器２８と、ブランチメトリック演算器２３の出力およびレジスタ２１７の出力を加算するための加算器２９と、ブランチメトリック演算器２４の出力およびレジスタ２２０の出力を加算するための加算器２１０と、ブランチメトリック演算器２５の出力およびレジスタ２１８の出力を加算するための加算器２１１と、ブランチメトリック演算器２６の出力およびレジスタ２２０の出力を加算するための加算器２１２とを含む。
【００３１】
生残り判定部１０２はさらに、加算器２７の出力（Ｓ１１→Ｓ１１のパスメトリック）と加算器２８の出力（Ｓ０１→Ｓ１１のパスメトリック）とを比較して小さいほうを示すＳ１１生残りパス判定信号を出力するための比較器２１４と、加算器２７の出力と加算器２８の出力とを受け、Ｓ１１生残りパス判定信号により示されるパスに対応する方の入力を選択してレジスタ２１７に生残りパスのパスメトリックとして与えるための選択器２１３と、加算器２１１の出力（Ｓ１０→Ｓ００のパスメトリック）と加算器２１２の出力（Ｓ００→Ｓ００のパスメトリック）とを比較して小さいほうを示すＳ００生残りパス判定信号を出力するための比較器２１５と、加算器２１１の出力と加算器２１２の出力とを受け、Ｓ００生残りパス判定信号により示されるパスに対応する方の入力を選択してレジスタ２２０に生残りパスのパスメトリックとして与えるための選択器２１６とを含む。
【００３２】
加算器２９の出力（Ｓ１１→Ｓ１０の生残りパスのパスメトリック）および加算器２１０の出力（Ｓ００→Ｓ０１の生残りパスのパスメトリック）は、それぞれレジスタ２１８および２１９に接続されている。
【００３３】
生残りパス判定部１０２はさらに、加算器２７の出力（Ｓ１１→Ｓ１１のパスメトリック）と加算器２８の出力（Ｓ０１→Ｓ１１のパスメトリック）とを受け、Ｓ１１の生残りパスの判定の際に比較される２本のパスのパスメトリックの差であるＳ１１メトリックマージンを演算するためのメトリックマージン演算器２２４と、加算器２１１の出力（Ｓ１０→Ｓ００のパスメトリック）と加算器２１２の出力（Ｓ００→Ｓ００のパスメトリック）とを受け、Ｓ００の生残りパスの判定の際に比較される２本のパスのパスメトリックの差であるＳ００メトリックマージンを演算するためのメトリックマージン演算器２２７とを含む。
【００３４】
メトリックマージン演算器２２４は、加算器２７の出力から加算器２８の出力を減算するための減算器２２２と、減算器２２２の出力の絶対値を演算してＳ１１メトリックマージンとして出力するための絶対値演算器２２３とを含む。メトリックマージン演算器２２７は、加算器２１２の出力から加算器２１１の出力を減算するための減算器２２５と、減算器２２５の出力の絶対値を演算してＳ００メトリックマージンとして出力するための絶対値演算器２２６とを含む。
【００３５】
ビタビ復号器自体にはエラー検出能力はないので、メトリックマージンが負の値になることはなく、常に正の値となるべきである。したがって、二つのパスメトリックの差を演算する際には値の大きい方から小さいほうを減算するべきであるが、本実施の形態では特に減算の方向を考慮せず、減算結果の絶対値を求めることでメトリックマージンを正の値としている。しかし、比較器２１４および２１５での比較結果を用いて減算の方向を制御してもよいことはいうまでもない。
【００３６】
図８を参照して、図５に示すパスメモリ６０は、いずれもＳ１１生残りパス判定信号とＳ００生残りパス判定信号とを受けるように接続された複数個の選択保持回路１１０を含む。各選択保持回路１１０は、その前段の選択保持回路からの４つの出力を受けて、それらと、Ｓ１１生残りパス判定信号およびＳ００生残りパス判定信号によってその値が定まる４つの信号を後段の選択保持回路に与えるように、直列に接続されている。先頭の選択保持回路１１０の前段には４つのフリップフロップ１２１−１２４が設けられている。これらフリップフロップ１２１−１２４にはそれぞれ“１”、“０”、“１”、“０”の固定値が与えられており、これらフリップフロップ１２１−１２４の出力が先頭の選択保持回路１１０への入力として与えられる。この固定値は、実際の復号データではないが、以後の処理では復号データと同様に取扱われるので、本明細書では「仮復号データ」と呼ぶ。
【００３７】
各選択保持回路１１０は、Ｓ１１生残りパス判定信号によって動作するＳ１１選択保持回路４７と、Ｓ００生残りパス判定信号によって動作するＳ００選択保持回路４１０と、前段のＳ１１選択保持回路４７の出力を受けるフリップフロップ４２と、前段のＳ００選択保持回路４１０の出力を受けるフリップフロップ４３とを含む。先頭の選択保持回路１１０においては、Ｓ１１選択保持回路４７およびフリップフロップ４２はフリップフロップ１２１の出力を受け、Ｓ００選択保持回路４１０およびフリップフロップ４３はフリップフロップ１２４の出力を受けるように接続されている。
【００３８】
Ｓ１１選択保持回路４７は、前段のＳ１１選択保持回路４７の出力を受ける第１の入力Ａと、前段のフリップフロップ４３の出力を受ける第２の入力Ｂと、Ｓ１１生残りパス判定信号を受けるＳＥＬ入力とを有し、Ｓ１１生残りパス判定信号の値にしたがって、Ｓ１１→Ｓ１１が判定で生き残った場合には入力Ａを、Ｓ０１→Ｓ１１の場合には入力Ｂを、それぞれ選択して出力するための選択器４７と、選択器４７の出力を保持して後段のＳ１１選択保持回路４７およびフリップフロップ４２に与えるためのフリップフロップ４６とを含む。
【００３９】
Ｓ００選択保持回路４１０は、前段のＳ００選択保持回路４１０の出力を受ける第１の入力Ａと、前段のフリップフロップ４２の出力を受ける第２の入力Ｂと、Ｓ００生残りパス判定信号を受けるＳＥＬ入力とを有し、Ｓ００生残りパス判定信号の値にしたがって、Ｓ００→Ｓ００が判定で生き残った場合には入力Ａを、Ｓ１０→Ｓ００の場合には入力Ｂを、それぞれ選択して出力するための選択器４８と、選択器４８の出力を保持して後段のＳ００選択保持回路４１０およびフリップフロップ４３に与えるためのフリップフロップ４９とを含む。
【００４０】
このように接続されたパスメモリ６０によれば、生残りパスの判定結果により、前段のフリップフロップの保持するデータがシフトレジスタのようにそのままシフトされるか、または他の行の値がシフトされコピーされるかが決定される。そのため、ある程度の段数をデータが通過すると、４つの行のフリップフロップの値がすべて同じになる。したがって、最終段の４つのフリップフロップのうち、どれか一つを復号データとして出力すれば最尤パスに対応した復号データが生成される。
【００４１】
ここで、ビタビ復号を行なっても復号エラーとなってしまうのはどのような場合かを考える。図５−図８に示すビタビ復号器において、２本のパスのパスメトリックを比較器２１４および２１５で比較する際に判定を誤った場合に復号エラーとなる。判定を誤るのは、たとえば再生データにノイズなどが重畳されているためなどである。したがって、判定が誤っていない場合、比較される２本のパスのパスメトリックの差が復号の際に復号エラーを起こさないための余裕度を表わすことになる。今まで述べてきた「メトリックマージン」とは、このように同一状態に遷移してきたパスのパスメトリックの差のことを意味している。
【００４２】
なお、今考えている条件は、最小反転間隔が２ということであるから、状態Ｓ１０およびＳ０１に遷移してくるパスは１本しかない。したがってこの場合には無条件で生残りパスが判定される。このときにはメトリックマージンは無限大と考えることができる。図７に示すように、本実施の形態のビタビ復号器には、メトリックマージン演算器２２４および２２７が設けられている点が従来の装置と異なる点である。
【００４３】
さて、ビタビ復号器がいかに効率的にパスを消去していったとしても、常に４本の生残りパスが存在する。メトリックマージンは１サンプルごとに２つ演算され、Ｓ１０およびＳ０１に関わる、値が無限大のメトリックマージンも考慮にいれると、サンプルごとに４つのメトリックマージンが存在する。しかし再生信号の評価値として用いるのは最尤パスに関わるメトリックマージンだけであるから、残り３つのメトリックマージンは不要ということになる。たとえば、図３のトレリス線図において実線で示した矢印が最尤パスであるとすると、点線の丸で囲んだ状態におけるメトリックマージンのみが重要ということになる。
【００４４】
しかし、ビタビ復号において最尤パスを決定するためには、現時点より未来の再生データも考慮しなければならないため、最尤パスのメトリックマージンを抽出する作業はハードウェアとしてはかなり煩雑なものとなる。本実施の形態の装置では、この最尤パスのメトリックマージンの抽出を図４に示す最尤パスのメトリックマージン抽出回路３９が行なう。
【００４５】
図９を参照して、最尤パスのメトリックマージン抽出回路３９は、Ｓ１１に関連して設けられ、状態Ｓ１１に関して、後述するように算出されるメトリックマージンを保持しシフトするためのメトリックマージン算出回路であるＳ１１行と、同様にＳ１０に関連して設けられたＳ１０行と、Ｓ０１に関連して設けられたＳ０１行と、Ｓ００に関連して設けられたＳ００行とを含む。これらＳ１１行、Ｓ１０行、Ｓ０１行およびＳ００行はいずれもビタビ復号における状態遷移に対応した接続形態で相互に接続されたワード単位でデータを保持する多段レジスタ（初段〜ｎ段）を含むが、その詳細について以下に説明する。
【００４６】
まず、Ｓ１０行およびＳ０１行は、それぞれ、以下に述べるように接続されたワード単位でデータを保持する複数個のレジスタ５および６を含む。初段のレジスタ５および６は、固定値“ＦＦ”（１６進）が与えられるように接続されている。この値は、前述した無限大のメトリックマージンに対応するものである。この固定値“ＦＦ”（１６進）を与える回路は固定値を出力するものであるが、無条件で生残りパスが判定される場合のメトリックマージンを計算し出力していると考えることもできる。２段目以降のレジスタ５は、前段のＳ１１行の出力を受けるように接続される。また２段目以降のレジスタ６は、前段のＳ００行の出力を受けるように接続される。
【００４７】
Ｓ１１行およびＳ００行の初段はそれぞれ、Ｓ１１メトリックマージンおよびＳ００メトリックマージンを受けるように接続され、ワード単位のデータを保持するレジスタ４および７を含む。
【００４８】
Ｓ１１行の２段目以降の各段は、前段のＳ１１行の出力と、前段のＳ０１行のレジスタ６の出力とを受けるように接続されたデータ選択保持回路１０を含む。データ選択保持回路１０は、前段のＳ１１行の出力を受ける入力Ａと、前段のＳ０１行のレジスタ５の出力を受ける入力Ｂと、状態Ｓ１１におけるＳ１１生残りパス判定信号を受けるＳＥＬ入力とを有し、Ｓ１１生残りパス判定信号がＳ１１→Ｓ１１パスが生き残っていることを示す場合には入力Ａのデータを、またＳ１０→Ｓ１１パスが生き残っていることを示す場合には入力Ｂのデータを、それぞれ選択して出力するための、ワード単位でデータを選択するデータ選択器８と、データ選択器８の出力をワード単位で保持して後段に出力するためのレジスタ９とを含む。なお２段目のデータ選択器８の入力Ａにはレジスタ４の出力が、入力Ｂには初段のレジスタ６の出力が、それぞれ接続される。
【００４９】
Ｓ００行の２段目以降の各段は、前段のＳ００行の出力と、前段のＳ１０行の出力とを受けるように接続されたデータ選択保持回路１３を含む。データ選択保持回路１３は、前段のＳ００行の出力を受ける入力Ａと、前段のＳ１０行のレジスタ５の出力を受ける入力Ｂと、状態Ｓ００におけるＳ００生残りパス判定信号を受けるＳＥＬ入力とを有し、Ｓ００生残りパス判定信号がＳ００→Ｓ００パスが生き残っていることを示す場合には入力Ａのデータを、またＳ０１→Ｓ００パスが生き残っていることを示す場合には入力Ｂのデータを、それぞれ選択して出力するための、ワード単位でデータを選択するデータ選択器１１と、データ選択器１１の出力をワード単位で保持して後段に出力するためのレジスタ１２とを含む。なお２段目のデータ選択器１１の入力Ａにはレジスタ７の出力が、入力Ｂには初段のレジスタ５の出力が、それぞれ接続される。
【００５０】
最尤パスのメトリックマージン抽出回路３９内の多段レジスタの入力および出力の接続関係は、図２に示す状態遷移に対応したものとなっている。
【００５１】
なお、無条件で生残りパスが判定される場合には、前段のどの出力を選択するかも無条件に定まるため、特定のレジスタの出力が常に無条件に選択される接続形態となる。データ選択器８、１１のようなものは不要である。しかしデータ選択器を用いずに固定されたレジスタの出力を常に選択するような接続も、選択の一つの形態である。
【００５２】
［最尤パスのメトリックマージン抽出回路３９の動作］
上記した構成を有する最尤パスのメトリックマージン抽出回路３９は、以下のように動作する。最尤パスのメトリックマージン抽出回路３９のレジスタが所定のｎ段（たとえばｎ＝２０程度）連なっている場合、Ｓ１１行に着目すると次のような動作が行なわれる。Ｓ１１生残りパス判定信号によりＳ１１→Ｓ１１が生き残ったことが示されている場合には、Ｓ１１行は前段のＳ１１行のレジスタ９に保持されていたメトリックマージンデータを自己のレジスタ９にコピーするシフトレジスタ動作を行なう。一方、Ｓ１１生残りパス判定信号によりＳ０１→Ｓ１１が生き残ったことが示されている場合には、Ｓ１１行は前段のＳ０１行のレジスタ６に保持されていたメトリックマージンデータを自己のレジスタ９にコピーする動作を行なう。
【００５３】
同様に、Ｓ００行に着目すると、次のような動作が行なわれる。Ｓ００生残りパス判定信号がＳ００→Ｓ００が生き残ったことを示している場合には、Ｓ００行は前段のＳ００行のレジスタ１２に保持されていたメトリックマージンデータを自己のレジスタ１２にコピーするシフトレジスタ動作を行なう。一方、Ｓ００生残りパス判定信号がＳ１０→Ｓ００が生き残ったことを示している場合には、Ｓ００行は前段のＳ１０行のレジスタ５に保持されていたメトリックマージンデータを自己のレジスタ１２にコピーする動作を行なう。
【００５４】
こうした動作が行なわれるため、メトリックマージンデータがある程度の数の段数を経過すると、Ｓ１１行、Ｓ１０行、Ｓ０１行およびＳ００行に含まれるレジスタ９，５，６，１２はすべて同じ値のメトリックマージンデータを格納するようになる。この値が最尤パスのメトリックマージンデータである。したがって、最終段の４つのレジスタのうちどれか一つ（本実施の形態ではＳ００行の最終段のレジスタ１２）のデータを出力することによって最尤パスのメトリックマージンが得られる。
【００５５】
この最尤パスのメトリックマージン抽出回路３９は、前述したパスメモリ６０に類似した構成を有している。ただし、最尤パスのメトリックマージン抽出回路３９は選択対象データをメトリックマージンとすることにより、各生残りパスのメトリックマージンから最尤パスのメトリックマージンだけを抽出することができる。前述したようにこうした処理をハードウェアで実現するのは煩雑であったが、上記した構成により簡単な回路でこれを実現することができる。
【００５６】
［第２の実施の形態］
図１０に第２の実施の形態にかかる光ディスク装置の一部回路のブロック図を示す。図１０を参照して、この回路は、第１の実施の形態で説明したものと同様の構成の、パスメモリ８２を含むビタビ復号器８１と、ビタビ復号器８１から出力される生残りパス判定信号およびメトリックマージンに基づいて最尤パスのメトリックマージンを算出するための、第１の実施の形態で説明したものと同様の構成で、かつパスメモリ８２中の選択保持回路の段数と同じ段数の多段レジスタを有する最尤パスのメトリックマージン抽出回路８３と、パスメモリ８２から出力される復号データ列から所定のパターンを検出して、最尤パスのメトリックマージンデータ列中の所定パターンのメトリックマージンを指すマーカー信号となる一致検出信号を出力するためのパターン一致回路８４と、この一致検出信号が出力されているときのメトリックマージンを用いることにより、所定パターンにおけるメトリックマージンのみを抽出して評価処理するための、最尤パスのメトリックマージン評価回路８５とを含む。
【００５７】
パスメモリ８２の段数は、最尤パスの決定に十分でかつ最小限の段数が設定されるのが普通である。そのため、最尤パスのメトリックマージン抽出回路８３の多段レジスタの段数としてこの段数を用いることが適当である。したがって、この第２の実施の形態に示すような構成をとることにより、システム上の冗長部位を増加させることなく、復号データとメトリックマージンとの同期をとることが可能となる効果が期待できる。
【００５８】
パスメモリ８２の出力、すなわちビタビ復号器８１の復号結果の出力と、最尤パスのメトリックマージン抽出回路８３の出力の時点とで両者の同期がとれている。したがって、パスメモリ８２の出力する復号データ列中からパターン一致回路８４で所定のパターンを検出したときのタイミングを用いることで、最尤パス中の所定パターンにおけるメトリックマージンのみを抽出して処理することができる。その結果、当該所定パターンのメトリックマージに対して大きな感度を持つパラメータの調整のための評価値を簡単に得ることができる。
【００５９】
［最尤パスのメトリックマージン抽出回路の他の構成例］
図９に示した最尤パスのメトリックマージン抽出回路３９は、各行の初段に配置されたレジスタ４−７を含む。しかし、最尤パスのメトリックマージン抽出回路の構成はこうした例には限定されない。たとえば、初段のレジスタ４−７をすべて取り除いた構成としてもよい。また、初段のレジスタ５および６のみを取り除いた構成としてもよい。
【００６０】
またこれとは別に、最尤パスのメトリックマージン抽出回路の各段のハードウェア構成をそろえるために、次のような構成とすることも考えられる。図１１に、この変形例における最尤パスのメトリックマージン抽出回路１３０の構成を示す。この最尤パスのメトリックマージン抽出回路１３０が最尤パスのメトリックマージン抽出回路３９と異なるのは、最尤パスのメトリックマージン抽出回路３９のＳ１１行のレジスタ４に替えて、２段目以降のデータ選択保持回路１０と同じ構成のデータ選択保持回路１０を配置してある点、およびＳ００行のレジスタ７に替えて、２段目以降のデータ選択保持回路１１と同じ構成のデータ選択保持回路１３を配置してある点である。ただし、この初段のデータ選択保持回路１０のデータ選択器８の二つの入力には、いずれもＳ１１メトリックマージンが与えられ、初段のデータ選択保持回路１３のデータ選択器１１の二つの入力には、いずれもＳ０メトリックマージンが与えられる点が、他段のデータ選択保持回路とは異なる。
【００６１】
なお、Ｓ１０行およびＳ０１行のハードウェア構成を、Ｓ１１行およびＳ００行と同様にすることもできる。この場合、Ｓ１０行の各データ選択保持回路中のデータ選択器の二つの入力には、前段のＳ１１行のレジスタ９の出力が与えられ、Ｓ０１行の各データ選択保持回路中のデータ選択器の二つの入力には、前段のＳ００行のレジスタ１２の出力が与えられるようにする。
【００６２】
また、特定の段、たとえば初段のみについて、レジスタ５、６に替えてデータ選択保持回路１０、１３と同じ構成の回路を設けるようにしてもよい。この場合も、各データ選択器の二つの入力には同じデータを与えるようにすればよい。要するに、生残りパスと判定されたパスに対応するパスのメトリックマージンを選択して後段に伝播するようなハードウェア構成であればよい。
【００６３】
以上、本発明の実施の形態について詳細に説明してきたが、上記した以外にも本発明をさまざまな形態で実施できることはいうまでもない。たとえば、上の説明で用いられたデータ選択器１０、１３はいずれも２入力であったが、これに替えて、応用により３以上の入力を持つデータ選択器を採用することも可能である。また、上記した実施の形態の説明では、符号器は図２に示した状態遷移図にしたがって状態遷移を行なうことを前提としているが、符号器の状態遷移が図２に示されるものに限定されないことはもちろんであり、したがってトレリス線図も図３と異なったものとなってもよい。
【００６４】
今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。
【００６５】
【発明の効果】
以上のように本発明によれば、ビタビ復号における生残りパス判定信号に基づいて所望のメトリックマージンを選択し、選択されたメトリックマージンをビタビ復号における状態遷移に対応してシフトしていく。その結果、ビタビ復号処理において、各生残りパスに関連するメトリックマージンから、単純な構成の抽出手段を用いて最尤パスのメトリックマージンを抽出することができる。
【００６６】
所定段数以後のデータ選択保持手段の保持手段に保持されているメトリックマージンは同じ値となるため、そのいずれを最尤パスに関連するメトリックマージンとして出力してもよく、回路を柔軟に構成することができる。
【００６７】
パスメモリにおける復号データが出力される段と同じ段のデータ選択保持手段の保持手段に保持されているメトリックマージンを、最尤パスに関連するメトリックマージンとして出力することにより、パスメモリとメトリックマージン抽出回路とが同じ構成となり、回路を単純化することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  パーシャルレスポンス特性を説明するための波形図である。
【図２】  ビタビ復号の概念を説明するための状態遷移図である。
【図３】  ビタビ復号の概念を説明するためのトレリス線図である。
【図４】  本発明の実施の形態に係る光ディスク装置のブロック図である。
【図５】  本発明の実施の形態にかかるビタビ復号器の構成を示すブロック図である。
【図６】  ブランチメトリック演算部の構成を示すブロック図である。
【図７】  生残りパス判定部の構成を示すブロック図である。
【図８】  パスメモリの構成を示すブロック図である。
【図９】  第１の実施の形態にかかる最尤パスのブランチメトリックマージンを抽出するための最尤パスのメトリックマージン抽出回路の構成を示すブロック図である。
【図１０】  第２の実施の形態にかかる最尤パスの最尤パスのメトリックマージン抽出回路を採用したビタビ復号器の構成を示すブロック図である。
【図１１】  メトリックマージン選択シフト回路の他の構成を示すブロック図である。
【符号の説明】
４−７，９，１２，２１７−２２０  レジスタ、８，１０，１１，１３  データ選択器、２１−２６  ブランチメトリック演算器、２７−２９，２１０−２１２  加算器、３１  光ディスク、３２  スピンドルモータ、３３  光ピックアップ、３４  ローパスフィルタ、３５  ＰＬＬ回路、３６  ＡＤ変換器、３７  等化回路、３８  ビタビ復号器、３９，８３  最尤パスのメトリックマージン抽出回路、６０  パスメモリ、８１  ビタビ復号器、８２  パスメモリ、８４  パターン一致回路、８５  最尤パスのメトリックマージン評価回路、１００  ブランチメトリック演算部、１０２  生残りパス判定部、２２２，２２５  減算器、２２３，２２６  絶対値演算器、２１３，２１６  選択器、２２４，２２７  メトリックマージン演算器、２１４，２１５  比較器。
【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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