JP2000132919A

JP2000132919A - 符号化回路および符号化方法、復号化回路、ディジタル信号伝送装置、並びにディジタル磁気記録再生装置

Info

Publication number: JP2000132919A
Application number: JP10306792A
Authority: JP
Inventors: Masaki Uchida; 雅貴内田
Original assignee: Sony Corp
Current assignee: Sony Corp
Priority date: 1998-10-28
Filing date: 1998-10-28
Publication date: 2000-05-12
Anticipated expiration: 2018-10-28
Also published as: JP4078734B2

Abstract

(57)【要約】【課題】ビタビ復号器のオーバーフローを防止すると
共に、再生信号に基づくクロックの再生を安定なものと
する。【解決手段】１６／１８符号化において、１８ビット
の符号語を９ビットのサブ符号語ｈ，ｔの組合わせとし
て生成するようにし、その際に、符号語の最大ゼロラン
レングスに加えて、最大'1' ランレングス、最大'10'ラ
ンレングス、最大'01'ランレングスを制限し、再生信号
の最大ゼロランレングスを制約する。より具体的には、
ｈ，ｔとして用いられる９ビットのビット列をそれぞれ
所定個数の部分集合に分け、ｈとして使用され得るビッ
ト列が属する部分集合と、ｔとして使用され得るビット
列が属する部分集合との組合わせを、ランレングスに所
定の制限が課されるように予め設定する。このような組
合わせを考慮して入力する情報語に基づいてプリエンコ
ーダ３０が行う選択に従って、サブ符号語を予め記憶し
ているサブ符号語用ＲＯＭ３１がｈ，ｔの組を出力す
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、磁気記録等にお
ける符号化回路および符号化方法、復号化回路、ディジ
タル信号伝送装置、並びにディジタル磁気記録再生装置
に関する。

【０００２】

【従来の技術】ディジタル磁気記録における信号処理方
式として、パーシャルレスポンスと最尤復号とを組合わ
せて、変調符号の制約条件を利用して最尤復号を行うト
レリスコーデッドパーシャルレスポンスは、高密度記録
に有利な方式である。

【０００３】パーシャルレスポンスとして通常用いられ
る拡張パーシャルレスポンスクラス４（以下、ＥＰＲ４
と表記する）は、ダイパルスレスポンスの等化波形がサ
ンプル点（シンボル存在点）において（１、１、−１、
−１）となるように等化する方式である。ＥＰＲ４のシ
ステム多項式は、以下の式（１）のように表される。式
（１）において、Ｄは１ビット遅延演算子である。

【０００４】Ｇ（Ｄ）＝（１−Ｄ）×（１＋Ｄ）² （１）ＥＰＲ４と変調符号の制約条件とを利用して最尤復号を
行う、トレリスコーデッド拡張パーシャルレスポンスク
ラス４（以下、ＴＣＥＰＲ４と表記する）について以下
に説明する。図２０にＴＣＥＰＲ４を行う構成の一例を
示す。記録すべき入力データＩが符号化器２０１に入力
されて所定の符号化処理を施されることによって符号化
データＣＯとされ、磁気記録チャンネル２０２に供給さ
れる。

【０００５】ここで、符号化器２０１の前段には、必要
に応じて２進データへの変換を行う構成が設けられてお
り、入力データＩは２進データとされている。磁気記録
チャンネル２０２は、符号化データＣＯに基づいて記録
のための信号処理を行う記録回路、記録用磁気ヘッド、
磁気記録媒体および再生用ヘッドとその後段の信号処理
回路等を含むものである。すなわち、磁気記録チャンネ
ル２０２は、磁気記録媒体に対する書込み／読出しを行
う部分である。

【０００６】磁気記録チャンネル２０２が生成した磁気
記録媒体からの再生信号が等化器２０３によって等化処
理され、最尤復号器２０４に供給される。最尤復号器２
０４は、等化器２０３の出力に基づく最尤復号を行う。
さらに、最尤復号器２０４の出力に基づいて復号化器２
０５が行う復号化処理の結果として、記録された情報が
最終的に再生される。実際には、Ａ／Ｄ変換によって得
られる信号サンプリングデータをディジタル処理するこ
とにより、磁気記録チャンネル２０２の後段での再生処
理が行われる。

【０００７】等化器２０３の出力、すなわち、磁気記録
チャンネル２０２が出力する再生信号が等化処理されて
得られた信号（以下、再生等化信号と表記する）は、
（−２、−１、０、＋１、＋２）の５つのレベルをと
る。再生等化信号の一例を図２１に示す。このような再
生等化信号を２進データ、すなわち、磁気記録チャンネ
ル２０２による記録／再生に係る処理が行われる以前の
符号化データＣＯに戻すために、最尤復号の一方式であ
るビタビ復号が用いられる。

【０００８】ビタビ復号は、各サンプリングデータの値
と共にその前後のサンプリングデータの値をも用いる計
算処理によって、再生される符号化データとしてとり得
る系列の中で最も確からしい最尤系列（パス）を推定し
ていく方法であり、高い検出能力を有する。但し、再生
等化信号の値の系列によっては、上述したような計算処
理の結果に基づいて最尤系列を容易に確定することがで
きない場合がある。このような場合には、最尤系列が確
定するまで計算処理の結果がビタビ復号器内のメモリに
ストックされ続ける。このため、未確定系列、すなわち
最尤系列が確定するまでに計算処理の対象とされる系列
の系列長がメモリ長を越えると、オーバーフローによっ
てエラーが生じるおそれがある。

【０００９】オーバーフローが生じる場合の１つとし
て、再生等化信号の値の系列が最尤系列が永久に確定さ
れないようなものである場合がある。このような系列を
準破滅的（Quasi Catastrophic) シ−ケンスと称する。
また、準破滅的シ−ケンス以外にも、最尤系列が確定す
る前に未確定系列の系列長がメモリ長を越える場合に、
オーバーフローが生じ得る。従って、準破滅的シ−ケン
スを取り除き、かつ、それ以外の場合にも未確定系列の
系列長をビタビ復号器のメモリ長以下にすることができ
れば、オーバーフローが生じないようにすることが可能
となる。

【００１０】オーバーフローの発生を回避するために、
一般には信号の符号化がなされる。符号化は、情報語と
しての２進データを所定の変換規則に従って記録語とし
ての２進データに変換する処理であり、符号化によって
得られる記録語が磁気記録チャンネル２０２に記録／再
生される。再生時には、再生信号に基く上述したような
最尤復号後のデータを記録語を得るための変換規則とは
逆に変換して元の情報語を再生する。

【００１１】例えば図２０においては、情報語がＩであ
り、記録語がＣＯである。そして、所定の変換規則が符
号化器２０１が行う符号化の規則である。再生系におい
て最尤復号器２０４による最尤復号後のデータが復号化
器２０５によって逆変換処理としての復号化処理を施さ
れて元の情報語が再生される。

【００１２】一方、ＴＣＥＰＲ４のシステム多項式が上
述の式（１）のように表されるので、ＴＣＥＰＲ４チャ
ンネルの伝達関数は、ナイキスト周波数がヌルであるス
ペクトラムとなる。符号化においても、符号語系列の'
1' 、'0' を電流の向きに対応させて記録する場合の記
録電流のPower Spectrum Densityにおいてナイキスト周
波数での周波数成分がヌルとなるように符号変換を行
う。チャンネルの伝達関数の周波数成分がヌルである周
波数において符号語系列のPower Spectrum Densityの周
波数成分がヌルとなるように符号化することにより、復
号時の信号検出利得を高めることが可能となる。

【００１３】ビタビ復号時のオーバーフローを回避し、
且つ信号検出利得を高めるために次のような符号化が行
われる。すなわち、ＡＤＳ(Alternating Digital Sum)
の変化範囲（Variation)を制限することによって、ナイ
キスト周波数成分がヌルとなるような符号化が可能であ
る。ＴＣＥＰＲ４では、このＡＤＳの変化範囲制限を満
たす符号語が使用される。

【００１４】入力２進データの総ビット数をｎとする
と、系列｛ａ₀，・・・，ａ_n-1｝のＡＤＳは、式
（２）のように表される。

【００１５】

【数１】

【００１６】例えば図２２に示す符号化状態遷移図の下
での符号化により、ＡＤＳの変化範囲が最大１０に制限
された符号語系列が生成される。ＡＤＳの変化範囲に制
限を課した場合には、ＴＣＥＰＲ４チャンネルからの出
力系列間の最小ユークリッド距離の２乗が６となり、高
い信号検出利得が得られる。

【００１７】ＡＤＳの変化範囲が最大１０に制限された
符号化を行う時に、例えば１８ビットの符号語がとり得
るトレリスの一例を図２２に示す。図２２に示すよう
な、符号語のバウンダリにおいて符号化状態をシフトさ
せる方法を用いると、符号語長の４倍程度の長さのパス
メモリを用意することにより、オーバーフローを回避す
ることが可能となる。図２２に示すトレリス遷移を満た
す１８ビットの符号語を用いて、１６ビットの情報語を
１８ビットの符号語に変換する１６／１８符号化を行う
ことにより、ＡＤＳの変化範囲が最大１０に制限され、
また、ビタビ復号回路の系列を確定させることができ
る。この場合、再生信号のゼロランレングスは最大１０
に制限することができる。

【００１８】上述したような従来の技術については、例
えば特願平０９−３２１５８１号公報、および電気通信
学会信学技法ＭＲ９７−６７（１９９７−１２）に、符
号構成方法に係る詳細な記載がなされている。

【００１９】

【発明が解決しようとする課題】従来のパーシャルレス
ポンスと最尤復号とを組み合わせたチャンネルに係る符
号化を行う符号化回路において、ゼロランレングスのみ
を制限する符号化手法が用いられていた。このような符
号化手法においては、プリコーディングを行わない場合
には等化処理後のゼロランレングスを制限することがで
きないという問題があった。このような場合には、ビタ
ビ復号器におけるオーバーフローの発生を防止できない
おそれがある。

【００２０】また、従来用いられていた１６／１８符号
は、等化処理後の最大ゼロランレングスが１０とされる
符号である。このため、ＰＬＬによってクロック再生を
行う場合に再生波形からクロック成分を抽出する頻度が
最悪の場合１０サンプルに１回となり、安定なクロック
の再生を妨げるという問題があった。このため、再生波
形から充分な頻度でクロック成分を抽出できるように、
等化処理後の最大ゼロランレングスをさらに小さい値に
制限することが望まれていた。

【００２１】従って、この発明の目的は、プリコーディ
ングを行わない場合にもビタビ復号器におけるオーバー
フローの発生を確実に防止し、また、クロックの再生を
安定なものとすることが可能な磁気記録等における符号
化回路および符号化方法、復号化回路、ディジタル信号
伝送装置、並びにディジタル磁気記録再生装置を提供す
ることにある。

【００２２】

【課題を解決するための手段】請求項１の発明は、パー
シャルレスポンスと最尤復号とを組合わせたチャンネル
に係る符号化を行う符号化回路において、出力する符号
について、最大ゼロランレングス、最大'1' ランレング
ス、最大'10'ランレングスおよび最大'01'ランレングス
を制限するようにしたことを特徴とする符号化回路であ
る。

【００２３】請求項４の発明は、パーシャルレスポンス
と最尤復号とを組合わせたチャンネルに係る符号化を行
う符号化方法において、出力する符号について、最大ゼ
ロランレングス、最大'1' ランレングス、最大'10'ラン
レングスおよび最大'01'ランレングスを制限するように
したことを特徴とする符号化方法である。

【００２４】請求項６の発明は、パーシャルレスポンス
と最尤復号とを組合わせたチャンネルに係る復号化回路
において、情報語としての１６ビットを単位とする２進
データ列に対応して９ビットを単位とする所定のサブ符
号語を組合わせることによって生成される、符号語系列
のＡＤＳの変化範囲が１０以下に制限され、符号語系列
から準破滅的シーケンスが除去され、サブ符号語間のつ
なぎめにおいて最大ゼロランレングス、最大'1' ランレ
ングス、最大'10'ランレングスおよび最大'01'ランレン
グスが制限された符号語としての１８ビットを単位とす
る２進データ列を復号することを特徴とする復号化回路
である。

【００２５】請求項７の発明は、パーシャルレスポンス
と最尤復号とを組合わせたチャンネルに係る符号化を行
う符号化回路を使用するディジタル信号伝送装置におい
て、出力する符号について、最大ゼロランレングス、最
大'1' ランレングス、最大'10'ランレングスおよび最
大'01'ランレングスを制限するようにした符号化回路を
有することを特徴とするディジタル信号伝送装置であ
る。

【００２６】請求項８の発明は、記録すべきディジタル
信号を伝送する伝送系内に、パーシャルレスポンスと最
尤復号とを組合わせたチャンネルに係る符号化を行う符
号化回路を有するディジタル磁気記録再生装置におい
て、出力する符号について、最大ゼロランレングス、最
大'1' ランレングス、最大'10'ランレングスおよび最
大'01'ランレングスを制限するようにした符号化回路を
有することを特徴とするディジタル磁気記録再生装置で
ある。

【００２７】以上のような発明によれば、プリコーディ
ングを行わない場合にも、再生時における等化処理後の
最大ゼロランレングスを制限することができる。

【００２８】

【発明の実施の形態】以下、この発明の一実施形態につ
いて図面を参照して説明する。図１に、この発明を適用
したディジタル磁気記録再生装置の構成の一例を示す。
記録すべきデータが入力端子１から入力され、シリアル
／パラレル変換器２に供給される。シリアル／パラレル
変換器２は、入力データを１６ビットデータに区切り、
１６／１８符号化器３に供給する。１６／１８符号化器
３は、この１６ビットデータを符号化処理し、１８ビッ
トの符号語を生成する。パラレル／シリアル変換器４
は、この１８ビットの符号語をシリアルのデータ列に変
換して、ＥＰＲ４チャンネル５に供給する。

【００２９】ここで、ＥＰＲ４チャンネル５は、パラレ
ル／シリアル変換器４の出力に基づいて記録のための信
号を生成する記録信号処理回路、磁気記録媒体、磁気記
録媒体に記録再生を行う磁気ヘッド、および磁気ヘッド
が再生する再生信号に所定の処理を施す再生信号処理回
路等を含む。再生信号処理回路において、再生信号が、
ダイパルスレスポンスがＥＰＲ４基準である（１、１、
−１、−１）に合うように等化され、さらに、ディジタ
ル信号サンプルとされる。このディジタル信号サンプル
がＥＰＲ４チャンネル５の出力として位相検出器６およ
びビタビ復号器７に供給される。

【００３０】位相検出器６は、ＥＰＲ４チャンネル５か
ら供給されるディジタル信号サンプルに基づいて位相検
出を行うことによって同期情報を生成し、生成した同期
情報を、出力端子１２を介して図示しない同期回路に供
給する。また、ビタビ復号器７は、ＥＰＲ４チャンネル
５から供給されるディジタル信号サンプルを最尤復号し
て最尤復号データを生成し、生成した最尤復号データを
シリアル／パラレル変換器８に供給する。シリアル／パ
ラレル変換器８は、この最尤復号データを１８ビットに
区切り、各１８ビットデータを１６／１８復号化器９に
供給する。１６／１８復号化器９は、この１８ビットデ
ータに、１６／１８符号化器３による符号化に対応する
復号化処理を施すことによって１６ビットデータの復号
語を生成し、パラレル／シリアル変換器１０に供給す
る。パラレル／シリアル変換器１０は、１６／１８復号
化器９から供給される１６ビットデータをシリアルのデ
ータ列からなる再生データに変換し、出力端子１１を介
して外部に出力する。

【００３１】ビタビ復号器７について図２および図３を
参照して説明する。図２は、２ビットの再生信号入力に
対して、ビタビ復号器が追跡するトレリス遷移である。
図２の左側の図は、ＥＰＲ４チャンネル（１−Ｄ）（１
＋Ｄ）²の出力系列の８状態をそれぞれ以下のように表
現し、これら８状態をひとかたまりとして符号語トレリ
スに組込んだものである。

【００３２】 (000),(001),(010),(011),(100),(101),(110),(111) これら８状態のひとかたまりが符号化状態の１つの状態
に対応している。実線の矢印は、ＮＲＺすなわち符号化
器出力が１である時の状態遷移、破線の矢印は、ＮＲＺ
が０である時の状態遷移を示している。各矢印に付され
ている符号は、（ＮＲＺ／ＥＰＲ４チャンネル出力）を
表す。例えば（０／−１）は、ＥＰＲ４チャンネル出力
すなわちビタビ復号器入力が−１の時は、ビタビ復号器
出力すなわち１６／１８復号化回路入力が０であること
を表示している。

【００３３】また、図２の右側の図は、図２の左側の図
を簡略表現したものである。すなわち、ＮＲＺが１であ
る時に生じる８つの状態遷移をまとめて１つの実線で示
し、ＮＲＺが０である時に生じる８つの状態遷移をまと
めて１つの破線で示したものである。このような簡略表
現を用いて、ビタビ復号器７の動作は、図３に示すよう
なトレリス遷移の繰返しとされる。図３のトレリス状態
番号は、後述する図４の符号化状態遷移図の状態番号に
対応している。かかる動作を実現するビタビ復号器７
は、ＥＰＲチャンネル５の出力に基づく計算処理を行う
計算処理回路と共に、上述したトレリス構造に従って連
結されたパラレルロード／シリアルシフトレジスタ等を
有する構成とされる。

【００３４】ここで、再生信号入力に基づいてビタビ復
号器７中のパラレルロード／シリアルシフトレジスタ等
の動作タイミングを指令するクロックを安定的に生成す
るためには、ＰＬＬによってクロック再生を行う場合に
再生波形からクロック成分を抽出する頻度がある程度以
上大きくなるように、最大ゼロランレングスを制限する
ように符号化する必要がある。

【００３５】次に、１６／１８符号化器３の動作原理に
ついて説明する。この発明の一実施形態において１６ビ
ットの情報語に対する符号語を選択するために用いる、
ＡＤＳの変化範囲を１０に制限した符号化状態遷移図を
図４に示す。図４において、符号化状態３および７から
始まり、同じく符号化状態３および７で終わる符号語長
１８ビットの符号語のトレリス遷移図を求めると、図５
のようになる。さらに、図６は、図５においてビタビ復
号器のメモリオーバオフローを防止するために、符号語
の終わる状態を符号化状態３、５および７とし、符号語
のバウンダリで符号化状態をシフトさせるようにした場
合のトレリス遷移図である。

【００３６】バウンダリで符号化状態をシフトさせるこ
とにより、オーバーフローを生じさせる系列が取り除か
れ、準破滅的シーケンスが除去される。このような符号
化方法を用いると、オーバーフローを引き起こす系列が
符号語長の２倍の長さまで連続することになり、ビタビ
復号器中のパスメモリ長は３２ビット必要となる。但
し、最尤復号においてトレリスのクロス遷移を許す場合
には、パスメモリ長として７２ビット必要である。

【００３７】次に、図６に示したトレリス遷移を満足
し、且つ、（１−Ｄ²）等化後の再生信号のゼロランレ
ングスが６に制限されている１６／１８符号の構成方法
について説明する。（１−Ｄ²）等化後の再生信号のゼ
ロランレングスを６に制限するために、符号語の最大ゼ
ロランレングスおよび最大'1' ランレングスを８に制限
すれば良い。また、最大'01'ランレングスおよび最大'1
0'ランレングスをも８に制限すれば良い。なお、'01'ラ
ンレングスが例えば４の場合には、'0101 ' の系列が含
まれ、'01'ランレングスが例えば５の場合には、'0101
0' の系列が含まれることになる。また、'10'ランレン
グスが例えば４の場合には、'1010'の系列が含まれ、'1
0'ランレングスが例えば５の場合には、'10101' の系列
が含まれることになる。

【００３８】このような制限について、図７を参照して
説明する。図７Ａは、符号語の系列からなる出力ビット
中でゼロランレングスが８である場合に、かかる出力ビ
ットに（１−Ｄ）、および（１−Ｄ）（１＋Ｄ）＝（１
−Ｄ²）等化が施されてなるビット列を示す。この場
合、（１−Ｄ）（１＋Ｄ）＝（１−Ｄ²）等化が施され
てなるビット列において、ゼロランレングスが６に制限
される。

【００３９】また、図７Ｂは、符号語の系列からなる出
力ビット中で'1' ランレングスが８である場合に、かか
る出力ビットに（１−Ｄ）、および（１−Ｄ）（１＋
Ｄ）＝（１−Ｄ²）等化が施されてなるビット列を示
す。この場合、（１−Ｄ）（１＋Ｄ）＝（１−Ｄ²）等
化が施されてなるビット列において、'1' ランレングス
が６に制限される。さらに、図７Ｃは、符号語の系列か
らなる出力ビット中で'01'ランレングスが８である場合
に、かかる出力ビットに（１−Ｄ）、および（１−Ｄ）
（１＋Ｄ）＝（１−Ｄ²）等化が施されてなるビット列
を示す。この場合、（１−Ｄ）（１＋Ｄ）＝（１−
Ｄ²）等化が施されてなるビット列において、ゼロラン
レングスが６に制限される。

【００４０】上述したような制限が課された出力ビット
を生成するための、符号語の生成方法について以下に説
明する。まず、符号長１８ビットの符号語ｃを以下の式
（３）のように定義する。

【００４１】符号語 c = ( c₀,c₁,c₂,c₃,c₄,c₅,c₆,c₇,c₈,c₉,c₁₀ , c₁₁ c₁₂, c ₁₃ , c₁₄ ,c ₁₅ ,c ₁₆ ,c ₁₇ ) （３）そして、図６のトレリス遷移を満たす１８ビット系列の
うち、図８に示す符号語集合Ｓ０〜Ｓ７を符号として使
用する。図８において、各項目は以下のような意味を有
する。

【００４２】ｚｌ：符号語の最大ゼロランレングスｐｌ：符号語の最大'1' ランレングスｚｐｌ：符号語の最大'01'ランレングスｐｚｌ：符号語の最大'10'ランレングスｚｌ_h：符号語の先頭の最大ゼロランレングスｐｌ_h：符号語の先頭の最大'1' ランレングスｚｐｌ_h：符号語の先頭の最大'01'ランレングスｐｚｌ_h：符号語の先頭の最大'10'ランレングスｚｌ_t：符号語の末尾の最大ゼロランレングスｐｌ_t：符号語の末尾の最大'1' ランレングスｚｐｌ_t：符号語の末尾の最大'01'ランレングスｐｚｌ_t：符号語の末尾の最大'10'ランレングスここで、符号語の遷移するトレリスは上下対称であるた
め、以下の（ａ）〜（ｄ）の関係がある。これらの関係
を利用して、符号語テーブルのハードウエア量を削減す
ることが可能となる。

【００４３】（ａ）集合Ｓ０の各要素をビット反転した
集合は、集合Ｓ４に等しい。

【００４４】（ｂ）集合Ｓ１の各要素をビット反転した
集合は、集合Ｓ５に等しい。

【００４５】（ｃ）集合Ｓ２の各要素をビット反転した
集合は、集合Ｓ６に等しい。

【００４６】（ｄ）集合Ｓ３の各要素をビット反転した
集合は、集合Ｓ７に等しい。

【００４７】また、図８中の各符号語集合に属する符号
語のバウンダリでの状態遷移を、後続する符号語が属す
る符号語集合との関係において図９に示すように定義す
る。

【００４８】以上のような符号化により、再生時のゼロ
ランレングスが６に制限された符号語系列を生成するこ
とが可能となる。例えば、符号語Ａの次に符号語Ｂが選
択され、｛符号語Ａ，符号語Ｂ｝のように連続した系列
が記録される場合を考える。符号語Ａ（符号語集合Ｓ
０）の末尾が００である時（ｂ，ｄで終わる時）、次の
符号語Ｂは符号語集合Ｓ０あるいはＳ５の要素である符
号語の内から選択される。

【００４９】末尾が００である符号語Ａは、符号語末尾
のゼロランレングス制限により末尾のゼロランレングス
が５となる。また、符号語Ｂの先頭のゼロランレングス
は最大３であり、'1' ランレングスは最大８である。符
号語Ａと符号語Ｂとを組合わせた場合、符号語Ａ、Ｂの
つなぎめにおいて、最大ゼロランレングス、最大'1'ラ
ンレングスが共に８とされる。また、符号語Ａ，Ｂその
ものの最大ゼロランレングス、最大'1' ランレングスも
共に８とされているので、系列｛符号語Ａ，符号語Ｂ｝
は最大ゼロランレングス、最大'1' ランレングスが共に
８に制限されることになる。同様に、最大'01'ランレン
グスは８に制限される。従って、図７を参照して上述し
たように、（１−Ｄ²）等化後の系列におけるゼロラン
レングスは最大で６となる。

【００５０】以下、この発明に係る符号化手法の具体例
について説明する。まず、符号長１８ビットの符号語ｃ
を以下の式（４）のように定義する。

【００５１】符号語ｃ = ( c₀,c₁,c₂,c₃,c₄,c₅,c₆,c₇,c₈,c₉,c₁₀ , c₁₁ c₁₂, c ₁₃ , c₁₄ ,c ₁₅ ,c ₁₆ ,c ₁₇ ) （４）このような符号語長１８ビットの符号語を求める目的で
符号長９ビットのサブ符号語を考える。サブ符号語集合
から、サブ符号語ｈとサブ符号語ｔの２つの符号長９ビ
ットの符号を選択し、組合わせることにより、符号語ｃ
を求める。

【００５２】符号語ｃ = (サブ符号語ｈ，サブ符号語ｔ）（５）（４）、（５）より、サブ符号語ｈ，サブ符号語ｔは、
それぞれ以下のようになる。

【００５３】サブ符号語ｈ＝ ( c₀,c₁,c₂,c₃,c₄,c₅,c₆,c₇,c₈）（６）サブ符号語ｔ＝ ( c₉,c₁₀,c₁₁,c₁₂,c₁₃,c₁₄,c₁₅,c₁₆,c₁₇ ) （７）（５）に従って生成される符号語ｃについての符号化状
態遷移図を図１０に示す。ここで符号語集合Ｓ０，Ｓ
１，Ｓ２，Ｓ３を図１０のｚ１，ｚ２，ｚ３，ｚ４，ｚ
５，ｚ６をそれぞれ通る符号語の集合に分けて考える。
この時、サブ符号語ｈ，サブ符号語ｔを、次のような集
合に分割する。

【００５４】まず、符号語の上位９ビットのサブ符号語
ｈを、ｚ１，ｚ２，ｚ３，ｚ４，ｚ５，ｚ６をそれぞれ
通る次のような符号語の集合に分割する。

【００５５】Ｓ０ｚ１，Ｓ０ｚ２，Ｓ０ｚ３，Ｓ０ｚ
４，Ｓ０ｚ５，Ｓ０ｚ６，Ｓ１ｚ１，Ｓ１ｚ２，Ｓ１ｚ
３，Ｓ１ｚ４，Ｓ１ｚ５，Ｓ１ｚ６，Ｓ２ｚ１，Ｓ２ｚ
２，Ｓ２ｚ３，Ｓ２ｚ４，Ｓ２ｚ５，Ｓ２ｚ６，Ｓ３ｚ
１，Ｓ３ｚ２，Ｓ３ｚ３，Ｓ３ｚ４，Ｓ３ｚ５，Ｓ３ｚ
６，Ｓ４ｚ１，Ｓ４ｚ２，Ｓ４ｚ３，Ｓ４ｚ４，Ｓ４ｚ
５，Ｓ４ｚ６，Ｓ５ｚ１，Ｓ５ｚ２，Ｓ５ｚ３，Ｓ５ｚ
４，Ｓ５ｚ５，Ｓ５ｚ６，Ｓ６ｚ１，Ｓ６ｚ２，Ｓ６ｚ
３，Ｓ６ｚ４，Ｓ６ｚ５，Ｓ６ｚ６，Ｓ７ｚ１，Ｓ７ｚ
２，Ｓ７ｚ３，Ｓ７ｚ４，Ｓ７ｚ５，Ｓ７ｚ６ここで、例えば、Ｓ０ｚ１は、状態Ｓ０から始まり、状
態ｚ１で終わる９ビットのサブ符号語ｈを意味する。こ
れらの各部分集合の要素を１６進数で記載したものが図
１１、図１２および図１３である。図１１〜図１３に
は、状態Ｓ０，Ｓ１，Ｓ２，Ｓ３の何れかから始まるも
のが記載されている。これは、上述したように、状態Ｓ
４，Ｓ５，Ｓ６，Ｓ７から始まる符号語は、それぞれ、
状態Ｓ１，Ｓ２，Ｓ３，Ｓ４から始まる符号語をビット
反転することによって得られるので，状態Ｓ４，Ｓ５，
Ｓ６，Ｓ７から始まる符号語の記載を省略したためであ
る。

【００５６】また、符号語の下位９ビットのサブ符号語
ｔに対しても、同様に、ｚ１，ｚ２，ｚ３，ｚ４，ｚ
５，ｚ６のそれぞれを通る、以下のような集合に分割す
る。

【００５７】ｚ１ａ，ｚ１ｂ，ｚ１ｃ，ｚ１ｄ，ｚ２
ａ，ｚ２ｂ，ｚ２ｃ，ｚ２ｄ，ｚ３ａ，ｚ３ｂ，ｚ３
ｃ，ｚ３ｄ，ｚ４ａ，ｚ４ｂ，ｚ４ｃ，ｚ４ｄ，ｚ５
ａ，ｚ５ｂ，ｚ５ｃ，ｚ５ｄ，ｚ６ａ，ｚ６ｂ，ｚ６
ｃ，ｚ６ｄここで、例えばｚ１ａは、状態ｚ１から始まり、状態ａ
で終わる９ビットのサブ符号語ｔを意味する。これらの
各集合の要素を１６進数で記載したものが図１４、図１
５および図１６である。図１４〜図１６には、状態ｚ
１，ｚ２，ｚ３の何れかから始まるものが記載されてい
る。これは、上述したように、状態ｚ４，ｚ５，ｚ６か
ら始まる符号語は、それぞれ、状態ｚ１，ｚ２，ｚ３か
ら始まる符号語をビット反転することによって得られる
ので，状態ｚ４，ｚ５，ｚ６から始まる符号語の記載を
省略したためである。

【００５８】上述したような、サブ符号語ｈの部分集合
とサブ符号語ｔの部分集合との組合わせを考える。この
時、組合わせの条件として、図１７中のＡ，Ｂ，Ｃ，
Ｄ，Ｅ，Ｆ，Ｇ，Ｈ，Ｉ，Ｊを用いる。このような組合
わせの条件の下でのサブ符号語ｈの部分集合とサブ符号
語ｔの部分集合との組合わせは、図１８のようになる。
図１８中では、符号語の上位９ビットのサブ符号語ｈと
して、状態Ｓ０，Ｓ１，Ｓ２，Ｓ３の何れかから始まる
もののみが記載されている。これは、上述したように、
状態Ｓ４，Ｓ５，Ｓ６，Ｓ７から始まる符号語は、それ
ぞれ、状態Ｓ１，Ｓ２，Ｓ３，Ｓ４から始まる符号語を
ビット反転することによって得られるので，図１８中で
の記載を省略したためである。

【００５９】また、図１８では、ｚ１，ｚ２，ｚ３，ｚ
４，ｚ５を通るサブ符号語ｈと組合わされるサブ符号語
ｔとして、集合ｚ４ａ，ｚ４ｂ，ｚ４ｃ，ｚ４ｄ，ｚ５
ａ，ｚ５ｂ，ｚ５ｃ，ｚ５ｄ，ｚ６ａ，ｚ６ｂ，ｚ６
ｃ，ｚ６ｄの要素であるものについての記載が省略され
ている。これらについては、それぞれ、集合ｚ３ｄ，ｚ
３ｃ，ｚ３ｂ，ｚ３ａ，ｚ２ｄ，ｚ２ｃ，ｚ２ｂ，ｚ２
ａ，ｚ１ｄ，ｚ１ｃ，ｚ１ｂ，ｚ１ａの要素をビット反
転することによって得られるので、図１８中での記載を
省略したためである。

【００６０】次に、図１８に記載された組合わせに従っ
て生成される１８ビット符号について、具体的に説明す
る。一例として、サブ符号語ｈが集合Ｓ０ｚ１−Ａの要
素であり、また、サブ符号語ｔが集合ｚ１ａ−Ａの要素
である場合を考える。集合Ｓ０ｚ１−Ａの要素は、状態
Ｓ０から始まり状態ｚ１を通る。サブ符号語ｈの末尾は
ゼロランレングスおよび'1' ランレングスが５以下に制
限されている．また、集合ｚ１ａ−Ａの要素は、状態ｚ
１から始まり、ａで終わる。サブ符号語ｔの先頭はゼロ
ランレングスおよび'1' ランレングスが５以下に制限さ
れている。従って、かかる一例に係る組合わせにおいて
は、サブ符号語ｈとサブ符号語ｔとのつなぎめにおいて
ゼロランレングス、'1' ランレングスが何れも最大８に
制限される。同様に、'01'ランレングスおよび'10'ラン
レングスが何れも最大８に制限される。

【００６１】図１８中の他の組合わせについても、同様
に、サブ符号語ｈとサブ符号語ｔとを組合わせてなる符
号語において、ゼロランレングス、'1' ランレング
ス、'01'ランレングスおよび'10'ランレングスが何れも
最大８に制限される。また、このような組合わせによっ
て構成される各符号語からなる符号語系列内でも、上述
したような符号語集合の状態遷移を考慮することによ
り、ゼロランレングス、'1'ランレングス、'01'ランレ
ングスおよび'10'ランレングスが何れも最大８に制限さ
れる。

【００６２】以上のような符号語の生成を行う１６／１
８符号化回路３の構成の一例を図１９に示す。１６ビッ
ト毎の情報語がプリエンコーダ３０に供給される。プリ
エンコーダ３０は、供給される情報語に基づいて、サブ
符号語ｈとサブ符号語ｔとに組合わせを選択する。この
選択結果がサブ符号語ｈ，ｔを予め記憶しているサブ符
号語用ＲＯＭ３１に供給される。サブ符号語用ＲＯＭ３
１は、供給される選択結果によって指示されるサブ符号
語ｈ，ｔを出力する。出力されるサブ符号語ｈ，ｔか
ら、後段の符号語生成回路（図示せず）が１８ビットの
符号語を生成する。このような構成においては、ハード
ウエアの規模を縮小することが可能となる。

【００６３】一方、１６／１８復号化器９（図１参照）
は、１６／１８符号化回路３による符号化に対応する復
号化処理を行う機能を有する、例えば以下のようなもの
であれば良い。すなわち、サブ符号語として使用される
ビット列を記憶するＲＯＭ等の記憶回路を有し、かかる
ＲＯＭ等の記憶内容を参照して、供給される１８ビット
毎の符号語からサブ符号語ｈとサブ符号語ｔとを検出す
る。そして、検出結果に基づいて、元の１６ビットの情
報語を得る。このような構成において、上述したような
サブ符号語ｈとサブ符号語ｔを記憶していれば良いの
で、ハードウエアの規模を縮小することが可能となる。

【００６４】上述したこの発明の一実施形態は、この発
明をディジタル磁気記録再生装置に適用したものである
が、この発明は、パーシャルレスポンスと最尤復号とを
組合わせたチャンネルに係る符号化を行う符号化回路、
そのような符号化回路によって生成される符号を復号化
する復号化回路、およびそのような符号化回路および／
または符号化回路を有するディジタル信号記録および／
または再生装置に適用することができる。例えば、光磁
気ディスク（ＭＯ）相変化型ディスクＰＤ、ＣＤ−Ｅ
（CD-Erasable ）等の書き換え可能ディスク、ＣＤ−Ｒ
等の追記型ディスク、ＣＤ−ＲＯＭ等の読み出し専用デ
ィスクから情報を再生する情報再生装置光ディスク装
置、等のディジタル信号記録再生装置に適用することが
できる。

【００６５】また、この発明は、上述した実施形態に限
定されることなく、この発明の要旨を逸脱しない範囲で
種々の応用および変形が考えられる。

【００６６】

【発明の効果】上述したように、この発明は、パーシャ
ルレスポンスと最尤復号とを組合わせたチャンネルに係
る符号化を行う符号化回路において、出力する符号につ
いて、最大ゼロランレングス、最大'1' ランレングス、
最大'10'ランレングスおよび最大'01'ランレングスを制
限するようにしたものである。

【００６７】このため、再生時における等化処理後の最
大ゼロランレングスが制限されるので、再生信号からの
クロック再生を安定的に行うことができる。

【００６８】また、９ビットのサブ符号語の組合わせに
よって１８ビットの符号語を生成するようにしたので、
符号化回路および復号化回路を構成するハードウエアの
規模を縮小することが可能となる。

【００６９】特に、符号化率８／９の符号の内、ＡＤＳ
の変化範囲が制限され、準破滅的シーケンスを除去さ
れ、さらに、ビタビ復号器のメモリオーバーフローを防
止することができる１６／１８符号にこの発明を適用し
て符号の最大ゼロランレングス、最大'1' ランレング
ス、最大'10'ランレングスおよび最大'01'ランレングス
を１０に制限するようにした場合には、等化処理後の最
大ゼロランレングスが６に制限される。これにより、再
生信号からのクロック再生を安定に行うことが可能とな
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の一実施形態の構成の概略について説
明するためのブロック図である。

【図２】この発明の一実施形態において用いられるビタ
ビ復号器のトレリス遷移の一部分について説明するため
の略線図である。

【図３】この発明の一実施形態において用いられるビタ
ビ復号器のトレリス遷移について説明するための略線図
である。

【図４】この発明において使用することができる、ＡＤ
Ｓの変化範囲が１０に制限された状態遷移の一例につい
て説明するための略線図である。

【図５】この発明に係る、ＡＤＳの変化範囲が１０に制
限された符号化トレリス構造について説明するための略
線図である。

【図６】この発明に係る、ＡＤＳの変化範囲が１０に制
限された符号化トレリス構造において、状態シフトがな
される場合について説明するための略線図である。

【図７】符号語の系列からなる出力ビットと、かかる出
力ビットに等化処理が施されてなるビット列とにおける
ゼロランレングスの制限について説明するための略線図
である。

【図８】この発明の一実施形態において使用される符号
語を要素とする符号語集合について説明するための略線
図である。

【図９】図７中の各符号語集合に属する符号語のバウン
ダリでの状態遷移について説明するための略線図であ
る。

【図１０】この発明の一実施形態において、サブ符号語
ｈおよびｔから構成される符号語Ｃについての符号化状
態遷移図の一例を示す略線図である。

【図１１】サブ符号語ｈを要素とする各部分集合の要素
を記載した略線図の一部である。

【図１２】サブ符号語ｈを要素とする各部分集合の要素
を記載した略線図の他の一部である。

【図１３】サブ符号語ｈを要素とする各部分集合の要素
を記載した略線図のさらに他の一部である。

【図１４】サブ符号語ｔを要素とする各部分集合の要素
を記載した略線図の一部である。

【図１５】サブ符号語ｔを要素とする各部分集合の要素
を記載した略線図の他の一部である。

【図１６】サブ符号語ｔを要素とする各部分集合の要素
を記載した略線図のさらに他の一部である。

【図１７】この発明の一実施形態において、サブ符号語
ｈおよびｔを要素とする各部分集の組合わせに係る条件
の一例を示す略線図である。

【図１８】サブ符号語ｈの部分集合とサブ符号語ｔの部
分集合との組合わせについて示す略線図である。

【図１９】この発明の一実施形態中の１６／１８符号化
回路の構成の一例を示すブロック図である。

【図２０】従来のＴＣＥＰＲ４チャンネルの一例につい
て説明するためのブロック図である。

【図２１】従来のＴＣＥＰＲ４チャンネルにおいて処理
される再生等化信号について説明するための略線図であ
る。

【図２２】従来のＴＣＥＰＲ４チャンネルにおいて使用
される、ＡＤＳの変化範囲が１０に制限された状態遷移
について説明するための略線図である。

【図２３】従来のＴＣＥＰＲ４チャンネルにおいて使用
される、ＡＤＳの変化範囲が１０に制限された符号化ト
レリス構造について説明するための略線図である。

【符号の説明】

３・・・１６／１８符号化器、５・・・ＥＰＲチャンネ
ル、７・・・ビタビ復号器、３１・・・サブ符号語用Ｒ
ＯＭ

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】パーシャルレスポンスと最尤復号とを組
合わせたチャンネルに係る符号化を行う符号化回路にお
いて、出力する符号について、最大ゼロランレングス、最大'
1' ランレングス、最大'10'ランレングスおよび最大'0
1'ランレングスを制限するようにしたことを特徴とする
符号化回路。
【請求項２】請求項１において、出力する符号について、最大ゼロランレングス、最大'
1' ランレングス、最大'10'ランレングスおよび最大'0
1'ランレングスを８に制限するようにしたことを特徴と
する符号化回路。
【請求項３】請求項２において、情報語としての１６ビットを単位とする２進データ列
を、符号語としての１８ビットを単位とする２進データ
列に変換する１６／１８変換を行う１６／１８変換手段
を有し、上記１６／１８変換手段は、符号語系列のＡＤＳの変化
範囲が１０以下となり、符号語系列から準破滅的シーケ
ンスが除去されるような１６／１８変換を行うことを特
徴とする符号化回路。
【請求項４】パーシャルレスポンスと最尤復号とを組
合わせたチャンネルに係る符号化を行う符号化方法にお
いて、出力する符号について、最大ゼロランレングス、最大'
1' ランレングス、最大'10'ランレングスおよび最大'0
1'ランレングスを制限するようにしたことを特徴とする
符号化方法。
【請求項５】請求項４において、情報語としての１６ビットを単位とする２進データ列に
対応して９ビットを単位とする所定のサブ符号語を組合
わせることにより、符号語系列のＡＤＳの変化範囲が１
０以下に制限され、符号語系列から準破滅的シーケンス
が除去され、上記サブ符号語間のつなぎめにおいて最大
ゼロランレングス、最大'1' ランレングス、最大'10'ラ
ンレングスおよび最大'01'ランレングスが制限された符
号語としての１８ビットを単位とする２進データ列を生
成する１６／１８変換ステップを有することを特徴とす
る符号化方法。
【請求項６】パーシャルレスポンスと最尤復号とを組
合わせたチャンネルに係る復号化回路において、情報語としての１６ビットを単位とする２進データ列に
対応して９ビットを単位とする所定のサブ符号語を組合
わせることによって生成される、符号語系列のＡＤＳの
変化範囲が１０以下に制限され、符号語系列から準破滅
的シーケンスが除去され、上記サブ符号語間のつなぎめ
において最大ゼロランレングス、最大'1' ランレング
ス、最大'10'ランレングスおよび最大'01'ランレングス
が制限された符号語としての１８ビットを単位とする２
進データ列を復号することを特徴とする復号化回路。
【請求項７】パーシャルレスポンスと最尤復号とを組
合わせたチャンネルに係る符号化を行う符号化回路を使
用するディジタル信号伝送装置において、出力する符号について、最大ゼロランレングス、最大'
1' ランレングス、最大'10'ランレングスおよび最大'0
1'ランレングスを制限するようにした符号化回路を有す
ることを特徴とするディジタル信号伝送装置。
【請求項８】記録すべきディジタル信号を伝送する伝
送系内に、パーシャルレスポンスと最尤復号とを組合わ
せたチャンネルに係る符号化を行う符号化回路を有する
ディジタル磁気記録再生装置において、出力する符号について、最大ゼロランレングス、最大'
1' ランレングス、最大'10'ランレングスおよび最大'0
1'ランレングスを制限するようにした符号化回路を有す
ることを特徴とするディジタル磁気記録再生装置。