DE60132980T2

DE60132980T2 - Verfahren zur Informationsaufzeichnung und -wiedergabe und Signaldekodierschaltung

Info

Publication number: DE60132980T2
Application number: DE60132980T
Authority: DE
Inventors: Kazuhito Kawasaki-shi Ichihara; Takao kawasaki-shi Sugawara; Yuichi Kawasaki-shi Sato; Toshihiko Kawasaki-shi Morita; Motomu Kawasaki-shi Takatsu
Original assignee: Fujitsu Ltd
Current assignee: Toshiba Storage Device Corp
Priority date: 2001-06-11
Filing date: 2001-10-18
Publication date: 2009-02-19
Anticipated expiration: 2021-10-19
Also published as: US20030026028A1; CN100344067C; JP4191393B2; CN1391220A; US7031090B2; JP2002367291A; EP1267345B1; KR100515718B1; CN1945717A; KR20020096827A; EP1267345A1; DE60132980D1

Description

Die Erfindung betrifft ein Informationsaufzeichnungs- und -Wiedergabegerät und -Verfahren einer Magnet-, MO- oder optischen Platte, eines Magnetbands oder Ähnlichem, und betrifft insbesondere ein Informationsaufzeichnungs- und – Wiedergabegerät und -Verfahren zum Decodieren, indem Rauschcharakteristika eines Magnetaufzeichnungs- und Wiedergabesystems bei einer iterativen Decodierung angewendet werden.
Bisher wurde, um ein aufgezeichnetes Signal ohne Fehler wiederzugeben, eine leistungsstarke Fehlerkorrekturfunktion in einem Aufzeichnungs- und Wiedergabegerät installiert. Das Aufzeichnungssignal kann durch die Fehlerkorrektur aus einem instabilen Signal, welches ein Rauschen enthält, zuverlässig wiederhergestellt werden.
In den letzten Jahren wurde die Fehlerkorrektur des Aufzeichnungs- und Wiedergabegeräts hauptsächlich durch eine Kombination von zwei Verfahren realisiert, welche PRML (Partial Response Maximum Likelihood) und ECC (Error Correction Code) genannt werden. Das PRML ist ein Verfahren, wodurch ein Aufzeichnungskanal als ein Teilantwortkanal (nachfolgend als ein PR-Kanal bezeichnet) mit einer Intersymbolinterferenz betrachtet wird und eine Maximum-Likelihood Decodierung ausgeführt wird, wobei im Allgemeinen ein Viterbi-Detektor verwendet wird.
In den letzten Jahren wurde als ein neues Codier-/Decodierverfahren anstelle des PRML eine Turbocodierung, ein LDPC (Low Density Parity Check Code) oder Ähnliches vorgeschlagen. Diese Verfahren werden hier allgemein als ein iteratives Decodierverfahren bezeichnet, da das Decodieren durch eine iterative Berechnung durchgeführt wird. Als ein iteratives Decodierverfahren ist die Turbocodierung, welche in den Zeichnungen der Beschreibung des US-Patents Nr. 5,446,747 offenbart ist, ein typisches Verfahren. Die Turbocodierung ist eine parallele Verkettungsco dierung, in welcher zwei RSC (Recursive Systematic Convolutional Codes) durch einen Zufallsinterleaver verbunden sind, und die Decodierung durch eine iterative Berechnung durchgeführt wird, wobei zwei weiche (engl. soft) Eingabe-/Ausgabedecodierer verwendet werden. Obwohl die Turbocodierung im Gebiet der Kommunikation entwickelt wurde, werden, in dem Fall, indem sie auf den PR-Kanal eines Magnetaufzeichnungs- und Wiedergabesystems angewendet wird, zwei einzelne Codierer durch den Zufallsinterleaver seriell verkettet. Zu diesem Zeitpunkt wird der einzelne Codierer nahe des Kanals als ein innerer Codierer bezeichnet und wird der andere einzelne Codierer als ein äußerer Codierer bezeichnet. In dem PR-Kanal besteht, da der Kanal selbst als ein Faltungscodierer betrachtet werden kann, kein Bedarf, genau den inneren Codierer bereitzustellen. Als ein äußerer Codierer wurden verschiedene äußere Codierer bereitgestellt, wie z. B. ein Codierer, der zwei RSCs verwendet, ein Codierer, der einen RSC verwendet und Ähnliches. Es gibt auch einen Fall, in dem ein LDPC (Low Density Parity Check Code) verwendet wird, welcher in der Literatur offenbart ist, R. G. Gallager, "Low-Density Parity-Check Codes", Cambridge, MA: MIT Press, 1963.
Ein Decodierer des iterativen Decodierverfahrens wird durch zwei einzelne Decodierer konstruiert, welche als ein innerer Decodierer und ein äußerer Decodierer bezeichnet werden. Es ist ein charakteristischer Punkt des iterativen Decodierverfahrens, dass eine MAP-(Maximum A posteriori Probability)Decodierung ausgeführt wird. Zu diesem Zweck wird jeder der zwei einzelnen Decodierer ein SISO-(Soft-In/Soft-Out)Decodierer. Der SISO-Decodierer gibt kein hartes (engl. hard) Entscheidungsergebnis von nur "0" oder "1" aus, sondern gibt eine zuverlässige Information wie z. B. 0,4 oder 0,9 aus. Es gibt einen BCJR-(Bahl-Cocke-Jeinek-Raviv)Algorithmus als ein spezifisches Berechnungsverfah ren der Soft-In-Soft-Out-(SISO)Decodierung für einen Code, wie z. B. einen Faltungscode oder Ähnliches, welcher durch den Zustandsübergang definiert ist. Der BCJR-Algorithmus wurde in der Literatur im Detail beschrieben, L. R. Bahl et al., "Optimal decoding of linear codes for minimizing symbol error rate", IEEE Trans. Inform. Theory, Vol. 20, Seiten 248–287, 1974. Solch ein iteratives Decodierverfahren besitzt eine hohe Fehlerkorrekturfähigkeit, welche jene des PRML-Decodierverfahrens überschreitet, und wird als ein nützliches Codier-/Decodierverfahren der nächsten Generation betrachtet.
In dem Informationsaufzeichnungs- und Wiedergabegerät kann, wenn Rauschcharakteristika eines magnetischen Aufzeichnungs- und Wiedergabekanals genau vorhergesagt und auf einen Decodierschritt angewendet werden, eine Fehlerratenleistung verbessert werden. Ein Decodierverfahren, welches in dem herkömmlichen Informationsaufzeichnungs- und Wiedergabegerät als eine Basis als ein Rauschvorhersageschema dient, ist ein Maximum-Likelihood-Decodierverfahren. Beispielsweise wurden solche Decodierverfahren in den Zeichnungen der Beschreibung des US-Patents Nr. 6,158,027 , den Zeichnungen der Beschreibung des US-Patents Nr. 6,104,766 , den Zeichnungen der Beschreibung des US-Patents Nr. 5,784,415 , den Zeichnungen der Beschreibung des EPC-Patents Nr. WO 98/52330 und Ähnlichem offenbart. Jedoch wird gemäß diesen Patenten das Rauschvorhersageschema nicht auf ein iteratives Decodierverfahren wie z. B. das MAP-(Maximum A posteriori Probability)Decodierverfahren, das Turbodecodierverfahren, das LDPC-(Low Density Parity Check Code)Codierverfahren oder Ähnliches angewendet. In diesen Patenten wird keine Rücksicht in Bezug auf eine Eingangssignalmusterabhängigkeit einer Rauschkorrelation genommen und die Handhabung eines Rauschmodells ist extrem unzureichend.
Andererseits wurde in dem Dokument A. Kavcic und A. Patapoutian, "A Signal-dependent autoregressive channel models", IEEE Trans. Magn., Vol. 35, Nr. 5, Seiten 2316–2318, Sept. 1999, oder in dem Dokument A. Kavcic, "Soft-Output Detector for Channels with Intersymbol Interference and Markov Noise Memory", Proc. IEEE Global Telecom. Conf., Dec., 1999, die Idee, dass eine Korrelation des vergangenen Rauschens von einem Eingangssignalmuster abhängt, erstmals diskutiert, und diese Theorie wird auf einen Viterbi-Algorithmus oder den MAP-Algorithmus angewendet. Jedoch wird in Bezug auf eine Korrelation zukünftigen Rauschens keine Rücksicht genommen. In dem Dokument Y. Wu und J. R. Cruz, "Noise predictive turbo systems", TMRC'2000 Paper E5, Aug. 2000, oder dem Dokument T. R. Oenning, "Channel capacity and coding for magnetic recording channels with media noise", PhD thesis, the University of Minnesota, Sept. 2000, wurde ein Verfahren, wodurch ein Gegenmaßnahmeverfahren gegen die Rauschkorrelation basierend auf dem Rauschvorhersageschema auf das iterative Decodierverfahren angewendet wird, zum ersten Mal diskutiert. Jedoch wird in Bezug auf einen Punkt, dass die Rauschkorrelation von einem Muster eines Eingangssignals abhängt, keine Rücksicht genommen, und eine Handhabung eines Rauschmodells ist unzureichend.
US-B-6 185 1751 von Christopher P. Zook offenbart ein Gerät, ein Verfahren und eine Schaltung gemäß dem Oberbegriff jedes unabhängigen Anspruchs. In diesem Vorschlag wird ein Eingangssignal digitalisiert und zu einem Entzerrerfilter geleitet, bevor es einem Gittersequenzdetektor zugeführt wird, um eine vorläufige Bestimmung einer PR4-Sequenz zu ermöglichen. Dann wird ein Fehlerereignis basierend auf Kanalrauschen durch einen Postprozessor verfolgt, in Antwort auf die vorhergesagte Sequenz von PR4, und die vorhergesagte Sequenz wird korrigiert.
Gemäß den Aspekten der vorliegenden Erfindung werden ein Informationsaufzeichnungs- und Wiedergabeverfahren und eine Signaldecodierschaltung gemäß den unabhängigen Ansprüchen bereitgestellt.
Somit stellen Aspekte der Erfindung ein Informationsaufzeichnungs- und Wiedergabeverfahren und eine Signaldecodierschaltung bereit, in welchen Rauschcharakteristika eines magnetischen Aufzeichnungs- und Wiedergabekanals genau in ein Modell konvertiert werden, und die Charakteristika dieses Rauschmodells werden effizient auf einen Decodierschritt angewendet, wodurch eine Decodierleistung verbessert wird.
In einem bevorzugen Ausführungsbeispiel umfasst eine Signaldecodierschaltung zum Ausführen einer MAP-(Maximum A posteriori Probability)Decodierung: eine arithmetische Operationseinheit für eine Rauschkorrelation, welche eine Korrelation e(S^m _k) und eine Abweichung σ(S^m _k) von Rauschen berechnet, wie z. B. eine Autokorrelation für vergangene und zukünftige Zustände, welche von Eingangssignalmustern X_k-N, ..., und X_k-Q in der Vergangenheit und der Zukunft abhängen, das heißt, in vergangenen N Bits und zukünftigen Q Bits; eine Speichereinheit, welche die Korrelation e(S^m _k) und die Abweichung σ(S^m _k) des Rauschens für die vergangenen und die zukünftigen Zustände speichert; eine arithmetische Operationseinheit für weißes Rauschen, welche Werte n_k für weißes Rauschen für die vergangenen und die zukünftigen Zustände erhält, wobei farbiges Rauschen in weißes Rauschen konvertiert wird, indem die Korrelation e(S^m _k) und die Abweichung σ(S^m _k) des Rauschens verwendet werden, welche in der Speichereinheit gespeichert wurden; und eine arithmetische Operationseinheit für ein Eingangssignal, welche ein Eingangssignal (Kanalinformation) λc(y_k|S^m _k) der MAP-Decodierung aus den Werten für weißes Rauschen für die vergangenen und die zukünftigen Zustände und seiner Abweichung σ(S^m _k) berech net, wobei eine Wahrscheinlichkeit in der MAP-Decodierung aus diesem Eingangssignal erhalten wird. Wie oben erwähnt wird gemäß diesem Ausführungsbeispiel als ein Rauschmodell, welches dem Informationsaufzeichnungs- und Wiedergabegerät eigen ist, ein Modell für farbiges Rauschen von einem Gauß-Markov-Typ mit einer Korrelation, welche von den vergangenen und zukünftigen Eingangssignalmustern abhängt, vorausgesetzt, und Charakteristika dieses Rauschmodells werden auf die Decodierung durch ein Verfahren einer guten Berechnungseffizienz, die so hoch wie möglich ist, angewendet, wodurch eine Decodierleistung verbessert wird. Insbesondere wird durch ein Ausdrücken des Modells für farbiges Rauschen durch den Gauß'schen Typ und Verwenden eines genauen Korrelationswerts (Abweichung), welcher von dem Eingangssignal abhängt, die Decodierleistung verbessert.
In einem weiteren bevorzugten Ausführungsbeispiel umfasst eine Signaldecodierschaltung zum Ausführen einer allgemein iterativen Decodierung: eine arithmetische Operationseinheit für eine Rauschkorrelation, welche gleichermaßen eine Korrelation e(S^m _k) und eine Abweichung σ(S^m _k) von Rauschen für vergangene und zukünftige Zustände berechnet, welche von Eingangssignalmustern X_k-N, ..., und X_k-Q in der Vergangenheit und der Zukunft abhängen, das heißt, in vergangenen N-Bits und zukünftigen Q-Bits; eine Speichereinheit, welche die Korrelation e(S^m _k) und die Abweichung σ(S^m _k) des Rauschens für die vergangenen und zukünftigen Zustände speichert; eine arithmetische Operationseinheit für weißes Rauschen, welche Werte n_k für weißes Rauschen für die vergangenen und zukünftigen Zustände erhält, wobei farbiges Rauschen in weißes Rauschen konvertiert wird, indem die Korrelation e(S^m _k) und die Abweichung σ(S^m _k) des Rauschens für die vergangenen und zukünftigen Zustände verwendet werden, welche in der Speichereinheit gespeichert wurden; und eine Berechnungseinheit für ein Eingangssignal, welche ein Eingangssignal (Kanalinformation) λc(y_k|S^m _k) der iterativen Decodierung aus den Werten für weißes Rauschen aus den vergangenen und zukünftigen Zuständen und seiner Abweichung σ(S^m _k) berechnet, wobei eine Wahrscheinlichkeit in der iterativen Decodierung aus diesem Eingangssignal erhalten wird. Auch in diesem Fall wird, indem das Modell für farbiges Rauschen durch den Gauß'schen Typ ausgedrückt wird und indem der genaue Korrelationswert (Abweichung) verwendet wird, welcher von dem Eingangssignal abhängt, die Decodierleistung verbessert.
Gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel umfasst eine Signaldecodierschaltung zum Ausführen einer MAP-(Maximum A posteriori Probability)Decodierung: einen Entzerrer, welcher ein Entzerrungsziel besitzt, bei welchem ein Rauschen, das nach einer Entzerrung erhalten wird, weißem Rauschen sehr ähnlich wird; eine arithmetische Operationseinheit für eine Rauschkorrelation, welche eine Abweichung σ(S^m _k) von Rauschen für vergangene und zukünftige Zustände berechnet, die von Eingangssignalmustern X_k-N, ..., und X_k-Q in vergangenen N Bits und zukünftigen Q Bits in Bezug auf ein Eingangssignal abhängen, als ein Ziel des Entzerrers; eine Speichereinheit, welche die Abweichung σ(S^m _k) des Rauschens für die vergangenen und zukünftigen Zustände speichert; und eine arithmetische Operationseinheit für ein Eingangssignal, welche ein Eingangssignal (Kanalinformation) λc(yk|S^m _k) der MAP-Decodierung aus der Abweichung σ(S^m _k) berechnet, die in der Speichereinheit gespeichert ist, wobei eine Wahrscheinlichkeit in der MAP-Decodierung aus diesem Eingangssignal erhalten wird. Indem der Entzerrer verwendet wird, welcher das Entzerrungsziel besitzt, bei welchem das Rauschen, das nach dem Entzerren erhalten wird, weißem Rauschen sehr ähnlich wird, wie oben erwähnt, wird eine arithmetische Operation für weißes Rauschen zum Erhalten von Werten für weißes Rauschen für die vergangenen und zukünf tigen Zustände überflüssig, wobei farbiges Rauschen in weißes Rauschen konvertiert wird, indem eine Korrelation und eine Abweichung des Rauschens für die vergangenen und zukünftigen Zustände verwendet wird. Rauschparameter, welche für die Berechnung des Eingangssignals verwendet werden, sind nur die Abweichung und das Rauschen. Ein Berechnungsbetrag wird deutlich reduziert. Ein Speicherverwendungsbetrag wird auch gering. Es wird eine einfache Gerätekonfiguration mit sehr hoher praktischer Brauchbarkeit erhalten.
In einem Ausführungsbeispiel der Erfindung umfasst eine Signaldecodierschaltung vom einfachen Typ zum Ausführen einer allgemeinen iterativen Decodierung: einen Entzerrer mit einem Entzerrungsziel, bei welchem Rauschen, welches nach einer Entzerrung erhalten wird, weißem Rauschen sehr ähnlich wird; eine arithmetische Operationseinheit für eine Rauschkorrelation, welche eine Abweichung σ(S^m _k) von Rauschen für vergangene und zukünftige Zustände berechnet, welche von Eingangssignalmustern X_k-N, ..., und X_k-Q in vergangenen N Bits und zukünftigen Q Bits abhängen, in Bezug auf ein Eingangssignal als ein Ziel des Entzerrers; eine Speichereinheit, welche die Abweichung σ(S^m _k) des Rauschens für die vergangenen und zukünftigen Zustände speichert; und eine arithmetische Operationseinheit für ein Eingangssignal, welche ein Eingangssignal (Kanalinformation) λc(y_k|S^m _k) der iterativen Decodierung aus der Abweichung σ(S^m _k) berechnet, welche in der Speichereinheit gespeichert ist, wobei eine Wahrscheinlichkeit in der iterativen Decodierung aus diesem Eingangssignal erhalten wird.
Ein noch weiteres Ausführungsbeispiel stellt eine Signaldecodierschaltung zum Ausführen einer MAP-(Maximum A posteriori Probability)Decodierung bereit, umfassend: einen Entzerrer mit einem Entzerrungsziel, bei welchem Rauschen, welches nach einer Entzerrung erhalten wird, weißem Rauschen sehr ähnlich wird; eine arithmetische Operations einheit für eine Rauschkorrelation, welche eine Abweichung σ(S^m _k) von Rauschen für vergangene und zukünftige Zustände berechnet, die von Eingangssignalmustern X_k-N, ..., X_k-Q in vergangenen N Bits und zukünftigen Q Bits abhängen, in Bezug auf ein Eingangssignal als ein Ziel des Entzerrers; eine Speichereinheit, welche die Abweichung σ(S^m _k) des Rauschens für die vergangenen und zukünftigen Zustände speichert; und eine Gleitfensterverarbeitungseinheit, welche eine Eingangssignalfolge, die nach der Entzerrung erhalten wird, in eine Folge kleiner Fenster teilt, welche ein Eingangssignal (Kanalinformation) λc(y_k|S^m _k) aus der Abweichung σ(S^m _k) erhält, die in der Speichereinheit in der Reihenfolge der Fensterfolge gespeichert ist, und welche eine Wahrscheinlichkeit berechnet. Indem das Gleitfensterverfahren wie oben erwähnt auf die Erfindung angewendet wird, kann ein Speicherbereich, welcher in dem Decodierprozess verwendet wird, weiter reduziert werden.
In einem weiteren Ausführungsbeispiel umfasst eine Signaldecodierschaltung zum Ausführen einer allgemeinen iterativen Decodierung: einen Entzerrer mit einem Entzerrungsziel, bei welchem Rauschen, das nach einer Entzerrung erhalten wird, weißem Rauschem sehr ähnlich wird; eine arithmetische Operationseinheit für eine Rauschkorrelation, welche eine Abweichung σ(S^m _k) von Rauschen für vergangene und zukünftige Zustände berechnet, die von Eingangssignalmustern X_k-N, ..., und X_k-Q in vergangenen N Bits und zukünftigen Q Bits abhängen, in Bezug auf ein Eingangssignal als ein Ziel des Entzerrers; eine Speichereinheit, welche die Abweichung σ(S^m _k) des Rauschens für die vergangenen und zukünftigen Zustände speichert; und eine Gleitfensterverarbeitungseinheit, welche eine Eingangssignalfolge, die nach der Entzerrung erhalten wird, in eine Folge kleiner Fenster teilt, welche ein Eingangssignal (Kanalinformation) λc(y_k|S^m _k) aus der Abweichung σ(S^m _k), die in der Spei chereinheit gespeichert ist, in der Reihenfolge der Fensterfolge erhält, und welche eine Wahrscheinlichkeit berechnet.
Ein noch weiteres Ausführungsbeispiel stellt eine Signaldecodierschaltung zum Ausführen einer Viterbi-Decodierung bereit, umfassend: eine arithmetische Operationseinheit für eine Rauschkorrelation, welche eine Korrelation e(S^m _k) und eine Abweichung σ(S^m _k) von Rauschen für vergangene und zukünftige Zustände berechnet, welches von Eingangssignalmustern X_k-N, ..., und X_k-Q in vergangenen N Bits und zukünftigen Q Bits abhängt; eine Speichereinheit, welche die Korrelation e(S^m _k) und die Abweichung σ(S^m _k) des Rauschens für die vergangenen und zukünftigen Zustände speichert; eine arithmetische Operationseinheit für weißes Rauschen, welche Werte n_k für weißes Rauschen für die vergangenen und zukünftigen Zustände erhält, wobei farbiges Rauschen in weißes Rauschen konvertiert wird, indem die Korrelation e(S^m _k) und die Abweichung σ(S^m _k) des Rauschens für die vergangenen und zukünftigen Zustände verwendet werden, welche in der Speichereinheit gespeichert wurden; und eine Berechnungseinheit für eine Abzweigmetrik, welche eine Abzweigmetrik (Kanalinformation) λc(y_k|S^m _k) der Viterbi-Decodierung aus den Werten für weißes Rauschen für die vergangenen und zukünftigen Zustände und seiner Abweichung σ(S^m _k) berechnet, wobei eine Wahrscheinlichkeit in der Viterbi-Decodierung aus diesem Eingangssignal erhalten wird.
Jede der arithmetischen Operationseinheiten für weißes Rauschen in der MAP-Decodierung, der iterativen Decodierung und der Viterbi-Decodierung erhält einen Mittelwert einer entzerrten Wellenform des kürzesten Wegs, dessen Wegmetrik unter allen der Wege in vergangenen und zukünftigen Intervallen K – L – 1 bis K + M minimal ist, welche einen Weg durchlaufen, der von einem Zustand S_k-1, der dem gegenwärtigen Zustand um einen vorausgeht, in den gegenwärtigen Zu stand S_k übergeht, in den vergangenen N Bits und zukünftigen Q Bits, und setzt einen Entzerrungswert für weißes Rauschen voraus. Das Informationsaufzeichnungs- und Wiedergabegerät der Erfindung kann auch vereinfacht werden, indem die Eingangssignalmuster nur in den vergangenen N Bits oder den zukünftigen Q Bits als Ziele gehandhabt werden. Die arithmetische Operationseinheit für eine Rauschkorrelation erhält einen Mittelwert der entzerrten Signale für die Eingangssignalmuster und erhält die Korrelation und Abweichung des Rauschens, welches von den Eingangssignalmustern abhängt, basierend auf einer Differenz zwischen der entzerrten Wellenform und dem Mittelwert. Somit können die Korrelation und die Abweichung des Rauschens, welche von den genauen Eingangssignalen abhängen, erhalten werden. In dem Fall, in welchem der Code mit der Beschränkungsbedingung, wie z. B. einer MTR-Beschränkung und Ähnlichem, magnetisch aufgezeichnet und wiedergegeben wird, erhält die arithmetische Operationseinheit für eine Rauschkorrelation die Korrelation und Abweichung des Rauschens, welche von den Eingangssignalmustern abhängen, durch ein Training, indem zufällige Eingangssignale verwendet werden, welche nicht beschränkt sind. Somit wird, selbst wenn das Muster, dessen Auftrittswahrscheinlichkeit durch die MTR-Beschränkung auf eine geringe Wahrscheinlichkeit unterdrückt wird, existiert, die Häufigkeit eines Trainings zum effektiven Erhalten der Rauschkorrelation reduziert. Indem das Decodieren durchgeführt wird, welches die MTR-Beschränkung berücksichtigt, werden die Anzahlen von Zuständen und Wegen, welche zum Decodieren erforderlich sind, reduziert, wird die Effizienz erhöht, und kann eine Decodierleistung (Fehlerrate) verbessert werden. In der arithmetischen Operationseinheit für eine Rauschkorrelation werden die Korrelation und Abweichung des Rauschens in der Speichereinheit in vorbestimmten Spurabseitsintervallen eines Wiedergabekopfes in einer Spurbreitenrichtung gespeichert, und wird ein Spurabseitsbetrag aus einer Veränderung eines Amplitudenwertes eines Präambelteils detektiert und werden die Korrelation und Abweichung des Rauschens gemäß dem Spurabseitsbetrag aus der Speichereinheit ausgelesen und zum Decodieren verwendet, wodurch das genauere Decodieren durchgeführt wird. In der arithmetischen Operationseinheit für eine Rauschkorrelation werden die Korrelation und Abweichung des Rauschens in jeder Zone, jedem Zylinder oder jedem Sektor in der Speichereinheit gespeichert, und für jedes Decodieren verwendet, wodurch das genaue Decodieren verwendet wird. Die arithmetische Operationseinheit für eine Rauschkorrelation erhält die Korrelation und Abweichung des Rauschens aus einem Wiedergabesignal einer Trainingsfolge, welche in einem Trainingssektor oder einem Trainingszylinder des Mediums aufgezeichnet ist, wodurch eine Trainingseffizienz verbessert wird. Die arithmetische Operationseinheit für eine Rauschkorrelation erhält die Korrelation und Abweichung des Rauschens, welche in der Speichereinheit gespeichert sind, indem sie in Übereinstimmung mit dem Amplitudenwert der Präambel jedes Sektors des Mediums korrigiert werden, wodurch das genaue Decodieren durchgeführt wird. Die arithmetische Operationseinheit für eine Rauschkorrelation berechnet des Weiteren die Korrelation und Abweichung des Rauschens zu einer gewissen spezifischen Zeitlage (Timing) erneut und aktualisiert die Speichereinheit, wodurch ein Gerät mit einer Beständigkeit entsprechend einer zeitabhängigen Verschlechterung der Rauschparameter realisiert wird.
Ein bevorzugtes Verfahren der Erfindung ist ein Informationsaufzeichnungs- und Wiedergabeverfahren zum Ausführen einer MAP-(Maximum A posteriori Probability)Decodierung, umfassend die Schritte:
Berechnen einer Korrelation e(S^m _k) und einer Abweichung σ(S^m _k) von Rauschen für vergangene und zukünftige Zustände, welche von Eingangssignalmustern X_k-N, ..., und X_k-Q in vergangenen N Bits und zukünftigen Q Bits abhängen, und Speichern derselben;
Erhalten von Werten n_k für weißes Rauschen für die vergangenen und zukünftigen Zustände, wobei farbiges Rauschen in weißes Rauschen konvertiert wird, indem die Korrelation e(S^m _k) und die Abweichung σ(S^m _k) des Rauschens verwendet werden, welche gespeichert wurden; und
Berechnen eines Eingangssignals (Kanalinformation) λc(y_k|S^m _k) der MAP-Decodierung aus den Werten für weißes Rauschen und seiner Abweichung σ(S^m _k) für die vergangenen und zukünftigen Zustände.
Ein weiteres Verfahren, welches die Erfindung verwendet, ist ein Informationsaufzeichnungs- und Wiedergabeverfahren zum Durchführen einer allgemeinen iterativen Decodierung, umfassend die Schritte:
Berechnen einer Korrelation e(S^m _k) und einer Abweichung σ(S^m _k) von Rauschen für vergangene und zukünftige Zustände, welche von Eingangssignalmustern X_k-N, ..., und X_k-Q in vergangenen N Bits und zukünftigen Q Bits abhängen, und Speichern derselben;
Erhalten von Werten n_k für weißes Rauschen für die vergangenen und zukünftigen Zustände, wobei farbiges Rauschen in weißes Rauschen konvertiert wird, indem die Korrelation e(S^m _k) und die Abweichung σ(S^m _k) des Rauschens für die vergangenen und zukünftigen Zustände verwendet werden, welche gespeichert wurden; und
Berechnen eines Eingangssignals (Kanalinformation) λc(y_k|S^m _k) oder der iterativen Decodierung aus den Werten für weißes Rauschen für die vergangenen und zukünftigen Zustände und seiner Abweichungen σ(S^m _k) .
Ein weiteres Verfahren, welches die Erfindung verkörpert, ist ein Informationsaufzeichnungs- und Wiedergabeverfahren zum Durchführen einer MAP-(Maximum A posteriori Probability)Decodierung, umfassend die Schritten:
Berechnen einer Abweichung σ(S^m _k) von Rauschen für vergangene und zukünftige Zustände, welche von Eingangssignalmustern X_k-N, ..., und X_k-Q in vergangenen N Bits und zukünftigen Q Bits abhängen, in Bezug auf ein entzerrtes Signal, als ein Ziel, bei welchem Rauschen, das nach einer Entzerrung erhalten wird, weißem Rauschen sehr ähnlich wird, und Speichern der Abweichung; und
Berechnen eines Eingangssignals (Kanalinformation) λc(y_k|S^m _k) der MAP-Decodierung aus der gespeicherten Abweichung σ(S^m _k).
Ein noch weiteres Verfahren, welches die Erfindung verwendet, ist ein Informationsaufzeichnungs- und Wiedergabeverfahren zum Durchführen einer iterativen Decodierung, umfassend die Schritte:
Berechnen einer Abweichung σ(S^m _k) von Rauschen für vergangene und zukünftige Zustände, welche von Eingangssignalmustern X_k-N, ..., und X_k-Q in vergangenen N Bits und zukünftigen Q Bits abhängen, in Bezug auf ein entzerrtes Signal, als ein Ziel, bei welchem Rauschen, das nach einer Entzerrung erhalten wird, weißem Rauschen sehr ähnlich wird, und Speichern der Abweichung; und
Berechnen eines Eingangssignals (Kanalinformation) λc(y_k|S^m _k) der iterativen Decodierung aus der gespeicherten Abweichung σ(S^m _k).
Ein weiteres Verfahren, welches die Erfindung verwendet, ist ein Informationsaufzeichnungs- und Wiedergabeverfahren zum Durchführen einer MAP-(Maximum A posteriori Probability)Decodierung, umfassend die Schritte:
Berechnen einer Abweichung σ(S^m _k) von Rauschen für vergangene und zukünftige Zustände, welche von Eingangssig nalmustern X_k-N, ..., und X_k-Q in vergangenen N Bits und zukünftigen Q Bits abhängen, in Bezug auf eine Eingangssignalfolge, als ein Ziel, welche nach einer Entzerrung erhalten wird, bei welcher Rauschen, das nach der Entzerrung erhalten wird, weißem Rauschen sehr ähnlich wird, und Speichern der Abweichung; und
Teilen der Eingangssignalfolge, welche nach der Entzerrung erhalten wird, in eine Folge kleiner Fenster, Erhalten eines Eingangssignals (Kanalinformation) λc(y_k|S^m _k) aus der gespeicherten Abweichung σ(S^m _k) in der Reihenfolge der Fensterfolge, und Berechnen einer Wahrscheinlichkeit während eines Gleitens.
Ein weiteres Verfahren, welches die Erfindung verwendet, ist ein Informationsaufzeichnungs- und Wiedergabeverfahren zum Durchführen einer iterativen Decodierung, umfassend die Schritte:
Berechnen einer Abweichung σ(S^m _k) von Rauschen für vergangene und zukünftige Zustände, welche von Eingangssignalen X_k-N, ..., und X_k-Q in vergangenen N Bits und zukünftigen Q Bits abhängen, in Bezug auf ein Entzerrungssignal, als ein Ziel, bei welchem Rauschen, das nach der Entzerrung erhalten wird, weißem Rauschen sehr ähnlich wird, und Speichern der Abweichung; und
Teilen einer Eingangssignalfolge, welche nach der Entzerrung erhalten wird, in eine Folge kleiner Fenster, Erhalten eines Eingangssignals (Kanalinformation) λc(y_k|S^m _k) aus der gespeicherten Abweichung σ(S^m _k) in der Reihenfolge der Fensterfolge, und Berechnen einer Wahrscheinlichkeit während eines Gleitens.
Ein noch weiteres Verfahren, welches die Erfindung verkörpert, ist ein Informationsaufzeichnungs- und Wiedergabeverfahren zum Durchführen einer Viterbi-Decodierung, umfassend die Schritte:
Berechnen einer Korrelation e(S^m _k) und einer Abweichung σ(S^m _k) von Rauschen für vergangene und zukünftige Zustände, welche von Eingangssignalmustern X_k-N, ..., X_k-Q in vergangenen N Bits und zukünftigen Q Bits abhängen, und Speichern derselben;
Erhalten von Werten n_k für weißes Rauschen für die vergangenen und zukünftigen Zustände, wobei farbiges Rauschen in weißes Rauschen konvertiert wird, indem die Korrelation e(S^m _k) und Abweichung σ(S^m _k) des Rauschens für die vergangenen und zukünftigen Zustände, welche gespeichert wurden, verwendet werden; und
Berechnen einer Abzweigmetrik (Kanalinformation) λc(y_k|S^m _k) der Viterbi-Decodierung aus den Werten für weißes Rauschen für die vergangenen und zukünftigen Zustände und seiner Abweichung σ(S^m _k).
Weitere Merkmale sind im Wesentlichen die gleichen wie jene in der Signaldecodierschaltung.
Die obigen und weitere Merkmale und Vorteile der vorliegenden Erfindung werden aus der folgenden detaillierten Beschreibung mit Bezugnahme auf die Zeichnungen deutlicher werden.
1 ist ein Blockdiagramm eines Festplattenlaufwerks, auf welches die Erfindung angewendet wird;
2 ist ein Blockdiagramm eines Lesekanals, welcher als ein Aufzeichnungs- und Wiedergabesystem in 1 dient;
3 ist ein Blockdiagramm, welches eine Konstruktion von Komponentenelementen in einem Bereich von einem CRC-Codierer zu einem inneren Codierer in 2 zeigt;
4A und 4B sind Blockdiagramme, welche eine Konstruktion von Komponentenelementen in einem Bereich von dem inneren Codierer zu einem CRC-Detektor in 2 zeigt;
5 ist ein Erklärungsdiagramm von Zuständen in einem PR4-Kanal;
6 ist ein Erklärungsdiagramm eines Zustandsübergangs in dem PR4-Kanal;
7 ist ein Erklärungsdiagramm eines Berechnungsverfahrens von α, β und γ in einem MAP-(Maximum A posteriori Probability)Decodierverfahren;
8 ist ein Flussdiagramm für eine Berechnungsprozedur in dem MAP-Decodierverfahren;
9 ist ein Erklärungsdiagramm einer Tabelle, in welcher Zustände für ein Aufzeichnungssignal auf einem Medium und Mittelwerte von Wellenformen, die nach einer Entzerrung erhalten werden, gespeichert wurden, und welche bei einem Decodieren der vorliegenden Erfindung verwendet wird;
10A bis 10C sind Erklärungsdiagramme von Rauschmodellen, welche in einem Decodierschritt der Erfindung verwendet werden;
11 ist ein Erklärungsdiagramm einer Tabelle, in welcher Korrelationen und Standardabweichungen von Rauschen für Zustände des Signals auf dem Medium aufgezeichnet wurden, und welche beim Decodieren der Erfindung verwendet wird;
12 ist ein Erklärungsdiagramm eines Auswahlbeispiels des kürzesten Wegs in einem NPMAP-(Noise Predictive Maximum A posteriori Probability) Decodierverfahren der Erfindung;
13 ist ein Erklärungsdiagramm eines Berechnungsbeispiels von Kanalinformation eines Zustands in dem NPMAP-Decodierverfahren der Erfindung;
14 ist ein Blockdiagramm einer Trainingsfunktion zum Erhalten eines Signals eines Zustands und von Rauschparametern gemäß der Aufzeichnung und Wiedergabe eines Trainingssignals;
15 ist ein Blockdiagramm einer Datensignalaufzeichnung und -Wiedergabe zum Empfangen und Decodieren des Signals und von Rauschparametern für den Zustand des Signals, welches durch Training erhalten wird;
16 ist ein Erklärungsdiagramm eines Gleitfensterverfahrens, welches auf die MAP-Decodierung der Erfindung angwendet wird;
17A und 17B sind Flussdiagramme für die MAP-Decodierung der Erfindung, wobei das Gleitfensterverfahren verwendet wird;
18 ist ein Erklärungsdiagramm von Zuständen eines PR-Kanals in dem Fall, in welchem das EEPR4 auf einen 16/17 MTR-Code angwendet wird;
19 ist ein Erklärungsdiagramm eines Zustandsübergangs des PR-Kanals in dem Fall, in welchem das EEPR4 auf den 16/17 MTR-Code angewendet wird; und
20 ist ein Erklärungsdiagramm einer Speichertabelle, in welcher Korrelationen und Standardabweichungen von Rauschen für Zustände des Signals auf dem Medium in Bezug auf den PR-Kanal als ein Ziel in 19 und Mittelwerte entzerrter Signale gespeichert wurden.
In der folgenden Beschreibung bezieht sich der Begriff "Rauschen" auf Rauschkomponenten von Signalen, welche (zum Beispiel) durch einen Wiedergabekopf eines Festplattenlaufwerks gelesen werden.
1 ist ein Blockdiagramm eines Festplattenlaufwerks, auf welches die Erfindung angewendet wird. Das Festplattenlaufwerk umfasst einen SCSI-Controller 10, eine Antriebssteuerung 12 und ein Festplattengehäuse 14. Eine Schnittstelle mit einem Host ist nicht auf den SCSI-Controller 10 beschränkt, sondern es kann auch ein anderer geeigneter Schnittstellencontroller verwendet werden. Der SCSI-Controller 10 besitzt: eine MCU (Hauptsteuereinheit) 16; einen Speicher 18, umfassend einen DRAM oder einen SRAM, welcher als ein Steuerungsspeicher verwendet wird; einen Programmspeicher 20, welcher einen nichtflüchtigen Speicher wie z. B. einen Flashspeicher oder Ähnliches zum Speichern eines Steuerprogramms verwendet; einen Festplattencontroller (HDC) 22; und einen Datenpuffer 24. Die Antriebssteuerung 12 besitzt: eine Antriebsschnittstellenlogik 26; einen DSP 28; einen Lesekanal 30; und einen Servoantrieb 32. Des Weiteren wird ein Kopf-IC 34 für das Plattengehäuse 14 bereitgestellt. Kombinationsköpfe 36-1 bis 36-6, von denen jeder einen Aufzeichnungskopf und einen Wiedergabekopf besitzt, sind mit dem Kopf-IC 34 verbunden. Die Kombinationsköpfe 36-1 bis 36-6 werden jeweils für Aufzeichnungsoberflächen von Magnetplatten 38-1 bis 38-3 bereitgestellt und zu beliebigen Spurpositionen der Magnetplatten 38-1 bis 38-3 bewegt, indem ein Drehstellantrieb durch einen VCM 40 angetrieben wird. Die Magnetplatten 38-1 bis 38-3 werden durch einen Spindelmotor 42 mit einer vorbestimmten Geschwindigkeit gedreht.
2 zeigt eine Konstruktion des Lesekanals 30 in 1 in dem Fall, in welchem ein iteratives Decodierverfahren verwendet wird. Benutzerdaten, umfassend ein Binärmuster von "0, 1", werden in einen CRC-(Cyclic Redundancy Check Codes)Codierer 44 für eine Fehlerkorrektur und – Erkennung eingegeben, und danach in einen ECC-(Error Correction Code) Codierer 46 für eine Fehlerkorrektur eingegeben. Anschließend wird ein Ausgabeergebnis des ECC-Codierers 46 in einen RLL-(Run Length Limited)Codierer eingegeben, um eine Timingkorrektur bei einer Wiedergabe durch eine PLL (Phase Locked Loop) zu ermöglichen. In diesem Beispiel wird, da ein MTR-(Maximum Transition Run)Code zum Beschränken eines kontinuierlichen magnetischen Übergangs verwendet wird, unter Berücksichtigung von Charakteristika eines magnetischen Aufzeichnungs- und Wiedergabekanals, das Ausgabeergebnis des ECC-Codierers 46 in einen RLL/MTR-Codierer 48 eingegeben. Ein Ausgabeergebnis u_k des RLL/MTR-Codierers 48 wird in einen äußeren Codierer 52 einer äußeren Codierungseinheit 50 eingegeben. Eine Ausgabe x_k des äußeren Codierers 52 wird durch einen Kopf/ein Medium 56 wiedergegeben, nachdem die magnetische Aufzeichnung abgeschlossen ist. Ein wiedergegebenes analoges Signal wird durch einen Entzerrer 58 geformt, so dass es eine gewünschte Zielwellenform von PR4, EPR4, EEPR4, MEEPR4 oder Ähnliches besitzt, und wird ein Kanalsignal y_k. Ein magnetischer Aufzeichnungs- und Wiedergabekanal 54, welcher den Kopf/das Medium 56 und den Entzerrer 58 umfasst, kann als ein Codierer zum Konvertieren des Ausgabesignals x_k des äußeren Codierers 52 in das Ausgabesignal y_k des magnetischen Aufzeichnungs- und Wiedergabekanals 54 betrachtet werden, und wird hier als ein innerer Codierer 54 bezeichnet. Das Analogsignal y_k, welches durch den Entzerrer 58 geformt wird, wird durch einen iterativen Decodierer 60 als ein Decodierer für den äußeren Codierer 52 und inneren Codierer 54 decodiert, so dass finale Decodierdaten durch einen RLL/MTR-Decodierer 62, einen ECC-Decodierer 64 und einen CRC-Detektor 66 erhalten werden.
3 zeigt Details der Komponentenelemente in einem Bereich von dem CRC-Codierer 44 zu dem inneren Codierer 54 in dem Lesekanal in 2. Eine Parität zum Detektieren einer Fehlerkorrektur in dem ECC wird durch den CRC-Codierer 44 zu den Benutzerdaten hinzugefügt, eine Parität zur Fehlerkorrektur durch den Reed-Solomon-Code wird durch den ECC-Codierer 46 hinzugefügt, und sein Ausgabeergebnis wird in den RLL/MTR-Codierer 48 eingegeben. Das Ausgabesignal u_k des RLL/MTR-Codierers 48 wird durch einen Interleaver 70 in zufällige Zahlen konvertiert und ihre Folge wird in den äußeren Codierer 52 eingegeben. Als ein äußerer Code, welcher aus dem äußeren Codierer 52 ausgegeben wird, wird angenommen, dass ein Ergebnis (digitaler Wert) einer binären Unterscheidung (harte Entscheidung) von "0, 1" nicht als ein Decodierergebnis ausgegeben wird, sondern ein Turbo-Code, ein LDPC (low density parity check code) oder Ähnliches als ein Code, welcher eine iterative Decodierung durch einen Decodierer für eine weiche Entscheidung, welcher ein weiches Entscheidungsergebnis (analoger Wert) eingibt und ausgibt, das ein Beispiel für eine Wahrscheinlichkeit (Zuverlässigkeitsinformation) ist, wobei eine Decodierfolge gleich "0" oder "1" ist, wenn eine Bedingung verwendet wird. Ein PUMUX (Puncturing & Multiplexer) 72 konvertiert eine Ausgabe p_k des äußeren Codierers 52, welche dem Ausgabesignal u_k des RLL/MTR-Codierers 48 entspricht, in eine Aufzeichnungsfolge x_k. Der PUMUX 72 punktiert die Ausgabe p_k des äußeren Codierers genau, auf eine Art und Weise, so dass eine Codierungsrate U_len/X_len, welche ein Beispiel für ein Verhältnis ist, in dem Fall, in welchem die Ausgabe u_k, welche eine Länge von U_len Bits besitzt, aus dem RLL/MTR-Codierer 48, in die Ausgabe x_k, welche eine Länge von X_len Bits besitzt, des PUMUX konvertiert wird, auf einen gewünschten Wert eingestellt wird, und multiplext danach eine resultierende Ausgabe p_k zu der Ausgabe u_k des äußeren Codierers. Die PUMUX Ausgabe x_k wird durch den Kopf/das Medium 56 aufgezeichnet und wiedergegeben. Die wiedergegebene Wellenform wird durch den Entzerrer 58 zu einer gewünschten Signalwellenform entzerrt, welcher umfasst: ein CTF(Continuous Time Filter) 78 zum Unterdrücken von Rauschen durch eine Frequenzbegrenzung; und ein FIR-(Finite Impulse Response)Filter 80 zur finalen Wellenformformung einer Ausgabe des CTF 78 durch eine endliche Verzögerungsleitung und einen Anschluss (engl. tap). Eine Ausgabe y_k des FIR-Filters 80 wird eine Folge eines inneren Codes für die Ausgabe x_k des PUMUX 72, wenn der magnetische Aufzeichnungs- und Wiedergabekanal, umfassend den Kopf/das Medium 56, das CT-Filter 78 und das FIR-Filter 80, als ein innerer Codierer 54 betrachtet wird.
4A und 4B zeigen Details der Komponentenelemente in einem Bereich von dem inneren Codierer 54 zu dem CRC-Detektor 66 in 2. Die Folge x_k wird in die Folge y_k eines inneren Codes konvertiert, welche als eine Ausgabe des Entzerrers 58 dient, durch den inneren Codierer 54 als ein magnetischer Aufzeichnungs- und Wiedergabekanal, und zu einem Decodierer 86 für einen inneren Code gesendet, der in dem iterativen Decodierer 60 vorgesehen ist, welcher als ein Decodierer für den magnetischen Aufzeichnungs- und Wiedergabekanal dient. In diesem Beispiel ist der Decodierer 86 für einen inneren Code ein MAP-Decodierer zum Durchführen der MAP-Decodierung. Die Folge y_k eines inneren Codes durchläuft den inneren Codierer 54 als einen magnetischen Aufzeichnungs- und Wiedergabekanal, so dass sie unvermeidbar nicht nur Signalkomponenten sondern auch Rauschkomponenten umfasst. Eine Korrelation des Rauschens, welche von eine arithmetischen Operationseinheit 84 für eine Rauschkorrelation durch ein Verfahren vorausgesetzt wird, welches unten deutlich erklärt werden wird, und ein Wert einer Standardabweichung σ des Rauschens werden in einem Speicher 88 in dem Decodierer 86 für einen inneren Code gehalten. In dem Decodierer 86 für einen inneren Code werden, basierend auf der Folge y_k eines inneren Codes, der Standardabweichung σ und Vorinformation Λ_a(x_k) für die Aufzeichnungsfolgen x_k die folgenden Werte von γ_k, α_k-4, β_k und Λ(x_k) durch einen MAP-(Maximum A posteriori Probability)Algorithmus berechnet: das heißt, γ_k eines arithmetischen Operationsblocks 90 als eine Übergangswahrscheinlichkeit in einem Bereich von einem Zeitpunkt k-1 zu einem Zeitpunkt k in jedem Zustand in einem Gitterdiagramm, welches einen Zeitübergang eines Zustands in dem magnetischen Aufzeichnungs- und Wiedergabekanal zeigt; α_k-1 eines arithmetischen Operations block 94 als eine Wahrscheinlichkeit in jedem Zustand in einem Bereich von einem Startpunkt eines Gitters zu dem Zeitpunkt k-1; β_k eines arithmetischen Operationsblocks 95 als eine Wahrscheinlichkeit in jedem Zustand in einem Bereich von einem Endpunkt des Gitters zu dem Zeitpunkt k; und Λ(x_k) eines arithmetischen Operationsblocks 96 als Zuverlässigkeitsinformation für jedes Bit, welches durch Produkte von α_k-1, β_k und γ_k berechnet wird. Externe Information Λ_e(x_k) wird durch Subtrahieren der Vorinformation Λ_a(x_k) aus der Zuverlässigkeitsinformation Λ(x_k) des arithmetischen Operationsblocks 96 durch einen arithmetischen Operationsblock 98 berechnet, und diese externe Information wird eine Ausgabe. Die ausgegebene externe Information Λ_e(x_k) wird durch einen DE-PUMUX 100 zum Durchführen einer Operation entgegengesetzt zu der des PUMUX 72 in 3 und durch einen Interleaver 102 übertragen, und wird in einen Decodierer 104 für einen äußeren Code als Vorinformation Λ_a(x_k) für die Ausgabefolge u_k des RLL/MTR-Codierers eingegeben. Nachdem der äußere Code durch den Decodierer 104 für einen äußeren Code decodiert wurde, außer wenn passende iterative Endbedingungen erfüllt sind, wird externe Information Λ_e(u_k) für die Ausgabefolge u_k des RLL/MTR-Codierers durch einen Deinterleaver 106, zum Ausführen der Operation entgegengesetzt zu der des Interleavers 70 in 3, und durch einen PUMUX 108 übertragen, und wird an den Decodierer 86 für einen inneren Code als Vorinformation Λ_a(x_k) für die Aufzeichnungsfolge x_k gesendet. Der iterative Decodierer 60 berechnet die Zuverlässigkeitsinformation unter einer Mehrzahl von Decodierern wie oben erwähnt iterativ, wodurch eine Decodiergenauigkeit erhöht wird. In Bezug auf den iterativen Decodierer gibt es das Dokument von Z. Wu, "Coding and Iterative Decoding for Magnetic Recording Channels", Kluwer Academic Publisher, 2000. In dem iterativen Berechnungsschritt in dem iterativen Decodierer 60 wird, außer wenn die passenden iterativen Endbedingungen in dem Decodierer 104 für einen äußeren Code erfüllt werden, die Zuverlässigkeitsinformation Λ(u_k) für die Ausgabefolge u_k des RLL/MTR-Codierers an einen Block 110 für eine harte Entscheidung gesendet und wird ein binärer Wert von "0, 1" unterschieden (diskriminiert). Ein binär unterschiedenes Ergebnis wird an den RLL/MTR-Decodierer 62 gesendet. Eine Fehlerkorrektur wird durch den ECC-Decodierer 64 an dem Decodierergebnis durchgeführt. Die Fehlerkorrektur wird durch den CRC-Detektor 66 endgültig kontrolliert, und die Benutzerdaten werden erhalten.
Anschließend wird eine Prozedur für ein BCJR-(Bahi-Cocke-Jeinek-Raviv)Decodierverfahren beschrieben werden, welches in dem Decodierer 86 für einen inneren Code ausgeführt wird, der als ein MAP-Decodierer für den magnetischen Aufzeichnungs- und Wiedergabekanal in den 4A und 4B dient. Es wird nun angenommen, dass der magnetische Aufzeichnungs- und Wiedergabekanal, als ein innnerer Codierer 54 in 4A für die Aufzeichnungsfolge x_k, der PR-Kanal ist, beispielsweise ein PR4-Kanal. Angenommen, dass jeder Zustand des PR4-Kanals wie in 5 gezeigt definiert ist, ist ein Zustandsübergangsdiagramm, welches einen Übergang für die Zeit in jedem Zustand zeigt, wie in 6 gezeigt. Nun angenommen, dass ein Rauschen n_k in dem PR4-Kanal eine Gauß'sche Verteilung besitzt, dessen Mittelwert gleich 0 ist und dessen Varianz σ² ist und dass ein idealer Entzerrwert zu dem Zeitpunkt, wenn der Zustand von dem Zustand zum Zeitpunkt k-1 in den Zustand zum Zeitpunkt k übergeht durch d_{{sk-1 → sk}} ausgedrückt wird, wird eine Wahrscheinlichkeitsdichtefunktion des Rauschens n_k durch die folgende Gleichung (1) ausgedrückt.
Durch Multiplizieren von (2π)^1/2σ auf beiden Seiten der Gleichung (1) und Erhalten ihres natürlichen Logarithmus, wird, wie durch die folgende Gleichung (2) gezeigt, Kanalinformation Λ_c(y_k) erhalten.
Die MAP-Decodierung für den PR4-Kanal wird, wie in 7 gezeigt, aus der Vorinformation Λ_a(x_k) für die Kanalinformation Λ_c(y_k) und der Aufzeichnungsfolge x_k ausgeführt.
Wo,

γ_k(S_k-1, S_k):: Wahrscheinlichkeit, mit welcher der Zustand von jedem Zustand zum Zeitpunkt k-1 in jeden Zustand zum Zeitpunkt k übergeht
α_k-1(S_k-1):: Wahrscheinlichkeit, mit welcher der Zustand vom Startpunkt des Gitters in jeden Zustand zum Zeitpunkt k-1 übergeht
β_k(S_k):: Wahrscheinlichkeit, mit welcher der Zustand vom Endpunkt des Gitters zu jedem Zustand zum Zeitpunkt k zurückverfolgt wird.

Diese Wahrscheinlichkeiten können jeweils durch die folgenden Gleichungen (3) bis (5) ausgedrückt werden.
Angenommen, dass ein Anfangszustand und ein Endzustand ein Zustand So sind, sind Endpunktbedingungen wie folgt.
Die Zuverlässigkeitsinformation Λ(x_k), welche durch einen natürlichen Logarithmus (Logarithmuswahrscheinlichkeitsverhältnis) mit einem Verhältnis einer Posteriori-Wahrscheinlichkeit, bei welcher x_k zum Zeitpunkt k gleich "1" ist, und einer Posteriori-Wahrscheinlichkeit, bei welcher es gleich "0" ist, ausgedrückt wird, wird durch die folgende Gleichung (7) erhalten.
wo,

(S_k-1, S_k), x_k = 1:: alle Zustandsübergänge die mit x_k = 1 zu tun haben
(S_k-1, S_k), x_k = 0:: alle Zustandsübergänge die mit x_k = 0 zu tun haben.

Aus der Gleichung (7) wird die externe Information Λ_e(x_k) erhalten, indem die Vorinformation Λ_a(x_k) subtrahiert wird, wie durch den arithmetischen Operationsblock 98 in den 4A und 4B gezeigt. Der Decodierer 86 für einen inneren Code in den 4A und 4B gibt die externe Information Λ_e(x_k) aus. Λe(xk) = Λ(xk) – Λa(xk) (8)
8 ist ein Flussdiagramm für eine Prozedur der Berechnungen in dem BCJR-Decodieralgorithmus. Zuerst wird in Schritt S1 γ_k(S_k-1, S_k) basierend auf den Gleichungen (2) und (3) berechnet. Anschließend wird in Schritt S2 α_k(S_k) basierend auf der Gleichung (4) erhalten. In Schritt S3 wird β_k(S_k) basierend auf der Gleichung (5) erhalten. Schließlich werden in Schritt S4 Λ(x_k) und Λ_e(x_k) basierend auf den Gleichung (7) und (8) erhalten. Ein LogMAP-Decodierverfahren zum Berechnen des BCJR-Decodierverfahrens in einem Logarithmusbereich wurde auch vorgeschlagen, um einen Berechnungsbetrag zu reduzieren. Gemäß dem LogMAP-Decodierverfahren ist, obwohl die Gleichungen (3) bis (7) durch die folgenden Gleichungen (9) bis (13) ersetzt werden, eine Berechnungsprozedur gleich zu der in dem BCJR-Decodierverfahren.
Des Weiteren wurde auch ein Max-LogMAP-Decodierverfahren vorgeschlagen, um den Berechnungsbetrag weiter zu reduzieren, indem die Gleichung (14) an die folgende Gleichung (15) angeglichen wird max·(a, b) ≈ max (a, b) (15)
Ein ähnlicher Effekt kann auch in einem Fall erhalten werden, in dem ein SOVA-(Soft Output Viterbi Algorithm)Decodierverfahren verwendet wird. Das SOVA-Decodierverfahren wird erhalten, indem das Viterbi-Decodierverfahren erweitert wird, um eine weiche Ausgabe auszuführen. Im Prinzip ist es das SISO-Decodierverfahren mit der gleichen weichen Eingabe und der gleichen weichen Ausgabe wie das BCJR-Decodierverfahren. Ein Unterschied zwischen dem BCJR-Decodierverfahren und dem SOVA-Decodierverfahren ist wie folgt. Im Falle des BCJR-Decodierverfahrens wird die Posteriori-Wahrscheinlichkeit unter Berücksichtigung aller möglichen Wege (Folge des Zustandsübergangs) erhalten. Jedoch wird im Falle des SOVA-Decodierverfahrens die Posteriori-Wahrscheinlichkeit nur aus Teilwegen erhalten. Daher ist gemäß dem SOVA-Decodierverfahren, obwohl eine Leistung schlechter ist als die des BCJR-Decodierverfahrens, ein Berechnungsbetrag gering. Obwohl sich ein Auswahlverfahren des Wegs unterscheidet, da das SOVA-Decodierverfahren im Prinzip das gleiche SISO-Decodierverfahren ist, basiert eine Berechnung der Wegmetrik für jeden Zustandsübergang auf den gleichen Gleichungen (3) und (4) oder Gleichungen (9) und (10) wie jenen in dem BCJR-Decodierverfahren. Daher können Gleichungen (25) und (26) gemäß der Erfindung angewendet werden wie sie sind. In Bezug auf das SOVA-Decodierverfahren gibt es das Dokument von J. Hagenauer und P. Hoeher, "A Viterbi algorithm with soft-decision Outputs and its applications", IEEE Globe Com, Seiten 1680–86, 1989, und Ähnliche.
Jedoch ist der herkömmliche MAP-Decodierer zum Ausführen der Berechnungen der Gleichungen (2) bis (8) auf der Annahme konstruiert, dass das Kanalrauschen n_k weißes Rauschen ist, welches keine Korrelation im Rauschen besitzt, wie durch die Gleichung (1) gezeigt, als eine Bedingung, und selbst wenn er auf den tatsächlichen Kanal angewendet wird, welcher eine Korrelation im Rauschen besitzt, kann keine ausreichende Leistung erreicht werden. Der herkömmliche MAP-Decodierer kann im Einklang mit einer Erhöhung der Aufzeichnungsdichte nicht mehr und mehr ignoriert werden. Auf einen Einfluss durch nichtlineare Faktoren wie z. B. PE (Partial Erasure), NLTS (Non Linear Transition Shift) und Ähnliches, welche von den Aufzeichnungssignalmustern auf dem Medium abhängen, wird keine Rücksicht genommen. Um der Erhöhung einer Aufzeichnungsdichte in zukünftigen Magnetaufzeichnungsgeräten gerecht zu werden reicht solch ein herkömmlicher MAP-Decodierer nicht ganz aus. Im ersten Ausführungsbeispiel der Erfindung, um einer Verschlechterung der Leistung aufgrund der nichtlinearen Faktoren wie z. B. PE, NLTS und Ähnlichen gerecht zu werden, welche von den Aufzeichnungssignalmusterns auf dem Medium abhängen, werden 2^N+Q+1 Zustände S^m ₀ bis S^m _2^(N+Q+1)-1, welche binären Aufzeichnungssignalen x_k-N, ..., x_k, ..., entsprechen, und x_k _+Q von vergangenen N Bits und zukünftigen Q Bits definiert, wie in einer Tabelle der 9 gezeigt, wodurch den Signalen und Rauschparametern ermöglicht wird, dass sie die Aufzeichnungssignalzustandsabhängigkeit besitzen. Mittelwerte d(S^m ₀) bis d(S^m _2^(N+Q+1)-1) einer Wellenform y_k, welche nach der Entzerrung in der Erfindung für die Zustände S^m ₀ bis S^m _2^(N+Q+1)m-1 erhalten werden, werden wie in 9 gezeigt durch die arithmetische Operationseinheit 84 für eine Rauschkorrelation in den 4A und 4B erhalten, indem die Trainingsfolge verwendet wird. Eine arithmetische Operation der Rauschkorrelation, welche die Trainingsfolge verwendet, wird durch einen Trainingsfolgengenerator 74, Selektoren 76 und 82 und die arithmetische Operationseinheit 84 für eine Rauschkorrelation in den 3, 4A und 4B realisiert, und dieser Punkt wird in der folgenden Erklärung verdeutlicht werden. In 4B können, indem durch Festlegen von N = 0 die Aufzeichnungssignalabhängig keit nur in der Zukunft oder durch Festlegen von Q = 0 nur in der Vergangenheit betrachtet wird, die Anzahl von Trainingshäufigkeiten, eine mittlere Berechnungszeit und ein Speicher zum Speichern der Zustandsabhängigkeit eines Aufzeichnungssignals in 4B reduziert werden. In dem ersten Ausführungsbeispiel wird angenommen, dass das ausgegebene Rauschen n_k des Entzerrers zum Zeitpunkt k durch die folgende Gleichung (16) hergeleitet wird. nk = yk – d(Sm k) (16)wo,

S^m _k:: Zustand, welcher zum Zeitpunkt k aus 9 bestimmt wird.

Um die Vorrichtung zu vereinfachen kann auch eine ideal entzerrte Wellenform für den Zustand S^m _k anstelle von d(S^m _k) verwendet werden.
Die 10A bis 10C sind Erklärungsdiagramme von Rauschmodellen. Das ausgegebene Rauschen n_k in dem Entzerrer 58 in 10A, welches aus der Gleichung (16) erhalten wird, ist das farbige Rauschen, welches die Frequenzabhängigkeit wie durch ein Frequenzspektrum 118 gezeigt besitzt, wie in 10B gezeigt. Es wird angenommen, dass es auf einer Zeitbasis der 10C eine Autokorrelation 122 einer Gauß-Markov-Kette besitzt, welche eine Korrelation mit dem Rauschen der vergangenen L Bits und zukünftigen M Bits besitzt. Das weiße Gauß'sche Rauschen besitzt eine Autokorrelation 124 mit einem Frequenzspektrum 120, welches durch eine gestrichelte Linie gezeigt ist. In diesem Beispiel wird das ausgegebene Rauschen n_k durch die folgende Gleichung (17) erhalten.
wo

e_–L(S^m _k) ~ e_–1(S^m _k):: Gewichtung zum gegenwärtigen Zeitpunkt des Rauschens der vergangenen L Bits, welche vom Aufzeichnungszustand (S^m _k) abhängen
e₁(S^m _k) ~ e_M(S^m _k):: Gewichtungen zum gegenwärtigen Zeitpunkt des Rauschens der zukünftigen M Bits, welche vom Aufzeichnungszustand (S^m _k) abhängen
w_k:: weißes Gauß'sches Rauschen, welches zum gegenwärtigen Zeitpunkt hinzugefügt wird.

Da w_k nichts mit n_k-L, ..., n_k-1, n_k+1, ..., n_k+L, zu zu tun hat, wie e_–L(S^m _k), ..., e_–1(S^m _k), e₁(S^m _k), ... und e_M(S^m _k), ist es ausreichend, einen Wert zu erhalten, so dass eine Varianz
wo, < >: geschätzter Wert
von w_k minimal wird.
Daher, angenommen dass ein geschätzter Wert einer Autokorrelationsfunktion von n_k für den Zustand S^m _k auf R_nn(j|S^m _k) = < n_k n_k+j|S^m _k > (wo –L ≤ j ≤ M) festgelegt wird, ist es ausreichend, dass die folgende Gleichung (19) erfüllt wird, gemäß dem Minimum Mean Square Error Verfahren.
Daher, angenommen dass eine (L + M + 1) × (L + M + 1) Kovarianzmatrix von n_k auf R_i,j(S^m _k) = [R_nn(j-i|S^m _k)] (wo 1 ≤ i, j ≤ L + M + 1) festgelegt wird, wird eine Matrix R_\L+1(S^m _k), welche durch Ausschließen der Komponenten der (L + 1) Zeile und der (L + 1) Spalte erhalten wird, wie folgt ausgedrückt.
Es wird angenommen, dass e(S^m _k) = {e_–L(S^m _k), ..., e_–1(S^m _k), e₁(S^m _k), ..., e_M(S^m _k)} und r(S^m _k) = {R_nn(–L|S^m _k), ..., R_nn(–1|S^m _k), R_nn(1|S^m _k), ..., R_nn(M|S^m _k)}^T, e(S^m _k) wird durch durch die folgende Gleichung (21) erhalten. e(smk ) = R–1/L+1 (Smk )r(Smk ) (21)
Eine Varianz σ₂(S^m _k) des weißen Gauß'schen Rauschens w_k zu diesem Zeitpunkt wird durch die folgende Gleichung (22) erhalten. σ2(Smk ) = Rnn(0|Smk ) – rT(Smk )R–1/Li+1 (smk )r(smk ) (22)
In dem ersten Ausführungsbeispiel wird, um eine Decodiergenauigkeit zu erhöhen, in der Berechnung der Kanalinformation Λ_c(y_k) in der Gleichung (2), ein NPMAP-(Noise Predictive Maximum A posteriori Probability)Decodierverfahren ausgeführt, welches eine Korrelation für das vergangene und das zukünftige Rauschen einführt, welche von den Aufzeichnungsmustern abhängen.
Angenommen, dass e(S^m _k) und σ(S^m _k), welche durch die Gleichungen (21) und (22) erhalten werden, vom Zustand S^m _k in 9 abhängen, wie eine Korrelation und eine Standardabweichung des Rauschens für den Zustand des Signals auf dem Medium, welcher in einer Tabelle der 11 ge zeigt ist, kann, indem die Tabelle der 11 bei der Berechnung der Kanalinformation Λ_c(y_k) verwendet wird, das NPMAP-Decodierverfahren vom Aufzeichnungssignal abhängigen Typ realisiert werden. Nun, angenommen, dass das eingegebene Rauschen des MAP-Decodierers auf der Markov-Kette basiert, welche eine Korrelation mit dem Rauschen der vergangenen L Bits und zukünftigen M Bits besitzt, wird seine Wahrscheinlichkeitsdichtefunktion durch die folgende Gleichung (23) für die Gleichung (1) erhalten, welche ein weißes Rauschen ohne Korrelation voraussetzt.
Durch Multiplizieren von (2π)^1/2 auf der rechten Seite der Gleichung (23) und Erhalten ihres natürlichen Logarithmus, wird die Kanalinformation Λ_c(y_kS_k ^m), welche von dem Aufzeichnungssignal in der MAP-Decodierung abhängt, erhalten, wie durch die folgende Gleichung (24) gezeigt.
Um die Gleichung (24) zu berechnen ist es notwendig, das Rauschen in den vergangenen L Bits und zukünftigen M Bits vorauszusetzen. Zu diesem Zweck werden alle der Wegmetriken in dem Intervall von (k – L – 1) bis (k + M), welche den Weg durchlaufen, der vom Zustand S_k-1 in den Zustand S_k des PR-Kanals übergeht, berechnet, und der Weg, dessen Weg minimal wird, wird erhalten.
12 zeigt ein spezifisches Beispiel in dem Fall, in welchem in dem PR4-Kanal, es wird angenommen, dass die vergangenen L Bits = 2 Bits und die zukünftigen M Bits = 2 Bits sind, alle der Wegmetriken in dem Intervall von (k – 3) bis (k + 2), welche den Weg durchlaufen, der vom Zustand S₀ in den Zustand S₁ übergeht, berechnet werden, und der Weg, dessen Wert minimal wird, erhalten wird. Es wird angenommen, dass Mittelwerte d(S^m _k-L-1) bis d(S^m _k+M) einer entzerrten Wellenform entsprechend dem kürzesten Weg erhalten werden und das Rauschen n_k, welches nach der Entzerrung erhalten wird, durch die Gleichung (16) vorausgesetzt werden. Daher wird die Gleichung (24) wie folgt umgeschrieben.
13 zeigt ein spezifisches Berechnungsbeispiel der Kanalinformation Λ_c(y_k|S_k ^m) des Zustands, basierend auf der Gleichung (25) in der NPMAP-Decodierung, in dem Fall, in welchem die vergangenen L Bits = 2 Bits und die zukünftigen M Bits = 2 Bits in dem PR4-Kanal sind. Eine arithmetische Operation der Kanalinformation durch die Gleichung (25) wird durch eine arithmetische Operationseinheit 91 für weißes Rauschen ausgeführt, welche in dem arithmetischen Operationsblock 90 in den 4A und 4B eingebaut ist. Das heißt, die arithmetische Operationseinheit 91 für ein weißes Rauschen erhält das farbige Rauschen, welches das Frequenzspektrum 118 in 10B besitzt, als Werte für weißes Rauschen für die vergangenen und zukünftigen Zustän de, welche in das weiße Rauschen des Frequenzspektrums 120 konvertiert werden, indem die Korrelation e(S^m _k) und die Abweichung σ(S^m _k) des Rauschens in der Tabelle der 11 verwendet werden, welche in der Speichereinheit 88 gespeichert ist. Die arithmetische Operationseinheit 92 für ein Eingangssignal berechnet die Kanalinformation Λ_c(y_k|S^m _k) der Gleichung (25) aus den Werten für weißes Rauschen für die vergangenen und zukünftigen Zustände und ihre Abweichung σ(S^m _k), und erhält danach eine Wahrscheinlichkeit in der MAP-Decodierung aus diesem Kanal. Als ein Verfahren zum Voraussetzen der Mittelwerte d(S^m _k-L-1) bis d(S^m _k+M) in der Gleichung (25) können auch die Gleichungen (4) und (5) oder die Gleichungen (10) und (11) als α und β in der MAP-Decodierung in 7 verwendet werden, anstatt des Auswahlverfahrens für einen kürzesten Weg, wie in 12 gezeigt, oder es kann auch ein Decodierergebnis verwendet werden, welches durch ausreichend häufiges, wiederholtes Durchführen der Decodierung erhalten wird. Um das Gerät zu vereinfachen kann auch eine ideal entzerrte Wellenform für den Zustand S^m _k verwendet werden, anstatt von d(S^m _k-L-1) bis d(S^m _k+M), oder es kann auch der erste Ausdruck auf der rechten Seite der Gleichung (25) weggelassen werden. Indem die Rauschkorrelation nur in der Zukunft, indem L = 0 festgelegt wird, oder nur in der Vergangenheit, indem M = 0 festgelegt wird, betrachtet wird, kann die Anzahl von Trainingshäufigkeiten, eine Berechnungszeit für Rauschparameter und ein Speicher zum Speichern der Tabelle der Rauschparameter für den Signalzustand in 12 reduziert werden. Indem die Kanalinformation Λ_c(y_k) verwendet wird, welche aus der Gleichung (25) erhalten wird, und indem sie in den Gleichungen (3) bis (7) oder in den Gleichung (9) bis (13) angewendet wird, in dem Fall, in welchem im Logarithmusbereich berechnet wird, kann die MAP-Decodierung realisiert werden.
14 zeigt eine Trainingsfunktion zum Erhalten der Rauschparameter für den Signalzustand aufgrund der Aufzeichnung oder Wiedergabe des Trainingssignals in dem ersten Ausführungsbeispiel. Während dem Aufzeichnen oder Wiedergeben einer Trainingsfolge wird das Codieren durch die Folge, welche von dem CRC-Codierer 44 startet und den PUMUX 72 erreicht, nicht durchgeführt, jedoch wird die zufällige Trainingsfolge, welche durch den Trainingsfolgengenerator 74 erzeugt wird, durch den Kopf/das Medium 56 durch das Umschalten des Selektors 76 aufgezeichnet oder wiedergegeben und wird durch den Entzerrer 58, welcher das CT-Filter 78 und das FIR-Filter 80 umfasst, in eine gewünschte entzerrte Wellenform geformt. Die entzerrte Wellenform von dem Entzerrer 58 wird zu der arithmetischen Operationseinheit 84 für eine Rauschkorrelation gesendet, durch das Umschalten des Selektors 82. Eine Tabelle des Mittelwerts d(S^m _k) der Wellenform, welche nach der Entzerrung in 9 erhalten wird, wird aus dem Mittelwert der entzerrten Wellenform gebildet. e(S^m _k) und σ(S^m _k) werden durch die Gleichungen (16) bis (22) aus dem Mittelwert d(S^m _k) berechnet, wodurch die Tabelle der Rauschparameter für den Signalzustand in 11 vervollständigt wird. Durch Schließen eines Schalters 85 werden die Tabellen der 9 und 11 in dem Speicher 88 gehalten.
15 zeigt Aufzeichnungs- und Wiedergabezustände der Datenfolge, welche nach einem Abschluss des Trainings erhalten werden. Während der Aufzeichnung oder Wiedergabe dieser Datenfolge wird der Trainingsfolgengenerator 74 durch den Selektor 76 getrennt, wird das Codieren der Benutzerdatenfolge in dem Verarbeitungsschritt durchgeführt, welcher am CRC-Codierer 44 beginnt und den PUMUX 72 erreicht, wird die codierte Datenfolge durch den Kopf/das Medium 56 aufgezeichnet oder wiedergegeben, und wird sie durch den Entzerrer 58, welcher das CT-Filter 78 und das FIR-Filter 80 umfasst, zu einer gewünschten entzerrten Wellenform geformt. In dem Wiedergabeschritt wird die arithmetische Operationseinheit 84 für eine Rauschkorrelation durch den Selektor 82 getrennt und wird die entzerrte Wellenform an den iterativen Decodierer 60 gesendet. In dem Decodierer 68 für einen inneren Code (MAP-Decodierer für den magnetischen Aufzeichnungs- und Wiedergabekanal), entsprechend der ersten Stufe des iterativen Decodierers 60, wird die Kanalinformation durch die Gleichung (25) erhalten, mit Bezugnahme auf die Vorinformation Λ_a(x_k) als eine Ausgabe des PUMUX 108 in den 4A und 4B und die Tabellen der 9 und 11, welche in dem Speicher 88 gehalten werden. Danach wird die MAP-Decodierung ausgeführt.
Nun wird das zweite Ausführungsbeispiel der Erfindung beschrieben werden. In dem ersten Ausführungsbeispiel der Erfindung wurde das Rauschen, welches nach der Entzerrung erhalten wird, zum farbigen Rauschen ummodelliert, mit der Korrelation, wie ein Frequenzspektrum 118, und einer Autokorrelation 122 in den 10A bis 10C. Jedoch kann durch Auswählen des Entzerrers 58, welcher ein Entzerrungsziel besitzt, so dass das Rauschen, welches nach dem Entzerren erhalten wird, weißem Rauschen ohne Korrelation sehr ähnlich wird, das Rauschen, welches nach dem Entzerren erhalten wird, in das weiße Rauschen ummodelliert werden. Zu diesem Zeitpunkt wird die PR-Kanalinformation Λ_c(y_k|S^m _k) durch die folgende Gleichung (26) erhalten.
Indem die Kanalinformation Λ_c(y_k) verwendet wird, welche aus der Gleichung (26) erhalten wird, und indem sie auf die Gleichungen (3) bis (7) oder auf die Gleichungen (9) bis (13) im Falle einer Berechnung im Logarithmusbereich angewendet wird, kann die MAP-Decodierung realisiert werden. Gemäß dem zweiten Ausführungsbeispiel ist der Rauschparameter nur die Standardabweichung σ(S^m _k), welche von dem Aufzeichnungssignal abhängt, und es besteht kein Bedarf die Signale d(S^m _k-L-1) bis d(S^m _k+M) der vergangenen L Bits und zukünftigen M Bits vorauszusetzen, im Vergleich zur Gleichung (25). Dadurch wird der Berechnungsbetrag deutlich reduziert und kann die Verarbeitungsgeschwindigkeit des Geräts deutlich gesteigert werden. Da der Rauschparameter, welcher in dem Speicher des Geräts gehalten werden muss, auch nur die Standardabweichung σ(S^m _k) ist, welche von dem Aufzeichnungssignal abhängt, kann die Speicherkapazität reduziert werden. Des Weiteren kann in dem zweiten Ausführungsbeispiel in der Gleichung (26) die ideal entzerrte Wellenform für den Zustand S^m _k auch anstelle von d(S^m _k-L-1) bis d(S^mk+M) verwendet werden, oder es kann auch der erste Ausdruck auf der rechten Seite weggelassen werden, so dass das Gerät weiter vereinfacht werden kann.
Nun wird das dritte Ausführungsbeispiel der Erfindung beschrieben werden. In dem zweiten Ausführungsbeispiel kann, in dem Fall eines Ausführens der MAP-Decodierung, indem die Standardabweichung verwendet wird, welche von dem Aufzeichnungssignal abhängt, die Reduzierung der Speicherkapazität des Geräts realisiert werden, indem das Gleitfensterverfahren verwendet wird. Gemäß dem Gleitfensterverfahren wird in dem Decodierer 86 für einen inneren Code in den 4A und 4B zuerst die empfangene Folge y_k mit einer Folgenlänge N_S in Folgen unterteilt, das heißt, Fenster mit einer geringen Folgenlänge N_u. Durch Berechnen der Zuverlässigkeitsinformation für die unterteilte Folge mit der Folgenlänge N_u in Übereinstimmung mit den Gleichungen (26) beziehungsweise (3) bis (7), kann der Speicher α(x_k), welcher β(x_k), γ(x_k) und Λ(x_k) bei der MAP-Decodierung spei chert, das heißt, die arithmetischen Operationsblocks 90, 94, 95 und 96 in den 4A und 4B, reduziert werden und kann eine Decodierverzögerung verkürzt werden. Die Folge mit einer Folgenlänge N_t direkt anschließend an die unterteilten Fenster mit der Folgenlänge N_u wird als eine Trainingsfolge verwendet, um zu ermöglichen, dass die Berechnung von β in der Gleichung (5) zuverlässig ist. Die Anzahl geteilter Fenster ist wie folgt. Nwind = [(Ns – Nt)/Nu]
Das Gleitfensterverfahren wird mit Bezugnahme auf 16 speziell erklärt werden. Zuerst werden in einem ersten Fenster 132-1 Zuverlässigkeitsinformationen Λ₁, ..., und Λ_Nu für die Folgen y₁, ..., und y_Nu aus den Gleichungen (26) und (3) bis (7) erhalten. Jedoch werden die Trainingsfolgen y_Nu+1, und y_Nu+Nt bei der Berechnung von β_Nu verwendet. In einem i-ten Fenster 132-i wird β_iNu gleichermaßen berechnet, indem die Trainingsfolgen y_iNu+1, und y_iNu+Nt verwendet werden, und Zuverlässigkeitsinformationen Λ_(i-1)Nu+1, ... und Λ_iNu werden erhalten. In einem letzten (N_wind)-ten Fenster 132-N werden Zuverlässigkeitsinformationen Λ_{(Nwind-1)Nu+1}, ..., und AN aus den Gleichungen (26) und (3) bis (7) erhalten, indem die Folgen y_{(Nwind-1)Nu+1}, ..., und y_N verwendet werden. Details im Falle eines Berechnens der Zuverlässigkeitsinformation in dem dritten Ausführungsbeispiel, indem das Gleitfensterverfahren verwendet wird, sind wie in Flussdiagrammen der 17A und 17B gezeigt. Das heißt, in Schritt S1 wird die eingegebene Folge in Fenster als kleine Folgen unterteilt. In Schritt S2 wird die Fensteranzahl auf 1 gesetzt. Danach werden Prozesse in Schritten S3 bis S8 wiederholt, bis die Fensteranzahl N_wind-1 erreicht, wodurch Zuverlässigkeitsinformation erhalten wird. Wenn die Fensteranzahl in Schritt S3 N_wind erreicht, wird in Schritten S9 bis S12 Zuverlässigkeitsinformation erhalten. In Bezug auf das Gleitfensterverfahren gibt es das Dokument S. Benedet to, D. Divsalar, G. Montorsi und F. Pollara, "Soft-Output decoding algorithms in iterative decoding of turbo codes", JPL TDA Progress Report, Vol. 42–124, 15. Februar 1996, das Dokument "MAP decoder for convolutional codes", IEEE J. Select. Areas Commun., Vol. 16, Seiten 260–264, Februar 1998, und Ähnliche.
Das vierte Ausführungsbeispiel der Erfindung wird nun beschrieben werden. Gemäß dem vierten Ausführungsbeispiel der Erfindung wird durch Verwenden des Auswahlverfahrens für einen kürzesten Weg, wie in 12 gezeigt, selbst bei der Viterbi-Decodierung, ein NPML-(Noise Predictive Maximum Likelihood)Decodierverfahren realisiert, wobei nicht nur eine Korrelation für das vergangene Rauschen sondern auch eine Korrelation für das zukünftige Rauschen verwendet wird. Eine Berechnungsgleichung für eine Abzweigmetrik in dem NPML-Decodierverfahren ist die gleiche wie die Gleichung (25). Das heißt, gemäß dem vierten Ausführungsbeispiel umfasst ein Informationsaufzeichnungs- und Wiedergabegerät zum Durchführen der Viterbi-Decodierung: eine arithmetische Operationseinheit für eine Rauschkorrelation, welche eine Korrelation und eine Abweichung von Rauschen für vergangene und zukünftige Zustände berechnet, welche von Eingangssignalmustern in der Vergangenheit und der Zukunft abhängen; eine Speichereinheit, welche die Korrelation und Abweichung des Rauschens für die vergangenen und zukünftigen Zustände abspeichert; eine arithmetische Operationseinheit für weißes Rauschen, welche Werte für weißes Rauschen für die vergangenen und zukünftigen Zustände erhält, in welchen farbiges Rauschen in weißes Rauschen konvertiert wird, indem die Korrelation und Abweichung des Rauschens für die vergangenen und zukünftigen Zustände verwendet wird, welche in der Speichereinheit gespeichert wurden; und eine Berechnungseinheit für ein Eingangssignal, welche ein Eingangssignal der Viterbi-Decodierung berech net, aus den Werten für weißes Rauschen für die vergangenen und zukünftigen Zustände und der Abweichung.
Nun wird das fünfte Ausführungsbeispiel der Erfindung beschrieben werden. In dem ersten Ausführungsbeispiel der Erfindung, wenn die MTR-(Maximum Transition Run)Codes als RLL-Codes verwendet werden, gibt es einen Fall, in welchem die Zustände in den 5, 9 und 11 verloren gehen oder die Wege in dem Gitter beschränkt sind, in Anlehnung an die Beschränkungsbedingungen der MTR-Codes oder der Teilantwort PR. Im fünften Ausführungsbeispiel wird daher unter Berücksichtigung des Verlusts der Zustände oder der Beschränkung der Wege in dem Gitter das effiziente Training von d(S^m _k), e(S^m _k) und σ(S^m _k) durchgeführt, wodurch die effiziente Decodierung durchgeführt wird.
18 zeigt Zustände in dem PR-Kanal in einem Fall, in welchem EEPR4 auf die 16/17 MTR-Codes angewendet wird, wobei der magnetische Übergang von vier zusammenhängenden Malen oder mehr verhindert wird. Es wird angenommen, dass die vergangenen L Bits = 3 und die zukünftigen Q Bits = 0 sind. In diesem Fall existieren keine Zustände entsprechend "0101" und "1010" als NRZ-Codes, aufgrund der Beschränkungsbedingungen der MTR-Codes. 19 zeigt einen Zustandsübergang von EEPR4. In dem Fall, in welchem es keine Beschränkungsbedingung gibt, ist die Anzahl von Wegen, welche den Zustandsübergang durchführen, gleich 32. Andererseits, wenn die Beschränkungsbedingungen existieren, da sechs Wege, welche durch gestrichelte Linien gezeigt sind, verloren gehen, kann die Anzahl von Wegen, welche den Zustandsübergang durchführen, auf 26 reduziert werden. Daher können die Speicherkapazität und der Berechnungsbetrag, welche in dem Decodierer 86 für einen inneren Code in den 4A und 4B notwendig sind, reduziert werden.
Des Weiteren, wie in 20 gezeigt, können die Tabellen betreffend den Mittelwert d(S^m _k) des entzerrten Sig nals für die Zustände, welche bei der NPMAP-Decodierung verwendet werden, die Korrelation e(S^m _k) des Rauschens und die Standardabweichung σ(S^m _k) des Rauschens gleichermaßen reduziert werden. Daher können die Speicherkapazität und der Berechnungsbetrag, welche in dem iterativen Decodierer 60 notwendig sind, reduziert werden. Außerdem kann auch das Training zum Berechnen des Parameters in 20 vereinfacht werden.
Gemäß dem sechsten Ausführungsbeispiel der Erfindung wird der Mittelwert d(S^m _k) des entzerrten Signals für die Zustände, die Korrelation e(S^m _k) des Rauschens und die Standardabweichung σ(S^m _k) des Rauschens in beliebigen Spurabseitsintervallen in der Spurbreitenrichtung gehalten, wird der Spurabseitsbetrag aus einer Änderung eines Amplitudenwerts der Präambel am Kopf des Sektors erkannt und wird die NPMAP-Decodierung durchgeführt, indem die Korrelation e(S^m _k) des Rauschens gemäß dem Spurabseitsbetrag und der Standardabweichung σ(S^m _k) des Rauschens angewendet wird. Genauer gesagt, wenn der Amplitudenwert der Präambel abnimmt und der Spurabseitsbetrag erhöht wird, wird der Mittelwert d(S^m _k) des entzerrten Signals für die Zustände verringert, in Übereinstimmung mit dem Spurabseitsbetrag, und werden die Korrelation e(S^m _k) des Rauschens und die Standardabweichung σ(S^m _k) des Rauschens erhöht. Daher kann, selbst wenn der Widergabekopf von der Spur abweicht, die Decodierung mit einer hohen Genauigkeit durchgeführt werden.
Gemäß dem siebten Ausführungsbeispiel der Erfindung werden der Mittelwert d(S^m _k) des entzerrten Signals für die Zustände, die Korrelation e(S^m _k) des Rauschens und die Standardabweichung σ(S^m _k) des Rauschens jede Zone, jeden Zylinder oder jeden Sektor des Plattenmediums gespeichert und bei jeder Decodierung angewendet. Daher kann die genaue Decodierung in Übereinstimmung mit der Mediumsposition durchgeführt werden.
Gemäß dem achten Ausführungsbeispiel der Erfindung wird durch Bereitstellen des dedizierten Trainingssektors oder Trainingszylinders zum Aufzeichnen oder Wiedergeben der Trainingsfolge zum Erhalten des Mittelwerts d(S^m _k) des entzerrten Signals für die Zustände, der Korrelation e(S^m _k) des Rauschens und der Standardabweichung σ(S^m _k) des Rauschens, eine Trainingseffizienz verbessert.
Gemäß dem neunten Ausführungsbeispiel der Erfindung werden der Mittelwert d(S^m _k) des entzerrten Signals für die Zustände, welche einmal berechnet wurden, die Korrelation e(S^m _k) des Rauschens und die Standardabweichung σ(S^m _k) des Rauschens korrigiert, indem der Amplitudenwert der Präambel jedes Sektors auf eine Art und Weise verwendet wird, die ähnlich zu dem Fall der Spurabweichung ist, so dass die Decodierung mit einer höheren Genauigkeit durchgeführt werden kann.
Gemäß dem zehnten Ausführungsbeispiel der Erfindung werden der Mittelwert d(S^m _k) des entzerrten Signals für die Zustände, die Korrelation e(S^m _k) des Rauschens und die Standardabweichung σ(S^m _k) des Rauschens erneut berechnet, indem die Trainingsfolge bei einem bestimmten spezifischen Timing verwendet wird, wie z. B. einem Timing bei einer Schwankung einer Temperatur in dem Gerät, einem Timing in der abgelaufenen Zeit von der Aktivierung des Geräts an, einem Timing beim Auftreten von Fehlern oder Ähnlichem, gespeichert und auf die Decodierung angewendet, so dass das Gerät, welches eine hohe Beständigkeit besitzt, die der zeitabhängigen Verschlechterung gerecht wird, realisiert werden kann.
Wie oben erwähnt wird gemäß der Erfindung ein farbiges Rauschmodel vom Gauß-Markov-Typ mit einer Korrelation, welche von den vergangenen und zukünftigen Eingangssignalmus terns abhängt, als ein Rauschmodell vorausgesetzt, welches dem Magnetaufzeichnungs- und Wiedergabegerät eigen ist, und indem die Charakteristika des Rauschmodells durch ein Verfahren mit einer hohen Berechnungseffizienz so häufig wie möglich angewendet werden, kann die Decodierungsleistung (Fehlerratenleistung) verbessert werden. Gemäß der Erfindung wird in dem iterativen Decodierungsverfahren wie z. B. einem MAP-Decodierungsverfahren oder Ähnlichem das farbige Rauschmodell durch den Gauß'schen Typ ausgedrückt, und indem der genaue Korrelationswert (Abweichung) mit der Eingangssignalabhängigkeit verwendet wird, kann die Decodierleistung verbessert werden. Auch in dem Viterbi-Decodierverfahren kann durch genaues berücksichtigen der Eingangssignalmusterabhängigkeit für die Korrelation des vergangenen und zukünftigen Rauschens die Decodierungscharakteristik verbessert werden. Des Weiteren, da die Eingangssignalmusterabhängigkeit für die Korrelation des vergangenen und zukünftigen Rauschens durch das Training erhalten und beim Decodieren verwendet wird, kann die optimale Decodierung, welche an jeden Zustand des Geräts angepasst ist, dynamisch durchgeführt werden.
Die Erfindung ist nicht auf die vorhergehenden Ausführungsbeispiele beschränkt sondern bezieht viele geeignete Modifikationen mit ein, ohne die Vorteile der Erfindung zu verlieren. Die Erfindung ist nicht durch die Zahlenwerte beschränkt, welche in den Ausführungsbeispielen offenbart sind.

Claims

Informationsaufzeichnungs- und -wiedergabeverfahren mit den Schritten: Erhalten einer Abweichung des Rauschens und einer Korrelation des Rauschens in Eingangssignalmustern und Speichern derselben; Erhalten von Werten des weißen Rauschens für die Eingangssignalmuster; und Berechnen eines Eingangssignals eines Decodierprozesses aus den Werten des weißen Rauschens und einer Abweichung des weißen Rauschens; dadurch gekennzeichnet, dass: bei dem Schritt zum ersten Erhalten die Abweichung und die Korrelation des Rauschens für einen gegenwärtigen Zeitpunkt erhalten werden, die von Eingangssignalmustern der Gegenwart und Vergangenheit oder Zukunft abhängen; bei dem Schritt zum zweiten Erhalten farbiges Rauschen in weißes Rauschens unter Verwendung der Korrelation und Abweichung des Rauschens konvertiert wird; und dass ferner ein Trainingsschritt vorgesehen ist, bei dem eine Zufallstrainingsfolge von Eingangssignalmustern zu einer gewünschten entzerrten Wellenform geformt wird und bei dem Schritt zum Erhalten einer Abweichung des Rauschens und einer Korrelation des Rauschens verwendet wird.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei bei dem Decodierprozess eine MAP-(Maximum A posteriori Probability)-Decodierung oder eine Viterbi-Decodierung als iterative Decodierung ausgeführt wird.
Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, bei dem ein Mittelwert der entzerrten Wellenform eines kürzesten Weges, dessen Wegmetrik von allen Wegen in vergangenen und künftigen Intervallen minimal ist, die einen Weg durchlaufen, der von einem Zustand, der dem gegenwärtigen Zustand um einen vorausgeht, in den gegenwärtigen Zustand übergeht, in der Vergangenheit und der Zukunft erhalten wird und Entzerrungswerte des weißen Rauschens angenommen werden.
Verfahren nach Anspruch 1, 2 oder 3, bei dem die Eingangssignalmuster von nur der Vergangenheit oder Zukunft als Ziele verarbeitet werden.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, bei dem ein Mittelwert von entzerrten Signalen für die Eingangssignalmuster erhalten wird und die Korrelation und Abweichung des Rauschens, die von den Eingangssignalmustern abhängen, auf der Basis einer Differenz zwischen einer entzerrten Wellenform und dem Mittelwert erhalten werden.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, wobei bei dem Trainingsschritt, im Falle der magnetischen Aufzeichnung und Wiedergabe eines Codes mit Beschränkungsbedingungen, wie etwa einer MTR-Beschränkung und dergleichen, die Korrelation und Abweichung des Rauschens, die von den Eingangssignalmustern abhängen, durch Training unter Verwendung von Zufallseingangssignalen ohne Beschränkung erhalten werden.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, bei dem die Korrelation und Abweichung des Rauschens in einer Speichereinheit (88) in vorbestimmten Spurabseitsintervallen eines Wiedergabekopfes (36) in einer Spurbreitenrichtung gespeichert werden, ein Spurabseitsbetrag von einer Veränderung des Amplitudenwertes eines Präambelteils eines Sektors detektiert wird und die Korrelation und Abweichung des Rauschens gemäß dem Spurabseitsbetrag aus der Speichereinheit (88) ausgelesen werden und beim Decodieren verwendet werden.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, bei dem die Korrelation und Abweichung des Rauschens in jeder Zone, jedem Zylinder oder jedem Sektor eines Mediums (38) gespeichert werden und bei jedem Decodieren verwendet werden.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, wobei bei dem Trainingsschritt die Korrelation und Abweichung des Rauschens aus einem Wiedergabesignal einer Trainingsfolge erhalten werden, die in einem Trainingssektor oder einem Trainingszylinder eines Mediums (38) aufgezeichnet ist.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, bei dem die Korrelation und Abweichung des Rauschens, die gespeichert werden, durch Korrigieren der Korrelation und Abweichung des Rauschens gemäß einem Amplitudenwert einer Präambel von jedem Sektor eines Mediums (38) erhalten werden.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 10, bei dem die Korrelation und Abweichung des Rauschens zu einer gewissen spezifischen Zeitlage wieder berechnet werden und der Speicherinhalt aktualisiert wird.
Informationsaufzeichnungs- und -wiedergabeverfahren mit den Schritten: Berechnen einer Abweichung des Rauschens und Speichern der Abweichung; und Berechnen eines Eingangssignals eines Decodierprozesses aus der gespeicherten Abweichung; dadurch gekennzeichnet, dass der erste Berechnungsschritt das Berechnen der Abweichung des Rauschens zu einem gegenwärtigen Zeitpunkt, die von Eingangssignalmustern der Gegenwart und Vergangenheit oder Zukunft abhängt, bezüglich eines entzerrten Signals, in dem das Rauschen, das nach der Entzerrung erhalten wird, dem weißen Rauschen nahekommt, als Ziel umfasst; und dass ein Trainingsschritt vorgesehen ist, bei dem eine Zufallstrainingsfolge von Eingangssignalmustern zu einer gewünschten entzerrten Wellenform geformt wird und bei dem Schritt zum Berechnen einer Abweichung des Rauschens verwendet wird.
Verfahren nach Anspruch 12, wobei bei dem Decodierprozess eine MAP-(Maximum A posteriori Probability)-Decodierung oder eine Viterbi-Decodierung als iterative Decodierung ausgeführt wird.
Verfahren nach Anspruch 12 oder 13, bei dem ein Mittelwert der entzerrten Wellenform eines kürzesten Weges, dessen Wegmetrik von allen Wegen in vergangenen und künftigen Intervallen minimal ist, die einen Weg durchlaufen, der von einem Zustand, der dem gegenwärtigen Zustand um einen vorausgeht, in den gegenwärtigen Zustand übergeht, in der Vergangenheit und der Zukunft erhalten wird und Entzerrungswerte des weißen Rauschens angenommen werden.
Verfahren nach Anspruch 12, 13 oder 14, bei dem die Eingangssignalmuster von nur der Vergangenheit oder Zukunft als Ziele verarbeitet werden.
Verfahren nach einem der Ansprüche 12 bis 15, bei dem ein Mittelwert von entzerrten Signalen für die Eingangssignalmuster erhalten wird und die Abweichung des Rauschens, die von den Eingangssignalmustern abhängt, auf der Basis einer Differenz zwischen einer entzerrten Wellenform und dem Mittelwert erhalten wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 12 bis 16, wobei bei dem Trainingsschritt, im Falle der magnetischen Aufzeichnung und Wiedergabe eines Codes mit Beschränkungsbedingungen, wie etwa einer MTR-Beschränkung und dergleichen, die Abweichung des Rauschens, die von den Eingangssignalmustern abhängt, durch Training unter Verwendung von Zufallseingangssignalen ohne Beschränkung erhalten wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 12 bis 17, bei dem die Abweichung des Rauschens in einer Speichereinheit (88) in vorbestimmten Spurabseitsintervallen eines Wiedergabekopfes (36) in einer Spurbreitenrichtung gespeichert wird, ein Spurabseitsbetrag von einer Veränderung des Amplitudenwertes eines Präambelteils eines Sektors detektiert wird und die Abweichung des Rauschens gemäß dem Spurabseitsbetrag aus der Speichereinheit (88) ausgelesen wird und beim Decodieren verwendet wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 12 bis 17, bei dem die Abweichung des Rauschens in jeder Zone, jedem Zylinder oder jedem Sektor eines Mediums (38) gespeichert wird und bei jedem Decodieren verwendet wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 12 bis 17, wobei bei dem Trainingsschritt die Abweichung des Rauschens aus einem Wiedergabesignal einer Trainingsfolge erhalten wird, die in einem Trainingssektor oder einem Trainingszylinder eines Mediums (38) aufgezeichnet ist.
Verfahren nach einem der Ansprüche 12 bis 17, bei dem die Abweichung des Rauschens, die gespeichert wird, durch Korrigieren der Abweichung des Rauschens gemäß einem Amplitudenwert einer Präambel von jedem Sektor eines Mediums (38) erhalten wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 12 bis 17, bei dem die Abweichung des Rauschens zu gewissen spezifischen Zeitlagen wieder berechnet wird und der Speicherinhalt aktualisiert wird.
Informationsaufzeichnungs- und -wiedergabeverfahren, zum Ausführen einer MAP-(Maximum A posteriori Probability)-Decodierung, mit den Schritten: Berechnen einer Abweichung des Rauschens bezüglich einer Eingangssignalfolge, als Ziel, die nach einer Entzerrung erhalten wird, und Speichern derselben; und Teilen der Eingangssignalfolge, die nach der Entzerrung erhalten wird, in eine Folge kleiner Fenster und Berechnen einer Mutmaßlichkeit eines Eingangssignals aus der gespeicherten Abweichung in der Ordnung der Fensterfolge während eines Gleitens; dadurch gekennzeichnet, dass bei dem Berechnungsschritt die Abweichung des Rauschens für vergangene und künftige Zustände berechnet wird, die von Eingangssignalmustern in der Vergangenheit und Zukunft abhängt; und die Entzerrung so ist, dass das Rauschen, das nach der Entzerrung erhalten wird, dem weißen Rauschen nahekommt; und ferner gekennzeichnet durch einen Trainingsschritt, bei dem eine Zufallstrainingsfolge von Eingangssignalmustern zu einer gewünschten entzerrten Wellenform geformt wird und verwendet wird, um die Abweichung des Rauschens zu berechnen.
Verfahren nach Anspruch 23, wobei die MAP-(Maximum A posteriori Probability)-Decodierung oder eine Viterbi-Decodierung als iterative Decodierung gemäß dem Gleitprozess ausgeführt wird.
Verfahren nach Anspruch 23 oder 24, bei dem ein Mittelwert der entzerrten Wellenform eines kürzesten Weges, dessen Wegmetrik von allen Wegen in vergangenen und künftigen Intervallen minimal ist, die einen Weg durchlaufen, der von einem Zustand, der dem gegenwärtigen Zustand um einen vorausgeht, in den gegenwärtigen Zustand übergeht, in der Vergangenheit und der Zukunft erhalten wird und Entzerrungswerte des weißen Rauschens angenommen werden.
Verfahren nach Anspruch 23, 24 oder 25, bei dem die Eingangssignalmuster von nur der Vergangenheit oder Zukunft als Ziele verarbeitet werden.
Verfahren nach einem der Ansprüche 23 bis 26, bei dem ein Mittelwert von entzerrten Signalen für die Eingangssignalmuster erhalten wird und die Abweichung des Rauschens, die von den Eingangssignalmustern abhängt, auf der Basis einer Differenz zwischen einer entzerrten Wellenform und dem Mittelwert erhalten wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 23 bis 27, wobei bei dem Trainingsschritt, im Falle der magnetischen Aufzeichnung und Wiedergabe eines Codes mit Beschränkungsbedingungen, wie etwa einer MTR-Beschränkung und dergleichen, die Abweichung des Rauschens, die von den Eingangssignalmustern abhängt, durch Training unter Verwendung von Zufallseingangssignalen ohne Beschränkung erhalten wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 23 bis 28, bei dem die Abweichung des Rauschens in vorbestimmten Spurabseitsintervallen eines Wiedergabekopfes (36) in einer Spurbreitenrichtung gespeichert wird, ein Spurabseitsbetrag von einer Veränderung des Amplitudenwertes eines Präambelteils eines Mediums (38) detektiert wird und die Abweichung des Rauschens gemäß dem Spurabseitsbetrag aus dem Speicherinhalt ausgelesen wird und beim Decodieren verwendet wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 23 bis 28, bei dem die Abweichung des Rauschens in jeder Zone, jedem Zylin der oder jedem Sektor eines Mediums (38) gespeichert wird und bei jedem Decodieren verwendet wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 23 bis 28, wobei bei dem Trainingsschritt die Abweichung des Rauschens aus einem Wiedergabesignal einer Trainingsfolge erhalten wird, die in einem Trainingssektor oder einem Trainingszylinder eines Mediums (38) aufgezeichnet ist.
Verfahren nach einem der Ansprüche 23 bis 28, bei dem die Abweichung des Rauschens durch Korrigieren der gespeicherten Abweichung des Rauschens gemäß einem Amplitudenwert einer Präambel von jedem Sektor eines Mediums (38) erhalten wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 23 bis 32, bei dem die Abweichung des Rauschens zu gewissen spezifischen Zeitlagen wieder berechnet wird und der Speicherinhalt aktualisiert wird.
Signaldecodierschaltung mit: einer arithmetischen Operationseinheit (84) für die Rauschkorrelation, die eine Abweichung des Rauschens und eine Korrelation des Rauschens berechnet; einer Speichereinheit (88), die die Korrelation und Abweichung des Rauschens speichert; einer arithmetischen Operationseinheit (91) für den Rauschwert, die Rauschwerte für die Eingangssignalmuster erhält; und einer arithmetischen Operationseinheit (92) für das Eingangssignal, die ein Eingangssignal eines Decodierers (86) aus den Rauschwerten und einer Abweichung des Rauschens berechnet; dadurch gekennzeichnet, dass: die arithmetische Operationseinheit (84) für die Rauschkorrelation die Abweichung und die Korrelation des Rauschens für einen gegenwärtigen Zustand berechnet, die von Eingangssignalmustern der Gegenwart und Vergangenheit oder Zukunft abhängen; die arithmetische Operationseinheit (91) für den Rauschwert die Rauschwerte für die Eingangssignalmuster durch Konvertieren von farbigem Rauschen in weißes Rauschen unter Verwendung der Korrelation und Abweichung des Rauschens erhält, die in der Speichereinheit gespeichert wurden; und dass die arithmetische Operationseinheit (84) für die Rauschkorrelation angeordnet ist, um eine gewünschte entzerrte Wellenform, die aus einer Zufallstrainingsfolge von Eingangssignalmustern durch einen Entzerrer (58) geformt ist, zur Verwendung beim Berechnen der Abweichung des Rauschens und Korrelation des Rauschens zu empfangen.
Schaltung nach Anspruch 34, in der der Decodierer (86) eine MAP-(Maximum A posteriori Probability)-Decodierung oder eine Viterbi-Decodierung als iterative Decodierung ausführt.
Schaltung nach Anspruch 34 oder 35, in der die arithmetische Operationseinheit (91) für weißes Rauschen einen Mittelwert der entzerrten Wellenform eines kürzesten Weges, dessen Wegmetrik von allen Wegen in vergangenen und künftigen Intervallen minimal ist, die einen Weg durchlaufen, der von einem Zustand, der dem gegenwärtigen Zustand um einen vorausgeht, in den gegenwärtigen Zustand übergeht, in der Vergangenheit und der Zukunft erhält und entzerrte Werte des weißen Rauschens annimmt.
Schaltung nach Anspruch 34, 35 oder 36, in der die arithmetische Operationseinheit (84) für die Rauschkorrelation die Eingangssignalmuster von nur der Vergangenheit oder Zukunft als Ziele verarbeitet.
Schaltung nach einem der Ansprüche 34 bis 37, in der die arithmetische Operationseinheit (84) für die Rauschkorrelation einen Mittelwert von entzerrten Signalen für die Eingangssignalmuster erhält und die Korrelation und Abweichung des Rauschens, die von den Eingangssignalmustern abhängen, auf der Basis einer Differenz zwischen einer entzerrten Wellenform und dem Mittelwert erhält.
Schaltung nach einem der Ansprüche 34 bis 38, in der bei der Trainingsfunktion, im Falle der magnetischen Aufzeichnung und Wiedergabe eines Codes mit Beschränkungsbedingungen, wie etwa einer MTR-Beschränkung und dergleichen, die arithmetische Operationseinheit (84) für die Rauschkorrelation die Korrelation und Abweichung des Rauschens, die von den Eingangssignalmustern abhängen, durch Training unter Verwendung von Zufallseingangssignalen ohne Beschränkung erhält.
Schaltung nach einem der Ansprüche 34 bis 39, in der die arithmetische Operationseinheit (84) für die Rauschkorrelation die Korrelation und Abweichung des Rauschens in der Speichereinheit (88) in vorbestimmten Spurabseitsinter vallen eines Wiedergabekopfes einer Informationsaufzeichnungs- und -wiedergabevorrichtung auf Plattenbasis in einer Spurbreitenrichtung speichert, einen Spurabseitsbetrag von einer Veränderung des Amplitudenwertes eines Präambelteils eines Sektors eines Plattenmediums detektiert, die Korrelation und Abweichung des Rauschens gemäß dem Spurabseitsbetrag aus der Speichereinheit (88) ausliest und sie beim Decodieren verwendet.
Schaltung nach einem der Ansprüche 34 bis 39, in der die arithmetische Operationseinheit (84) für die Rauschkorrelation die Korrelation und Abweichung des Rauschens in jeder Zone, jedem Zylinder oder jedem Sektor eines Mediums einer Informationsaufzeichnungs- und -wiedergabevorrichtung auf Plattenbasis in der Speichereinheit speichert und sie bei jedem Decodieren verwendet.
Schaltung nach einem der Ansprüche 34 bis 39, in der bei der Trainingsfunktion die arithmetische Operationseinheit (84) für die Rauschkorrelation die Korrelation und Abweichung des Rauschens aus einem Wiedergabesignal einer Trainingsfolge erhält, die in einem Trainingssektor oder einem Trainingszylinder eines Mediums (38) einer Informationsaufzeichnungs- und -wiedergabevorrichtung auf Plattenbasis aufgezeichnet ist.
Schaltung nach einem der Ansprüche 34 bis 39, in der die arithmetische Operationseinheit (84) für die Rauschkorrelation die Korrelation und Abweichung des Rauschens durch Korrigieren der Korrelation und Abweichung des Rauschens, die in der Speichereinheit (88) gespeichert sind, gemäß einem Amplitudenwert einer Präambel von jedem Sektor eines Mediums (38) einer Informationsaufzeichnungs- und -wiedergabevorrichtung auf Plattenbasis erhält.
Schaltung nach einem der Ansprüche 34 bis 43, in der die arithmetische Operationseinheit (84) für die Rauschkorrelation die Korrelation und Abweichung des Rauschens zu gewissen spezifischen Zeitlagen wieder berechnet und die Speichereinheit (88) aktualisiert.
Signaldecodierschaltung mit: einem Entzerrer (58) mit einem Entzerrungsziel, in dem das Rauschen, das nach einer Entzerrung erhalten wird, dem weißen Rauschen nahekommt; einer arithmetischen Operationseinheit (84) für die Rauschkorrelation, die eine Abweichung des Rauschens als Reaktion auf ein Eingangssignal von dem Entzerrer berechnet; einer Speichereinheit (88), die die Abweichung des Rauschens speichert; und einer arithmetischen Operationseinheit (90) für das Eingangssignal, die ein Eingangssignal eines Decodierers (86) aus der in der Speichereinheit (88) gespeicherten Abweichung berechnet; dadurch gekennzeichnet, dass die arithmetische Operationseinheit (84) für die Rauschkorrelation eine Abweichung des Rauschens für einen gegenwärtigen Zeitpunkt berechnet, die von Eingangssignalmustern der Gegenwart und Vergangenheit oder Zukunft abhängt; und dass der Entzerrer (58) angeordnet ist, um eine Trainingsfunktion auszuführen, bei der eine Zufallstrainingsfolge zu einer gewünschten entzerrten Wellenform ge formt wird, die an die arithmetische Operationseinheit (84) für die Rauschkorrelation zur Verwendung beim Berechnen der Abweichung des Rauschens gesendet wird.
Schaltung nach Anspruch 45, in der eine MAP-(Maximum A posteriori Probability)-Decodierung oder eine Viterbi-Decodierung als iterative Decodierung ausgeführt wird.
Schaltung nach Anspruch 45 oder 46, in der die arithmetische Operationseinheit (84) für die Rauschkorrelation einen Mittelwert der entzerrten Wellenform eines kürzesten Weges, dessen Wegmetrik von allen Wegen in vergangenen und künftigen Intervallen minimal ist, die einen Weg durchlaufen, der von einem Zustand, der dem gegenwärtigen Zustand um einen vorausgeht, in den gegenwärtigen Zustand übergeht, in der Vergangenheit und der Zukunft erhält und Entzerrungswerte des weißen Rauschens annimmt.
Schaltung nach Anspruch 45, 46 oder 47, in der die arithmetische Operationseinheit (84) für die Rauschkorrelation die Eingangssignalmuster von nur der Vergangenheit oder Zukunft als Ziele verarbeitet.
Schaltung nach einem der Ansprüche 45 bis 48, in der die arithmetische Operationseinheit (84) für die Rauschkorrelation einen Mittelwert von entzerrten Signalen für die Eingangssignalmuster erhält und die Abweichung des Rauschens, die von den Eingangssignalmustern abhängt, auf der Basis einer Differenz zwischen einer entzerrten Wellenform und dem Mittelwert erhält.
Schaltung nach einem der Ansprüche 45 bis 49, in der bei der Trainingsfunktion, im Falle der magnetischen Aufzeichnung und Wiedergabe eines Codes mit Beschränkungsbedingungen, wie etwa einer MTR-Beschränkung und dergleichen, die arithmetische Operationseinheit (84) für die Rauschkorrelation die Abweichung des Rauschens, die von den Eingangssignalmustern abhängt, durch Training unter Verwendung von Zufallseingangssignalen ohne Beschränkung erhält.
Schaltung nach einem der Ansprüche 45 bis 50, in der die arithmetische Operationseinheit (84) für die Rauschkorrelation die Abweichung des Rauschens in der Speichereinheit (88) in vorbestimmten Spurabseitsintervallen eines Wiedergabekopfes (36) in einer Spurbreitenrichtung eines Mediums (38) einer Informationsaufzeichnungs- und -wiedergabevorrichtung auf Plattenbasis speichert, einen Spurabseitsbetrag von einer Veränderung des Amplitudenwertes eines Präambelteils eines Sektors detektiert, die Abweichung des Rauschens gemäß dem Spurabseitsbetrag aus der Speichereinheit (88) ausliest und sie beim Decodieren verwendet.
Schaltung nach einem der Ansprüche 45 bis 50, in der die arithmetische Operationseinheit (84) für die Rauschkorrelation die Abweichung des Rauschens in jeder Zone, jedem Zylinder oder jedem Sektor eines Mediums (38) einer Informationsaufzeichnungs- und -wiedergabevorrichtung auf Plattenbasis in der Speichereinheit speichert und sie bei jedem Decodieren verwendet.
Schaltung nach einem der Ansprüche 45 bis 50, in der bei der Trainingsfunktion die arithmetische Operations einheit (84) für die Rauschkorrelation die Abweichung des Rauschens aus einem Wiedergabesignal einer Trainingsfolge erhält, die in einem Trainingssektor oder einem Trainingszylinder eines Mediums (38) einer Informationsaufzeichnungs- und -wiedergabevorrichtung auf Plattenbasis aufgezeichnet ist.
Schaltung nach einem der Ansprüche 45 bis 50, in der die arithmetische Operationseinheit (84) für die Rauschkorrelation die Abweichung des Rauschens durch Korrigieren der Abweichung des Rauschens, die in der Speichereinheit (88) gespeichert ist, gemäß einem Amplitudenwert einer Präambel von jedem Sektor eines Mediums (38) einer Informationsaufzeichnungs- und -wiedergabevorrichtung auf Plattenbasis erhält.
Schaltung nach einem der Ansprüche 45 bis 54, in der die arithmetische Operationseinheit (84) für die Rauschkorrelation die Abweichung des Rauschens zu einer gewissen spezifischen Zeitlage wieder berechnet und die Speichereinheit (88) aktualisiert.
Signaldecodierschaltung mit: einem Entzerrer (58) mit einem Entzerrungsziel, in dem das Rauschen, das nach einer Entzerrung erhalten wird, dem weißen Rauschen nahekommt; einer arithmetischen Operationseinheit (84) für die Rauschkorrelation, die eine Abweichung des Rauschens als Reaktion auf ein Eingangssignal von dem Entzerrer berechnet; einer Speichereinheit (88), die die Abweichung des Rauschens speichert; und einer Gleitfensterverarbeitungseinheit (86), die eine Folge eines Eingangssignals, das nach einer Entzerrung erhalten wird, in eine Folge kleiner Fenster teilt und eine Mutmaßlichkeit des Eingangssignals aus der in der Speichereinheit (88) gespeicherten Abweichung in der Ordnung der Fensterfolge berechnet; dadurch gekennzeichnet, dass die arithmetische Operationseinheit (84) für die Rauschkorrelation eine Abweichung des Rauschens für einen gegenwärtigen Zeitpunkt berechnet, die von Eingangssignalmustern der Gegenwart und Vergangenheit oder Zukunft abhängt; und dass der Entzerrer (58) angeordnet ist, um eine Trainingsfunktion auszuführen, bei der eine Zufallstrainingsfolge zu einer gewünschten entzerrten Wellenform geformt wird, die an die arithmetische Operationseinheit (84) für die Rauschkorrelation zur Verwendung beim Berechnen der Abweichung des Rauschens gesendet wird.
Schaltung nach Anspruch 56, in der eine MAP-(Maximum A posteriori Probability)-Decodierung oder eine Viterbi-Decodierung als iterative Decodierung ausgeführt wird.
Schaltung nach Anspruch 56 oder 57, in der die arithmetische Operationseinheit (84) für die Rauschkorrelation einen Mittelwert der entzerrten Wellenform eines kürzesten Weges, dessen Wegmetrik von allen Wegen in vergangenen und künftigen Intervallen minimal ist, die einen Weg durchlaufen, der von einem Zustand, der dem gegenwärtigen Zustand um einen vorausgeht, in den gegenwärtigen Zustand übergeht, in der Vergangenheit und der Zukunft erhält und entzerrte Werte des weißen Rauschens annimmt.
Schaltung nach Anspruch 56, 57 oder 58, in der die arithmetische Operationseinheit (84) für die Rauschkorrelation die Eingangssignalmuster von nur der Vergangenheit oder Zukunft als Ziele verarbeitet.
Schaltung nach einem der Ansprüche 56 bis 59, in der die arithmetische Operationseinheit (84) für die Rauschkorrelation einen Mittelwert von entzerrten Signalen für die Eingangssignalmuster erhält und die Abweichung des Rauschens, die von den Eingangssignalmustern abhängt, auf der Basis einer Differenz zwischen einer entzerrten Wellenform und dem Mittelwert erhält.
Schaltung nach einem der Ansprüche 56 bis 60, in der bei der Trainingsfunktion, im Falle der magnetischen Aufzeichnung und Wiedergabe eines Codes mit Beschränkungsbedingungen, wie etwa einer MTR-Beschränkung und dergleichen, die arithmetische Operationseinheit (84) für die Rauschkorrelation die Abweichung des Rauschens, die von den Eingangssignalmustern abhängt, durch Training unter Verwendung von Zufallseingangssignalen ohne Beschränkung erhält.
Schaltung nach einem der Ansprüche 56 bis 61, in der die arithmetische Operationseinheit (84) für die Rauschkorrelation die Abweichung des Rauschens in der Speichereinheit (88) in vorbestimmten Spurabseitsintervallen eines Wiedergabekopfes (36) in einer Spurbreitenrichtung eines Mediums (38) einer Informationsaufzeichnungs- und -wiedergabevorrichtung auf Plattenbasis speichert, einen Spurabseitsbetrag von einer Veränderung des Amplitudenwertes eines Präambelteils eines Sektors detektiert, die Abweichung des Rauschens gemäß dem Spurabseitsbetrag aus der Speichereinheit (88) ausliest und sie beim Decodieren verwendet.
Schaltung nach einem der Ansprüche 56 bis 61, in der die arithmetische Operationseinheit (84) für die Rauschkorrelation die Abweichung des Rauschens in jeder Zone, jedem Zylinder oder jedem Sektor eines Mediums (38) einer Informationsaufzeichnungs- und -wiedergabevorrichtung auf Plattenbasis in der Speichereinheit speichert und sie bei jedem Decodieren verwendet.
Schaltung nach einem der Ansprüche 56 bis 61, in der bei der Trainingsfunktion die arithmetische Operationseinheit (84) für die Rauschkorrelation die Abweichung des Rauschens aus einem Wiedergabesignal einer Trainingsfolge erhält, die in einem Trainingssektor oder einem Trainingszylinder eines Mediums (38) einer Informationsaufzeichnungs- und -wiedergabevorrichtung auf Plattenbasis aufgezeichnet ist.
Schaltung nach einem der Ansprüche 56 bis 61, in der die arithmetische Operationseinheit (84) für die Rauschkorrelation die Abweichung des Rauschens durch Korrigieren der Abweichung des Rauschens, die in der Speichereinheit (88) gespeichert ist, gemäß einem Amplitudenwert einer Präambel von jedem Sektor eines Mediums (38) einer Informationsaufzeichnungs- und -wiedergabevorrichtung auf Plattenbasis erhält.
Schaltung nach einem der Ansprüche 56 bis 65, in der die arithmetische Operationseinheit (84) für die Rauschkorrelation die Abweichung des Rauschens zu gewissen spezifischen Zeitlagen wieder berechnet und die Speichereinheit (88) aktualisiert.