JP2001024519A - 検出誤り抑制回路および方法 - Google Patents
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 ディジタル情報通信技術において、コード・
レートを確保しながら単一ビット誤りを抑制する方法を
提供する。 【解決手段】 EPR4検出システムで、サンプルに対
して1+Dを適用し、これを、検出されたEPR4ビッ
トの(1−D)(1+D)3を通したものと比較するこ
とによって単一ビット誤りを除去するためのEEPR4
後処理の方法。
レートを確保しながら単一ビット誤りを抑制する方法を
提供する。 【解決手段】 EPR4検出システムで、サンプルに対
して1+Dを適用し、これを、検出されたEPR4ビッ
トの(1−D)(1+D)3を通したものと比較するこ
とによって単一ビット誤りを除去するためのEEPR4
後処理の方法。
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は電子デバイスに関す
るものであり、更に詳細には部分応答的逐次検出器を備
えるディジタル通信および記憶に関する。
るものであり、更に詳細には部分応答的逐次検出器を備
えるディジタル通信および記憶に関する。
【0002】
【従来の技術】図1aは磁気方式の記憶および検索シス
テムを模式的に示している。磁気ディスク111上の記
憶場所へのデータ・ビットの書き込みは具体的には次の
ように進行する。誤り訂正符号化器101は、リード・
ソロモン法のような誤り訂正符号化法によってデータ・
ビットを誤り訂正(ECC)ビットに符号化する。ま
た、誤り訂正符号化にはビット・ブロックをインタリー
ブする過程を含むこともできる。次に、変調符号化器
(チャネル符号化器)103が誤り訂正符号化器101
からのビット出力のブロックを、ランレングス制限コー
ドまたは重大な誤りを後処理で除去するためのパリティ
・ビットを含むその他のチャネル・コードを用いてビッ
ト・ブロックに符号化する。この変調符号化は読み出し
タイミングの回復を手助けする。これらのブロックを予
備符号化しておくこともできる。次に、この(予備符号
化した)変調符号化ビットは読み出し/書き込みヘッド
を駆動して、回転磁気ディスク111上のドメインの磁
化方向をセットする。これによってデータ・ビットが記
憶される。
テムを模式的に示している。磁気ディスク111上の記
憶場所へのデータ・ビットの書き込みは具体的には次の
ように進行する。誤り訂正符号化器101は、リード・
ソロモン法のような誤り訂正符号化法によってデータ・
ビットを誤り訂正(ECC)ビットに符号化する。ま
た、誤り訂正符号化にはビット・ブロックをインタリー
ブする過程を含むこともできる。次に、変調符号化器
(チャネル符号化器)103が誤り訂正符号化器101
からのビット出力のブロックを、ランレングス制限コー
ドまたは重大な誤りを後処理で除去するためのパリティ
・ビットを含むその他のチャネル・コードを用いてビッ
ト・ブロックに符号化する。この変調符号化は読み出し
タイミングの回復を手助けする。これらのブロックを予
備符号化しておくこともできる。次に、この(予備符号
化した)変調符号化ビットは読み出し/書き込みヘッド
を駆動して、回転磁気ディスク111上のドメインの磁
化方向をセットする。これによってデータ・ビットが記
憶される。
【0003】記憶されたデータ・ビットの読み出しは、
回転ディスク111上のドメインの磁化方向の遷移によ
って読み出し/書き込みヘッド113に誘起される電圧
を増幅器121によって増幅する(そしてフィルタを通
す)ことから始まる。これらの電圧は概念的には、図2
a−図2cに示されるように、正、負、およびゼロの振
幅を持つ(波形濾過後)パルス系列が重畳した波形を有
する。後続のディジタル・サンプリングが2パルス以上
からの寄与を含む場合には、パルスの重畳は符号間干渉
を意味する。事実、図2a−図2cは概念的なサンプル
時間を示している。クロックを与えられるアナログ・デ
ィジタル変換器123がパルス系列をサンプリングおよ
び量子化してディジタル出力列を形成する。64または
128の量子化レベル(1個の符号ビットと5個または
6個の振幅ビットを備える6ビットまたは7ビットの変
換器)があろう。ヴィテルビ検出器125がディジタル
出力列に対して最大尤度データ検出を実行する。
回転ディスク111上のドメインの磁化方向の遷移によ
って読み出し/書き込みヘッド113に誘起される電圧
を増幅器121によって増幅する(そしてフィルタを通
す)ことから始まる。これらの電圧は概念的には、図2
a−図2cに示されるように、正、負、およびゼロの振
幅を持つ(波形濾過後)パルス系列が重畳した波形を有
する。後続のディジタル・サンプリングが2パルス以上
からの寄与を含む場合には、パルスの重畳は符号間干渉
を意味する。事実、図2a−図2cは概念的なサンプル
時間を示している。クロックを与えられるアナログ・デ
ィジタル変換器123がパルス系列をサンプリングおよ
び量子化してディジタル出力列を形成する。64または
128の量子化レベル(1個の符号ビットと5個または
6個の振幅ビットを備える6ビットまたは7ビットの変
換器)があろう。ヴィテルビ検出器125がディジタル
出力列に対して最大尤度データ検出を実行する。
【0004】部分応答的な信号発生のために、検出前の
信号チャネルに対して周波数応答の各種のクラスが定義
されている。パルス波形に対して最小の均等化しか要求
されないことから、クラスIVが磁気的記録に特に適し
ているとみられる。部分応答のクラスIVのチャネル
は、(1−D)(1+D)Nの形のチャネル伝達関数多
項式によって定義される。ここでNは正の整数、Dは一
周期遅延である。図2a−図2cはN=1,2,3に対
するパルス波形を示している。対応するパルスはそれぞ
れ、PR4,EPR4,E2PR4(あるいはEEPR
4)と名付けられている。(E)PR4検出電圧は、磁
化ドメイン方向の対応する遷移に依存して正、負、また
はゼロの振幅を有し、一周期の間隔を置いて重畳する
(E)PR4パルス系列を含む。(E)PR4検出電圧
のサンプリングによって、最大尤度ヴィテルビ・デコー
ダのような典型的な系列検出器への入力となるディジタ
ル列が得られる。磁気ディスクに高密度で記憶するため
には誘起パルス当たりより多くのサンプルが必要であ
り、従ってより多くの重畳が必要となる。従って、より
高次の多項式伝達関数が用いられる。例えば、PW50
(パルスの半値幅)当たり約3ビットの記憶密度ではパ
ルス当たり4個の非ゼロ・サンプルを有するEEPR4
が用いられよう。図2c参照。高密度の要求はノート型
コンピュータ等の小型携帯用デバイスから生まれる。
信号チャネルに対して周波数応答の各種のクラスが定義
されている。パルス波形に対して最小の均等化しか要求
されないことから、クラスIVが磁気的記録に特に適し
ているとみられる。部分応答のクラスIVのチャネル
は、(1−D)(1+D)Nの形のチャネル伝達関数多
項式によって定義される。ここでNは正の整数、Dは一
周期遅延である。図2a−図2cはN=1,2,3に対
するパルス波形を示している。対応するパルスはそれぞ
れ、PR4,EPR4,E2PR4(あるいはEEPR
4)と名付けられている。(E)PR4検出電圧は、磁
化ドメイン方向の対応する遷移に依存して正、負、また
はゼロの振幅を有し、一周期の間隔を置いて重畳する
(E)PR4パルス系列を含む。(E)PR4検出電圧
のサンプリングによって、最大尤度ヴィテルビ・デコー
ダのような典型的な系列検出器への入力となるディジタ
ル列が得られる。磁気ディスクに高密度で記憶するため
には誘起パルス当たりより多くのサンプルが必要であ
り、従ってより多くの重畳が必要となる。従って、より
高次の多項式伝達関数が用いられる。例えば、PW50
(パルスの半値幅)当たり約3ビットの記憶密度ではパ
ルス当たり4個の非ゼロ・サンプルを有するEEPR4
が用いられよう。図2c参照。高密度の要求はノート型
コンピュータ等の小型携帯用デバイスから生まれる。
【0005】変調復号器127は変調符号化器103の
逆である。最後に、誤り訂正復号器129が逆インタリ
ーブを行い、更に誤り訂正を行って、望ましくは最小誤
りでデータ・ビットを回復する。
逆である。最後に、誤り訂正復号器129が逆インタリ
ーブを行い、更に誤り訂正を行って、望ましくは最小誤
りでデータ・ビットを回復する。
【0006】符号間干渉を含むディジタル列の最大尤度
検出は、状態遷移(ブランチ)のトレリス(trell
is)を通るパスの確率を最大にすることで言い換える
ことができる。各々の状態は最近受信されたデータ・ビ
ットの可能なパターンに対応しており、トレリスの各ス
テージは次の(雑音の多い)入力の受信に対応する。例
えば、図3はEPR4検出器用のトレリス中の1つのス
テージ(時間軸の1つのステップ)を示している。状態
には3つの先行データ・ビット(分離したパルス中の3
つの非ゼロ・サンプル値を反映している)が明示されて
おり、ブランチにはそのブランチ遷移に関するビットに
加えて、対応する雑音なしの入力サンプル標的値:2,
1,0,−1,または−2が明示されている。
検出は、状態遷移(ブランチ)のトレリス(trell
is)を通るパスの確率を最大にすることで言い換える
ことができる。各々の状態は最近受信されたデータ・ビ
ットの可能なパターンに対応しており、トレリスの各ス
テージは次の(雑音の多い)入力の受信に対応する。例
えば、図3はEPR4検出器用のトレリス中の1つのス
テージ(時間軸の1つのステップ)を示している。状態
には3つの先行データ・ビット(分離したパルス中の3
つの非ゼロ・サンプル値を反映している)が明示されて
おり、ブランチにはそのブランチ遷移に関するビットに
加えて、対応する雑音なしの入力サンプル標的値:2,
1,0,−1,または−2が明示されている。
【0007】図4は従来技術のヴィテルビ検出器を示し
ており、それは各々のトレリス状態に対して1個の加算
・比較・選択(ACS)ユニットを含み、また各々の標
的レベルtijに対して1個のブランチ・メトリック・ユ
ニットを含んでいる。各状態に関する生き残り(sur
vival)レジスタがパス・メモリ・ブロック中にあ
る。各々のブランチ・メトリック・ユニットはそれの標
的値と雑音の多い入力サンプル値との間の差の平方を計
算する。各ACSはそれの状態に関するメトリックを記
憶して、適当なブランチ・メトリック計算のための入力
と、他のACSユニットからの関連する状態メトリック
を入力として有する。検出器への入力信号を受信する
と、各ACSはそれの(2つの)入力ブランチ・メトリ
ック計算を、ブランチから出力する状態の対応する状態
メトリックに加える。次に、それはそれら(2つの)和
を比較して小さい方を選んでその状態の更新状態メトリ
ックとする。各状態の生き残りレジスタはその内容を更
新して、その状態に関する生き残りパス、すなわち、更
新状態メトリックに導く選択されたビット(遷移)の系
列を保持する。検出されたビットは最小メトリックを有
するパスに対応するであろう。いつでも、その時点まで
のトレリスを通る最大尤度パスは、その時点で最小の状
態メトリックを有する状態から出発して、トレリス中
を、到達状態までのブランチとして先に選択されたブラ
ンチを再帰的に用いて逆方向に辿るパスである。すなわ
ち、最小の状態メトリックを有する状態に関する生き残
りレジスタの内容である。
ており、それは各々のトレリス状態に対して1個の加算
・比較・選択(ACS)ユニットを含み、また各々の標
的レベルtijに対して1個のブランチ・メトリック・ユ
ニットを含んでいる。各状態に関する生き残り(sur
vival)レジスタがパス・メモリ・ブロック中にあ
る。各々のブランチ・メトリック・ユニットはそれの標
的値と雑音の多い入力サンプル値との間の差の平方を計
算する。各ACSはそれの状態に関するメトリックを記
憶して、適当なブランチ・メトリック計算のための入力
と、他のACSユニットからの関連する状態メトリック
を入力として有する。検出器への入力信号を受信する
と、各ACSはそれの(2つの)入力ブランチ・メトリ
ック計算を、ブランチから出力する状態の対応する状態
メトリックに加える。次に、それはそれら(2つの)和
を比較して小さい方を選んでその状態の更新状態メトリ
ックとする。各状態の生き残りレジスタはその内容を更
新して、その状態に関する生き残りパス、すなわち、更
新状態メトリックに導く選択されたビット(遷移)の系
列を保持する。検出されたビットは最小メトリックを有
するパスに対応するであろう。いつでも、その時点まで
のトレリスを通る最大尤度パスは、その時点で最小の状
態メトリックを有する状態から出発して、トレリス中
を、到達状態までのブランチとして先に選択されたブラ
ンチを再帰的に用いて逆方向に辿るパスである。すなわ
ち、最小の状態メトリックを有する状態に関する生き残
りレジスタの内容である。
【0008】生き残りレジスタの長さは使用する変調コ
ードに依存する。決定が生き残りレジスタ中に深く進入
するにつれて、より多くの競合する生き残りパス(正し
いパスに対して)が消去されて、検出されるデータはよ
り正確になろう。
ードに依存する。決定が生き残りレジスタ中に深く進入
するにつれて、より多くの競合する生き残りパス(正し
いパスに対して)が消去されて、検出されるデータはよ
り正確になろう。
【0009】(E)PR4チャネルの動作を更に改善す
るために、最も一般的な誤り事象を消去するためのコー
ド制約を加える変調コードが提案された。誤り事象のメ
トリックは、正しいパスに関するパス・メトリックと、
正しいパスから外れて後で再び合流するトレリス中の競
合する誤りパスに関するパス・メトリックとの差分とし
て定義されよう。EPR4チャネルでは、パス間の最小
平方ユークリッド距離(メトリック)は4に等しい。次
に挙げるビット系列対はこの最小誤り事象メトリックを
有するトレリス・パス(trellis path)を
有する。
るために、最も一般的な誤り事象を消去するためのコー
ド制約を加える変調コードが提案された。誤り事象のメ
トリックは、正しいパスに関するパス・メトリックと、
正しいパスから外れて後で再び合流するトレリス中の競
合する誤りパスに関するパス・メトリックとの差分とし
て定義されよう。EPR4チャネルでは、パス間の最小
平方ユークリッド距離(メトリック)は4に等しい。次
に挙げるビット系列対はこの最小誤り事象メトリックを
有するトレリス・パス(trellis path)を
有する。
【0010】00100および01010 (4と混同
された2つの引き続く遷移) 11011および10101 (先行の補数) 01011および00101 (シフトされた3つの引
き続く遷移) 10100および11010 (先行の補数) xx0xxおよびxx1xx (単一ビット誤り)
された2つの引き続く遷移) 11011および10101 (先行の補数) 01011および00101 (シフトされた3つの引
き続く遷移) 10100および11010 (先行の補数) xx0xxおよびxx1xx (単一ビット誤り)
【0011】
【発明の解決しようとする課題】最初の4つの誤りは、
3またはそれ以上の引き続く遷移が存在する時に誤りが
発生するという共通の特徴を持つ。従って、3つの引き
続く遷移(NRZIトライビット(tribits))
を防止する変調コードが、単一ビット誤りを除く上記の
誤りを排除できる。しかし、すべてのトライビットを除
去することはコード・レートを低速にする。従って、例
えば、1997年IEEE国際磁気会議(1997年4
月)に発表されたW.ブリス(Bliss)による「高
密度磁気記録用の8/9レート時間変動トレリス・コー
ド」のような各種のコードでは、クワッドビットを除去
し、トライビットをコード語中の或る位置に制限するこ
とでコード・レートを確保している。
3またはそれ以上の引き続く遷移が存在する時に誤りが
発生するという共通の特徴を持つ。従って、3つの引き
続く遷移(NRZIトライビット(tribits))
を防止する変調コードが、単一ビット誤りを除く上記の
誤りを排除できる。しかし、すべてのトライビットを除
去することはコード・レートを低速にする。従って、例
えば、1997年IEEE国際磁気会議(1997年4
月)に発表されたW.ブリス(Bliss)による「高
密度磁気記録用の8/9レート時間変動トレリス・コー
ド」のような各種のコードでは、クワッドビットを除去
し、トライビットをコード語中の或る位置に制限するこ
とでコード・レートを確保している。
【0012】しかしながら、単一ビット誤りを抑制する
問題は残る。1つの方法はコード語に対して1つのパリ
ティ・ビットを加えるものであるが、この方法ではコー
ド・レートが低くなる。
問題は残る。1つの方法はコード語に対して1つのパリ
ティ・ビットを加えるものであるが、この方法ではコー
ド・レートが低くなる。
【0013】
【課題を解決するための手段】本発明は、ヴィテルビ検
出後の後処理として、検出されたビット信号からの概念
的なサンプルと検出器入力サンプル列との差分をフィル
タに通すことによって単一ビット誤りを抑制する装置と
方法とを提供する。
出後の後処理として、検出されたビット信号からの概念
的なサンプルと検出器入力サンプル列との差分をフィル
タに通すことによって単一ビット誤りを抑制する装置と
方法とを提供する。
【0014】これは、限られた付加的な後処理で精度を
向上できるという利点を有する。
向上できるという利点を有する。
【0015】
【発明の実施の形態】システムの概略 図1b−図1dに示すように、第1の好適な実施の形態
はEPR4チャネル中の単一ビット誤りを、初期のEP
R4ヴィテルビ検出後の後処理によって抑制する。ポス
ト・プロセッサ151(詳細は図1c−図1d)は検出
されたビット系列を濾過し、検出前のサンプル系列を濾
過し、次に2つの濾過した系列の差を濾過して単一ビッ
ト誤りの尤度を求める。この特別な濾過作業が、EEP
R4型のフィルタを使用しての複雑度の低い単一ビット
誤り検出を提供する。比較によって単一ビット誤りらし
いことが判明した場合には、出力の訂正が行われる。
はEPR4チャネル中の単一ビット誤りを、初期のEP
R4ヴィテルビ検出後の後処理によって抑制する。ポス
ト・プロセッサ151(詳細は図1c−図1d)は検出
されたビット系列を濾過し、検出前のサンプル系列を濾
過し、次に2つの濾過した系列の差を濾過して単一ビッ
ト誤りの尤度を求める。この特別な濾過作業が、EEP
R4型のフィルタを使用しての複雑度の低い単一ビット
誤り検出を提供する。比較によって単一ビット誤りらし
いことが判明した場合には、出力の訂正が行われる。
【0016】第1の好適実施例 図1bは、EPR4システムに追加される、EEPR4
型の濾過を行うポスト・プロセッサ151を示す、好適
な実施の形態の検出器システムの全体的なブロック図で
ある。ポスト・プロセッサ前のブロックは完全なEPR
4システムを含んでおり、ポスト・プロセッサ151は
独立したブロックとして機能する。ポスト・プロセッサ
151への2つのみの入力は5標的レベル(−2,−
1,0,1,2)EPR4サンプル・データとEPR4
ヴィテルビ検出器からの検出されたビット列出力であ
る。この構造は、EPR4システムを変更することなし
に、ビット誤りレート(BER)特性を改善するために
ポスト・プロセッサ151を標準的なEPR4システム
に追加することを可能とする。
型の濾過を行うポスト・プロセッサ151を示す、好適
な実施の形態の検出器システムの全体的なブロック図で
ある。ポスト・プロセッサ前のブロックは完全なEPR
4システムを含んでおり、ポスト・プロセッサ151は
独立したブロックとして機能する。ポスト・プロセッサ
151への2つのみの入力は5標的レベル(−2,−
1,0,1,2)EPR4サンプル・データとEPR4
ヴィテルビ検出器からの検出されたビット列出力であ
る。この構造は、EPR4システムを変更することなし
に、ビット誤りレート(BER)特性を改善するために
ポスト・プロセッサ151を標準的なEPR4システム
に追加することを可能とする。
【0017】図1cは第1の好適な実施の形態のポスト
・プロセッサ151のブロック図である。ポスト・プロ
セッサのデータ・パスは2つの部分、すなわち、概念的
データ・パスとサンプル・データ・パスに分割できる。
概念的データ・パスは4個のフリップ・フロップ、2個
の乗算器(2を乗ずる)、および1個の4入力加算器を
含む。概念的データ・パスはEPR4ヴィテルビ検出器
の出力ビット列X[k](これは最初に記録されたビッ
ト列の最大尤度推定である)を、次のような出力ビット
列に関する概念的EEPR4サンプルを発生するフィル
タで濾過する。
・プロセッサ151のブロック図である。ポスト・プロ
セッサのデータ・パスは2つの部分、すなわち、概念的
データ・パスとサンプル・データ・パスに分割できる。
概念的データ・パスは4個のフリップ・フロップ、2個
の乗算器(2を乗ずる)、および1個の4入力加算器を
含む。概念的データ・パスはEPR4ヴィテルビ検出器
の出力ビット列X[k](これは最初に記録されたビッ
ト列の最大尤度推定である)を、次のような出力ビット
列に関する概念的EEPR4サンプルを発生するフィル
タで濾過する。
【0018】
【数1】
【0019】概念的EEPR4サンプルは概念的EPR
4サンプルの5に対して7つの可能なレベルを有する。
EEPR4伝達多項式は(1−D)(1+D)3であ
り、これは(1−D)(1+D)2(1+D)とも表現
できる。これはEPR4伝達多項式に(1+D)を乗じ
たものとなっている。従って、EPR4ヴィテルビ検出
器125へのサンプル入力は、それらを1+Dのフィル
タで濾過することによって対応するEEPR4サンプル
に変換することができる。こうして、EPR4ヴィテル
ビ検出器125へのサンプル入力をz[k]と表せば、
サンプル・データ・パスは
4サンプルの5に対して7つの可能なレベルを有する。
EEPR4伝達多項式は(1−D)(1+D)3であ
り、これは(1−D)(1+D)2(1+D)とも表現
できる。これはEPR4伝達多項式に(1+D)を乗じ
たものとなっている。従って、EPR4ヴィテルビ検出
器125へのサンプル入力は、それらを1+Dのフィル
タで濾過することによって対応するEEPR4サンプル
に変換することができる。こうして、EPR4ヴィテル
ビ検出器125へのサンプル入力をz[k]と表せば、
サンプル・データ・パスは
【0020】
【数2】
【0021】を出力する。図1cは中央上部に概念的デ
ータ・パスを、また左下にサンプル・データ・パスを示
す。サンプル・データ・パスはヴィテルビ検出器125
を通る遅延を補償して、概念的データ・パスと同期する
ための遅延153を含む。
ータ・パスを、また左下にサンプル・データ・パスを示
す。サンプル・データ・パスはヴィテルビ検出器125
を通る遅延を補償して、概念的データ・パスと同期する
ための遅延153を含む。
【0022】時刻kにおける誤り信号e[k]はサンプ
ル・データ・パス出力と、概念的データ・パス出力との
差分として定義される。すなわち、
ル・データ・パス出力と、概念的データ・パス出力との
差分として定義される。すなわち、
【0023】
【数3】
【0024】誤り信号e[k]を(1−D)(1+D)
3フィルタに通すことによって誤り事象メトリックE
[k]を計算する。すなわち図1dにブロック155と
して示されるように、
3フィルタに通すことによって誤り事象メトリックE
[k]を計算する。すなわち図1dにブロック155と
して示されるように、
【0025】
【数4】
【0026】次に誤り事象メトリックを誤り評価ブロッ
ク157を通すことによって可能な信号ビット誤りの位
置を同定する。もし誤り事象メトリックE[k]が次の
条件を満足すれば、k−5出力ビットの極性を反転させ
るために誤り訂正ブロック161へフラッグが送られよ
う。 (1)誤り事象メトリックE[k]は誤り系列フィルタ
へのe[k]入力と同じ符号を有する。 (2)誤り事象メトリックE[k]の大きさはプリセッ
ト・スレッショルドよりも大きい。 (3)誤り事象メトリックE[k]の大きさは極大であ
る(|E[k]|は|E[k−1]|と|E[k+1]
|のどちらよりも大きい)。図1dは誤り評価ブロック
157内でこれらの条件を試験するための回路を示して
いる。
ク157を通すことによって可能な信号ビット誤りの位
置を同定する。もし誤り事象メトリックE[k]が次の
条件を満足すれば、k−5出力ビットの極性を反転させ
るために誤り訂正ブロック161へフラッグが送られよ
う。 (1)誤り事象メトリックE[k]は誤り系列フィルタ
へのe[k]入力と同じ符号を有する。 (2)誤り事象メトリックE[k]の大きさはプリセッ
ト・スレッショルドよりも大きい。 (3)誤り事象メトリックE[k]の大きさは極大であ
る(|E[k]|は|E[k−1]|と|E[k+1]
|のどちらよりも大きい)。図1dは誤り評価ブロック
157内でこれらの条件を試験するための回路を示して
いる。
【0027】ジッタ解析 自力的解析によって、以上の好適な実施の形態の後処理
の動作を明らかにする手助けができる。一般的な単一ビ
ット誤りはパルス・ジッタから発生する。これは読み出
しヘッドに誘起されるパルスが時間的にオフセットを有
する現象である。このオフセットは対向する極性の磁気
ドメインの境界の粗さのせいで発生することがある。パ
ルス・オフセットがヴィテルビ検出器内での状態メトリ
ックの変動と結びついて単一ビットの検出誤りが生ずる
可能性がある。具体的に、正しいビット系列が...0
11...,誤りのビット系列が...001...,
またサンプルz[k]が図5に示されるようになってい
ると仮定する。図5はまた、対応する概念的な訂正サン
プルと概念的な誤りサンプルも示している。すなわち、
図5は2つの概念的パルスと、それら2つの概念的パル
スの間に、ジッタによって遅延したパルスとを示してい
る。
の動作を明らかにする手助けができる。一般的な単一ビ
ット誤りはパルス・ジッタから発生する。これは読み出
しヘッドに誘起されるパルスが時間的にオフセットを有
する現象である。このオフセットは対向する極性の磁気
ドメインの境界の粗さのせいで発生することがある。パ
ルス・オフセットがヴィテルビ検出器内での状態メトリ
ックの変動と結びついて単一ビットの検出誤りが生ずる
可能性がある。具体的に、正しいビット系列が...0
11...,誤りのビット系列が...001...,
またサンプルz[k]が図5に示されるようになってい
ると仮定する。図5はまた、対応する概念的な訂正サン
プルと概念的な誤りサンプルも示している。すなわち、
図5は2つの概念的パルスと、それら2つの概念的パル
スの間に、ジッタによって遅延したパルスとを示してい
る。
【0028】図5に示されるように、Tをサンプリング
間隔、δを0と0.5との間の数値とした時、もしサン
プル0,1,2,1,0を有する概念的パルスがδTだ
け遅延すれば、サンプルはおよそ0,1−1.2δ,2
−δ2,1+1.2δ,1.2δへ変化する。ここで、
1.2の因子はパルスの両サイドの上部および下部から
離れた場所での勾配の推定値であり、またδ2はパルス
上部の曲率の推定値である。こうして、遅延したサンプ
ルと概念的な訂正サンプルとの差は0,−1.2δ,−
δ2,1.2δ,1.2δとなる。
間隔、δを0と0.5との間の数値とした時、もしサン
プル0,1,2,1,0を有する概念的パルスがδTだ
け遅延すれば、サンプルはおよそ0,1−1.2δ,2
−δ2,1+1.2δ,1.2δへ変化する。ここで、
1.2の因子はパルスの両サイドの上部および下部から
離れた場所での勾配の推定値であり、またδ2はパルス
上部の曲率の推定値である。こうして、遅延したサンプ
ルと概念的な訂正サンプルとの差は0,−1.2δ,−
δ2,1.2δ,1.2δとなる。
【0029】2つの引き続く1.2δs(正しいパルス
の遅れたサイドに対応する)を強調するために1+Dに
よって濾過する。これによって、0,−1.2δ,1.
2δ−δ2,1.2δ−δ2,2.4δ,1.2δ,0の
濾過した差分が得られ、e[k]に対応する。
の遅れたサイドに対応する)を強調するために1+Dに
よって濾過する。これによって、0,−1.2δ,1.
2δ−δ2,1.2δ−δ2,2.4δ,1.2δ,0の
濾過した差分が得られ、e[k]に対応する。
【0030】次に、検出すべきパターンのそれにほぼ等
しい形状の伝達関数を有するフィルタで濾過することに
よってこのパターンをe[k]中で探す。−1,−2,
0,2,1のEEPR4伝達関数はそのような形状を有
しており、またEEPR4ハードウエアおよびソフトウ
エアが既に存在するので利用すれば便利である。このよ
うに、−1,−2,0,2,1フィルタを適用して、E
[k]系列を0,−1.2δ,−3.6δ−δ2,−
1.2δ−3δ2,7.2δ−2δ2,9.6δ+2
δ2,1.2δ+3δ2,−6δ+δ2,−4.8δ,−
1.2δのように発生させる。ここでδが0.5に向か
って増大するにつれて(これはパルスがサンプリング周
期の半分のオフセットに近づき、誤り確率が高いことを
意味する)、9.6δ+δ2の項が支配的となり、δが
0から0.5に増大すると、それは0から約5に増大す
る。これは好適な実施の形態の誤り決定において条件
(2)として約5のスレッショルドを使用することを示
唆する。
しい形状の伝達関数を有するフィルタで濾過することに
よってこのパターンをe[k]中で探す。−1,−2,
0,2,1のEEPR4伝達関数はそのような形状を有
しており、またEEPR4ハードウエアおよびソフトウ
エアが既に存在するので利用すれば便利である。このよ
うに、−1,−2,0,2,1フィルタを適用して、E
[k]系列を0,−1.2δ,−3.6δ−δ2,−
1.2δ−3δ2,7.2δ−2δ2,9.6δ+2
δ2,1.2δ+3δ2,−6δ+δ2,−4.8δ,−
1.2δのように発生させる。ここでδが0.5に向か
って増大するにつれて(これはパルスがサンプリング周
期の半分のオフセットに近づき、誤り確率が高いことを
意味する)、9.6δ+δ2の項が支配的となり、δが
0から0.5に増大すると、それは0から約5に増大す
る。これは好適な実施の形態の誤り決定において条件
(2)として約5のスレッショルドを使用することを示
唆する。
【0031】ジッタを受けたパルス・サンプルと概念的
な誤りサンプル(これは0,1−1.2δ、1−δ2,
−1+1.2δ、−1+1.2δに等しい)との間の差
分について同様な解析を行えば、E[k]として0,1
−1.2δ、4−3.6δ−δ2,4−1.2δ−3
δ2,−4+7.2δ−2δ2,−10+9.6δ+2δ
2,−4+1.2δ+3δ2,4−6δ+δ2,4−4.
8δ,1−1.2δが得られる。もちろん、この差分は
正しいビット・サンプルの差分に、誤りビット・サンプ
ルを加えたものに等しい。―10+9.6δ+2δ2の
項が支配的であり、それの大きさはδが0から0.5に
増大するにつれて10から約5へと減少する。これは条
件(2)のスレッショルドが5に等しく設定されること
と一致しており、誤りはこのE[k]によって適正にフ
ラッグを与えられよう。注意すべき点はE[k]のその
他の項は大きさが4を決して超えないということであ
る。更に、誤りビットからE[k]への全体的な濾過は
1,4,4,−4,−10,−4,4,4,1の係数を
有する(1−D)(1+D)3(1−D)(1+D)3で
ある。この係数−10はスレッショルドのちょうど2倍
の大きさを持ち、支配的な9.6δ+2δ2+εと揃っ
ており、誤りビットを位置づける。事実、係数−10の
大きさは次に大きい係数の2倍よりも大きい。
な誤りサンプル(これは0,1−1.2δ、1−δ2,
−1+1.2δ、−1+1.2δに等しい)との間の差
分について同様な解析を行えば、E[k]として0,1
−1.2δ、4−3.6δ−δ2,4−1.2δ−3
δ2,−4+7.2δ−2δ2,−10+9.6δ+2δ
2,−4+1.2δ+3δ2,4−6δ+δ2,4−4.
8δ,1−1.2δが得られる。もちろん、この差分は
正しいビット・サンプルの差分に、誤りビット・サンプ
ルを加えたものに等しい。―10+9.6δ+2δ2の
項が支配的であり、それの大きさはδが0から0.5に
増大するにつれて10から約5へと減少する。これは条
件(2)のスレッショルドが5に等しく設定されること
と一致しており、誤りはこのE[k]によって適正にフ
ラッグを与えられよう。注意すべき点はE[k]のその
他の項は大きさが4を決して超えないということであ
る。更に、誤りビットからE[k]への全体的な濾過は
1,4,4,−4,−10,−4,4,4,1の係数を
有する(1−D)(1+D)3(1−D)(1+D)3で
ある。この係数−10はスレッショルドのちょうど2倍
の大きさを持ち、支配的な9.6δ+2δ2+εと揃っ
ており、誤りビットを位置づける。事実、係数−10の
大きさは次に大きい係数の2倍よりも大きい。
【0032】図6a−図6bは、z[k]を図5に示さ
れるように0,0.5,1.8,1.5,0.5,0に
ほぼ等しいと取った時に、以上のことを数字的に示して
いる。事実、ヴィテルビ検出器125によって正しいビ
ット系列が検出されれば、後処理は次のように行われよ
う。正しいの意味を下付のCで表せば、XC[k]系列
は0,1,1,1,...となろう。EEPR4のYC
[k]系列は0,1,3,3,1,0,0となり、誤り
eC[k]系列は0,−0.5,−0.7,0.3,
1.0,0.5,0となり、そして誤りメトリックEC
[k]系列は0,−0.5,−1.7,−1.1,0.
6,4.4,1.1,−2.3,−2.0,−0.5と
なる。ここで(1+D)z[k]が0,0.5,2.
3,3.3,2.0,0.5,0,...に等しいこと
を用いた。図6aはこれらの系列を示しており、比較の
ために概念的な0,1,2,1,0のEPR4パルスも
示している。
れるように0,0.5,1.8,1.5,0.5,0に
ほぼ等しいと取った時に、以上のことを数字的に示して
いる。事実、ヴィテルビ検出器125によって正しいビ
ット系列が検出されれば、後処理は次のように行われよ
う。正しいの意味を下付のCで表せば、XC[k]系列
は0,1,1,1,...となろう。EEPR4のYC
[k]系列は0,1,3,3,1,0,0となり、誤り
eC[k]系列は0,−0.5,−0.7,0.3,
1.0,0.5,0となり、そして誤りメトリックEC
[k]系列は0,−0.5,−1.7,−1.1,0.
6,4.4,1.1,−2.3,−2.0,−0.5と
なる。ここで(1+D)z[k]が0,0.5,2.
3,3.3,2.0,0.5,0,...に等しいこと
を用いた。図6aはこれらの系列を示しており、比較の
ために概念的な0,1,2,1,0のEPR4パルスも
示している。
【0033】逆に、もしヴィテルビ検出器125によっ
て誤りのビット系列が検出されれば(例えば、状態メト
リック中にそれまで累積していた差分のために)、後処
理は次のようになろう。誤りの意味を下付のEで表し
て、XE[k]系列は0,0,1,1,1,...とな
ろう。YE[k]系列は0,0,1,3,3,1,0
で、eE[k]系列は0,0.5,1.3,0.3,−
1.0,−0.5,0、そして、EE[k]系列は0,
0.5,2.3,2.9,−0.4,−5.6,−2.
9,1.7,2.0,0.5となろう。図6bはこれら
の系列を示す。
て誤りのビット系列が検出されれば(例えば、状態メト
リック中にそれまで累積していた差分のために)、後処
理は次のようになろう。誤りの意味を下付のEで表し
て、XE[k]系列は0,0,1,1,1,...とな
ろう。YE[k]系列は0,0,1,3,3,1,0
で、eE[k]系列は0,0.5,1.3,0.3,−
1.0,−0.5,0、そして、EE[k]系列は0,
0.5,2.3,2.9,−0.4,−5.6,−2.
9,1.7,2.0,0.5となろう。図6bはこれら
の系列を示す。
【0034】誤りフラッグを設定し、出力ビットを反転
させる基準について考えてみよう。 (1) e[k]とE[k]が同じ符号を持つ。 (2) E[k]がスレッショルドを超える。 (3) |E[k]|が極大である。
させる基準について考えてみよう。 (1) e[k]とE[k]が同じ符号を持つ。 (2) E[k]がスレッショルドを超える。 (3) |E[k]|が極大である。
【0035】基準(1)および(3)はEC[k]値が
−1.7,4.4,および−2.3の場合、EE[k]
値が2.9,−5.6,および2.0の場合に成立する
(0はどちらの符号に考えてもよいとする)。このよう
に、スレッショルドを約5に設定することによって、正
しく検出されたビット系列に対する誤りメトリックE C
[k]は誤りフラッグを設定しないが、不正確に検出さ
れたビット系列に対する誤りメトリックEE[k]は誤
りフラッグを設定するということで、単一ビット誤りを
訂正することができる。
−1.7,4.4,および−2.3の場合、EE[k]
値が2.9,−5.6,および2.0の場合に成立する
(0はどちらの符号に考えてもよいとする)。このよう
に、スレッショルドを約5に設定することによって、正
しく検出されたビット系列に対する誤りメトリックE C
[k]は誤りフラッグを設定しないが、不正確に検出さ
れたビット系列に対する誤りメトリックEE[k]は誤
りフラッグを設定するということで、単一ビット誤りを
訂正することができる。
【0036】他の好適な実施例 支配的な負の項(すなわち、−1.2δ−δ2)の後に
2サンプルに支配的な正の項(すなわち、2.4δ)を
有するe[k]の基本的パターンを検出するために、−
1,−2,0,2,1のEEPR4フィルタの代わりに
e[k]の他のフィルタを使用することもできる。すな
わち、−1,0,1のようなフィルタでもそのパターン
に一致するであろう。この場合には、E[k]系列は
0,−1.2δ、−1.2δ−δ2,2.4δ−δ2,
3.6δ+δ2,δ2,−2.4δ、−1.2δとなろ
う。従って、δが0から0.5へ増大するにつれて、支
配的な項(3.6δ+δ2)は約2に近づき、従って約
2のスレッショルドを使うべきである。これは係数1,
2,−1,−4,−1,2,1を持つ(1−D)(1+
D)3(1−D2)のような誤りビットの全体的な濾過と
一致する。こうして、最も大きい係数の半分が2であ
り、従ってスレッショルドは2とすべきである。
2サンプルに支配的な正の項(すなわち、2.4δ)を
有するe[k]の基本的パターンを検出するために、−
1,−2,0,2,1のEEPR4フィルタの代わりに
e[k]の他のフィルタを使用することもできる。すな
わち、−1,0,1のようなフィルタでもそのパターン
に一致するであろう。この場合には、E[k]系列は
0,−1.2δ、−1.2δ−δ2,2.4δ−δ2,
3.6δ+δ2,δ2,−2.4δ、−1.2δとなろ
う。従って、δが0から0.5へ増大するにつれて、支
配的な項(3.6δ+δ2)は約2に近づき、従って約
2のスレッショルドを使うべきである。これは係数1,
2,−1,−4,−1,2,1を持つ(1−D)(1+
D)3(1−D2)のような誤りビットの全体的な濾過と
一致する。こうして、最も大きい係数の半分が2であ
り、従ってスレッショルドは2とすべきである。
【0037】注意すべき点は、この−1,0,1フィル
タに対して、支配的な項と次に大きい項との比率はδが
0.5に増大する時、
タに対して、支配的な項と次に大きい項との比率はδが
0.5に増大する時、
【0038】
【数5】
【0039】となることである。これはδが0.5に増
大する時に、−1,−2,0,2,1フィルタに対する
比率が次式となるのと合致する。
大する時に、−1,−2,0,2,1フィルタに対する
比率が次式となるのと合致する。
【0040】
【数6】
【0041】あるいは、サンプルz[k]を概念的EP
R4サンプルと比較し、EPR4によって濾過すること
によりE[k]を発生させることもできる。この場合に
は、全体的な誤りビット濾過は(1−D)(1+D)2
(1−D)(1+D)2であり、これは先の
R4サンプルと比較し、EPR4によって濾過すること
によりE[k]を発生させることもできる。この場合に
は、全体的な誤りビット濾過は(1−D)(1+D)2
(1−D)(1+D)2であり、これは先の
【0042】
【数7】
【0043】を並べ替えたものである。
【0044】実験結果 図7は第1の好適な実施の形態に関する実験結果を示
す。後処理を用いて出力から単一ビット誤りを除去し、
トレリス符号化によって連続的な遷移誤りを除去するこ
とによって、3.0のユーザ密度において、好適な実施
の形態のポスト・プロセッサ・システムは16/17コ
ードのEPR4システムに対して1dBNの利得を示
す。
す。後処理を用いて出力から単一ビット誤りを除去し、
トレリス符号化によって連続的な遷移誤りを除去するこ
とによって、3.0のユーザ密度において、好適な実施
の形態のポスト・プロセッサ・システムは16/17コ
ードのEPR4システムに対して1dBNの利得を示
す。
【0045】変形例 好適な実施の形態は、実際のサンプルと検出したビット
列からの概念的サンプルとの間の濾過した差分を比較す
ることによる単一ビット誤り検出の特徴を保持しなが
ら、多様な形で修正することが可能である。例えば、ユ
ーザ・ビット密度を変更することができる、検出のため
の濾過をスレッショルドの変化に対応して変更すること
ができる等々である。
列からの概念的サンプルとの間の濾過した差分を比較す
ることによる単一ビット誤り検出の特徴を保持しなが
ら、多様な形で修正することが可能である。例えば、ユ
ーザ・ビット密度を変更することができる、検出のため
の濾過をスレッショルドの変化に対応して変更すること
ができる等々である。
【0046】以上の説明に関して更に以下の項を開示す
る。 (1)誤り訂正方法であって、(a)第1の符号化法で
情報を符号化した第1のサンプル列から情報を推定する
工程、(b)(i)第1の濾過後の前記サンプル列と、
(ii)前記推定された情報から第2の符号化法によっ
て生成された概念的サンプル列との間の差を比較する工
程、ここにおいて前記第2符号化法が前記第1の符号化
法のエミュレーションと前記第1濾過とを加えたもので
ある工程、および(c)前記(b)の比較が誤りを表示
する時に、前記(a)で推定された情報を訂正する工
程、を含む方法。
る。 (1)誤り訂正方法であって、(a)第1の符号化法で
情報を符号化した第1のサンプル列から情報を推定する
工程、(b)(i)第1の濾過後の前記サンプル列と、
(ii)前記推定された情報から第2の符号化法によっ
て生成された概念的サンプル列との間の差を比較する工
程、ここにおいて前記第2符号化法が前記第1の符号化
法のエミュレーションと前記第1濾過とを加えたもので
ある工程、および(c)前記(b)の比較が誤りを表示
する時に、前記(a)で推定された情報を訂正する工
程、を含む方法。
【0047】(2)第1項記載の方法であって、ここに
おいて、(a)前記第1符号化法がEPR4であり、
(b)前記第2符号化法がEEPR4である、方法。
おいて、(a)前記第1符号化法がEPR4であり、
(b)前記第2符号化法がEEPR4である、方法。
【0048】(3)EPR4検出システムで、サンプル
に対して1+Dを適用し、これを、検出されたEPR4
ビットに対する(1−D)(1+D)3と比較すること
によって単一ビット誤りを除去するためのEEPR4後
処理の装置および方法。
に対して1+Dを適用し、これを、検出されたEPR4
ビットに対する(1−D)(1+D)3と比較すること
によって単一ビット誤りを除去するためのEEPR4後
処理の装置および方法。
図面は分かり易いように自己発見的なものとなってい
る。
る。
【図1a】第1の好適な実施の形態システムの模式図。
【図1b】第1の好適な実施の形態システムの模式図。
【図1c】第1の好適な実施の形態システムの模式図。
【図1d】第1の好適な実施の形態システムの模式図。
【図2】a〜cは、部分応答のクラスIVのパルス。
【図3】EPR4トレリスの1つのステージ。
【図4】ヴィテルビ検出器。
【図5】EPR4パルス。
【図6】a,bは、後処理。
【図7】実験結果。
101 誤り訂正符号化器 103 変調符号化器 111 磁気ディスク 113 読み出し/書き込みヘッド 121 増幅器 123 アナログ・デジタル変換器 125 ヴィテルビ検出器 127 変調復号器 129 誤り訂正復号器 151 ポスト・プロセッサ 153 遅延 155 ブロック 157 誤り評価ブロック 161 誤り訂正ブロック
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 FI テーマコート゛(参考) G11B 20/18 570 G11B 20/18 570F 572 572B 572F H03M 13/41 H03M 13/41
Claims (1)
- 【請求項1】 誤り訂正方法であって、(a)第1の符
号化法で情報を符号化した第1のサンプル列から情報を
推定し、(b)(i)第1の濾過後の前記第1のサンプ
ル列と、(ii)前記推定された情報から第2の符号化
法によって生成された概念的サンプル列との間の差を比
較し、ここにおいて、前記第2の符号化法が前記第1の
符号化法に前記第1の濾過を加えてエミュレートし、お
よび(c)前記(b)において前記比較が誤りを表示し
た時に、前記(a)において推定された前記情報を訂正
すること、を備えた方法。
Applications Claiming Priority (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
US13490999P | 1999-05-19 | 1999-05-19 | |
US134909 | 1999-05-19 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2001024519A true JP2001024519A (ja) | 2001-01-26 |
Family
ID=22465562
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2000146722A Abandoned JP2001024519A (ja) | 1999-05-19 | 2000-05-18 | 検出誤り抑制回路および方法 |
Country Status (6)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US6546518B1 (ja) |
EP (1) | EP1054401B1 (ja) |
JP (1) | JP2001024519A (ja) |
AT (1) | ATE261175T1 (ja) |
DE (1) | DE60008624T2 (ja) |
TW (1) | TW493165B (ja) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US7755521B1 (en) | 2008-12-23 | 2010-07-13 | Advantest Corporation | A-D convert apparatus, D-A convert apparatus and adjustment method |
US10970166B2 (en) | 2019-02-19 | 2021-04-06 | Toshiba Memory Corporation | Memory system and method of controlling non-volatile memory |
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