JP2001101799A - デジタル再生信号処理装置 - Google Patents

デジタル再生信号処理装置

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JP2001101799A JP28128699A JP28128699A JP2001101799A JP 2001101799 A JP2001101799 A JP 2001101799A JP 28128699 A JP28128699 A JP 28128699A JP 28128699 A JP28128699 A JP 28128699A JP 2001101799 A JP2001101799 A JP 2001101799A
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 PRMLを使用したデジタルリードチャネル
を実現した場合においても、チャネルレートで動作する
アナログ/デジタル変換器4、あるいはデジタル回路を
削減し低消費電力でかつ低コストの再生信号処理装置を
提供することを目的とする。 【解決手段】 アナログ再生信号をデジタル記録チャネ
ルレートより長い周期でサンプリングし、記録チャネル
レートより長い周期の低レートデジタル再生信号に変換
するアナログ/デジタル変換器4と、低レートのままデ
ジタルフィルタリングを行いデジタル等化信号を生成す
る係数設定器6と、デジタル記録チャネルレートの再生
データを補間する補間器7と、データを導出するハーフ
レートビタビ復号器8を備えるものとした。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、光ディスク、磁気
ディスクなどのデジタル記録媒体の再生装置に用いるデ
ジタル再生信号処理装置に関する。
【0002】
【従来の技術】近年、光ディスク、磁気ディスクなどの
情報記録媒体は、大容量化と高速転送化をめざした技術
開発が推し進められている。中でも、情報記録媒体、及
び該情報記録媒体から情報を読み出す読み出しヘッドな
どに関する基本性能の向上が挙げられるが、それ以外に
も、デジタル再生信号処理装置に関する、読み取り精度
の向上、高倍速動作などの技術の向上が挙げられる。
【0003】デジタル再生信号処理装置は、記録媒体か
ら読み出しヘッドで読み出した信号を、高度なデジタル
信号処理技術を用いて、雑音の重畳、符号間干渉などの
理由により、状態の悪い信号からより正確な記録データ
を導出する技術である。
【0004】また、デジタル再生信号処理装置の研究が
最も進んでいるといわれる磁気ディスクの分野では、従
来、ピーク検出といわれるアナログ再生信号処理方式が
主に使用されていた。これは再生信号をアナログ的に微
分を施すことによって、信号のピークパターンを検出
し、記録データを導出する技術である。上記技術は、非
常にシンプルな回路で構成することができ、装置の高速
化についても低消費電力で実現することができるという
メリットがある。
【0005】ところが、最近のデジタル再生信号処理装
置では、磁気ディスクの再生信号処理方式のほとんど
が、上記ピーク検出といわれるアナログ検出方式から、
PRML(Partial Response Max
imum Likelihood)方式というデジタル
再生信号処理技術に移行してきた。
【0006】このPRML方式とは、通信系の技術であ
るパーシャルレスポンスと符号理論のマキシマムライク
リーフッド(最尤復号)を組み合わせたデジタル再生信
号処理方式である。このPRML方式は、高密度記録さ
れた信号再生能力でアナログ再生信号処理に対して優れ
た特性を示す。このため、磁気ディスクの分野ではその
ほとんどがアナログ再生信号処理にとってかわってき
た。また、光ディスクの分野でも磁気ディスクと同様、
最近では、PRML方式などのデジタル再生信号処理が
検討されている。
【0007】次に、従来のデジタル再生信号処理装置に
ついて説明する。図13は、従来のPRML方式を用い
た、デジタル再生信号処理装置の構成を示すブロック図
である。まず、読み取りヘッド102によって記録媒体
101から読み出されたアナログ再生信号は、アナログ
フィルタ103に入力される。アナログフィルタ103
に入力されたアナログ再生信号は、アナログフィルタ1
03によって高域ノイズがカットされるとともに、特定
帯域の信号成分が強調される。次に、上記アナログフィ
ルタ103にてフィルタリングされたアナログ再生信号
は、アナログ/デジタル変換器104に入力される。該
アナログ/デジタル変換器104は、再生信号のチャネ
ルレートに同期したタイミングでアナログ再生信号をデ
ジタル再生信号に変換する。そして、上記アナログ/デ
ジタル変換器104から出力されたデジタル再生信号
は、FIRフィルタ105に入力される。該FIRフィ
ルタ105は、デジタル再生信号の等化処理を行うデジ
タルフィルタである。
【0008】さらに、FIRフィルタ105の出力は、
係数設定器106と、ビタビ復号器107に入力され
る。このとき、係数設定器106では、FIRフィルタ
105の出力データから最小二乗平均(Least M
ean Square,以下、LMSと略す)というア
ルゴリズムを用いて、最適なFIRフィルタ105の等
化係数を求め等化係数設定を行う。また、ビタビ復号器
107では、FIRフィルタ105の出力データ列から
最尤復号を行い2値化信号を出力する。
【0009】このように、上記再生信号処理装置は、P
RML方式を使用することによって、極端な高域ノイズ
の強調を行うことなく再生することが可能であり、かつ
ビタビ復号器107によって、レベル判定で誤りと判断
されたデータパターンにおいても修復が可能になるた
め、より忠実に、記録された再生信号を読み出すことが
できる。
【0010】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来のデジタル再生信号処理装置においては、従来のアナ
ログ再生信号処理装置に比較して回路規模、あるいは消
費電力が大幅に増大するという問題点がある。
【0011】上記従来例で示したように、デジタル再生
信号処理装置では、そのほとんどの回路がデジタル回路
で実現されている。そのために、デジタル再生信号処理
装置は、高速で動作するアナログ/デジタル変換回路、
及び高速で動作するデジタル回路が必要となる。つま
り、アナログ/デジタル変換回路、及びデジタル回路
は、デジタルデータの書き込み基準単位であるチャネル
レートで動作する必要がある。このチャネルレートは、
ドライブシステムの中で最も高い周波数であり、このよ
うな高い周波数で動作させるためには、アナログ/デジ
タル変換器の消費電力が大きく、高速で動作するロジッ
ク回路も同様に消費電力は大きなものとなる。
【0012】また近年、ハードディスク装置、及び光デ
ィスク装置は、ともに高速化が急速に進んでいる。特
に、読み出し専用の光ディスクであるCD−ROMなど
は、開発当初の1倍速再生から飛躍的に推移し、最近で
は40倍速再生のドライブまで出現している。DVD−
ROMに関しても、それが本格的に普及する以前から、
すでに高倍速化の競争が始まっている。
【0013】しかし、高倍速化になればなるほど、チャ
ネルレートが高い周波数になり、さらに、高い周波数に
なればなるほど、効率のよいデジタル再生信号処理の実
現が困難になるという問題点がある。
【0014】まず、チャネルレートが高い周波数になっ
た場合、高速で動作するアナログ/デジタル変換器の実
現は困難である。たとえ、アナログ/デジタル変換器を
高速で動作することが実現できたとしても、消費電力が
極端に大きなものとなってしまう。デジタル回路につい
ても、チャネルレートが上がれば上がるほど、高速デジ
タル回路の実現が困難になるのはもちろんのこと、高速
デジタル回路が実現できたとしても、それを実現するた
めには、コスト、及び消費電力がともに増大してしまう
問題がある。
【0015】また、HDD、DVD−ROMなどのドラ
イブの消費電力は、倍速性能が上がっても、消費電力の
増大は許容することができず、さらに、ノート型パソコ
ンに内蔵されるデジタル信号処理装置は、更なる低消費
電力化が要求されている。
【0016】以上のことから、従来のデジタル再生信号
処理装置は、性能は上がり読み取り精度は向上するが、
消費電力の増大により高速化が困難になるといった問題
点があった。
【0017】本発明は、かかる問題点を解消するために
なされたものであり、PRMLを使用したデジタルリー
ドチャネルを実現した場合においても、チャネルレート
で動作するアナログ/デジタル変換器、あるいはデジタ
ル回路を削減し、低消費電力で、かつ低コストのデジタ
ル再生信号処理装置を提供することを目的とする。
【0018】
【課題を解決するための手段】この課題を解決するため
に、本発明の請求項1に記載のデジタル再生信号処理装
置は、読み取りヘッドによって記録媒体から読み出され
たアナログ再生信号から、デジタル記録データの判定を
行うデジタル再生信号処理装置において、少なくとも上
記アナログ再生信号をデジタル記録チャネルレートより
長い周期でサンプリングし、上記デジタル記録チャネル
レートより長い周期の低レートデジタル再生信号に変換
するアナログ/デジタル変換器と、上記低レートデジタ
ル再生信号を低レートのままデジタルフィルタリングを
行いデジタル等化信号を生成する等化回路と、上記デジ
タル等化信号からデジタル記録チャネルレートの再生デ
ータを補間する補間器と、上記補間されたデータ列から
記録されたデータを導出する判定器とを備えたことを特
徴とするものである。
【0019】また、本発明の請求項2に記載のデジタル
再生信号処理装置は、請求項1に記載のデジタル再生信
号処理装置において、上記アナログ/デジタル変換器で
のサンプリングは、記録チャネルレートの半分の周波数
であるハーフレートで行うことを特徴とするものであ
る。
【0020】また、本発明の請求項3に記載のデジタル
再生信号処理装置は、請求項1に記載のデジタル再生信
号処理装置において、上記補間器は、ハーフレートのナ
イキスト周波数に帯域制限されたハーフレートナイキス
ト補間を行うことを特徴とするものである。
【0021】また、本発明の請求項4に記載のデジタル
再生信号処理装置は、請求項1に記載のデジタル再生信
号処理装置において、上記補間器は、パーシャルレスポ
ンス伝送特性に合わせたパーシャルレスポンス補間を行
うことを特徴とするものである。
【0022】また、本発明の請求項5に記載のデジタル
再生信号処理装置は、請求項1に記載のデジタル再生信
号処理装置において、上記判定器は、ハーフレート動作
が可能なビタビ復号回路で構成してなることを特徴とす
るものである。
【0023】また、本発明の請求項6に記載のデジタル
再生信号処理装置は、請求項1に記載のデジタル再生信
号処理装置において、変調符号の符号長制約が1以上で
あることを特徴とするものである。
【0024】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態につい
て図面を参照しながら説明する。なお、ここで示す実施
の形態はあくまでも一例であって、必ずしもこの実施の
形態に限定されるものではない。
【0025】(実施の形態1)以下に、本発明の請求項
1に対応する発明の実施の形態1について、図1から図
3、及び図5、図9を参照して説明する。図1は、本発
明の実施の形態1によるデジタル再生信号処理装置の構
成を示すブロック図である。なお、該デジタル再生信号
処理装置は、読み取り専用の光ディスクであるDVD−
ROMの再生信号処理装置について示している。
【0026】図1において、読み取りヘッド2によって
記録媒体1から読み出されたアナログ再生信号は、アナ
ログフィルタ3に入力される。該アナログフィルタ3に
入力されたアナログ再生信号は、上記アナログフィルタ
3によって高域ノイズがカットされるとともに、特定帯
域の信号成分が強調される。次に、上記アナログフィル
タ3にて、フィルタリングされたアナログ再生信号は、
アナログ/デジタル変換器4に入力される。該アナログ
/デジタル変換器4では、チャネルレートの半分のレー
ト、いわゆるハーフレートでサンプルし、アナログ再生
信号をハーフレートデジタル再生信号に変換する。続い
て上記アナログ/デジタル変換器4から出力されたデジ
タル再生信号は、FIRフィルタ5に入力される。該F
IRフィルタ5は、デジタル再生信号の等化処理を行う
デジタルフィルタである。
【0027】次に、上記FIRフィルタ5の出力は、係
数設定器6と補間器7に入力される。上記係数設定器6
は、FIRフィルタ5の出力データからLMSアルゴリ
ズムにより最適なFIRフィルタ5の等化係数を求め、
等化係数設定を行う。上記補間器7は、ハーフレートの
データ列から間引きされたサンプリングポイントのデー
タ補間を行う。そして、上記補間器7の出力は、ハーフ
レートビタビ復号器8に入力される。該ハーフレートビ
タビ復号器8は、補間器7から出力されるデータ列から
最尤復号を行い2値化信号を出力する。
【0028】次に、図1のデジタル再生信号処理装置を
構成する各装置について、さらに詳しく説明する。ま
ず、DVD−ROMのアナログ再生信号について説明す
る。図2は、上記アナログ再生信号のDVDの再生信号
周波数特性とDVDでの使用を検討しているパーシャル
レスポンスの周波数特性を示す図である。
【0029】図2において、縦軸は、出力ゲインであ
る。また、横軸は規格化周波数であり、Tはチャネルレ
ートを示す。DVDは、EFM(Eight to F
ourteen Modulation) Plusと
いう変調符号を採用している。該変調符号は、最短符号
長制約が2であり、従って、最短反転周期は3Tである
ため、符号語自体の高域成分が少ない特性を有する。ま
た、図2からも分かるように、DVDの再生特性は高域
成分が減衰した伝送特性を有し、この再生特性に適した
符号として上記EFM Plusが選ばれている。ま
た、再生系にパーシャルレスポンス(PR)を適用しよ
うとした場合、DVDの再生信号周波数特性にパーシャ
ルレスポンスの周波数特性をできるだけ合致させる必要
がある。この場合、図中のPR(1、1)のような低次
のパーシャルレスポンスでは、DVDの再生特性に近づ
けることができない。そこで、PR(1、2、2、1)
のような高次のパーシャルレスポンスを導入する必要が
ある。
【0030】図3は、上記アナログ再生信号のDVDの
書き込み信号と再生信号を示す図である。(a)は、3
T連続信号の書き込み信号と再生信号であり、(b)
は、10T連続信号の書き込み信号と再生信号である。
図3において、縦軸は電圧であり、横軸は時間である。
また、図から分かるように、信号の振幅は、3T連続信
号が10T連続信号の1/3程度まで減衰している。
【0031】次に、アナログフィルタ3について説明す
る。アナログフィルタ3は、アナログ再生信号の高域ノ
イズの抑圧と特定周波数の強調を行う。上記アナログフ
ィルタ3は、使用するパーシャルレスポンスの周波数特
性に合致させるために、若干の信号強調、及びアナログ
/デジタル変換器4で発生する折り返しノイズを抑制す
るためのアンチエリアジングフィルタの役目を果たす。
通常は、通過帯域の群遅延特性がフラットなイクリップ
ルフィルタが使用される。
【0032】次に、アナログ/デジタル変換器4につい
て説明する。アナログ/デジタル変換器4は、アナログ
再生信号をアナログ再生信号に同期したクロックのタイ
ミングでサンプリングし、アナログ信号をデジタル信号
に変換する装置である。ここで、アナログ/デジタル変
換器4は、チャネルレートの1/2のレートでアナログ
再生信号と同期したタイミングでサンプリングを行って
いる。
【0033】次に、FIRフィルタ5について説明す
る。FIRフィルタ5は、アナログ/デジタル変換器4
で変換されたデジタル再生信号を係数設定器6で決定す
る適応等化係数に応じてフィルタ処理するものである。
【0034】図5は、上記デジタル再生信号処理装置を
構成するFIRフィルタ5の構成図である。図5におい
て、上記FIRフィルタ5は、遅延素子9と乗算器10
と加算器11とで構成される。上記遅延素子9は、デー
タフリップフロップが用いられている。該データフリッ
プフロップは、クロックが入力されるとクロック周期の
遅延を行う機能を有している。ここではハーフレート、
つまり2Tレートのクロックが入力されているので、2
T遅延素子として動作する。
【0035】次に、係数設定器6について説明する。係
数設定器6は、FIRフィルタ5でフィルタリングされ
たデジタル再生信号のインパルス特性を、パーシャルレ
スポンスの型に等化し、等化後デジタル再生信号とする
のに最適な適応等化係数を決定するものである。
【0036】本実施の形態で使用するパーシャルレスポ
ンスは、PR(1、2、2、1)であり、FIRフィル
タ5で等化する等化ターゲットは、インパルスレスポン
ス(1、2、2、1)である。
【0037】この係数設定器6では、LMSアルゴリズ
ムにより適応等化係数を算出する。このLMSとは、
「望みの応答」と「伝送路の応答」の自乗誤差を最低に
するフィードバック動作である。係数設定器6において
「望みの応答」とは仮判定値であり、「伝送路の応答」
とは、FIRフィルタ5から入力され、パーシャルレス
ポンスの周波数特性と等化されたデジタル再生信号であ
る。
【0038】該LMSの係数設定式は次式のように表さ
れる。
【数1】 なお、上式よりP(nt)は現在の係数であり、P(n
(t+1))は更新される係数、Akはタップゲイン、
E(nt)は等化誤差、X(nt)はFIR入力信号で
ある。
【0039】次に、補間器7について説明する。補間器
7は、ハーフレートのデジタル再生信号から間引きされ
たサンプルレートを補間し、フルレートの信号を生成す
るものである。なお、装置の詳細な構成などについて
は、実施の形態3、及び4で説明する。
【0040】次に、ハーフレートビタビ復号器8につい
て説明する。図9は、上記ハーフレートビタビ復号器8
の構成図である。図9において、ハーフレートビタビ復
号器8は、ブランチメトリック16と、パスメトリック
17と、パスメモリ18と、制御信号生成器19とから
構成されている。
【0041】以上のように本実施の形態1によるデジタ
ル再生信号処理装置によれば、アナログ再生信号をデジ
タル記録チャネルレートより長い周期でサンプリング
し、記録チャネルレートより長い周期の低レートデジタ
ル再生信号に変換するアナログ/デジタル変換器と、低
レートのまま等化し、補間をかけてデータを導出する判
定器を備えるものとしたので、チャネルレートで動作す
るアナログ/デジタル変換器、あるいはデジタル回路を
削減し、低消費電力でかつ低コストの装置を実現するこ
とが可能である。
【0042】(実施の形態2)以下に、本発明の請求項
2に対応する発明の実施の形態2について、図4を用い
て説明する。図4は、本発明の実施の形態2によるアナ
ログ/デジタル変換器のサンプリングポイントを示す図
である。また、図4の(a)は、アナログ再生信号とチ
ャネルレートのサンプリングポイントを示し、(b)
は、アナログ再生信号とハーフレートのサンプリングポ
イントを示す。
【0043】図4において、チャネルレートサンプリン
グを行った場合、サンプリングされた離散データから、
チャネルレートの1/2までの周波数帯域の信号再生が
可能である。ところが、上記図2に示すように、DVD
の再生特性は、高域成分が非常に減衰している特徴を有
している。従って、DVDの周波数特性に着目した場
合、信号成分の多くは1/4Tの周波数帯域に存在する
ため、信号再生という機能を実現するためには、必ずし
も1/Tのチャネルレートでサンプリングする必要がな
い。つまり、1/T以下のサンプリングにおいても、所
望の性能をもつ再生信号処理を実現することができる。
そこで、本実施の形態2では、ハーフレートでサンプリ
ングを行うこととしている。
【0044】以上のように、本実施の形態2によるデジ
タル再生信号処理装置によれば、アナログ/デジタル変
換器でサンプリングする周波数は、記録チャネルレート
の1/2のクロックを用いてサンプリングするものとし
たので、その低い周波数レートでも、チャネルレート処
理と同等の性能を発揮することができる。
【0045】(実施の形態3)以下に、本発明の請求項
3に対応する発明の実施の形態3について、図6、及び
図7を用いて説明する。図6は、本発明の実施の形態3
による、デジタル再生信号処理装置を構成する補間器の
構成図である。
【0046】図6において、本実施の形態3による補間
器は、FIR型の補間器を使用するものとする。まず、
2Tレートで入力される信号にゼロ詰めを行い1Tレー
トのデータ列に変換する。これを1Tレートの補間FI
Rフィルタに入力する。すると、1/(4×T)以下の
周波数帯域に信号が存在することを前提としたハーフレ
ートナイキスト係数が設定される。上記補間FIRフィ
ルタの係数(Cn)は、次式から求めることができる。
【数2】 上記式より、各ポイント値でのフィルタ係数(Cn)の
値は、次のようになる。C1=0.127,C2=0,
C3=−0.212,C4=0,C5=0.637,C
6=1,C7=0.637,C8=0,C9=−0.2
12,C10=0,C11=0.127
【0047】図7は、上記補間器によるハーフレートナ
イキスト応答特性を示す図である。図7において、縦軸
は、上記式より求めた各ポイント値でのフィルタ係数
(Cn)値であり、横軸は、Tステップの各ポイント値
を示す。なお、上記ハーフレートナイキスト係数の設定
による補間を、ハーフレートナイキスト補間と呼ぶこと
とする。
【0048】以上のように、本実施の形態3によるデジ
タル再生信号処理装置によれば、デジタル再生信号処理
装置を構成する補間器を、ハーフレートのナイキスト周
波数に帯域制限されたハーフレートナイキスト補間を行
うこととしたので、不必要な高域成分の強調を防ぐこと
ができ、良好な補間特性を得ることが可能となった。
【0049】(実施の形態4)以下に、本発明の請求項
4に対応する発明の実施の形態4について、図8を用い
て説明する。上記実施の形態3では、ハーフレートナイ
キスト補間を用いた実施の形態について述べたが、ここ
では、別の補間器の構成例として、パーシャルレスポン
ス補間を用いた例について説明する。
【0050】上記ハーフレートナイキスト補間は、サン
プリング周波数の1/4までの周波数帯域を使用するこ
とを前提としている。それに対して、パーシャルレスポ
ンス補間は、サンプリング周波数の1/4以下の周波数
帯域を全て使用するのではなく、高域成分については、
パーシャルレスポンスの特性に応じて帯域制限されてい
ることを前提とした補間を行っている。
【0051】上記パーシャルレスポンス補間器の構成
は、上記実施の形態3と同様のFIR型の補間器を使用
するものとする。ここで、上記ハーフレートナイキスト
補間器との相違点は、FIRの係数値にある。
【0052】例えば、PR(1、2、2、1)形式のパ
ーシャルレスポンスを使用した場合、パーシャルレスポ
ンス補間係数は次式の通りとなる。
【数3】 上記式より、各ポイント値でのフィルタ係数(Cn)の
値は、次のようになる。C1=0,C2=−0.06
7,C3=0,C4=0.333,C5=0.789,
C6=1,C7=0.789,C8=0.333,C9
=0,C10=−0.067,C11=0
【0053】図8は、本発明の実施の形態4によるパー
シャルレスポンス補間器による、PR(1、2、2、
1)の応答特性を示す図である。図において、縦軸は、
上記式より求めた各ポイント値でのフィルタ係数(C
n)値であり、横軸は、Tステップの各ポイント値を示
す。
【0054】以上のように、本実施の形態4によるデジ
タル再生信号処理装置によれば、デジタル再生信号処理
装置を構成する補間器を、パーシャルレスポンス伝送特
性に合わせたパーシャルレスポンス補間を行うこととし
たので、ハーフレートナイキスト補間よりさらに高域強
調を抑制することができ、また、伝送系のパーシャルレ
スポンス特性と完全なマッチングを取ることが可能であ
るので、不要なノイズ強調のない良好な補間特性を得る
ことができる。
【0055】(実施の形態5)以下に、本発明の請求項
5に対応する発明の実施の形態5について、図9を用い
て説明する。図9は、本実施の形態5によるPR(1、
2、2、1)型のハーフレートビタビ復号器の構成図で
ある。図9において、ハーフレートビタビ復号器は、ブ
ランチメトリック16と、パスメトリック17と、パス
メモリ18と、制御信号生成器19とから構成されてい
る。
【0056】ブランチメトリック16では、PR(1、
2、2、1)に基づく全てのブランチの組み合わせ、即
ちブランチの存在確率を求めることができる。該ブラン
チの存在確率を求めることは、現在のビタビ判定レベル
との差、即ちユークリッド距離を求めることにほかなら
ない。上記ハーフレートビタビ復号器8はハーフレート
動作を実現するために、連続する2つのブランチをセッ
トにして存在確率を求めている。また、パスメトリック
17では、取りうる可能性のあるパスの存在確率、即ち
ブランチメトリック16で求めたユークリッド距離の各
パスの累計計算を行う。この計算は、パスメトリック1
7の出力が確定するまで行われる。そして、上記パスメ
モリ18は、データが確定するまで入力データが保存さ
れ、上記パスメモリ18から判定データが出力される。
制御信号生成器19は、パスメトリック17とパスメモ
リ18を制御する信号を生成し、生成信号を出力してこ
れらを制御する。
【0057】以上のように、本実施の形態5によるデジ
タル再生信号処理装置によれば、上記判定器は、ハーフ
レート動作が可能なビダビ復号回路で構成したものであ
るので、複数のブランチパスの存在確率を同時に算出す
ることが可能である。
【0058】(実施の形態6)以下に、本発明の請求項
6に対応する発明の実施の形態6について、図10〜図
12を用いて説明する。図10は、本発明の実施の形態
6による符号長制約が0の場合のPR(1、2、2、
1)のトレリス線図である。
【0059】PR(1、2、2、1)は現在のデータか
ら3個前の入力データと相関関係をもつので、変調符号
の符号長制限がない場合、つまり符号長制約が0の場合
は、(000)、(001)、(010)、(01
1)、(100)、(101)、(110)、(11
1)の8状態となり、図10で示すブランチの数は16
になる。
【0060】また、図11は、同実施の形態による符号
長制約が2の場合のPR(1、2、2、1)のトレリス
線図である。符号長制限が2の場合は、(000)、
(001)、(011)、(100)、(110)、
(111)の6状態に削減され、ブランチの数は8にな
る。
【0061】従来のフルレートビタビはこのようなブラ
ンチの存在確率を1T毎に計算し、ブランチの存在確率
の累計でパスの存在確率を算出していた。しかしなが
ら、上記ハーフレートビタビ復号器は2Tレートで動作
する。
【0062】図12は、同実施の形態による符号長制約
が2の場合のPR(1、2、2、1)のハーフレートト
レリス線図である。従来は、1T毎に8個のブランチの
存在確率を計算していたが、ハーフレート処理の場合、
2個のブランチの組み合わせの確率を計算する。符号長
制約が2でPR(1、2、2、1)の場合、ハーフレー
トビタビでのパスの数は以下に示すように12個とな
る。 (1) Sa > Sa > Sa (2) Sa > Sa > Sb (3) Sa > Sb > Sc (4) Sb > Sc > Sf (5) Sc > Sf > Se (6) Sc > Sf > Sf (7) Sd > Sa > Sb (8) Sd > Sa > Sa (9) Se > Sd > Sa (10) Sf > Sb > Sd (11) Sf > Sf > Se (12) Sa > Sa > Sa
【0063】このように2つのブランチの確率演算を行
い、その結果をさらにパスメトリックにおいて全てのパ
スの確率累計をとる構成でハーフレートのビタビ復号器
を実現する。これによって1Tレートのデータ列を判定
するビタビ復号器もハーフレートで動作させることが可
能となる。
【0064】以上のように本実施の形態6によるデジタ
ル再生信号処理装置によれば、変調符号の符号長制約が
1以上であるので、この制約を使用し、上記ビダビ復号
器のパスを減らすことが可能である。
【0065】
【発明の効果】以上のように、本発明の請求項1に記載
のデジタル再生信号処理装置によれば、読み取りヘッド
によって記録媒体から読み出されたアナログ再生信号か
ら、デジタル記録データの判定を行うデジタル再生信号
処理装置において、少なくとも上記アナログ再生信号を
デジタル記録チャネルレートより長い周期でサンプリン
グし、上記デジタル記録チャネルレートより長い周期の
低レートデジタル再生信号に変換するアナログ/デジタ
ル変換器と、上記低レートデジタル再生信号を低レート
のままデジタルフィルタリングを行いデジタル等化信号
を生成する等化回路と、上記デジタル等化信号からデジ
タル記録チャネルレートの再生データを補間する補間器
と、上記補間されたデータ列から記録されたデータを導
出する判定器とを備えたことを特徴としたので、チャネ
ルレートで動作するアナログ/デジタル変換器、あるい
はデジタル回路を削減し、低消費電力でかつ低コストの
装置を実現することが可能である。
【0066】本発明の請求項2に記載のデジタル再生信
号処理装置によれば、請求項1に記載のデジタル再生信
号処理装置において、上記アナログ/デジタル変換器で
のサンプリングは、記録チャネルレートの半分の周波数
であるハーフレートで行うことを特徴としたので、その
低い周波数レートでも、チャネルレート処理と同等の性
能を発揮することができる。
【0067】本発明の請求項3に記載のデジタル再生信
号処理装置によれば、請求項1に記載のデジタル再生信
号処理装置において、上記補間器は、ハーフレートのナ
イキスト周波数に帯域制限されたハーフレートナイキス
ト補間を行うことを特徴としたので、不必要な高域成分
の強調を防ぐことができ、良好な補間特性が得ることが
可能となった。
【0068】本発明の請求項4に記載のデジタル再生信
号処理装置によれば、請求項1に記載のデジタル再生信
号処理装置において、上記補間器は、パーシャルレスポ
ンス伝送特性に合わせたパーシャルレスポンス補間を行
うことを特徴としたので、不要なノイズ強調のない良好
な補間特性を得ることができる。
【0069】本発明の請求項5に記載のデジタル再生信
号処理装置によれば、請求項1に記載のデジタル再生信
号処理装置において、上記判定器は、ハーフレート動作
が可能なビタビ復号回路で構成してなることを特徴とし
たので、複数のブランチパスの存在確率を同時に算出す
ることが可能である。
【0070】本発明の請求項6に記載のデジタル再生信
号処理装置によれば、請求項1に記載のデジタル再生信
号処理装置において、変調符号の符号長制約が1以上で
あることを特徴としたので、この制約を使用し、上記ビ
タビ復号器のパスを減らすことが可能である。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施の形態1によるデジタル再生信号
処理装置の構成を示すブロック図である。
【図2】図1に示したアナログ再生信号のDVDの再生
信号周波数特性と、DVDでの使用を検討しているパー
シャルレスポンスの周波数特性を示す図である。
【図3】図1に示したアナログ再生信号のDVDの書き
込み信号と再生信号を示す図である。(a)は、3T連
続信号の書き込み信号と再生信号であり、(b)は、1
0T連続信号の書き込み信号と再生信号である。
【図4】本発明の実施の形態2によるアナログ/デジタ
ル変換器のサンプリングポイントを示す図である。
(a)は、アナログ再生信号とチャネルレートのサンプ
リングポイントを示し、(b)は、アナログ再生信号と
ハーフレートのサンプリングポイントを示す。
【図5】図1に示したFIRフィルタの構成図である。
【図6】本発明の実施の形態3による、デジタル再生信
号処理装置を構成する補間器の構成図である。
【図7】図6に示した補間器によるハーフレートナイキ
スト応答特性を示す図である。
【図8】本発明の実施の形態4によるパーシャルレスポ
ンス補間器による、PR(1、2、2、1)の応答特性
を示す図である。
【図9】図1に示したハーフレートビタビ複号器の構成
図である。
【図10】本発明の実施の形態6による符号長制約が0
の場合のPR(1、2、2、1)のトレリス線図であ
る。
【図11】同発明の実施の形態による符号長制約が2の
場合のPR(1、2、2、1)のトレリス線図である。
【図12】同発明の実施の形態による符号長制約が2の
場合のPR(1、2、2、1)のハーフレートトレリス
線図である。
【図13】従来のPRML方式を用いたデジタル再生信
号処理装置の構成を示すブロック図である。
【符号の説明】
1、101 記録媒体 2、102 読み取りヘッド 3、103 アナログフィルタ 4、104 アナログ/デジタル変換器 5、105 FIRフィルタ 6、106 係数設定器 7 補間器 8 ハーフレートビタビ復号器 9、13 遅延素子 10、14 乗算器 11、15 加算器 12 ゼロ詰めサンプラー 16 ブランチメトリック 17 パスメトリック 18 パスメモリ 19 制御信号生成器 107 ビタビ復号器
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 岡本 敏典 香川県高松市古新町8番地の1 松下寿電 子工業株式会社内 (72)発明者 小田 祥正 香川県高松市古新町8番地の1 松下寿電 子工業株式会社内 Fターム(参考) 5D044 CC04 FG01 FG30 GL31 GL32

Claims (6)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 読み取りヘッドによって記録媒体から読
    み出されたアナログ再生信号から、デジタル記録データ
    の判定を行うデジタル再生信号処理装置において、 少なくとも上記アナログ再生信号をデジタル記録チャネ
    ルレートより長い周期でサンプリングし、上記デジタル
    記録チャネルレートより長い周期の低レートデジタル再
    生信号に変換するアナログ/デジタル変換器と、 上記低レートデジタル再生信号を低レートのままデジタ
    ルフィルタリングを行いデジタル等化信号を生成する等
    化回路と、 上記デジタル等化信号からデジタル記録チャネルレート
    の再生データを補間する補間器と、 上記補間されたデータ列から記録されたデータを導出す
    る判定器とを備えた、 ことを特徴とするデジタル再生信号処理装置。
  2. 【請求項2】 請求項1に記載のデジタル再生信号処理
    装置において、 上記アナログ/デジタル変換器でのサンプリングは、記
    録チャネルレートの半分の周波数であるハーフレートで
    行う、 ことを特徴とするデジタル再生信号処理装置。
  3. 【請求項3】 請求項1に記載のデジタル再生信号処理
    装置において、 上記補間器は、ハーフレートのナイキスト周波数に帯域
    制限されたハーフレートナイキスト補間を行う、 ことを特徴とするデジタル再生信号処理装置。
  4. 【請求項4】 請求項1に記載のデジタル再生信号処理
    装置において、 上記補間器は、パーシャルレスポンス伝送特性に合わせ
    たパーシャルレスポンス補間を行う、 ことを特徴とするデジタル再生信号処理装置。
  5. 【請求項5】 請求項1に記載のデジタル再生信号処理
    装置において、 上記判定器は、ハーフレート動作が可能なビタビ復号回
    路で構成してなる、ことを特徴とするデジタル再生信号
    処理装置。
  6. 【請求項6】 請求項1に記載のデジタル再生信号処理
    装置において、 変調符号の符号長制約が1以上である、 ことを特徴とするデジタル再生信号処理装置。
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