JP2002313035A - 符号化方法および記録媒体、復号方法、並びに、記録媒体再生装置 - Google Patents

符号化方法および記録媒体、復号方法、並びに、記録媒体再生装置

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JP2002313035A
JP2002313035A JP2001119400A JP2001119400A JP2002313035A JP 2002313035 A JP2002313035 A JP 2002313035A JP 2001119400 A JP2001119400 A JP 2001119400A JP 2001119400 A JP2001119400 A JP 2001119400A JP 2002313035 A JP2002313035 A JP 2002313035A
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栄二 山田
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    • G11B20/1426Code representation depending on subsequent bits, e.g. delay modulation, double density code, Miller code conversion to or from block codes or representations thereof

Abstract

(57)【要約】 【課題】 記録媒体から再生された再生信号をターボ復
号する。 【解決手段】 ターボ復号器を構成する2つのAPP復
号器のうちのPRチャネルのAPP復号器43の前段に
は、軟情報である再生信号y'iの対数尤度L(y'i|yi)を
演算する対数尤度演算回路42を配置する。一方、後段
には、畳み込み符号のAPP復号器47との間に、軟情
報である対数尤度比を取り扱い得る尤度変換RLL復調
器44および尤度変換RLL変調器51を配置する。こ
うすることによって、RLL復調とターボ復号との両方
を行うことができ、記録媒体に記録されたチャネルデー
タaiを再生する際に誤り訂正能力の高いターボ復号を
使用することができる。したがって、記録媒体への記録
密度を高めることができる。

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、情報データに誤
り訂正符号化およびシンボル対応規則に基づく変調を施
してチャネルデータを作成し、そのチャネルデータを記
録媒体に記録し、記録媒体から再生されたチャネルデー
タにシンボル対応規則に基づく復調および誤り訂正復号
を施して情報データを復元する際における符号化方法お
よび記録媒体、復号方法、並びに、記録媒体再生装置に
関する。
【0002】
【従来の技術】誤り訂正方式のうち、ターボ符号方式
が、誤り無しに送信可能な伝送速度の理論上の限界(す
なわちシャノン限界)に迫る程の高性能を有するため
に、主に通信分野において注目を浴びている。また、上
記通信分野だけではなく、記録媒体分野にターボ符号方
式を応用する研究も盛んに発表されている。
【0003】このターボ符号を用いた記録再生システム
を簡単に説明する。図22は、ターボ符号の符号化処理
および復号処理を行う記録再生装置の概略図である。畳
み込み符号化器1は、入力された情報データuiに畳み
込み符号化を施して符号データciを出力する。インタ
ーリーバ2は、入力された符号データciに疑似ランダ
ム置換を施してチャネルデータaiを出力する。こうし
て出力されたチャネルデータaiは、パーシャルレスポ
ンス(Partial Response:以下、PRと略称する)チャネ
ル通信路3に送信される。このPRチャネル通信路3
は、隣接するチャネルデータai間で干渉し合う特性を
有する。そのために、PRチャネル通信路3から再生さ
れた再生信号y'iには符号間干渉が生じている。また、
チャネルデータaiは、PRチャネル通信路3を通過す
る際にノイズ付加,帯域制限,クロストーク等の変形を受
ける。したがって、PRチャネル通信路3から再生され
た再生信号y'iには誤りが付加されているのである。
【0004】対数尤度演算器4は、上記再生信号y'i
入力して対数尤度L(y'i|yi)を計算し、再生信号y'i
対数尤度L(y'i|yi)を出力する。ここで、yiはPRチ
ャネル通信路3が理想的な場合の再生信号である。理想
的であるとは、ノイズ等による変形がなく、PRチャネ
ル通信路3の伝達特性がPR伝達特性と同一の場合であ
る。そして、対数尤度L(y'i|yi)は、PRチャネルの事
後確率(A PosterioriProbability:以下、APPと略称
する)復号器5の符号入力端子c;Iに入力される。ここ
で、ダッシュ「'」のある記号は、再生後に復元されたデ
ータであることを表し、ダッシュ「'」の無い記号は、記
録前のデータであることを表す。
【0005】一般に、APP復号器は2入力2出力の端
子を有している。すなわち、情報データの尤度が入力さ
れる情報入力端子u;Iと、符号データの尤度が入力され
る符号入力端子c;Iと、情報データの尤度を出力する情
報出力端子u;Oと、符号データの尤度を出力する符号出
力端子c;Oである。そして、APP復号器は、情報デー
タの尤度と符号データの尤度とが入力されて、符号に関
する拘束条件に基づいて各尤度を更新するのである。
尚、情報入力端子u;Iに入力される尤度は、事前情報(A
Prior Information)と呼ばれる。そして、情報出力端子
u;Oからは、更新された情報データの尤度が出力され
る。また、符号出力端子c;Oからは、更新された符号デ
ータの尤度が出力されるのである。ここで、上記情報デ
ータとは、APP復号器に対応する符号化器に入力され
るデータを意味し、符号データは、上記符号化器から出
力されるデータを意味する。
【0006】したがって、上記PRチャネルのAPP復
号器5では、符号入力端子c;Iには再生信号y'iの対数
尤度L(y'i|yi)が入力され、情報入力端子u;Iにはイン
ターリーバ11の出力L(a'i;I)が入力される。また、
情報出力端子u;Oからはチャネルデータa'iの対数尤度
比L(a'i;O)が出力されるのである。尚、PRチャネル
データy'iの対数尤度L(y'i;O)が出力される符号出力
端子c;Oは、何れとも未接続である。
【0007】減算器6は、上記PRチャネルのAPP復
号器5からのチャネルデータa'iの対数尤度比L(a'i;
O)からインターリーバ11の出力L(a'i;I)を減算し、
その減算結果をLext(a'i)として出力する。すなわち、
減算器6は、PRチャネルのAPP復号器5によって更
新されたチャネルデータa'iの対数尤度比の差分を計算
するのである。
【0008】デインターリーバ7は、減算器6から入力
されたLext(a'i)に上述した疑似ランダム置換の逆置換
を施して、符号データc'iの対数尤度比L(c'i;I)を出
力する。畳み込み符号のAPP復号器8は、符号入力端
子c;Iにデインターリーバ7からの対数尤度比L(c'i;I)
が入力される一方、情報入力端子u;Iにはゼロが入力さ
れる。そして、情報出力端子u;Oから情報データu'i
対数尤度比L(u'i;O)を出力する一方、符号出力端子c;O
から符号データc'iの対数尤度比L(c'i;O)を出力す
る。こうして、畳み込み符号のAPP復号器8の情報出
力端子u;Oから出力された情報データu'iの対数尤度比
L(u'i;O)は、コンパレータ9によって二値化され、復
元された情報データu'iとして出力される。
【0009】減算器10には、上記畳み込み符号のAP
P復号器8の符号出力端子c;Oから出力された符号デー
タc'iの対数尤度比L(c'i;O)と、デインターリーバ7
からの符号データc'iの対数尤度比L(c'i;I)とが入力
される。そして、上記対数尤度比L(c'i;O)から対数尤
度比L(c'i;I)が減算され、その減算結果がLext(c'i)
として出力される。すなわち、減算器10は、畳み込み
符号のAPP復号器8によって更新された符号データ
c'iの対数尤度比の差分を計算するのである。
【0010】インターリーバ11は、上記減算器10か
ら入力されたLext(c'i)に上述した疑似ランダム置換を
施して、チャネルデータa'iの対数尤度比L(a'i;I)を
出力する。こうして、インターリーバ11から出力され
たチャネルデータa'iの対数尤度比L(a'i;I)は、上述
したように、PRチャネルのAPP復号器5の情報入力
端子u;Iに入力されるのである。
【0011】上述のように、上記PRチャネルのAPP
復号器5と畳み込み符号のAPP復号器8との2つのA
PP復号器の間で対数尤度比を繰り返し受け渡して、反
復復号を行うことをターボ復号と言う。このターボ復号
によれば、上記復元された情報データu'iの誤りを減少
させることができるのである。ここで、初回の復号動作
時の場合には、PRチャネルのAPP復号器5の情報入
力端子u;Iに入力するL(a'i;I)はゼロとする。
【0012】尚、上記ターボ復号の動作原理は、例え
ば、文献1「“Iterative Correctionof Intersymbol I
nterference:Turbo-Equalization”, European Transac
tionson Telecommunications, Vol.6, No.5, pp.507-51
1, Sep.-Oct. 1995」や、文献2「“Concatenated Codes
and Iterative (Turbo) Decoding for PRML OpticalRe
cording Channels”, Joint International Symposium
on Optical Memoryand Optical Data Storage 1999, S
PIE Vol.3864, pp.342-344, July 1999」に詳しく述べ
られている。
【0013】その場合、上述したように、上記PRチャ
ネルのAPP復号器5における符号入力端子c;Iに入力
される情報は、対数尤度L(y'i|yi)の如く軟情報である
必要がある。また、上記2つのAPP復号器5,8の間
で受け渡しされる各情報も、L(a'i;O),Lext(c'i),L
(a'i;I),L(c'i;O),Lext(a'i)およびL(c'i;I)のごと
く軟情報である必要がある。
【0014】上記PRチャネル通信路3が記録媒体であ
る場合、すなわち磁気記録,光磁気記録,光記録等の媒体
に記録および再生を行うシステムの場合には、PRチャ
ネル通信路3の帯域制限,符号間干渉,クロック同期等の
制約条件が存在する。そのために、変調方式には、通常
ランレングス制限(Run Length Limited:以下RLLと
言う)が用いられている。RLLは、一般にRLL(d,
k)と表記される。ここで、「d」および「k」は、非ゼロ復
帰逆転(NRZI)則に基づくチャネルデータ列において
「0」の最小および最大のラン長を表す。
【0015】さらに、上記RLLを詳しく説明すると、
記録波形列の極性反転間隔が、最小極性反転間隔Tmin
と最大極性反転間隔Tmaxとに制限されることである。
すなわち、記録波形列の各反転間隔Tは、Tmin≦T≦
Tmaxの範囲内にあるのである。一般に、最小極性反転
間隔Tminは(d+1)×Twと表される。また、最大極性
反転間隔Tmaxは(k+1)×Twと表される。ここで、
「Tw」は再生信号の検出窓幅であり、各極性反転間隔の
最大公約数に等しくTw=η×Tbである。尚、Tbは変
調前のデータ間隔である。また、ηは符号化率と呼ば
れ、m/nに等しい。つまり、変調前のmビットが変調
後のnビットへ変換されることになる。
【0016】このRLL変調およびRLL復調は、一般
に論理演算回路により行われる。または、論理演算結果
を予めROM(リード・オンリ・メモリ)に記憶させてお
き、このROMをテーブルとして参照することにより行
われる。したがって、上記RLL復調の入力データは硬
情報であり、RLL復調の出力データも硬情報となる。
【0017】図23は、PRチャネル通信路に対する情
報の送信・再生にRLL変調方式を適用した従来の記録
再生装置の概略図である。誤り訂正符号化器15は、入
力された情報データuiに誤り訂正符号化を施して符号
データciを出力する。RLL変調器16は、入力され
た符号データciにRLL変調を施してチャネルデータ
iを出力する。こうして出力されたチャネルデータai
は、PRチャネル通信路17に送信される。
【0018】上述したように、上記PRチャネル通信路
17から再生された再生信号y'iには誤りが付加されて
いる。最尤(Maximum Likelihood:以下、MLと略称す
る)復号器18は、入力された上記再生信号y'iから、
PRチャネル通信路17の特性によって生じる符号間干
渉とRLL条件とに基づいてチャネルデータa'iを推定
し、出力する。ここで、上記RLL条件とは、記録波形
列の各反転間隔Tが、上記Tmin≦T≦Tmaxの範囲内に
あることをいう。ML復号は、一般にビタビ・アルゴリ
ズムに基づいて計算されるため、ビタビ復号と呼ばれる
こともある。尚、上記ML復号器18は、原理的に、推
定した結果を硬情報として出力する。すなわち、上記推
定されたチャネルデータa'iは二値データなのである。
【0019】RLL復調器19は、復元されたチャネル
データa'iに復調を施して、復元された符号データc'i
を出力する。誤り訂正復号器20は、入力された符号デ
ータc'iにおけるPRチャネル通信路17で付加された
誤りを訂正し、復元された情報データu'iを出力する。
【0020】このように、上記PRチャネル通信路17
から再生されたデータをML復号する方式は、PRML
(Partial Response Maximum Likelihood)方式と呼ば
れ、記録媒体再生装置に広く利用されている。
【0021】図24は、従来のRLL復調器19の構成
を示すブロック図である。図23に示すML復号器18
から出力された復元されたチャネルデータa'iは、p段
シフトレジスタ21に入力される。このシフトレジスタ
の段数pは一般にn以上となる。上記p段シフトレジス
タ21は、データを間隔Tw毎にシフトしてパラレルデ
ータ(a'1,a'2,…,a'k,…,a'p)を出力する。論理演算回
路22は、パラレルデータ(a'1,a'2,…,a'k,…,a'p)を
入力して上述の論理演算を行って、復調後のパラレルデ
ータ(c'1,c'2,…,c'j,…,c'm)を出力する。パラレルロ
ード機能付きm段シフトレジスタ23は、復調後のパラ
レルデータ(c'1,c'2,…,c'j,…,c'm)をパラレルロード
し、間隔Tb毎にシフトして復調後のシリアルデータc'
iを出力する。上記論理演算およびパラレルロードは、
間隔(m×Tb)毎に同期して行われる。
【0022】このように、上記RLL復調器19は、硬
情報(すなわち二値化された)チャネルデータa'iを入力
して復調を施し、硬情報(すなわち二値化された)復調後
の符号データc'iを出力するのである。
【0023】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来の記録再生装置には以下のような問題がある。すなわ
ち、上述のごとく、RLL変調方式を用いる場合には、
RLL復調器19は、符号データc'iを硬情報として出
力する。一方において、RLL復調器19に入力される
チャネルデータa'iは、硬情報である必要がある。これ
に対して、図22に示すようなPRチャネルのAPP復
号器5と畳み込み符号のAPP復号器8との2つのAP
P復号器を用いるターボ復号方式には、復元された符号
データc'iを軟情報として入力する必要がある。
【0024】したがって、上記PRチャネル通信路17
を記録媒体とする記録再生装置を構築する際には、RL
L復調器19を用いる関係上ターボ復号器を使用するこ
とができず、PRMLを用いなければならない。そのた
め、ターボ復号器を使用した場合に比して、上記記録媒
体への記録密度が低下すると言う問題がある。
【0025】そこで、この発明の目的は、ターボ復号が
適用できるRLL変調方式による符号化方法、この符号
化方法によるチャネルデータが記録された記録媒体、こ
の記録媒体から再生された再生信号をターボ復号する復
号方法、この復号方法を用いた記録媒体再生装置を提供
することにある。
【0026】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、第1の発明の符号化方法は、情報データに、符号化
手段による畳み込み符号化,インターリーブ手段による
疑似ランダム置換および変調手段によるRLL変調を順
次施してチャネルデータを作成することを特徴としてい
る。
【0027】上記構成によれば、畳み込み符号化,疑似
ランダム置換およびRLL変調が適用されたターボ符号
化方法が実現される。
【0028】また、第2の発明の記録媒体は、上記第1
の発明の符号化方法によって作成されたチャネルデータ
が記録されていることを特徴としている。
【0029】上記構成によれば、RLL復調およびRL
L変調を適用したターボ復号方法によって、記録されて
いる上記情報データの復元が可能な記録媒体が得られ
る。
【0030】また、第3の発明は、情報データに誤り訂
正符号化,疑似ランダム置換及び変調を順次施して生成
されたチャネルデータが通信路を通過して再生された再
生データに基づいて,上記情報データを復号する復号方
法であって、確率演算手段によって,上記再生データの
ビット毎の確率を演算すると共に、上記再生データのビ
ット毎の確率とチャネルデータの事前情報とを入力とし
て,上記チャネルデータに関する拘束条件に基づいて,第
1APP復号手段によって上記チャネルデータの事後確
率を生成して出力する第1APP復号処理と、符号デー
タの事前情報を入力として,誤り訂正符号の拘束条件に
基づいて,第2APP復号手段によって,上記情報データ
の事後確率と符号データの事後確率とを生成して出力す
る第2APP復号処理と、上記第1APP復号処理によ
って生成されたチャネルデータの事後確率と上記第2A
PP復号処理によって生成された符号データの事後確率
とを入力として,情報変換手段によって,上記チャネルデ
ータの事後確率に係る情報に対する復調及び上記符号デ
ータの事後確率に係る情報に対する変調を施すと共に,
上記第1APP復号処理によって更新された符号データ
の外部情報を生成して上記第2APP復号処理へ上記符
号データの事前情報として出力する一方,上記第2AP
P復号処理によって更新されたチャネルデータの外部情
報を生成して上記第1APP復号処理へ上記チャネルデ
ータの事前情報として出力する変換処理の各処理を、反
復繰り返し行って、反復復号を行うことを特徴としてい
る。
【0031】上記構成によれば、変換処理によって、第
1APP復号処理結果であるチャネルデータの事後確率
やそれに基づく符号データの外部情報に対する復調、及
び、第2APP復号処理結果である符号データの事後確
率に基づくチャネルデータの外部情報に対する変調が、
施される。こうして、軟情報を扱い得る復調および変調
が適用されたターボ復号方法、すなわち記録媒体の再生
に適したターボ復号方法が実現される。
【0032】また、1実施例では、上記第3の発明の復
号方法において、上記変換処理は、上記入力されたチャ
ネルデータの事後確率に,確率変換方法による復調およ
び疑似ランダム置換の逆置換を順次施す第1処理と、上
記入力された符号データの事後確率に,上記疑似ランダ
ム置換および確率変換方法による変調を順次施す第2処
理と、上記第1・第2処理の途中において,上記チャネル
データの事後確率に対する第1処理の途中結果と上記符
号データの事後確率に対する第2処理の途中結果とに基
づいて,上記第1処理の途中結果である事後確率を外部
情報に変換し,得られた外部情報に対して上記第1処理
を続行させる第3処理と、上記第1,第2処理の途中に
おいて、上記符号データの事後確率に対する第2処理の
途中結果と上記チャネルデータの事後確率に対する第1
処理の途中結果とに基づいて,上記第2処理の途中結果
である事後確率を外部情報に変換し,得られた外部情報
に対して上記第2処理を続行させる第4処理によって、
上記符号データの外部情報およびチャネルデータの外部
情報を生成するようになっていることを特徴としてい
る。
【0033】この実施例によれば、上記変換処理に、確
率変換方法による復調および確率変換方法による変調機
能と、上記第1,第2APP復号処理によって更新され
たデータの外部情報の生成機能とを持たせることによっ
て、上記ターボ復号方法に復調・変調を適用する場合で
あっても外部情報の生成が可能になる。
【0034】また、1実施例では、上記第3の発明の復
号方法において、上記確率変換方法による復調は、ディ
ジタルデータにおける連続したビットのまとまりをシン
ボルとして,復調前後データのシンボル対応規則に基づ
いて,復調演算手段によって復調前データから復調後デ
ータを算出する復調であって、上記復調演算手段によっ
て,上記復調前データのビット毎の確率から上記シンボ
ル対応規則に基づいて復調後データのシンボル毎の確率
を演算し,上記復調後データのシンボル毎の確率から復
調後データのビット毎の確率を演算して,上記復調前デ
ータのビット毎の確率から上記復調後データのビット毎
の確率を得る復調であることを特徴としている。
【0035】また、1実施例では、上記第3の発明の復
号方法において、上記確率変換方法による復調は、ディ
ジタルデータにおける連続したビットのまとまりをシン
ボルとして,復調前データ及び復調演算手段の現内部状
態のシンボルと復調後データ及び上記復調演算手段の次
内部状態のシンボルとの対応規則に基づいて,上記復調
演算手段によって復調前データから復調後データを算出
する復調であって、上記復調演算手段によって,上記復
調前データのビット毎の確率と現内部状態のビット毎の
確率とから上記シンボル対応規則に基づいて復調後デー
タのシンボル毎の確率と次内部状態のシンボル毎の確率
とを演算し,上記復調後データのシンボル毎の確率から
復調後データのビット毎の確率を演算し,上記次内部状
態のシンボル毎の確率から次内部状態のビット毎の確率
を演算して,上記復調前データのビット毎の確率から上
記復調後データのビット毎の確率を得る復調であること
を特徴としている。
【0036】上記各実施例によれば、復調演算手段によ
って、復調前データのビット毎の確率を入力として、復
調後データのビット毎の確率が得られる。この復調前後
データのビット毎の確率は実数であり、軟情報である。
こうして、軟情報入出力が可能な復調が適用された復号
化方法が実現される。
【0037】また、1実施例では、上記第3の発明の復
号方法において、上記確率変換方法による変調は、ディ
ジタルデータにおける連続したビットのまとまりをシン
ボルとして,変調前後データのシンボル対応規則に基づ
いて,変調演算手段によって変調前データから変調後デ
ータを算出する変調であって、上記変調演算手段によっ
て,上記変調前データのビット毎の確率から上記シンボ
ル対応規則に基づいて変調後データのシンボル毎の確率
を演算し,上記変調後データのシンボル毎の確率から変
調後データのビット毎の確率を演算して,上記変調前デ
ータのビット毎の確率から上記変調後データのビット毎
の確率を得る変調であることを特徴としている。
【0038】また、1実施例では、上記第3の発明の復
号方法において、上記確率変換方法による変調は、ディ
ジタルデータにおける連続したビットのまとまりをシン
ボルとして,変調前データ及び変調演算手段の現内部状
態のシンボルと変調後データ及び上記変調演算手段の次
内部状態のシンボルとの対応規則に基づいて,上記変調
演算手段によって変調前データから変調後データを算出
する変調であって、上記変調演算手段によって,上記変
調前データのビット毎の確率と現内部状態のビット毎の
確率とから上記シンボル対応規則に基づいて変調後デー
タのシンボル毎の確率と次内部状態のシンボル毎の確率
とを演算し,上記変調後データのシンボル毎の確率から
変調後データのビット毎の確率を演算し,上記次内部状
態のシンボル毎の確率から次内部状態のビット毎の確率
を演算して,上記変調前データのビット毎の確率から上
記変調後データのビット毎の確率を得る変調であること
を特徴としている。
【0039】上記各実施例によれば、変調演算手段によ
って、変調前データのビット毎の確率を入力として、変
調後データのビット毎の確率が得られる。この変調前後
データのビット毎の確率は実数であり、軟情報である。
こうして、軟情報入出力が可能な変調が適用された復号
化方法が実現される。
【0040】また、1実施例では、上記第3の発明の復
号方法において、上記シンボル対応規則は、規則表であ
ることを特徴としている。
【0041】この実施例によれば、上記復調演算手段あ
るいは変調演算手段による上記復調データあるいは変調
データのビット毎の確率の変換が、規則表に基づいて導
出された算術演算によって実現される。
【0042】また、1実施例では、上記第3の発明の復
号方法において、上記シンボル対応規則は、論理式であ
ることを特徴としている。
【0043】この実施例によれば、上記復調演算手段あ
るいは変調演算手段による上記復調データあるいは変調
データのビット毎の確率の変換が、論理式に基づいて導
出された算術演算によって実現される。
【0044】また、1実施例では、上記第3の発明の復
号方法において、上記確率として、対数尤度比を用いる
ことを特徴としている。
【0045】この実施例によれば、上記復調演算手段あ
るいは変調演算手段によって、上記復調データあるいは
変調データのビット毎の確率を変換する際に、上記変換
時の演算量が削減される。
【0046】また、1実施例では、上記第3の発明の復
号方法において、上記通信路を通過させるチャネルデー
タの生成に際して上記情報データに施される変調は,R
LL変調であり、上記シンボル対応規則は,RLL変調
方法に基づくシンボル対応規則であることを特徴として
いる。
【0047】この実施例によれば、RLL方式による変
調,復調方法が実現される。こうして、RLL変調方式
が必要とされる記録媒体からの再生信号の復号に適用可
能となる。
【0048】また、1実施例では、上記第3の発明の復
号方法において、上記確率および事後確率として対数尤
度比を用いると共に、上記事前情報および外部情報とし
て対数尤度比の値を用いることを特徴としている。
【0049】この実施例によれば、上記確率演算手段,
第1APP復号手段,第2APP復号手段および情報変
換手段によって、上記演算,生成および変換等を行う際
の演算量が削減される。
【0050】また、1実施例では、上記第3の発明の復
号方法において、上記第1APP復号処理時に用いるチ
ャネルデータに関する拘束条件は、上記情報データに施
される変調の変調方式に関する拘束条件と上記通信路に
関する拘束条件との少なくとも何れか一方であることを
特徴としている。
【0051】この実施例によれば、上記適用される変調
方式あるいは通信路に適した上記第1APP復号処理が
実現される。
【0052】また、1実施例では、上記第3の発明の復
号方法において、上記変調方式に関する拘束条件は、R
LLであることを特徴としている。
【0053】この実施例によれば、上記変調方式はRL
L変調方式となり、上記通信路を記録媒体とすれば、記
録媒体に適合した上記第1APP復号処理が行われる。
【0054】また、1実施例では、上記第3の発明の復
号方法において、上記通信路に関する拘束条件は、PR
伝達特性に関する拘束条件であることを特徴としてい
る。
【0055】この実施例によれば、PRチャネル通信路
に適合した上記第1APP復号処理が実現される。
【0056】また、1実施例では、上記第3の発明の復
号方法において、上記通信路を通過させるチャネルデー
タの生成に際して上記情報データに施される誤り訂正符
号化は、畳み込み符号化であることを特徴としている。
【0057】この実施例によれば、ターボ復号化に適し
た誤り訂正符号化が実現される。
【0058】また、第4の発明の記録媒体再生装置は、
情報データに誤り訂正符号化,疑似ランダム置換および
変調を順次施したチャネルデータが記録された記録媒体
から,記録されているチャネルデータを再生して再生デ
ータを出力する再生手段と、上記第3の発明の復号方法
によって上記再生データから上記情報データの事後確率
を得,この情報データの事後確率に基づいて上記情報デ
ータを復元する復号手段を備えたことを特徴としてい
る。
【0059】上記構成によれば、復号手段の上記情報変
換手段による復調および変調にRLL復調方法およびR
LL変調方法を適用することによって、RLL変調とタ
ーボ符号化とが適用された符号化方法によって作成され
たチャネルデータが記録された記録媒体の再生が可能に
なる。したがって、上記記録媒体の記録密度が高められ
る。
【0060】
【発明の実施の形態】以下、この発明を図示の実施の形
態により詳細に説明する。 <第1実施の形態>図1は、この発明の記録媒体再生装
置のブロック図である。また、図2は、図1に示す記録
媒体再生装置によって再生されるチャネルデータai
記録媒体に記録する記録媒体記録装置のブロック図であ
る。先ず、記録媒体記録装置について説明する。
【0061】図2に示す記録媒体記録装置において、畳
み込み符号化器31は、入力された情報データuiに畳
み込み符号化を施して符号データeiを出力する。イン
ターリーバ32は、入力された符号データeiに疑似ラ
ンダム置換を施して、インターリーブ後の符号データc
iを出力する。RLL変調器33は、入力されたインタ
ーリーブ後の符号データciにRLL変調を施して、チ
ャネルデータaiを出力する。こうして出力されたチャ
ネルデータaiは、記録回路34によって記録媒体35
に記録される。ここで、記録回路34は、磁気記録,光
磁気記録,光記録等による記録を行う。このように、本
記録媒体記録装置においては、ターボ符号化とRLL変
調との両方を行うのである。
【0062】次に、図1に示す記録媒体再生装置につい
て説明する。再生回路41は、記録媒体35に記録され
たチャネルデータを再生し、再生信号y'iを出力する。
記録回路34,記録媒体35および再生回路41はPR
チャネル通信路を構成しており、隣接するチャネルデー
タai間で干渉し合う特性を有する。そのため、再生信
号y'iには符号間干渉が生じている。また、再生信号
y'iは、上記PRチャネル通信路を通過する際にノイズ
付加,帯域制限,クロストーク等の変形を受ける。したが
って、再生信号y'iには誤りが付加されているのであ
る。
【0063】上記確率演算手段としての対数尤度演算回
路42は、入力された再生信号y'iに基づいて対数尤度
L(y'i|yi)を計算し、再生信号y'iの対数尤度L(y'i|y
i)を出力する。そして、この対数尤度L(y'i|yi)は、上
記第1APP復号手段としてのPRチャネルのAPP復
号器43の符号入力端子c;Iに入力される。尚、対数尤
度演算回路42の計算内容については後述する。更に、
PRチャネルのAPP復号器43の情報入力端子u;Iに
は尤度変換RLL変調器51の出力L(a'i;I)が入力さ
れる。また、上記情報出力端子u;Oからチャネルデータ
a'iの対数尤度比L(a'i;O)が出力される。その際に、
上記PRチャネルのAPP復号器43は、チャネルデー
タaiに関する拘束条件とPR伝達特性に関する拘束条
件とに基づいて各尤度を更新する。このチャネルデータ
iに関する拘束条件とは、RLL条件である。尚、P
Rチャネルデータy'iの対数尤度L(y'i;O)が出力され
る符号出力端子c;Oは、何れとも未接続である。
【0064】尤度変換RLL復調器44は、PRチャネ
ルのAPP復号器43から入力された復調前のチャネル
データa'iの対数尤度比L(a'i;O)に対して上記確率変
換方法としての尤度変換方法によるRLL復調を行い、
復調後の符号データの対数尤度比L(c'i;O)を出力す
る。尚、上記尤度変換方法によるRLL復調の詳細につ
いては後述する。減算器45は、復調後の符号データの
対数尤度比L(c'i;O)からインターリーバ50の出力L
(c'i;I)を減算し、その減算結果をLext(c'i)として出
力する。すなわち、減算器45は、尤度変換RLL復調
器44から対数尤度比L(c'i;O)が出力された直後に動
作する。そして、PRチャネルのAPP復号器43によ
って更新された符号データc'iの対数尤度比の差分を計
算するのである。この差分は、外部情報(Extrinsic Inf
ormation)と呼ばれる。
【0065】デインターリーバ46は、上記減算器45
から入力されたLext(c'i)に上述した疑似ランダム置換
の逆置換を施して、デインターリーブ後(すなわち、イ
ンターリーブ前)の符号データe'iの対数尤度比L(e'i;
I)を出力する。上記第2APP復号手段としての畳み込
み符号のAPP復号器47は、符号入力端子c;Iにデイ
ンターリーバ46からの対数尤度比L(e'i;I)が入力さ
れる一方、情報入力端子u;Iにはゼロが入力される。そ
して、情報出力端子u;Oから情報データu'iの対数尤度
比L(u'i;O)を出力する一方、符号出力端子c;Oからは符
号データe'iの対数尤度比L(e'i;O)を出力する。すな
わち、上記畳み込み符号のAPP復号器47は、畳み込
み符号に関する拘束条件に基づいて各尤度を更新するの
である。こうして、畳み込み符号のAPP復号器47の
情報出力端子u;Oから出力された情報データu'iの対数
尤度比L(u'i;O)は、コンパレータ48によって二値化
されて、復元された情報データu'iとして出力されるの
である。
【0066】減算器49は、畳み込み符号のAPP復号
器47の符号出力端子c;Oから符号データe'iの対数尤
度比L(e'i;O)が出力された直後に動作する。そして、
デインターリーバ46からの符号データe'iの対数尤度
比L(e'i;I)と上記対数尤度比L(e'i;O)とが入力され
て、対数尤度比L(e'i;O)から対数尤度比L(e'i;I)を減
算して減算結果Lext(e'i)を出力する。すなわち、減算
器49は、畳み込み符号のAPP復号器47によって更
新された符号データe'iの対数尤度比の差分を計算する
のである。尚、この差分も、外部情報と呼ばれる。
【0067】インターリーバ50は、上記減算器49か
ら入力されたLext(e'i)に上述した疑似ランダム置換を
施し、符号データc'iの対数尤度比L(c'i;I)を出力す
る。尤度変換RLL変調器51は、入力された変調前の
符号データc'iの対数尤度比L(c'i;I)に対して尤度変
換方法によるRLL変調を行い、変調後のチャネルデー
タa'iの対数尤度比L(a'i;I)を出力する。尚、上記尤
度変換方法によるRLL変調の詳細については、後述す
る。また、尤度変換RLL変調器51から出力されたチ
ャネルデータa'iの対数尤度比L(a'i;I)は、上述した
ように、PRチャネルのAPP復号器43の情報入力端
子u;Iに入力されるのである。
【0068】こうして、上記PRチャネルのAPP復号
器43と畳み込み符号のAPP復号器47との間で対数
尤度比を繰り返し受け渡してターボ復号が行われ、復元
された情報データu'iの誤りを減少させることができ
る。ここで、初回の復号動作時には、PRチャネルのA
PP復号器43の情報入力端子u;IにゼロのL(a'i;I)を
入力する。
【0069】次に、上記対数尤度演算回路42による演
算内容について詳細に説明する。一般に、この演算は、
上記通信路を単純なノイズ加算源と考えて行う。つま
り、再生回路41から出力された再生信号y'iを、式
(1)で定義するのである。 y'i=yi+ni …(1) yi:通信路の影響を受けない理想的な再生信号 ni:ノイズ ここで、理想的とは、記録媒体35である上記通信路を
通過する際に、ノイズ,帯域制限,クロストーク,ジッタ
ー等の変形を全く受けないことである。したがって、理
想的な再生信号yiは、ノイズ加算源へ送信された信号
系列と見なすことができる。尚、niは、理想的な再生
信号yiに加算されたノイズ成分を表す。そして、再生
信号y'iの対数尤度L(y'i|yi)は、次のように定義され
る。 L(y'i|yi)=ln[P(y'i|yi)] …(2) ここで、P(y'i|yi)は、信号系列yiを送信した際に、
再生信号y'iを受信する条件付き確率である。尚、lnは
自然対数関数を表す。
【0070】最初に、上記通信路が、PR伝達特性では
ない場合について説明する。この場合は上記通信路には
符号間干渉が全く無く、ナイキスト(Nyquist)の第1基
準を満足するように等化されている状態である。また、
iは「+1」または「−1」の何れかの値になるように正
規化されているとする。このように、yiは「+1」また
は「−1」の何れかの値であるので、式(2)の対数尤度
は、L(y'i|yi=+1)とL(y'i|yi=−1)との2つを計
算することになる。したがって、対数尤度演算回路42
は、この2つの対数尤度を演算して出力すればよいので
ある。また、この場合は、特に対数尤度比がよく用いら
れる。対数尤度比は、次式で定義される。
【0071】ここで、上記通信路は白色ガウス通信路で
あると仮定すると、yiを送信した場合にy'iを受信す
る条件付き確率密度は、 と表される。ここで、式(4)において、σnはこのノイ
ズの実効振幅(標準偏差)である。また、expは指数関数
である。そして、式(4)より、受信信号y'iの対数尤度
比は、次式(5)によって計算できるのである。 L(y'i)=Lc・y'i …(5) Lc:ノイズniの電力で定まる定数 上記ノイズniの電力はσnの二乗である。したがって、
定数Lcは、式(6)によって表わされる。 Lc=2/σn 2 …(6) すなわち、対数尤度演算回路42は、入力された再生信
号y'iに定数Lcを乗算して、再生信号y'iの対数尤度
比L(y'i)を得ることができる。このように、対数尤度
演算回路42は、一つの受信値y'iにつき一つの値L
(y'i)を出力するように構成することも可能である。
【0072】次に、上記通信路が、PR伝達特性である
場合について説明する。ここでは、PR伝達特性が(1,
2,1)であり、且つ、変調方式RLL(1,7)である場
合を例に、対数尤度演算回路42の計算内容について説
明する。ここで、上記PR伝達特性(1,2,1)の場合に
おける理想的な再生信号yiを、PRチャネルデータと
称することにする。そうすると、このPRチャネルデー
タyiとチャネルデータaiとの関係は、 yi=ai+2・ai-1+ai-2 …(7) となる。ここで、後述するように、チャネルデータai
を「+1」または「−1」の何れかの値とし、最小ラン長制
限(d=1)を考慮すれば、上記PRチャネルデータyi
は−4,−2,+2,+4の4通りの値の何れかとなる。
したがって、対数尤度演算回路42は、式(4)より、式
(8)に基づいて4通りの対数尤度L(y'i|yi)を計算すれ
ばよいことになる。 L(y'i|yi)=(1/2σn 2)(2yiy'i−yi 2)+Consti …(8) ここで、Constiは、4通りの対数尤度L(y'i|yi)におい
て一定値であり、4通りのPRチャネルデータyiを受
信する条件付き確率P(y'i|yi)の合計が1となるように
定められる。しかしながら、PRチャネルのAPP復号
器43内においては、定数Constiを相殺するようにして
計算を行うため、定数Consti=0としてもPRチャネル
のAPP復号器43の計算結果は変わらない。したがっ
て、上述のごとく定数Consti=0として、4通りの対数
尤度L(y'i|yi)を具体的に示すと式(9)のようになり、 L(y'i|yi=+4)=(1/σn 2)(4y'i−8) L(y'i|yi=+2)=(1/σn 2)(2y'i−2) …(9) L(y'i|yi=−2)=(1/σn 2)(−2y'i−2) L(y'i|yi=−4)=(1/σn 2)(−4y'i−8) 対数尤度演算回路42は、この4通りの対数尤度L(y'i
|yi)を計算すればよいのである。
【0073】したがって、上記PRチャネル通信路を構
成している記録媒体35及び再生回路41からの再生信
号y'iを入力とする図1における対数尤度演算回路42
は、上述したように対数尤度L(y'i|yi)を計算して出力
するのである。
【0074】次に、上記尤度変換方法によるRLL復調
を行う尤度変換RLL復調器44について詳細に説明す
る。先ず、入力されたチャネルデータpビットのみから
尤度変換方法によって復調を行う尤度変換RLL復調器
について説明する。
【0075】一般に、RLL復調は、次の式(10),式
(11),式(12)を行う関数と見なすことができる。
【0076】ここで、ベクトルa'tは時点tにおけるチ
ャネルデータpビットを表し、ベクトルc'tは時点tに
おける復元された符号データmビットを表す。また、
a'k,tはベクトルa't内の第k番目のビットである。
c'j,tは、ベクトルc't内の第j番目のビットである。
また、f1は、受信されたpビットのチャネルデータの
ベクトルa'tから、mビットの符号データのベクトル
c'tを計算するための論理演算関数である。時点tは式
(10)を計算する時系列を表し、本RLL復調において
は間隔m×Tb=n×Tw毎に計算する。ここで、Tbは
変調前のデータ間隔、Twは検出窓幅である。また、ダ
ッシュ「'」のある記号は、再生後に復元されたデータで
あることを表し、ダッシュ「'」の無い記号は、記録前の
データであることを表すこととする。
【0077】一般に、同時点における上記論理演算の対
象となるチャネルデータビット数pは、変調後のチャネ
ルデータデータのビット数n以上である。そして、変調
前の符号データmビットは、チャネルデータnビットに
変調されるのである。すなわち、変調前後において、符
号データmビットはチャネルデータnビットに対応する
のである。一方、復調時を考えると、pがnに等しい場
合は、このチャネルデータnビットから、対応する復調
後のmビットを計算することになる。また、pがnより
大きい場合は、このnビットの前後のビットを含めたp
ビットから、復調後のmビットを計算することになる。
このように、各時点毎に、逐次式(10)に基づく復調を
行うことによって、総てのチャネルデータa'iから総て
の符号データc'iを求めることができるのである。
【0078】上記チャネルデータpビットの組み合わせ
の数は有限であり、RLLを満たさない組み合わせを含
めても最大2p通りである。実際は、RLLを満たさな
い組み合わせは有り得ないので、場合の数は2pよりも
更に少なくなる。この組み合わせの数をHとする。そう
すると、チャネルデータpビットのH通りの各組み合わ
せに対応する符号データmビットの組み合わせは、予め
求めておくことができる。そこで、このH通りの各組み
合わせの対応を(Ch,Ah)とする。Chは、符号データm
ビットの第h番目の組み合わせを表し、Ahは、チャネ
ルデータpビットの第h番目の組み合わせを表す。すな
わち、式(13)に示すように、 チャネルデータがベクトルAhに属する場合には、復調
後の符号データをベクトルChに復調するのである。
尚、Ah,k及びCh,jは「+1」または「−1」のうちの何れ
かの定数である。また、h=1,2,…,Hである。ま
た、復調前のチャネルデータpビットをひとまとめとし
て扱っているので、復調前のチャネルデータpビット単
位(つまり、上記ベクトルa't)をシンボルと称すること
にする。同じ様に、復調後の符号データmビットをひと
まとめとして扱っているので、復調後の符号データmビ
ット単位(つまり、上記ベクトルc't)をシンボルと称す
ることにする。尚、pがnより大きい場合、復調前のシ
ンボルは、隣り合うシンボル間で同じビットを共有して
いることになる。
【0079】このH通りの組み合わせの対応(Ch,Ah)
は、表で表した復調前後データのシンボル対応規則に相
当する。また、上記式(10)は、論理式で表した復調前
後データのシンボル対応規則に相当する。すなわち、上
記論理式を演算する論理演算回路によって、あるいは、
上記規則表を予め記憶しておいたROMをテーブルとし
て参照することによって、復調前のチャネルデータa'
k,tから、復調後の符号データc'j,tを計算することが可
能になるのである。
【0080】さて、図24に示す従来のRLL復調器で
は、上記式(12)におけるa'k,tを二値化された硬情報
として扱っているが、本実施の形態では、a'k,tを軟情
報として取り扱う。すなわち、a'k,tは実数となるので
ある。
【0081】以下、上記チャネルデータa'k,tの尤度を P(a'k,t|ak,t=+1)=1−P(a'k,t|ak,t=−1) …(14) とし、このa'k,tの軟情報に基づいて復調を行う方法に
ついて説明する。尚、式(14)におけるP(a'k,t|ak,t
=+1)は、記録されたチャネルデータが「ak,t=+1」
の時に、再生したチャネルデータがa'k,tとなる条件付
き確率である。
【0082】また、a'tおよびc'tの尤度は、次式(1
5)により計算することができる。 式(15)において、P(c't|ct=Ch)は、符号データct
がChの時、復元された符号データがc'tとなる条件付
確率である。式(15)は、復調前後のデータ列の総ての
各組み合わせ毎の尤度、すなわち復調前後の各シンボル
毎の尤度を表す。
【0083】また、符号データctの中の第j番目の符
号データcj,tの尤度は、 となる。ここで、上記式(16)における分子は、H通り
のChの中で、符号データCh,jが「+1」に等しいもの
だけについてP(c't|ct=Ch)を総和したものを表す。
また、分母は、H通りのP(c't|ct=Ch)の総和を表
す。尚、式(16)の分母は、一般には「1」とはならな
い。なぜならば、分母は、RLLを満たさないチャネル
データの組み合わせを含まないためである。そして、式
(16)は、復調後のシンボル毎の尤度から、復調後のビ
ット毎の尤度への変換を表す。
【0084】以上のことから、上記式(15)および式
(16)を用いれば、復調前のビット毎の尤度から、復調
後のビット毎の尤度への変換を行うことができる。すな
わち、先ず、式(15)によって、復調前のビット毎の尤
度から復調後のシンボル毎の尤度への変換を行う。次
に、式(16)によって、復調後のシンボル毎の尤度から
復調後のビット毎の尤度への変換を行うのである。
【0085】上記ターボ復号においては、一般に符号デ
ータの軟情報を対数尤度比として表す。そこで、以下、
復調後のビット毎の対数尤度比L(c'i)へ変換について
説明する。例えば、符号データcj,tの対数尤度比L(c'
j,t)は、 と定義される。ここで、lnは自然対数関数を表す。し
たがって、L(c'j,t)を、符号データctの尤度P(c't|c
t=Ch)で表せば、式(16)および式(17)より次式(1
8)のように求められる。 この式(18)は、復調後のシンボル毎の尤度から復調後
のビット毎の対数尤度比への変換式である。さらに、上
記式(18)の対数尤度比L(c'j,t)を、チャネルデータ
k,tの尤度P(a'k,t|ak,t=+1)及びP(a'k,t|ak,t
−1)で表せば、式(15)により次式(19)となる。 この式(19)は、復調前のビット毎の尤度から復調後の
ビット毎の対数尤度比への変換式である。
【0086】ここで、上記チャネルデータakの対数尤
度比L(a'k)を、次の式(20)に示すように定義する。 そして、この式(20)から次の式(21)が得られる。 ここで、 Bh,k=(1/2)・(Ah,k+1) Dh,k=(1/2)・(Ch,k+1)
【0087】すなわち、Ah,k∈{±1}よりBh,k∈{0,
1}である。これに対応して、Dh,kも同様に定義する。
すなわち、Ch,k∈{±1}よりDh,k∈{0,1}である。
このように、Ah,kおよびCh,kを予め求めておくことが
できるように、Bh,kおよびDh,kも予め求めておくこと
ができる。
【0088】したがって、上記復調後のビット毎の対数
尤度比L(c'j,t)を上記チャネルデータak,tの対数尤度
比L(a'k,t)で表すと、式(19)および式(21)より、式
(22)のように表すことができる。 式(22)において、Ah,kを用いた計算よりも、Bh,k
用いた計算の方が計算量が少ないのは明らかである。な
ぜならば、Bh,k=1についてのみL(a'k,t)を総和すれ
ばよいからである。したがって、上記RLL復調時にお
ける計算量および計算時間を削減するためには、Bh,k
を用いた計算の方が望ましいのである。
【0089】このように、上記式(22)を用いれば、復
調前のチャネルデータの対数尤度比L(a'k,t)から、復
調後の符号データの対数尤度比L(c'j,t)を計算するこ
とができるのである。
【0090】上述のことから、総ての符号データ番号j
について式(22)の演算を行う算術演算関数をg1とす
れば、尤度変換方法による復調器は、次式(23)の演算
を行う復調器であると言うことができる。 (L(c'1,t),L(c'2,t),…,L(c'j,t),…,L(c'm,t)) =g1(L(a'1,t),L(a'2,t),…,L(a'k,t),…,L(a'p,t)) …(23) ここで、g1は、再生されたチャネルデータpビットの
各対数尤度比から符号データmビットの各対数尤度比を
演算する算術演算関数である。
【0091】このように、上記符号データのシリアル列
をciとし、対応するチャネルデータのシリアル列をai
とすれば、復調前のビット毎の対数尤度比L(a'i)から
復調後のビット毎の対数尤度比L(c'i)へ、復調前後デ
ータのシンボル対応規則を用いて変換することができる
のである。
【0092】同じ様にして、上述した尤度変換RLL変
調器51によって、変調前の符号データc'iにおけるビ
ット毎の対数尤度比L(c'i)から、変調後のチャネルデ
ータa'iにおけるビット毎の対数尤度比L(a'i)への変
換を行うことができるのである。以下、上述したような
尤度変換方法によって復調を行う尤度変換RLL復調器
44の構成について、具体例を上げて説明する。
【0093】図3は、上記尤度変換RLL復調器44の
構成を示すブロック図である。上記PRチャネルのAP
P復号器43の情報出力端子u;O(図1参照)から出力さ
れたチャネルデータa'iの対数尤度比L(a'i;O)が、p
段シフトレジスタ55に入力される。そして、p段シフ
トレジスタ55によって、データが間隔Tw毎にシフト
されて、パラレルデータ(L(a'1,t),L(a'2,t),…,L
(a'k,t),…,L(a'p,t))を算術演算回路56に出力す
る。そうすると、算術演算回路56は、入力されたパラ
レルデータ(L(a'1,t),L(a'2,t),…,L(a'k,t),…,L
(a'p,t))に対して、式(22)および式(23)に基づいて
算術演算を行う。そして、得られた復調後の符号データ
の対数尤度比のパラレルデータ(L(c'1,t),L(c'2,t),
…,L(c'j,t),…,L(c'm,t))を、パラレルロード機能付
きのm段シフトレジスタ57に出力する。
【0094】上記m段シフトレジスタ57は、入力され
た復調後の符号データの対数尤度比のパラレルデータ
(L(c'1,t),L(c'2,t),…,L(c'j,t),…,L(c'm,t))を
パラレルロードし、間隔Tb毎にシフトして復調後の符
号データの対数尤度比L(c'i;O)を出力する。その際
に、算術演算回路56による算術演算とm段シフトレジ
スタ57によるパラレルロードとは、間隔(m×Tb)毎
に同期して行われる。尚、上記対数尤度比は実数である
ため、p段シフトレジスタ55およびm段シフトレジス
タ57の各レジスタは、実数を保持することになる。
【0095】このように、本実施の形態における記録媒
体再生装置は、上記ターボ復号器を構成する2つのAP
P復号器のうちのPRチャネルのAPP復号器43の前
段には、軟情報である再生信号y'iの対数尤度L(y'i|y
i)を演算する対数尤度演算回路42を配置する。一方、
後段には、上記畳み込み符号のAPP復号器47との間
に、上述のごとく軟情報である対数尤度を取り扱い得る
尤度変換RLL復調器44および尤度変換RLL変調器
51を配置している。したがって、RLL復調とターボ
復号との両方を行う記録媒体再生装置を実現できる。す
なわち、本実施の形態によれば、図2に示すターボ符号
化とRLL変調方式とを行う記録媒体記録装置によって
記録媒体に記録されたチャネルデータaiを再生する際
に、誤り訂正能力の高いターボ復号を使用することがで
きるのである。その結果、上記PRMLを用いた場合に
比して、記録媒体への記録密度を高めることができるの
である。
【0096】以下、図3に示す上記尤度変換RLL復調
器44において、上記式(22)および式(23)に基づく
演算を行う算術演算回路56の具体的な動作について詳
細に説明する。
【0097】図4は、「スタンダーダイジング・インフォ
メーション・アンド・コミュニケーション・システム:Sta
ndardizing Information and Communication Systems」
のスタンダードECMA‐195によって規格化されて
いるRLL(1,7)の復調表である。この場合は、復調
後の符号データのビット数m=2、復調前のチャネルデ
ータのビット数n=3である。但し、図4に示す復調表
において、チャネルビットの「1」は、再生信号の極性反
転を表している。また、チャネルビットの「0」は、先行
する直前のビットと同極性にすること(つまり、前極性
保持)を表している。このような信号をNRZI則に基
づく信号と称することにする。この復調表を参照すれ
ば、算術演算回路56は、NRZI則に基づくチャネル
ビット7ビット(p=7)から復調後の符号データ2ビッ
ト(m=2)を計算することができるのである。
【0098】図5および図6は、図4のXを0と1とに
展開した再生信号に基づく復調表である。尚、図4はN
RZI則に基づくチャネルビット表記であり、図5およ
び図6は再生信号に基づくチャネルビット表記である。
その場合の展開は、ランレングス制限よりNRZI則に
基づくチャネルビットXXは00,01,10の3通りに
なることを考慮して行えばよい。尚、再生信号に基づく
チャネルビット8ビットの組み合わせは68通り(H=
68)となる。図5は、そのうちの第1番目から34番
目までの復調表である。また、図6は、第35番目から
第68番目までの復調表である。この図5および図6に
基づいて、式(23)を計算すればよいことになる。ま
た、図4のNRZI則に基づく信号の復調表ではp=7
であるが、図5及び図6に示すように再生信号に基づく
復調表ではp=8となる。すなわち、図5及び図6に示
す表が、上記復調前後データのシンボル対応規則を表す
上記規則表なのである。
【0099】図7は、上記RLL(1,7)に基づく尤度
変換RLL復調器のブロック図を示す。上記PRチャネ
ルのAPP復号器43(図1参照)から出力された対数尤
度比L(a'i;O)は、8段シフトレジスタ61に入力され
る。そして、この8段シフトレジスタ61において、間
隔Tw毎にシフトされて、パラレルデータ(L(a'1,t),L
(a'2,t),…,L(a'k,t),…,L(a'8,t))が出力される。算
術演算回路62は、上記パラレルデータ(L(a'1,t),L
(a'2,t),…,L(a'k,t),…,L(a'8,t))に対して式(2
2),式(23)に基づく算術演算を行い、復調後の符号デ
ータの対数尤度比のパラレルデータ(L(c'1,t),L(c'
2,t))を出力する。尚、RLL(1,7)の場合における算
術演算内容については後述する。パラレルロード機能付
き2段シフトレジスタ63は、復調後の符号データの対
数尤度比のパラレルデータ(L(c'1,t),L(c'2,t))をパ
ラレルロードし、データを間隔Tb毎にシフトして、復
調後の符号データの対数尤度比L(c'i;O)をを出力す
る。上記算術演算およびパラレルロードは、間隔(2×
Tb)=(3×Tw)毎に同期して行われる。
【0100】次に、上記算術演算回路62の算術演算内
容について詳細に説明する。先ず、上記式(22)を次式
(24)のように書き直す。 ここで、式(24)中におけるexp(Nh)は、図5および図
6に示す復調表における第h番目の行に対応している。
また、Nhは、図5および図6に示す復調表におけるB
h,k=1であるL(a'k,t)の総和を表す。例えば、L(c'
1,t)を計算する場合に付いて説明する。復調表における
h=1に対応するN1は、 N1=L(a'2,t)+L(a'3,t)+L(a'4,t) +L(a'5,t)+L(a'6,t)+L(a'7,t)+L(a'8,t) …(25) である。また、復調表(図5)からD1,1=0であるか
ら、exp(N1)は式(24)において分母の総和の要素とな
る。同様に、D2,1,…,D30,1,D43,1,…,D48,1=0で
あるから、h=2,…,30およびh=43,…,48のex
p(Nh)も分母の総和の要素となる。
【0101】また、上記復調表におけるh=31に対応
するN31は、 N31=L(a'5,t)+L(a'6,t)+L(a'7,t)+L(a'8,t) …(26) である。また、復調表(図5)からD31,1=1であるか
ら、exp(N31)は上記式(24)において分子の総和の要
素となる。同じ様に、D32,1,…,D42,1,D49,1,…,D
68,1=1であるから、h=32,…,42およびh=4
9,…,68のexp(Nh)も分子の総和の要素となる。
【0102】このようにして、上記復調表における68
通りの各Nhを計算し、次に各Nhに基づいてexp(Nh)を
計算する。そして、次にexp(N1),…,exp(N30),exp(N
43),…,exp(N48)に基づいて上記式(24)における分母
の総和を計算し、exp(N31),…,exp(N42),exp(N49),
…,exp(N68)に基づいて分子の総和を計算する。そして
最後に、上記式(24)によってL(c'1,t)を計算するの
である。
【0103】同様にして、L(c'2,t)についても計算す
ることができ、上記算術演算回路62の算術演算内容が
定まることになる。すなわち、上記算術演算回路62
は、式(25),式(26)および式(24)に基づく算術演
算を行うことによって、復調後の符号データの対数尤度
比のパラレルデータ(L(c'1,t),L(c'2,t))を出力する
のである。
【0104】また、以下のように、上記算術演算回路6
2の算術演算を簡素化することができる。すなわち、上
記式(24)は、近似によって計算内容を式(27)のごと
く簡略化することができる。 ここで、式(27)の第1項は、Dh,jが1であるNhの中
で、最大となるNhを表す。同様に、第2項は、Dh,j
0であるNhの中で、最大となるNhを表す。
【0105】上記式(27)によれば、指数関数「exp」お
よび自然対数関数「ln」の演算を省くことができ、上記各
hを計算する際の加算と、最大値を求める際の比較
と、最後の減算のみで、復調後の符号データの対数尤度
比のパラレルデータ(L(c'1,t),L(c'2,t))を計算する
ことができる。したがって、算術演算回路62の算術演
算を大幅に簡略化できるのである。
【0106】尚、上記式(27)においては、最大となる
hのみを残すことによって近似を行っている。しかし
ながら、Dh,jが「1」であるNhおよびDh,jが「0」であ
るNhの中で値の大きい項から順に所定数の項だけを残
すことによって近似を行っても差し支えない。その場合
には、上記式(27)による場合に比して計算量が若干増
加する代わりに、より正確な計算を行うことが可能にな
る。
【0107】また、上記RLL(1,7)に基づく尤度変
換RLL変調器における算術演算回路の場合も、図4に
示す復調表に基づいて、同様にして変調前のビット毎の
対数尤度比L(c'j,t)から変調後のビット毎の対数尤度
比L(a'k,t)を計算することができるのである。すなわ
ち、図4に示す復調表を変調表として利用すればよいの
である。但し、その場合には、尤度変換RLL変調器内
に内部状態を保持することになるため、算術演算回路は
後述する式(36)および式(40)に基づいて演算するこ
とになる。
【0108】図8は、図1における上記尤度変換RLL
復調器44および尤度変換RLL変調器51によるRL
L変調方式がRLL(1,7)であり、且つ、記録回路3
4,記録媒体35および再生回路41で成るPRチャネ
ル通信路におけるPR伝達特性が(1,2,1)である場合
に、PRチャネルのAPP復号器43がAPP復号する
ために必要なトレリス線図を示す。このトレリス線図に
おいては、最小ラン長制限(d=1)とPR伝達特性に関
する拘束条件とを利用しており、最大ラン長制限(k=
7)は利用していない。このPR伝達特性(1,2,1)で
は、PRチャネルデータyiとチャネルデータaiとの関
係は式(7)のようになる。この式(7)は、PR伝達特性
に関する拘束条件に相当するのである。
【0109】図8に示すトレリス線図の内部状態はS0,
1,S2,S3の4つである。図中において、時点iの各
内部状態から時点(i+1)の各内部状態への矢印に付記さ
れた分数の分子はチャネルデータaiを表し、分母はP
Rチャネルデータyiを表す。例えば、時点iにおいて
内部状態がS3である場合は、PRチャネルデータyi
「2」であるならばチャネルデータaiは「−1」であり、
次時点(i+1)での内部状態はS2となる。PRチャネルの
APP復号器43は、このトレリス線図に基づいてAP
P復号を行えばよい。
【0110】ところで、図3に示す対数尤度RLL復調
44は、上述したように入力されたチャネルデータpビ
ットのみからRLL復調を行うものである。ところが、
図1に示す対数尤度RLL復調器44および対数尤度R
LL変調器51には、内部状態を保持する復調方法およ
び内部状態を保持する変調方法をも適用することができ
る。以下、復調器内に内部状態を保持する対数尤度RL
L復調方法について説明する。
【0111】内部状態を保持する復調は、一般に次の式
を行う関数であると見なすことができる。 ベクトルs'tは、式(29)に示すように現内部状態qビ
ットを表す。 尚、f2は、再生されたpビットのチャネルデータa't
および現在のqビットの内部状態s'tから、復元された
符号データmビットc'tを演算する論理演算関数を表
す。
【0112】また、内部状態は、次式(30)で計算され
る。 ベクトルs't+1は、式(31)に示すように次内部状態q
ビットを表す。 尚、f3は、受信されたpビットのチャネルデータa't
および現在のqビットの内部状態s'tから、次内部状態
s't+1を演算する論理演算関数を表す。
【0113】また、次内部状態s't+1の一部あるいは総
てのビットは、復元された符号データc'tの一部あるい
は総てのビットと同一であっても構わない。例えば、内
部状態が1ビットであり(q=1)且つc'1,tと同一であ
る(s't+1=c'1,t)場合は、 となる。これは、チャネルデータa'tを復調する際に、
直前に復元された復調後の符号データc'1,t-1をも参照
することを意味するのである。
【0114】上述のように、上記復調器内に内部状態を
保持する復調方法では、式(28)および式(30)に基づ
いて復調を行うのである。
【0115】さて、上記式(28)および式(30)に基づ
く復調方法についても、以下のごとく、a'k,tを軟情報
として入力して、c'k,tを軟情報として出力することが
できる。形式的に、今、上記式(28)と式(30)とを次
式(33)〜式(35)で表すことにする。 ここで、c''tはc'tとs't+1とを表し、(m+q)ビッ
トである。同様に、a''tはa'tとs'tを表し、(p+
q)ビットである。
【0116】上記式(33)は、形式的に上記式(10)に
等しく、式(10)の場合と同様にして尤度変換方法によ
る復調が可能である。すなわち、 B''h,k=(1/2)・(A''h,k+1) D''h,k=(1/2)・(C''h,k+1) に基づいて、復調前のチャネルデータの対数尤度比L
(a'k,t)から、復調後の符号データの対数尤度比L(c'
j,t)を計算することができるのである。
【0117】ここで、A''h,k∈{±1}より、B''h,k
{0,1}である。これに対応して、D''h,kも同様に定義
する。すなわち、C''h,k∈{±1}より、D''h,k∈{0,
1}である。このように、A''h,kおよびC''h,kを予め
求めておくことができるように、B''h,kおよびD''h,k
も予め求めておくことができるのである。
【0118】また、対数尤度比は、次のように定義でき
る。
【0119】ここで、(c''t,a''t)の(p+q)ビットの
組み合わせ数をH''とする。また、H''通りの各組み合
わせの対応を(C''h,A''h)とする。すなわち、 ここで、h=1,2,…,H''となる。このH''通りの組
み合わせの対応(C''h,A''h)は、表で表した復調前デ
ータおよび現内部状態のシンボルと、復調後データおよ
び次内部状態のシンボルとの対応規則に相当する。ま
た、上記式(33)は、論理式で表した復調前データおよ
び現内部状態のシンボルと、復調後データおよび次内部
状態のシンボルとの対応規則に相当する。上記論理式を
演算する論理演算回路によって、または、上記規則表を
予め記憶しておいた上記ROMをテーブルとして参照す
ることによって、復調前のチャネルデータa'k,tから、
復調後の符号データc'j,tを計算することが可能になる
のである。
【0120】このように、上記式(36)を用いれば、復
調前のチャネルデータの対数尤度比L(a'k,t)から復調
後の符号データの対数尤度比L(c'j,t)を、復調前後デ
ータと現内部状態と次内部状態とのシンボル対応規則を
用いて計算することができる。したがって、総ての符号
データ番号jについて式(36)の演算を行う算術演算関
数をg2とすれば、尤度変換方法による復調器は、次式
(40)を行う復調器であると言うことができる。 (L(c'1,t),L(c'2,t),…,L(c'j,t),…,L(c'm,t) ,L(s'1,t+1),L(s'2,t+1),…,L(s'l,t+1),…,L(s'q,t+1)) =g2(L(a'1,t),L(a'2,t),…,L(a'k,t),…,L(a'p,t) ,L(s'1,t),L(s'2,t),…,L(s'l,t),…,L(s'q,t)) …(40) ここで、g2は、再生されたチャネルデータpビットと
現内部状態qビットとの各対数尤度比から、符号データ
mビットと次内部状態qビットとの各対数尤度比を演算
する算術演算関数である。
【0121】このように、復調器内に内部状態を保持す
る復調方法の場合においても、上記符号データのシリア
ル列をciとし、対応するチャネルデータのシリアル列
をaiとすれば、復調前のビット毎の対数尤度比L(a'i)
から、復調後のビット毎の対数尤度比L(c'i)へ変換す
ることができるのである。
【0122】同様にして、上述した尤度変換RLL変調
器51によって、変調器内に内部状態を保持する変調方
法によって、変調前の符号データc'iにおけるビット毎
の対数尤度比L(c'i)から、変調後のチャネルデータa'
iにおけるビット毎の対数尤度比L(a'i)への変換を行う
ことができる。以下、上述したような復調器内に内部状
態を保持する尤度変換方法によって復調を行う尤度変換
RLL復調器の構成について説明する。
【0123】図9は、上記尤度変換RLL復調器44
を、復調器内に内部状態を保持する尤度変換方法による
尤度変換RLL復調器で構成した場合のブロック図であ
る。上記PRチャネルのAPP復号器43の情報出力端
子u;O(図1参照)から出力されたチャネルデータa'i
対数尤度比L(a'i;O)が、p段シフトレジスタ71に入
力される。そして、p段シフトレジスタ71によって間
隔Tw毎にシフトされ、パラレルデータ(L(a'1,t),L
(a'2,t),…,L(a'k,t),…,L(a'p,t))を算術演算回路7
2に出力する。そうすると、上記算術演算回路72は、
入力されたパラレルデータ(L(a'1,t),L(a'2,t),…,
L(a'k,t),…,L(a'p,t))と、後述する現内部状態を表
すqビットの各対数尤度比(L(s'1,t),L(s'2,t),…,L
(s'l,t),…,L(s'q,t))とに対して、上記式(36)及び
式(40)に基づいて算術演算を行う。そして、復調後に
おける符号データの対数尤度比のパラレルデータ(L
(c'1,t),L(c'2,t),…,L(c'j,t),…,L(c'm,t))と、次
内部状態を表すqビットの各対数尤度比(L(s'1,t+1),
L(s'2,t+1),…,L(s'l,t+1),…,L(s'q,t+1))とを出力
する。
【0124】パラレルロード機能付きのm段シフトレジ
スタ73は、上記算術演算回路72からの復調後の符号
データの対数尤度比のパラレルデータ(L(c'1,t),L(c'
2,t),…,L(c'j,t),…,L(c'm,t))をパラレルロード
し、データを間隔Tb毎にシフトして復調後の符号デー
タの対数尤度比L(c'i)を出力する。また、上記算術演
算回路72からの次内部状態を表す対数尤度比(L(s'
1,t+1),L(s'2,t+1),…,L(s'q,t+1))は、それぞれレ
ジスタ74a,74b,…,74dに入力される。尚、レジス
タ74a,74b,…,74dは、内部状態を表す各ビットに
夫々対応している。したがって、レジスタ74a,74b,
…,74dのレジスタ総数はq個である。そうすると、レ
ジスタ74aは、次内部状態の第1番目の対数尤度比L
(s'1,t+1)を間隔(m×Tb)毎にロードし、保持する。そ
して、次の時点で、上記現内部状態の第1番目の対数尤
度比L(s'1,t)として算術演算回路72に出力する。他
のレジスタ74b,…,レジスタ74dも同様に、次内部状
態の第2番目,…,第q番目の対数尤度比L(s'2,t+1),
…,L(s'q,t+1)のロードおよび保持と、上記現内部状態
の第2番目,…,第q番目の対数尤度比L(s'2,t),…,L
(s'q,t)としての出力とを行う。その際に、上記算術演
算回路72による算術演算と、上記m段シフトレジスタ
73によるパラレルロードと、レジスタ74a,…74d
によるロードとは、間隔(m×Tb)毎に同期して行われ
る。
【0125】勿論、本復調器内に内部状態を保持する尤
度変換方法による尤度変換RLL復調器の場合にも、上
記入力されたチャネルデータpビットのみに基づく尤度
変換方法による尤度変換RLL復調器の場合と同様に、
式(36)に指数関数「exp」および自然対数関数「ln」の演
算を省く簡略化方法を適用することができ、上記算術演
算回路72による演算処理を簡略化することができる。
【0126】上述した尤度変換RLL変調器51におい
ても、同様にして、変調器内に内部状態を保持する尤度
変換方法によって、変調前の符号データc'iにおけるビ
ット毎の対数尤度比L(c'i)から、変調後のチャネルデ
ータa'iにおけるビット毎の対数尤度比L(a'i)への変
換を行うことができる。
【0127】尚、上記実施の形態においては、上記対数
尤度比は実数であるため、p段シフトレジスタ55・7
1,m段シフトレジスタ57・73及びレジスタ74a〜
74dの各レジスタは実数を保持することになる。この
実数は、浮動小数点精度もしくは固定小数点精度で量子
化された数であってもよい。さらに、整数精度の数であ
ってもよい。一般に、浮動小数点精度,固定小数点精度,
整数精度の順に演算精度が劣る。
【0128】また、上記実施の形態においては、各ブロ
ックが入力あるいは出力する尤度として対数尤度比を用
いたが、これは対数尤度比を用いると演算量を削減する
ことができるからである。しかしながら、この発明は、
対数尤度比に限定するものではなく、例えば各ブロック
は確率値をそのまま入力あるいは出力するようにしても
よい。その場合には、図1における減算器45,49を
除算器とすればよい。
【0129】また、上記実施の形態においては、誤り訂
正符号として、ターボ符号方式に適した畳み込み符号を
用いている。しかしながら、この発明は、畳み込み符号
に限定されるものではなく、軟情報入力軟情報出力の復
号処理が可能な誤り訂正符号であればよい。その場合に
は、図2における畳み込み符号化器31を誤り訂正符号
化器とし、図1における畳み込み符号のAPP復号器4
7を誤り訂正符号のAPP復号器とすればよい。
【0130】また、変調方式は、上記RLL変調に限定
されるものではない。変・復調前後データにおけるシン
ボル対応規則に基づく変調方法および復調方法や、変・
復調前データおよび現内部状態のシンボルと変・復調後
データおよび次内部状態のシンボルとの対応規則に基づ
く変調方法および復調方法であれば、尤度変換方法によ
る変調器および復調器を実現することができるのであ
る。
【0131】また、上記実施の形態においては時不変な
復調方式を用いたが、これに限定されるものではない。
ここで、時不変な復調方式とは、式(10)または式(3
3)の関数が時点tに関して変化しないことを意味す
る。しかしながら、この発明は、時変な復調方式にも適
用することができるのである。ここで、時変な復調方式
とは、式(10)または式(33)の関数が時点tに関して
変化することを意味する。尚、時変な復調方式を適用す
る場合は、式(10)あるいは式(33)の関数が変化する
ことに対応して、尤度変換を行う関数を変化させればよ
い。すなわち、時点ごとに式(23)あるいは式(40)の
関数を変化させればよいのである。尚、時変な変調方式
を用いた場合の尤度変換方法による尤度変換RLL変調
器も、上述と同様にして実現することができる。
【0132】また、更に誤り率を低減するために、畳み
込み符号化器31を内符号とし、別途外符号として誤り
訂正符号化器を設けてもよい。また、外符号である誤り
訂正符号化器と内符号である畳み込み符号化器31との
間に、別途インターリーバを設けることによって、更に
誤り率を低減することができる。その場合、これに対応
する記録媒体再生装置においては、畳み込み符号の復号
器47の情報出力端子u;Oには、デインターリーバおよ
び誤り訂正符号のAPP復号器を順に接続すればよい。
【0133】<第2実施の形態>図10は、第2実施の
形態における記録媒体再生装置のブロック図を示す。再
生回路81,対数尤度演算回路82,PRチャネルのAP
P復号器83,減算器86,デインターリーバ87,畳み
込み符号のAPP復号器88,コンパレータ89,減算器
90およびインターリーバ91は、第1実施の形態にお
ける図1に示す記録媒体再生装置における再生回路4
1,対数尤度演算回路42,PRチャネルのAPP復号器
43,減算器45,デインターリーバ46,畳み込み符号
のAPP復号器47,コンパレータ48,減算器49およ
びインターリーバ50と同様である。
【0134】NRZI変換器84は、上記PRチャネル
のAPP復号器83の情報出力端子u;Oから出力された
チャネルデータa'iの対数尤度比L(a'i;O)を入力し、
NRZI則に基づくチャネルデータz'iの対数尤度比L
(z'i;O)を間隔Tw毎に計算して出力する。尤度変換R
LL復調器85は、入力されたNRZI則に基づく復調
前のチャネルデータz'iの対数尤度比L(z'i;O)に尤度
変換方法によるRLL復調を行い、復調後の符号データ
c'iの対数尤度比L(c'i;O)を出力する。出力された対
数尤度比L(c'i;O)は、減算器86に入力される。
【0135】尤度変換RLL変調器92は、インターリ
ーバ91からの変調前の符号データc'iの対数尤度比L
(c'i;I)を入力し、NRZI則に基づくチャネルデータ
z'iの対数尤度比L(z'i;I)を計算して出力する。NR
Z変換器93は、この対数尤度比L(z'i;I)を入力し、
チャネルデータa'iの対数尤度比L(a'i;I)を計算して
出力する。出力された対数尤度比L(a'i;I)は、PRチ
ャネルのAPP復号器83の情報入力端子u;Iに入力さ
れる。
【0136】上記構成において、上記NRZI変換器8
4と尤度変換RLL復調器85とを組み合わせた機能
は、上記第1実施の形態における尤度変換RLL復調器
44と同じ機能を呈する。また、尤度変換RLL変調器
92とNRZ変換器93とを組み合わせた機能は、上記
第1実施の形態における尤度変換RLL変調器51と同
じ機能を呈する。勿論、上記第1実施の形態における尤
度変換RLL復調器44のみを、NRZI変換器84と
尤度変換RLL復調器85とに差し換えても構わない。
また、上記第1実施の形態における尤度変換RLL変調
器51のみを、尤度変換RLL変調器92とNRZ変換
器93とに差し換えても構わない。
【0137】次に、上記NRZI変換器84の計算内容
について詳細に説明する。NRZI変換器84は、チャ
ネルデータa'iの対数尤度比L(a'i;O)を入力して、N
RZI則に基づいて、チャネルデータz'iの対数尤度比
L(z'i;O)を間隔Tw毎に計算して出力する。その際に、
チャネルビットziが「+1」であることは、再生信号の
極性反転を表している。また、チャネルビットziが「−
1」であることは、再生信号の極性を先行するビットと
同極性にすること、つまり前極性保持を表している。N
RZI変換器84の変換表を図11に示す。図11にお
いて、隣り合う2ビット「ai-1」と「ai」とが異符号の場
合は極性が反転するので、チャネルビットziは「+1」
となる。また、同符号の場合は極性反転しないので、チ
ャネルビットziは「−1」となる。したがって、チャネ
ルビットziの対数尤度比は、次のように計算できる。 ここで、P(a'i-1|ai-1=+1)は、記録時にai-1が「+
1」である時に、再生したチャネルデータがa'i-1であ
る条件付確率である。
【0138】次に、上記尤度変換RLL復調器85の具
体的動作について、RLL変調方法がRLL(1,7)で
ある場合を例に説明する。図12は、RLL(1,7)で
ある場合の尤度変換RLL復調器85の具体的構成を示
すブロック図である。NRZI変換器84から出力され
た対数尤度比L(z'i;O)は、7段シフトレジスタ101
に入力される。そして、7段シフトレジスタ101で間
隔Tw毎にシフトされ、パラレルデータ(L(z'1,t),L
(z'2,t),…,L(z'k,t),…,L(z'7,t))が出力される。算
術演算回路102は、上記パラレルデータ(L
(z'1,t),L(z'2,t),…,L(z'k,t),…,L(z'7,t))に対
して算術演算を行い、復調後の符号データの対数尤度比
のパラレルデータ(L(c'1,t),L(c'2,t))を出力する。
尚、RLL(1,7)の場合における算術演算内容につい
ては、後述する。上記パラレルロード機能付き2段シフ
トレジスタ103は、復調後の符号データの対数尤度比
のパラレルデータ(L(c'1,t),L(c'2,t))をパラレルロ
ードし、データを間隔Tb毎にシフトして、復調後の符
号データの対数尤度比L(c'i)を出力する。上記算術演
算およびパラレルロードは、間隔(2×Tb)毎に同期し
て行われる。
【0139】以下、上記算術演算回路102の算術演算
内容について詳細に説明する。上記NRZI則に基づく
チャネルデータから復調後のデータを求める復調表を図
13に示す。図13の復調表は、図4のXを0と1とに
展開して求めることができるのである。尚、NRZI則
に基づくチャネルビット7ビットの組み合わせは、図1
3に示すように34通り(H=34)となる。したがっ
て、算術演算回路102は、図13の復調表を参照し
て、式(22)を計算すればよいことになる。その場合に
は、算術演算回路102に入力されるNRZI則に基づ
くチャネルデータの記号z'iを形式的にa'iと置き換え
て、式(22)の算術演算を行えばよい。尚、式(24)の
Nhを、NRZI則に基づくチャネルデータの記号z'i
を用いて改めて書き換えれば、式(42)のようになる。
【0140】図10に示すNRZI変換器84を用いる
記録媒体再生装置における尤度変換RLL復調器85の
場合には、チャネルビットz'iの組み合わせが34通り
となる。このように、図1に示すNRZI変換器を用い
ない記録媒体再生装置における尤度変換RLL復調器4
4の場合における68通りの組み合わせの半分であるた
め、計算量および計算時間を削減することができるので
ある。
【0141】次に、上記NRZ変換器93の計算内容に
ついて説明する。NRZ変換器93は、NRZI則に基
づくチャネルデータz'iの対数尤度比L(z'i;I)を間隔
Tw毎に入力し、チャネルデータa'iの対数尤度比L(a'
i;I)を計算して出力する。NRZ変換器93の変換表
は、図11に示すNRZI変換器84の変換表をそのま
ま利用することができる。
【0142】上記NRZ変換器93は、上述したよう
に、対数尤度比L(z'i)を入力し、内部状態としてL(a
i-1)を保持すると共に、対数尤度比L(a'i)を出力す
る。その場合におけるチャネルデータa'iの対数尤度比
L(a'i)は、次式(43)によって計算される。 ここで 時点iにおいて計算された対数尤度比L(a'i)
は、時点(i+1)での計算において対数尤度比L(a'i-1)と
して使用される。
【0143】図14に、上述したECMA‐195によ
って規格化されているRLL(1,7)の変調表を示す。
尚、図14は、NRZI則に基づくチャネルビット表記
である。尤度変換RLL変調器92は、この表を参照す
ることによって、変調前における4ビットの符号データ
から、変調後における3ビットのチャネルデータを計算
することができるのである。その際に、内部状態とし
て、直前に変調されたチャネルデータに等しい1ビット
を保持する必要がある。
【0144】図14におけるXを0と1とに展開した変
調表を、図15に示す。図15において、D''h,1,…,
D''h,4は、変調前における4ビット(p=4)の符号デ
ータである。また、D''h,5は、直前に変調されたチャ
ネルデータである1ビット(q=1)の内部状態である。
また、B''h,1,…,B''h,3は、変調後のNRZI則に基
づく3ビット(n=3)のチャネルデータである。また、
B''h,4は、1ビットの次内部状態である。尚、上記変
調表に基づく変調における符号データのa''j,tの対数
尤度比L(a''k,t)は、次式(44)になる。 ここで、式(44)中におけるexp(Nh)は、図15に示す
変調表における第h番目の行に対応している。また、N
hは、図15に示す変調表におけるD''h,k=1であるL
(c'k,t)の総和を表す。
【0145】また、図15に示す変調表を復調表として
利用すれば、上記尤度変換RLL復調器85における上
記算術演算回路の演算も実現できるのである。
【0146】このように、本実施の形態における記録媒
体再生装置は、上記ターボ復号器を構成する2つのAP
P復号器のうちのPRチャネルのAPP復号器83と尤
度変換RLL復調器85との間に、対数尤度比L(a'i;
O)を入力としてNRZI則に基づくチャネルデータz'i
の対数尤度比L(z'i;O)を出力するNRZI変換器84
を配置している。また、尤度変換RLL変調器92とP
RチャネルのAPP復号器83との間に、NRZI則に
基づく対数尤度比L(z'i;I)を入力してチャネルデータ
a'iの対数尤度比L(a'i;I)を出力するNRZ変換器9
3を配置している。
【0147】したがって、上記尤度変換RLL復調器8
5は、NRZI則に基づくNRZI変換を行う必要が無
く、尤度変換RLL変調器92は、NRZI則に基づく
NRZ変換を行う必要が無い。したがって、尤度変換R
LL復調器85および尤度変換RLL変調器92の計算
量および計算時間を、上記第1実施の形態における尤度
変換RLL復調器44および尤度変換RLL変調器51
よりも大幅に削減することができるのである。
【0148】<第3実施の形態>図16は、第3実施の
形態における記録媒体再生装置のブロック図を示す。再
生回路111,対数尤度演算回路112,減算器115,
デインターリーバ116,畳み込み符号のAPP復号器
117,コンパレータ118,減算器119およびインタ
ーリーバ120は、第1実施の形態における図1に示す
記録媒体再生装置における再生回路41,対数尤度演算
回路42,減算器45,デインターリーバ46,畳み込み
符号のAPP復号器47,コンパレータ48,減算器49
およびインターリーバ50と同様である。また、尤度変
換RLL復調器114および尤度変換RLL変調器12
1は、第2実施の形態における図10に示す記録媒体再
生装置における尤度変換RLL復調器85及び尤度変換
RLL変調器92と同様である。
【0149】PRチャネルのAPP復号器113は、符
号入力端子c;Iには対数尤度演算回路112からの再生
信号y'iの対数尤度L(y'i|yi)が入力され、情報入力端
子u;Iには尤度変換RLL変調器121の出力であるN
RZI則に基づくチャネルデータziの対数尤度比L
(z'i;I)が入力される。また、情報出力端子u;Oからは
NRZI則に基づくチャネルデータziの対数尤度比L
(z'i;O)を出力する。尚、PRチャネルデータy'iの対
数尤度L(y'i;O)が出力される符号出力端子c;Oは、何れ
とも未接続である。
【0150】図17は、図16における上記尤度変換R
LL復調器114及び尤度変換RLL変調器121によ
るRLL変調方式がRLL(1,7)であり、且つ、記録
回路34,記録媒体35および再生回路111で成るP
Rチャネル通信路におけるPR伝達特性が(1,2,1)で
ある場合に、PRチャネルのAPP復号器113がAP
P復号するために必要なトレリス線図を示す。このトレ
リス線図においては、最小ラン長制限(d=1)とPR伝
達特性に関する拘束条件とを利用しており、最大ラン長
制限(k=7)は利用していない。図17に示すトレリス
線図において、内部状態はS0,S1,S2,S3の4つであ
る。図中において、時点iの各内部状態から時点(i+1)
の各内部状態への矢印に付記された分数の分子はNRZ
I則に基づくチャネルデータziを表し、分母はPRチ
ャネルデータyiを表す。例えば、時点iにおいて内部
状態がS3である場合には、PRチャネルデータyi
「2」であるならばNRZI則に基づくチャネルデータz
iは「1」であり、次時点(i+1)での内部状態はS2とな
る。PRチャネルのAPP復号器113は、このトレリ
ス線図に基づいてAPP復号を行えばよい。
【0151】ところで、上記PRチャネルのAPP復号
器113のPR伝達特性は、上述の(1,2,1)に限定さ
れるものではない。本記録媒体再生装置におけるPR伝
達特性としては記録媒体に適したPR伝達特性を適用す
ればよく、そのPR伝達特性に応じてトレリス線図を定
め、そのトレリス線図に基づいてPRチャネルのAPP
復号器113を動作させればよいのである。したがっ
て、例えば、記録媒体がハードディスク等の磁気記録の
場合には、PR4と呼ばれる(1,0,−1)や、EPR4
と呼ばれる(1,1,−1,−1)を用いればよい。また、
PR伝達特性が1である場合(すなわちPRでない場合)
であっても、本実施の形態を適用することはできる。そ
の場合、PRチャネルのAPP復号器113は最小ラン
長制限(d=1)のみを利用したAPP復号を行えばよ
く、PRチャネルデータyiはチャネルデータaiに等し
くなる。
【0152】尚、上記第1実施の形態における図8に示
すトレリス線図および図17に示すトレリス線図におい
ては、最大ラン長制限(k=7)は利用していない。しか
しながら、最大ラン長制限(k=7)を更に利用したトレ
リス線図であっても何ら差し支えない。
【0153】このように、本実施の形態における記録媒
体再生装置は、上記ターボ復号器を構成する2つのAP
P復号器のうちのPRチャネルのAPP復号器113
に、PRチャネルデータyiの対数尤度L(y'i|yi)を入
力として、NRZI則に基づくチャネルデータziの対
数尤度比L(z'i;O)を出力するAPP復号機能を持たせ
ている。
【0154】したがって、上記尤度変換RLL復調器1
14は、NRZI則に基づくNRZI変換を行う必要が
無く、尤度変換RLL変調器121は、NRZI則に基
づくNRZ変換を行う必要が無い。したがって、尤度変
換RLL復調器114および尤度変換RLL変調器12
1の計算量および計算時間を、上記第1実施の形態にお
ける尤度変換RLL復調器44および尤度変換RLL変
調器51よりも大幅に削減することができるのである。
【0155】<第4実施の形態>図18は、第4実施の
形態における記録媒体再生装置のブロック図を示す。再
生回路131,対数尤度演算回路132,PRチャネルの
APP復号器133,尤度変換RLL復調器135,デイ
ンターリーバ136,畳み込み符号のAPP復号器13
7,コンパレータ138,減算器139,インターリーバ
140および尤度変換RLL変調器141は、第1実施
の形態における図1に示す記録媒体再生装置における再
生回路41,対数尤度演算回路42,PRチャネルのAP
P復号器43,尤度変換RLL復調器44,デインターリ
ーバ46,畳み込み符号のAPP復号器47,コンパレー
タ48,減算器49,インターリーバ50および尤度変換
RLL変調器51と同様である。
【0156】上記第1実施の形態〜第3実施の形態にお
ける減算器45,86,115は、上記尤度変換RLL復
調器44,85,114からの符号データc'iの対数尤度
比L(c'i;O)と、インターリーバ50,91,120から
の符号データc'iの対数尤度比L(c'i;I)との差分を計
算している。尚、この場合の符号データc'iは、復調後
(換言すれば、変調前)のデータである。これに対して、
本実施の形態における減算器134では、上記PRチャ
ネルのAPP復号器133からの復調前(換言すれば、
変調後)のチャネルデータa'iの対数尤度比L(a'i;O)
と、尤度変換RLL変調器141からのチャネルデータ
a'iの対数尤度比L(a'i;I)との差分Lext(a'i)を計算
するのである。
【0157】上記減算器134は、上記PRチャネルの
APP復号器133が対数尤度比L(a'i;O)を出力した
直後に動作し、上述したように、対数尤度比L(a'i;O)
から尤度変換RLL変調器141の出力である対数尤度
比L(a'i;I)を減算し、その減算結果をLext(a'i)とし
て出力する。こうして出力されたLext(a'i)は、尤度変
換RLL復調器135に入力される。すなわち、減算器
134は、PRチャネルのAPP復号器133によって
更新されたチャネルデータa'iの対数尤度比の差分を計
算するのである。
【0158】<第5実施の形態>図19は、第5実施の
形態における記録媒体再生装置のブロック図を示す。再
生回路151,対数尤度演算回路152,PRチャネルの
APP復号器153,尤度変換RLL復調器154,デイ
ンターリーバ155,畳み込み符号のAPP復号器15
7,コンパレータ158,減算器159,インターリーバ
160および尤度変換RLL変調器161は、第1実施
の形態における図1に示す記録媒体再生装置における再
生回路41,対数尤度演算回路42,PRチャネルのAP
P復号器43,尤度変換RLL復調器44,デインターリ
ーバ46,畳み込み符号のAPP復号器47,コンパレー
タ48,減算器49,インターリーバ50および尤度変換
RLL変調器51と同様である。
【0159】減算器156は、上記デインターリーバ1
55が、符号データe'iの対数尤度比L(e'i;O2)を出力
した直後に動作し、対数尤度比L(e'i;O2)から減算器1
59の出力である符号データe'iの対数尤度比L(e'i;I
2)を減算し、その減算結果を対数尤度比L(e'i;I)とし
て出力する。こうして出力された対数尤度比L(e'i;I)
は、上記畳み込み符号のAPP復号器157における符
号入力端子c;Iに入力される。すなわち、減算器156
は、PRチャネルのAPP復号器153によって更新さ
れた符号データe'iの対数尤度比の差分を計算してい
る。
【0160】上記減算器159は、畳み込み符号のAP
P復号器157が符号データe'iの対数尤度L(e'i;O)
を出力した直後に動作して、この対数尤度L(e'i;O)か
ら上記減算器156の出力である対数尤度比L(e'i;I)
を減算し、その減算結果を対数尤度比L(e'i;I2)として
出力する。こうして出力された対数尤度比L(e'i;I2)は
インターリーバ160に入力される。すなわち、減算器
159は、畳み込み符号のAPP復号器157によって
更新された符号データe'iの対数尤度比の差分を計算し
ている。
【0161】上記第1,第4および第5実施の形態から
分るように、減算器45,134,156は、PRチャネ
ルのAPP復号器,43,133,153によって更新さ
れた対数尤度比の差分(すなわち外部情報)を計算すれば
よい。したがって、チャネルデータa'i,符号データc'
i,デインターリーブ後の符号データe'iの何れの対数尤
度比を減算してもよいのである。
【0162】したがって、図10に示す第2実施の形態
における減算器86は、チャネルデータa'i,NRZI
則に基づくチャネルデータz'i,符号データc'i,デイン
ターリーブ後の符号データe'iの何れの対数尤度比を減
算してもよい。また、図16に示す第3実施の形態にお
ける減算器115は、NRZI則に基づくチャネルデー
タz'i,符号データc'i,デインターリーブ後の符号デー
タe'iの何れの対数尤度比を減算してもよいのである。
【0163】同様に、上記第1〜第5実施の形態におけ
る上記減算器49,90,119,139,159は、畳み
込み符号のAPP復号器47,88,117,137,15
7によって更新された対数尤度比の差分(すなわち外部
情報)を計算すればよい。したがって、チャネルデータ
a'i,NRZI則に基づくチャネルデータz'i,符号デー
タc'i,デインターリーブ後の符号データe'iの何れの
対数尤度比を減算しても差し支えない。
【0164】<第6実施の形態>本実施の形態は、上記
第1実施の形態を一般化した記録媒体再生装置に関する
ものである。図20は、第6実施の形態における記録媒
体再生装置のブロック図を示す。再生回路171,対数
尤度演算回路172,PRチャネルのAPP復号器17
3,畳み込み符号のAPP復号器175およびコンパレ
ータ176は、第1実施の形態における図1に示す記録
媒体再生装置における再生回路41,対数尤度演算回路
42,PRチャネルのAPP復号器43,畳み込み符号の
APP復号器47およびコンパレータ48と同様であ
る。
【0165】上記情報変換手段としての変換器174
は、PRチャネルのAPP復号器173の情報出力端子
u;Oから出力されたチャネルデータa'iの対数尤度比L
(a'i;O)と、畳み込み符号のAPP復号器175の符号
出力端子c;Oから出力された符号データe'iの対数尤度
比L(e'i;O)とを入力する。そして、対数尤度比L(a'i;
O)に、上記尤度変換方法による復調及びデインターリー
ブを順に施す第1処理を行い、符号データe'iの対数尤
度比L(e'i;I)として出力する。また、対数尤度比L(e'
i;O)に、インターリーブおよび尤度変換方法による変調
を順に施す第2処理を行い、符号データa'iの対数尤度
比L(a'i;I)として出力する。更に、上記第1,第2処理
の途中において、上記対数尤度比L(a'i;O)に対する第
1処理の途中結果から、上記対数尤度比L(e'i;O)に対
する第2処理の途中結果を減算しておく。同様に、上記
対数尤度比L(e'i;O)に対する第2処理の途中結果か
ら、上記対数尤度比L(a'i;O)に対する第1処理の途中
結果を減算しておくのである。
【0166】すなわち、上記変換器174は、上記第1
実施の形態における尤度変換RLL復調器44,減算器
45,デインターリーバ46,減算器49,インターリー
バ50および尤度変換RLL変調器51として機能する
のである。
【0167】<第7実施の形態>本実施の形態は、上記
第3実施の形態を一般化した記録媒体再生装置に関する
ものである。図21は、第7実施の形態における記録媒
体再生装置のブロック図を示す。再生回路181,対数
尤度演算回路182,PRチャネルのAPP復号器18
3,畳み込み符号のAPP復号器185およびコンパレ
ータ186は、第3実施の形態における図16に示す記
録媒体再生装置における再生回路111,対数尤度演算
回路112,PRチャネルのAPP復号器113,畳み込
み符号のAPP復号器117およびコンパレータ118
と同様である。
【0168】上記情報変換手段としての変換器184
は、PRチャネルのAPP復号器183の情報出力端子
u;Oから出力されたNRZI側に基づくチャネルデータ
z'iの対数尤度比L(z'i;O)と、畳み込み符号のAPP
復号器185の符号出力端子c;Oから出力された符号デ
ータe'iの対数尤度比L(e'i;O)とを入力する。そし
て、対数尤度比L(z'i;O)に、上記尤度変換方法による
復調およびデインターリーブを順に施す第1処理を行
い、符号データe'iの対数尤度比L(e'i;I)として出力
する。また、対数尤度比L(e'i;O)に、インターリーブ
および尤度変換方法による変調を順に施す第2処理を行
い、上記NRZI側に基づくチャネルデータz'iの対数
尤度比L(z'i;I)として出力する。さらに、上記第1,第
2処理の途中において、上記対数尤度比L(z'i;O)に対
する第1処理の途中結果から、上記対数尤度比L(e'i;
O)に対する第2処理の途中結果を減算しておく。同様
に、上記対数尤度比L(e'i;O)に対する第2処理の途中
結果から、上記対数尤度比L(z'i;O)に対する第1処理
の途中結果を減算しておくのである。
【0169】すなわち、上記変換器184は、上記第3
実施の形態における尤度変換RLL復調器114,減算
器115,デインターリーバ116,減算器119,イン
ターリーバ120および尤度変換RLL変調器121と
して機能するのである。
【0170】
【発明の効果】以上より明らかなように、第1の発明の
符号化方法は、情報データに、畳み込み符号化,疑似ラ
ンダム置換およびRLL変調を順次施してチャネルデー
タを作成するので、畳み込み符号化,疑似ランダム置換
およびRLL変調を適用したターボ符号化を実現でき
る。
【0171】また、第2の発明の記録媒体は、上記第1
の発明の符号化方法によって作成されたチャネルデータ
が記録されているので、ターボ符号化方法によって、高
い記録密度で情報データを記録することができる。
【0172】また、第3の発明の復号方法は、再生デー
タのビット毎の確率を演算し、上記再生データのビット
毎の確率およびチャネルデータの事前情報を入力として
上記チャネルデータの事後確率を生成する第1APP復
号処理と、符号データの事前情報を入力として情報デー
タの事後確率と上記符号データの事後確率とを生成する
第2APP復号処理と、上記チャネルデータの事後確率
と符号データの事後確率とを入力として、復調および変
調を施すと共に、上記第1APP復号処理によって更新
された符号データの外部情報を出力する一方、上記第2
APP復号処理によって更新されたチャネルデータの外
部情報を出力する変換処理を、反復繰り返して行って、
反復復号を行うので、軟情報を扱い得る復調および変調
が適用されたターボ復号方法を実現できる。すなわち、
この発明によれば、記録媒体の再生に適したターボ復号
方法を実現できるのである。
【0173】また、1実施例の復号方法は、上記変換処
理を、入力されたチャネルデータの事後確率に確率変換
方法による復調および疑似ランダム置換の逆置換を順次
施す第1処理と、上記入力された符号データの事後確率
に上記疑似ランダム置換および確率変換方法による変調
を順次施す第2処理と、上記第1処理の途中結果である
事後確率を外部情報に変換して上記第1処理を続行させ
る第3処理と、上記第2処理の途中結果である事後確率
を外部情報に変換して上記第2処理を続行させる第4処
理によって、上記符号データの外部情報およびチャネル
データの外部情報を生成するようにしたので、上記ター
ボ復号方法に復調および変調を適用する場合でも外部情
報を生成することができる。
【0174】また、1実施例の復号方法は、上記確率変
換方法による復調を、復調演算手段によって、復調前後
データのシンボル対応規則に基づいて、上記復調前デー
タのビット毎の確率から実数である上記復調後データの
ビット毎の確率を得るようにしたので、軟情報入出力が
可能な復調方法を実現することができる。
【0175】また、1実施例の復号方法は、上記確率変
換方法による復調を、復調演算手段によって、復調前デ
ータおよび現内部状態のシンボルと復調後データおよび
次内部状態のシンボルとの対応規則に基づいて、上記復
調前データのビット毎の確率から実数である上記復調後
データのビット毎の確率を得るようにしたので、軟情報
入出力が可能な内部状態を保持する復調方法を実現する
ことができる。
【0176】また、1実施例の復号方法は、上記確率変
換方法による変調を、変調演算手段によって、変調前後
データのシンボル対応規則に基づいて、上記変調前デー
タのビット毎の確率から実数である上記変調後データの
ビット毎の確率を得るようにしたので、軟情報入出力が
可能な変調方法を実現することができる。
【0177】また、1実施例の復号方法は、上記確率変
換方法による変調を、変調演算手段によって、変調前デ
ータおよび現内部状態のシンボルと変調後データおよび
次内部状態のシンボルとの対応規則に基づいて、上記変
調前データのビット毎の確率から実数である上記変調後
データのビット毎の確率を得るようにしたので、軟情報
入出力が可能な内部状態を保持する変調方法を実現する
ことができる。
【0178】また、1実施例の復号方法は、上記シンボ
ル対応規則を規則表としたので、上記復調演算手段ある
いは変調演算手段による上記復調データあるいは変調デ
ータのビット毎の確率の変換を、上記規則表に基づいて
導出された算術演算によって行うことができる。
【0179】また、1実施例の復号方法は、上記シンボ
ル対応規則を論理式としたので、上記復調演算手段ある
いは変調演算手段による上記復調データあるいは変調デ
ータのビット毎の確率の変換を、上記論理式に基づいて
導出された算術演算によって行うことができる。
【0180】また、1実施例の復号方法は、上記確率と
して対数尤度比を用いるので、上記復調演算手段あるい
は変調演算手段による上記変換時の演算量を削減するこ
とができる。
【0181】また、1実施例の復号方法は、符号化時に
情報データに施される変調をRLL変調とし、上記シン
ボル対応規則をRLL変調方法に基づくシンボル対応規
則としたので、RLL方式による変調,復調方法を実現
できる。したがって、RLL変調・復調とターボ復号と
を適用した復号方法を実現することができ、記録媒体再
生時における誤り訂正能力を向上させることができる。
すなわち、本実施例によれば、記録媒体の記録密度を高
めることができる。
【0182】また、1実施例の復号方法は、上記確率お
よび事後確率として対数尤度比を用いると共に、上記事
前情報および外部情報として対数尤度比の値を用いるの
で、上記確率演算手段,第1APP復号手段,第2APP
復号手段および情報変換手段における演算量を削減でき
る。
【0183】また、1実施例の復号方法は、上記第1A
PP復号処理時に用いるチャネルデータに関する拘束条
件を、上記情報データに施される変調の変調方式に関す
る拘束条件と上記通信路に関する拘束条件との少なくと
も何れか一方としたので、適用される変調方式あるいは
通信路に適合した上記第1APP復号処理を実現でき
る。
【0184】また、1実施例の復号方法は、上記変調方
式に関する拘束条件をRLLであるとしたので、上記変
調方式はRLL変調方式となり、上記通信路を記録媒体
とすれば、記録媒体に適合した上記第1APP復号処理
を行うことができる。
【0185】また、1実施例の復号方法は、上記通信路
に関する拘束条件をPR伝達特性に関する拘束条件であ
るとしたので、PRチャネル通信路に適合した上記第1
APP復号処理を実現できる。
【0186】また、1実施例の復号方法は、符号化時に
上記情報データに施される誤り訂正符号化を畳み込み符
号化としたので、ターボ復号化に適した誤り訂正符号化
を実現できる。
【0187】また、第4の発明の記録媒体再生装置は、
情報データに誤り訂正符号化,疑似ランダム置換および
変調を順次施したチャネルデータが記録された記録媒体
から再生手段によって再生データを得、復号手段によっ
て、上記第3の発明の復号方法に従って上記再生データ
から得た情報データの事後確率に基づいて、上記情報デ
ータを復元するので、上記復号手段の情報変換手段によ
る復調および変調にRLL復調方法およびRLL変調方
法を適用することによって、チャネルデータが記録され
た記録媒体の再生を、RLL変調とターボ符号化とによ
って行うことが可能になる。したがって、上記記録媒体
の記録密度を高めることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】 この発明の記録媒体再生装置のブロック図で
ある。
【図2】 この発明の符号化方法を適用した記録媒体記
録装置のブロック図である。
【図3】 図1における尤度変換RLL復調器の構成を
示すブロック図である。
【図4】 スタンダードECMA‐195によって規格
化されているRLL(1,7)の復調表を示す図である。
【図5】 図4のXを0と1とに展開した再生信号に基
づく復調表を示す図である。
【図6】 図5に続く復調表を示す図である。
【図7】 RLL(1,7)に基づく尤度変換RLL復調
器のブロック図である。
【図8】 図1におけるPRチャネルのAPP復号器の
トレリス線図の一例を示す図である。
【図9】 内部状態を保持する尤度変換RLL復調器の
ブロック図である。
【図10】 図1とは異なる記録媒体再生装置のブロッ
ク図である。
【図11】 図10におけるNRZI変換器での変換表
を示す図である。
【図12】 図10におけるRLL(1,7)に基づく尤
度変換RLL復調器のブロック図である。
【図13】 NRZI則に基づいてチャネルデータから
復調後のデータを求めるための復調表を示す図である。
【図14】 ECMA‐195によって規格化されてい
るRLL(1,7)の変調表を示す図である。
【図15】 図14のXを0と1とに展開した変調表を
示す図である。
【図16】 図1および図10とは異なる記録媒体再生
装置のブロック図である。
【図17】 図16におけるPRチャネルのAPP復号
器のトレリス線図の一例を示す図である。
【図18】 図1,図10および図16とは異なる記録
媒体再生装置のブロック図である。
【図19】 図1,図10,図16および図18とは異な
る記録媒体再生装置のブロック図である。
【図20】 図1,図10,図16,図18,図19とは異
なる記録媒体再生装置のブロック図である。
【図21】 図1,図10,図16,図18〜図20とは
異なる記録媒体再生装置のブロック図である。
【図22】 ターボ符号の符号化処理および復号処理を
行う従来の記録再生装置のブロック図である。
【図23】 RLL変調方式を適用した従来の記録再生
装置のブロック図である。
【図24】 従来のRLL復調器のブロック図である。
【符号の説明】
31…畳み込み符号化器、 32,50,91,120,140,160…インターリー
バ、 33…RLL変調器、 34…記録回路、 35…記録媒体、 41,81,111,131,151,171,181…再生
回路、 42,82,112,132,152,172,182…対数
尤度演算回路、 43,83,113,133,153,173,183…PR
チャネルのAPP復号器、 44,85,114,135,154…尤度変換RLL復調
器、 45,49,86,90,115,119,134,139,1
56,159…減算器、 46,87,116,136,155…デインターリーバ、 47,88,117,137,157,175,185…畳み
込み符号のAPP復号器、 48,89,118,138,158,176,186…コン
パレータ、 51,92,121,141,161…尤度変換RLL変調
器、 55,71…p段シフトレジスタ、 56,62,72,102…算術演算回路、 57,73…パラレルロード機能付きm段シフトレジス
タ、 61…8段シフトレジスタ、 63,103…パラレルロード機能付き2段シフトレジ
スタ、 74a〜74d…レジスタ、 84…NRZI変換器、 93…NRZ変換器、 101…7段シフトレジスタ、 174,184…変換器。
───────────────────────────────────────────────────── 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 H03M 7/14 H03M 7/14 B 13/29 13/29 13/45 13/45 Fターム(参考) 5B001 AA10 AB05 AC05 AD04 5D044 AB01 BC01 BC04 CC04 GL02 GL28 GL31 GL50 5J065 AA01 AB01 AC03 AD10 AE06 AF03 AG05 AG06 AH02 AH15

Claims (18)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 情報データに、符号化手段による畳み込
    み符号化,インターリーブ手段による疑似ランダム置換
    および変調手段によるランレングス制限変調を順次施し
    てチャネルデータを作成することを特徴とする符号化方
    法。
  2. 【請求項2】 請求項1に記載の符号化方法によって作
    成されたチャネルデータが記録されていることを特徴と
    する記録媒体。
  3. 【請求項3】 情報データに誤り訂正符号化,疑似ラン
    ダム置換および変調を順次施して生成されたチャネルデ
    ータが通信路を通過して再生された再生データに基づい
    て、上記情報データを復号する復号方法であって、 確率演算手段によって、上記再生データのビット毎の確
    率を演算すると共に、 上記再生データのビット毎の確率とチャネルデータの事
    前情報を入力として、上記チャネルデータに関する拘束
    条件に基づいて、第1事後確率復号手段によって上記チ
    ャネルデータの事後確率を生成して出力する第1事後確
    率復号処理と、 符号データの事前情報を入力として、誤り訂正符号の拘
    束条件に基づいて、第2事後確率復号手段によって、上
    記情報データの事後確率と符号データの事後確率とを生
    成して出力する第2事後確率復号処理と、 上記第1事後確率復号処理によって生成されたチャネル
    データの事後確率と上記第2事後確率復号処理によって
    生成された符号データの事後確率とを入力として、情報
    変換手段によって、上記チャネルデータの事後確率に係
    る情報に対する復調および上記符号データの事後確率に
    係る情報に対する変調を施すと共に、上記第1事後確率
    復号処理によって更新された符号データの外部情報を生
    成して上記第2事後確率復号処理へ上記符号データの事
    前情報として出力する一方、上記第2事後確率復号処理
    によって更新されたチャネルデータの外部情報を生成し
    て上記第1事後確率復号処理へ上記チャネルデータの事
    前情報として出力する変換処理の各処理を、反復繰り返
    し行って、反復復号を行うことを特徴とする復号方法。
  4. 【請求項4】 請求項3に記載の復号方法において、 上記変換処理は、 上記入力されたチャネルデータの事後確率に、確率変換
    方法による復調および疑似ランダム置換の逆置換を順次
    施す第1処理と、 上記入力された符号データの事後確率に、上記疑似ラン
    ダム置換および確率変換方法による変調を順次施す第2
    処理と、 上記第1,第2処理の途中において、上記チャネルデー
    タの事後確率に対する第1処理の途中結果と上記符号デ
    ータの事後確率に対する第2処理の途中結果とに基づい
    て、上記第1処理の途中結果である事後確率を外部情報
    に変換し、得られた外部情報に対して上記第1処理を続
    行させる第3処理と、 上記第1,第2処理の途中において、上記符号データの
    事後確率に対する第2処理の途中結果と上記チャネルデ
    ータの事後確率に対する第1処理の途中結果とに基づい
    て、上記第2処理の途中結果である事後確率を外部情報
    に変換し、得られた外部情報に対して上記第2処理を続
    行させる第4処理によって、 上記符号データの外部情報およびチャネルデータの外部
    情報を生成するようになっていることを特徴とする復号
    方法。
  5. 【請求項5】 請求項4に記載の復号方法において、 上記確率変換方法による復調は、 ディジタルデータにおける連続したビットのまとまりを
    シンボルとして、復調前後データのシンボル対応規則に
    基づいて、復調演算手段によって復調前データから復調
    後データを算出する復調であって、 上記復調演算手段によって、上記復調前データのビット
    毎の確率から上記シンボル対応規則に基づいて復調後デ
    ータのシンボル毎の確率を演算し、上記復調後データの
    シンボル毎の確率から復調後データのビット毎の確率を
    演算して、上記復調前データのビット毎の確率から上記
    復調後データのビット毎の確率を得る復調であることを
    特徴とする復号方法。
  6. 【請求項6】 請求項4に記載の復号方法において、 上記確率変換方法による復調は、 ディジタルデータにおける連続したビットのまとまりを
    シンボルとして、復調前データ及び復調演算手段の現内
    部状態のシンボルと復調後データ及び上記復調演算手段
    の次内部状態のシンボルとの対応規則に基づいて、上記
    復調演算手段によって復調前データから復調後データを
    算出する復調であって、 上記復調演算手段によって、上記復調前データのビット
    毎の確率と現内部状態のビット毎の確率とから上記シン
    ボル対応規則に基づいて復調後データのシンボル毎の確
    率と次内部状態のシンボル毎の確率とを演算し、上記復
    調後データのシンボル毎の確率から復調後データのビッ
    ト毎の確率を演算し、上記次内部状態のシンボル毎の確
    率から次内部状態のビット毎の確率を演算して、上記復
    調前データのビット毎の確率から上記復調後データのビ
    ット毎の確率を得る復調であることを特徴とする復号方
    法。
  7. 【請求項7】 請求項4に記載の復号方法において、 上記確率変換方法による変調は、 ディジタルデータにおける連続したビットのまとまりを
    シンボルとして、変調前後データのシンボル対応規則に
    基づいて、変調演算手段によって変調前データから変調
    後データを算出する変調であって、 上記変調演算手段によって、上記変調前データのビット
    毎の確率から上記シンボル対応規則に基づいて変調後デ
    ータのシンボル毎の確率を演算し、上記変調後データの
    シンボル毎の確率から変調後データのビット毎の確率を
    演算して、上記変調前データのビット毎の確率から上記
    変調後データのビット毎の確率を得る変調であることを
    特徴とする復号方法。
  8. 【請求項8】 請求項4に記載の復号方法において、 上記確率変換方法による変調は、 ディジタルデータにおける連続したビットのまとまりを
    シンボルとして、変調前データ及び変調演算手段の現内
    部状態のシンボルと変調後データ及び上記変調演算手段
    の次内部状態のシンボルとの対応規則に基づいて、上記
    変調演算手段によって変調前データから変調後データを
    算出する変調であって、 上記変調演算手段によって、上記変調前データのビット
    毎の確率と現内部状態のビット毎の確率とから上記シン
    ボル対応規則に基づいて変調後データのシンボル毎の確
    率と次内部状態のシンボル毎の確率とを演算し、上記変
    調後データのシンボル毎の確率から変調後データのビッ
    ト毎の確率を演算し、上記次内部状態のシンボル毎の確
    率から次内部状態のビット毎の確率を演算して、上記変
    調前データのビット毎の確率から上記変調後データのビ
    ット毎の確率を得る変調であることを特徴とする復号方
    法。
  9. 【請求項9】 請求項5乃至請求項8の何れか一つに記
    載の復号方法において、 上記シンボル対応規則は、規則表であることを特徴とす
    る復号方法。
  10. 【請求項10】 請求項5乃至請求項8の何れか一つに
    記載の復号方法において、 上記シンボル対応規則は、論理式であることを特徴とす
    る復号方法。
  11. 【請求項11】 請求項5乃至請求項8の何れか一つに
    記載の復号方法において、 上記確率として、対数尤度比を用いることを特徴とする
    復号方法。
  12. 【請求項12】 請求項5乃至請求項11の何れか一つ
    に記載の復号方法において、 上記通信路を通過させるチャネルデータの生成に際して
    上記情報データに施される変調は、ランレングス制限変
    調であり、 上記シンボル対応規則は、ランレングス制限変調方法に
    基づくシンボル対応規則であることを特徴とする復調方
    法。
  13. 【請求項13】 請求項3に記載の復号方法において、 上記確率および事後確率として対数尤度比を用いると共
    に、上記事前情報および外部情報として対数尤度比の値
    を用いることを特徴とする復号方法。
  14. 【請求項14】 請求項3に記載の復号方法において、 上記第1事後確率復号処理時に用いるチャネルデータに
    関する拘束条件は、上記情報データに施される変調の変
    調方式に関する拘束条件と上記通信路に関する拘束条件
    との少なくとも何れか一方であることを特徴とする復号
    方法。
  15. 【請求項15】 請求項14に記載の復号方法におい
    て、 上記変調方式に関する拘束条件は、ランレングス制限で
    あることを特徴とする復号方法。
  16. 【請求項16】 請求項14に記載の復号方法におい
    て、 上記通信路に関する拘束条件は、パーシャルレスポンス
    伝達特性に関する拘束条件であることを特徴とする復号
    方法。
  17. 【請求項17】 請求項3に記載の復号方法において、 上記通信路を通過させるチャネルデータの生成に際して
    上記情報データに施される誤り訂正符号化は、畳み込み
    符号化であることを特徴とする復号方法。
  18. 【請求項18】 情報データに誤り訂正符号化,疑似ラ
    ンダム置換および変調を順次施したチャネルデータが記
    録された記録媒体から、記録されているチャネルデータ
    を再生して再生データを出力する再生手段と、 請求項3に記載の復号方法によって上記再生データから
    上記情報データの事後確率を得、この情報データの事後
    確率に基づいて上記情報データを復元する復号手段を備
    えたことを特徴とする記録媒体再生装置。
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WO2009028207A1 (ja) * 2007-08-30 2009-03-05 Panasonic Corporation 符号化装置及び復号装置
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