JP2003228923A - ディスク記憶装置及びデータ記録再生方法 - Google Patents
ディスク記憶装置及びデータ記録再生方法Info
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Abstract
(57)【要約】
【課題】ターボ符号化／復号化方式を利用するディスク
ドライブにおいて、長いポストアンブルの付加を要する
ことなく、復号化処理の終了を確実に実現できるように
して、データ記録再生処理の効率を向上させることにあ
る。 【解決手段】ターボ符号化／復号化方式を利用するリー
ド／ライトチャネル５を有するディスクドライブが開示
されている。リード／ライトチャネル５のターボコーデ
ック５０は、データ記録再生時に、ＲＳＣ系列に対して
トレリスを利用した復号化処理を終了させるための必要
最小限の終端ビット列を付加し、またＡＰＰ復号化系列
から当該終端ビットを削除する終端ビット処理機能を有
する。
ドライブにおいて、長いポストアンブルの付加を要する
ことなく、復号化処理の終了を確実に実現できるように
して、データ記録再生処理の効率を向上させることにあ
る。 【解決手段】ターボ符号化／復号化方式を利用するリー
ド／ライトチャネル５を有するディスクドライブが開示
されている。リード／ライトチャネル５のターボコーデ
ック５０は、データ記録再生時に、ＲＳＣ系列に対して
トレリスを利用した復号化処理を終了させるための必要
最小限の終端ビット列を付加し、またＡＰＰ復号化系列
から当該終端ビットを削除する終端ビット処理機能を有
する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、一般的にはディス
ク記憶装置の分野に関し、特に、ターボ符号化／復号化
方式を適用したデータ記録再生機能に関する。
ク記憶装置の分野に関し、特に、ターボ符号化／復号化
方式を適用したデータ記録再生機能に関する。
【０００２】
【従来の技術】一般的に、ハードディスクドライブを代
表とするディスク記憶装置（以下ディスクドライブと呼
ぶ）では、記録媒体であるディスクからヘッドにより読
出されたリード信号（再生データ信号）または当該ディ
スク上に記録するライト信号（記録データ信号）の信号
処理を行なうための信号処理回路（以下リード／ライト
チャネルと呼ぶ）が設けられている。
表とするディスク記憶装置（以下ディスクドライブと呼
ぶ）では、記録媒体であるディスクからヘッドにより読
出されたリード信号（再生データ信号）または当該ディ
スク上に記録するライト信号（記録データ信号）の信号
処理を行なうための信号処理回路（以下リード／ライト
チャネルと呼ぶ）が設けられている。
【０００３】リード／ライトチャネルは、通常では、パ
ーシャルレスポンス（ＰＲ：Partial Response）方式
と、ビタビ（Viterbi）復号化方法とを組み合わせた、
いわゆるＰＲＭＬ（Partial Response Maximum Likelih
ood）方式の信号処理（狭義の符号化／復号化処理）を
行なう。ビタビ復号器では、トレリス（trellis）を利
用した復号化処理が実行される。ビタビ復号器では、復
号化処理（最尤判定）の終了（トレリスの一本化）を実
現させるために、通常では５０ビット程度のポストアン
ブルを付加する終端処理が実行されている。ポストアン
ブルは、ある周期の固定ビットパターン、例えば００１
１の繰り返しビットパターンである。
ーシャルレスポンス（ＰＲ：Partial Response）方式
と、ビタビ（Viterbi）復号化方法とを組み合わせた、
いわゆるＰＲＭＬ（Partial Response Maximum Likelih
ood）方式の信号処理（狭義の符号化／復号化処理）を
行なう。ビタビ復号器では、トレリス（trellis）を利
用した復号化処理が実行される。ビタビ復号器では、復
号化処理（最尤判定）の終了（トレリスの一本化）を実
現させるために、通常では５０ビット程度のポストアン
ブルを付加する終端処理が実行されている。ポストアン
ブルは、ある周期の固定ビットパターン、例えば００１
１の繰り返しビットパターンである。
【０００４】ところで、ディスクドライブの分野では、
ＰＲＭＬ方式より良好な特性が得られると予想されるタ
ーボ（turbo）符号化／復号化方式が注目されている。
先行技術文献としては、例えば「CODING AND ITERATIVE
DETECTION FOR MAGNETIC RECORDING CHANNELS by Zini
ng Wu (Kluwer Academic Publishers)」がある。
ＰＲＭＬ方式より良好な特性が得られると予想されるタ
ーボ（turbo）符号化／復号化方式が注目されている。
先行技術文献としては、例えば「CODING AND ITERATIVE
DETECTION FOR MAGNETIC RECORDING CHANNELS by Zini
ng Wu (Kluwer Academic Publishers)」がある。
【０００５】一般的に、ディスクドライブのリード／ラ
イトチャネルでは、ＰＲチャネルを内符号として直列連
接ターボ符号化／復号化方式が検討されている。この方
式では、符号化系では、復号再帰的組織符号（ＲＳＣ：
Recursive Systematic Code）が外符号として使用され
る。ＲＳＣ符号器は、記録データ系列（入力情報系列）
そのものに、当該情報系列と符号器の内部状態とから得
られるパリティ系列（誤り訂正ビット列）を付加した組
織符号系列を生成する。パリティ系列は、所定の符号化
率を確保するために、パンクチャ（puncture）と称する
間引き回路により間引きされる。
イトチャネルでは、ＰＲチャネルを内符号として直列連
接ターボ符号化／復号化方式が検討されている。この方
式では、符号化系では、復号再帰的組織符号（ＲＳＣ：
Recursive Systematic Code）が外符号として使用され
る。ＲＳＣ符号器は、記録データ系列（入力情報系列）
そのものに、当該情報系列と符号器の内部状態とから得
られるパリティ系列（誤り訂正ビット列）を付加した組
織符号系列を生成する。パリティ系列は、所定の符号化
率を確保するために、パンクチャ（puncture）と称する
間引き回路により間引きされる。
【０００６】一方、復号化系では、ビタビアルゴリズム
に基づいて軟出力復号を得る軟出力ビタビアルゴリズム
（ＳＯＶＡ：Soft-Output Viterbi Algorithm）等によ
る事後確率（ＡＰＰ：A Posteriori Probability）復号
を実行するＡＰＰ復号器が使用される。
に基づいて軟出力復号を得る軟出力ビタビアルゴリズム
（ＳＯＶＡ：Soft-Output Viterbi Algorithm）等によ
る事後確率（ＡＰＰ：A Posteriori Probability）復号
を実行するＡＰＰ復号器が使用される。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】前述したように、ディ
スクドライブでは、ターボ符号化／復号化方式を利用す
るリード／ライトチャネルが注目されている。ターボ符
号化／復号化方式でのＡＰＰ復号化器においても、復号
化処理（軟判定）の終了（トレリスの一本化）を実現さ
せるために、ポストアンブルを付加する終端処理が必要
となる。
スクドライブでは、ターボ符号化／復号化方式を利用す
るリード／ライトチャネルが注目されている。ターボ符
号化／復号化方式でのＡＰＰ復号化器においても、復号
化処理（軟判定）の終了（トレリスの一本化）を実現さ
せるために、ポストアンブルを付加する終端処理が必要
となる。
【０００８】特に、ＳＯＶＡを利用するＡＰＰ復号化器
では、パンクチャ（間引き）された時刻でのパリティ系
列を使用して、トレリスを利用する復号化処理が実行さ
れる。このため、復号化処理（軟判定）の終了（トレリ
スの一本化）を実現させるためには、長いパスメモリ、
換言すれば非常に長いポストアンブルを付加する必要が
ある。ディスクドライブでは、高記録密度化の要求に従
って符号器における符号化率を高める必要があり、パリ
ティ系列のパンクチャ（間引き）が必要不可欠である。
従って、単にターボ符号化／復号化方式を適用するだけ
では、非常に長いポストアンブルの付加により、データ
記録再生処理の効率が低下する。
では、パンクチャ（間引き）された時刻でのパリティ系
列を使用して、トレリスを利用する復号化処理が実行さ
れる。このため、復号化処理（軟判定）の終了（トレリ
スの一本化）を実現させるためには、長いパスメモリ、
換言すれば非常に長いポストアンブルを付加する必要が
ある。ディスクドライブでは、高記録密度化の要求に従
って符号器における符号化率を高める必要があり、パリ
ティ系列のパンクチャ（間引き）が必要不可欠である。
従って、単にターボ符号化／復号化方式を適用するだけ
では、非常に長いポストアンブルの付加により、データ
記録再生処理の効率が低下する。
【０００９】そこで、本発明の目的は、ターボ符号化／
復号化方式を利用するディスクドライブにおいて、長い
ポストアンブルの付加を要することなく、復号化処理
（軟判定）の終了（トレリスの一本化）を確実に実現で
きるようにして、データ記録再生処理の効率を向上させ
ることにある。
復号化方式を利用するディスクドライブにおいて、長い
ポストアンブルの付加を要することなく、復号化処理
（軟判定）の終了（トレリスの一本化）を確実に実現で
きるようにして、データ記録再生処理の効率を向上させ
ることにある。
【００１０】
【課題を解決するための手段】本発明の観点は、ターボ
符号化／復号化方式を利用するリード／ライトチャネル
を有するディスクドライブに関し、データ記録再生時
に、ＲＳＣ系列に対して必要最小限の終端ビット列を付
加し、またＡＰＰ復号化系列から当該終端ビットを削除
する終端ビット処理機能を有する構成にある。
符号化／復号化方式を利用するリード／ライトチャネル
を有するディスクドライブに関し、データ記録再生時
に、ＲＳＣ系列に対して必要最小限の終端ビット列を付
加し、またＡＰＰ復号化系列から当該終端ビットを削除
する終端ビット処理機能を有する構成にある。
【００１１】本発明の観点によるディスクドライブは、
ディスク記録媒体に対してデータの記録再生を行うため
のヘッドと、ヘッドとの間で伝送する記録データ信号又
は再生データ信号の信号処理回路であって、ターボ符号
化／復号化方式を使用する符号化／復号化回路を含み、
当該符号化／復号化回路は、データ再生時にトレリスを
利用した復号化処理を終了させるための終端ビット列を
付加及び削除するための終端ビット処理部を有する構成
のリード／ライトチャネルとを有するものである。
ディスク記録媒体に対してデータの記録再生を行うため
のヘッドと、ヘッドとの間で伝送する記録データ信号又
は再生データ信号の信号処理回路であって、ターボ符号
化／復号化方式を使用する符号化／復号化回路を含み、
当該符号化／復号化回路は、データ再生時にトレリスを
利用した復号化処理を終了させるための終端ビット列を
付加及び削除するための終端ビット処理部を有する構成
のリード／ライトチャネルとを有するものである。
【００１２】このような構成であれば、特に高記録密度
のデータ記録再生を行なうためのディスクドライブに適
用した場合に、必要最小限の終端ビット処理機能を追加
するだけで、非常に長いポストアンブルの付加処理を削
減できる。従って、ターボ符号化／復号化方式を利用す
るリード／ライトチャネルでのデータ記録再生処理の効
率を向上させることが可能となる。
のデータ記録再生を行なうためのディスクドライブに適
用した場合に、必要最小限の終端ビット処理機能を追加
するだけで、非常に長いポストアンブルの付加処理を削
減できる。従って、ターボ符号化／復号化方式を利用す
るリード／ライトチャネルでのデータ記録再生処理の効
率を向上させることが可能となる。
【００１３】
【発明の実施の形態】以下図面を参照して、本発明の実
施の形態を説明する。
施の形態を説明する。
【００１４】（ディスクドライブの構成）図１は、本実
施形態に関するディスクドライブの要部を示すブロック
図である。
施形態に関するディスクドライブの要部を示すブロック
図である。
【００１５】本ディスクドライブは、データ記録媒体で
あるディスク１と、プリアンプ回路４と、リード／ライ
トチャネル５と、ディスクコントローラ（ＨＤＣ）６と
を有する。
あるディスク１と、プリアンプ回路４と、リード／ライ
トチャネル５と、ディスクコントローラ（ＨＤＣ）６と
を有する。
【００１６】ディスク１は、スピンドルモータ（ＳＰ
Ｍ）２により回転される。ヘッド３は、リードヘッドと
ライトヘッドとを含み、当該リードヘッドによりディス
ク１からデータを読出す。また、ヘッド３は、ライトヘ
ッドによりディスク１上にデータを書き込む。プリアン
プ回路４は、リードヘッドからのリード信号（再生デー
タ信号）を増幅してリード／ライトチャネル５に送出す
るリードアンプ４０を有する。また、プリアンプ回路４
は、リード／ライトチャネル５から出力されるライト信
号（記録データ信号）をライト電流に変換してライトヘ
ッドに供給するライトアンプ４１を有する。
Ｍ）２により回転される。ヘッド３は、リードヘッドと
ライトヘッドとを含み、当該リードヘッドによりディス
ク１からデータを読出す。また、ヘッド３は、ライトヘ
ッドによりディスク１上にデータを書き込む。プリアン
プ回路４は、リードヘッドからのリード信号（再生デー
タ信号）を増幅してリード／ライトチャネル５に送出す
るリードアンプ４０を有する。また、プリアンプ回路４
は、リード／ライトチャネル５から出力されるライト信
号（記録データ信号）をライト電流に変換してライトヘ
ッドに供給するライトアンプ４１を有する。
【００１７】リード／ライトチャネル５は、ターボ符号
化／復号化方式を適用した符号化／復号化回路（ターボ
コーデックと表記する場合がある）５０を含む。ライト
チャネルは、当該ターボ符号化回路とライト信号処理回
路５１とからなる。ライト信号処理回路５１は、記録補
償（プリコン）回路などを含む。
化／復号化方式を適用した符号化／復号化回路（ターボ
コーデックと表記する場合がある）５０を含む。ライト
チャネルは、当該ターボ符号化回路とライト信号処理回
路５１とからなる。ライト信号処理回路５１は、記録補
償（プリコン）回路などを含む。
【００１８】リードチャネルは、ターボ復号化回路と、
ＡＧＣ回路５２と、低域通過フィルタ（ＬＰＦ）５３
と、Ａ／Ｄコンバータ５４と、イコライザ（equalize
r）５５とを有する。
ＡＧＣ回路５２と、低域通過フィルタ（ＬＰＦ）５３
と、Ａ／Ｄコンバータ５４と、イコライザ（equalize
r）５５とを有する。
【００１９】ＡＧＣ回路５２は、リードアンプ４０から
のリード信号の信号振幅を一定値に制御する。ＬＰＦ５
３は、リード信号から高域のノイズを除去する。Ａ／Ｄ
コンバータ５４は、アナログのリード信号をディジタル
信号に変換する。イコライザ５５は、通常では、ＦＩＲ
（Finite Impulse Response）式のディジタルフィルタ
などを含み、波形等化処理を実行する。
のリード信号の信号振幅を一定値に制御する。ＬＰＦ５
３は、リード信号から高域のノイズを除去する。Ａ／Ｄ
コンバータ５４は、アナログのリード信号をディジタル
信号に変換する。イコライザ５５は、通常では、ＦＩＲ
（Finite Impulse Response）式のディジタルフィルタ
などを含み、波形等化処理を実行する。
【００２０】（ターボコーデックの構成）ターボコーデ
ック５０は、図２に示すように、ターボ符号化回路２０
とターボ復号化回路２１とから構成される。ターボ符号
化回路２０は、ＲＳＣ（Recursive Systematic Code）
符号器２００と、終端ビット挿入器２０１と、ＰＵＭＵ
Ｘ２０２と、インターリーバ２０３と、プリコーダ２０
４とを有する。
ック５０は、図２に示すように、ターボ符号化回路２０
とターボ復号化回路２１とから構成される。ターボ符号
化回路２０は、ＲＳＣ（Recursive Systematic Code）
符号器２００と、終端ビット挿入器２０１と、ＰＵＭＵ
Ｘ２０２と、インターリーバ２０３と、プリコーダ２０
４とを有する。
【００２１】ＲＳＣ符号器２００は、入力情報系列（即
ち、記録データ系列ＷＤ）に対して再帰的組織符号化処
理を実行する。終端ビット挿入器２０１は、ターボ復号
化回路２１における復号化処理に含まれる軟判定の終了
（トレリスの一本化）を実現するために、組織符号系列
（情報系列とパリティ系列）に所定の長さの終端ビット
を付加する。
ち、記録データ系列ＷＤ）に対して再帰的組織符号化処
理を実行する。終端ビット挿入器２０１は、ターボ復号
化回路２１における復号化処理に含まれる軟判定の終了
（トレリスの一本化）を実現するために、組織符号系列
（情報系列とパリティ系列）に所定の長さの終端ビット
を付加する。
【００２２】ＰＵＭＵＸ２０２は、パンクチャ（punctu
re）とマルチプレクサ（mutiplexer）とを合わせた回路
であり、情報系列とパリティ系列とを多重化した組織符
号系列を出力する。パンクチャは、所定の符号化率に従
って、パリティ系列に対して間引き処理を実行する。イ
ンターリーバ２０３は、組織符号系列の撹拌処理（ラン
ダム化）を実行する。プリコーダ２０４は、ＰＲチャネ
ルに再帰的特性を与えるために設けられている。
re）とマルチプレクサ（mutiplexer）とを合わせた回路
であり、情報系列とパリティ系列とを多重化した組織符
号系列を出力する。パンクチャは、所定の符号化率に従
って、パリティ系列に対して間引き処理を実行する。イ
ンターリーバ２０３は、組織符号系列の撹拌処理（ラン
ダム化）を実行する。プリコーダ２０４は、ＰＲチャネ
ルに再帰的特性を与えるために設けられている。
【００２３】一方、ターボ復号化回路２１は、ＰＲチャ
ネル（内符号）に対するＡＰＰ復号化処理を行なうＡＰ
Ｐ復号器２１０と、ディインターリーバ２１１と、ＤＥ
−ＰＵＭＵＸ２１２と、ＲＳＣ系列（外符号）に対する
ＡＰＰ復号化処理を行なうＡＰＰ復号器２１３とを有す
る。ディインターリーバ２１１は、インターリーバ２０
３の逆変換処理を実行する。ＤＥ−ＰＵＭＵＸ２１２
は、ディパンクチャ（depuncture）とディマルチプレク
サ（demutiplexer）とを合わせた回路でありＰＵＭＵＸ
２０２の逆変換処理を実行する。更に、ターボ復号化回
路２１は、終端ビット削除器２１６と、硬判定器２１７
とを有し、また、繰り返し復号化処理時に使用されるＰ
ＵＭＵＸ２１４及びインターリーバ２１５より構成され
る。
ネル（内符号）に対するＡＰＰ復号化処理を行なうＡＰ
Ｐ復号器２１０と、ディインターリーバ２１１と、ＤＥ
−ＰＵＭＵＸ２１２と、ＲＳＣ系列（外符号）に対する
ＡＰＰ復号化処理を行なうＡＰＰ復号器２１３とを有す
る。ディインターリーバ２１１は、インターリーバ２０
３の逆変換処理を実行する。ＤＥ−ＰＵＭＵＸ２１２
は、ディパンクチャ（depuncture）とディマルチプレク
サ（demutiplexer）とを合わせた回路でありＰＵＭＵＸ
２０２の逆変換処理を実行する。更に、ターボ復号化回
路２１は、終端ビット削除器２１６と、硬判定器２１７
とを有し、また、繰り返し復号化処理時に使用されるＰ
ＵＭＵＸ２１４及びインターリーバ２１５より構成され
る。
【００２４】（ターボコーデックの動作）以下、同実施
形態のターボコーデック５０の動作を説明する。
形態のターボコーデック５０の動作を説明する。
【００２５】データ記録時には、図１に示すように、Ｈ
ＤＣ６は、ホストシステム（例えばパーソナルコンピュ
ータ等）から受信した記録データＷＤ（情報系列）をリ
ード／ライトチャネル５に送出する。リード／ライトチ
ャネル５では、ターボ符号化回路２０がターボ符号化処
理を実行し、ライト信号処理回路５１を経てライトアン
プ４１に出力する。
ＤＣ６は、ホストシステム（例えばパーソナルコンピュ
ータ等）から受信した記録データＷＤ（情報系列）をリ
ード／ライトチャネル５に送出する。リード／ライトチ
ャネル５では、ターボ符号化回路２０がターボ符号化処
理を実行し、ライト信号処理回路５１を経てライトアン
プ４１に出力する。
【００２６】ターボ符号化回路２０では、ＲＳＣ符号器
２００は、入力情報系列（即ち、記録データ系列ＷＤ）
に対してＲＳＣ符号化処理を実行する。ＲＳＣ符号器２
００は、例えば図３に示すように、１ビットの遅延素子
（Ｄ）と排他的論理和素子（＋）とから構成されてい
る。図３は、拘束長が３の場合のＲＳＣ符号器２００の
具体例を示す。
２００は、入力情報系列（即ち、記録データ系列ＷＤ）
に対してＲＳＣ符号化処理を実行する。ＲＳＣ符号器２
００は、例えば図３に示すように、１ビットの遅延素子
（Ｄ）と排他的論理和素子（＋）とから構成されてい
る。図３は、拘束長が３の場合のＲＳＣ符号器２００の
具体例を示す。
【００２７】ここで、記録データ系列ＷＤは、入力情報
系列（Ｕｋ）として表現する。また、ＲＳＣ符号器２０
０が生成するパリティ系列（Ｐｋ）は、内部系列（Ｚ
ｋ）を使用して、以下の式（１），（２）により表現で
きる。
系列（Ｕｋ）として表現する。また、ＲＳＣ符号器２０
０が生成するパリティ系列（Ｐｋ）は、内部系列（Ｚ
ｋ）を使用して、以下の式（１），（２）により表現で
きる。
【００２８】
【数１】
【００２９】ここで、ＲＳＣ符号器２００の内部状態を
図４に示すように定義すると、状態推移は、図５に示す
ようになる。また、状態推移を時系列で表現したトレリ
ス線図は、図６に示すようになる。ただし、矢印に付し
た値は、（Ｕｋ，Ｐｋ）を表現している。ここで、時刻
ｊ＋２において、状態Ｓ０を下記式（３）で表現する
と、当該状態Ｓ０で終端処理を実行する場合に、情報系
列の終端ビットは、下記式（４）のように表現できる。
また、パリティ系列の終端ビットは、下記式（５）のよ
うに表現できる。
図４に示すように定義すると、状態推移は、図５に示す
ようになる。また、状態推移を時系列で表現したトレリ
ス線図は、図６に示すようになる。ただし、矢印に付し
た値は、（Ｕｋ，Ｐｋ）を表現している。ここで、時刻
ｊ＋２において、状態Ｓ０を下記式（３）で表現する
と、当該状態Ｓ０で終端処理を実行する場合に、情報系
列の終端ビットは、下記式（４）のように表現できる。
また、パリティ系列の終端ビットは、下記式（５）のよ
うに表現できる。
【００３０】
【数２】
【００３１】従って、図７に示すように、ＲＳＣ符号器
２００の内部状態が状態Ｓ０で終了する場合には、終端
ビット挿入器２０１は、情報系列については終端ビット
“００”を付加し、またパリティ系列についても終端ビ
ット“００”を付加する。同様に、状態Ｓ１，Ｓ２，Ｓ
３で終了する場合は、終端ビット挿入器２０１は、情報
系列にはそれぞれ終端ビット“１１”，“１０”，“０
１”を付加する。また、パリティ系列には、それぞれ終
端ビット“０１”，“１０”，“１１”を付加する。
２００の内部状態が状態Ｓ０で終了する場合には、終端
ビット挿入器２０１は、情報系列については終端ビット
“００”を付加し、またパリティ系列についても終端ビ
ット“００”を付加する。同様に、状態Ｓ１，Ｓ２，Ｓ
３で終了する場合は、終端ビット挿入器２０１は、情報
系列にはそれぞれ終端ビット“１１”，“１０”，“０
１”を付加する。また、パリティ系列には、それぞれ終
端ビット“０１”，“１０”，“１１”を付加する。
【００３２】ここで、図８に示すように、入力情報系列
が“１０１０１１１００１”の場合、状態Ｓ０から始ま
るとすると、前記式（２）から、内部状態は、“１１１
００１０１１１”となる。また、パリティ系列は、前記
式（１）から、“１１０１１１００１０”となる。
が“１０１０１１１００１”の場合、状態Ｓ０から始ま
るとすると、前記式（２）から、内部状態は、“１１１
００１０１１１”となる。また、パリティ系列は、前記
式（１）から、“１１０１１１００１０”となる。
【００３３】内部系列が、下記式（６）に示すような状
態Ｓ３で終了する場合には、終端ビットは、情報系列に
ついては、下記式（７）のようになる。また、パリティ
系列については、下記式（８）のようになる。ここで、
一般的には、ＲＳＣ符号器２００の拘束長がＮの場合に
は、終端ビット挿入器２０１は、「Ｎ−１」ビットの終
端ビットを付加することになる。
態Ｓ３で終了する場合には、終端ビットは、情報系列に
ついては、下記式（７）のようになる。また、パリティ
系列については、下記式（８）のようになる。ここで、
一般的には、ＲＳＣ符号器２００の拘束長がＮの場合に
は、終端ビット挿入器２０１は、「Ｎ−１」ビットの終
端ビットを付加することになる。
【００３４】
【数３】
【００３５】以上のように、ターボ符号化回路２０で
は、ＲＳＣ符号器２００は、入力情報系列（即ち、記録
データ系列ＷＤ）に対してＲＳＣ符号化処理を実行す
る。そして、終端ビット挿入器２０１は、特定の状態
（Ｓ０，Ｓ１など）に終端されるように情報系列とパリ
ティ系列の両方に終端ビットを付加する。更に、ＰＵＭ
ＵＸ２０２は、所定の符号化率に応じてパリティ系列を
間引く処理を実行し、かつ、情報系列の間に挿入して組
織符号化系列として出力する。
は、ＲＳＣ符号器２００は、入力情報系列（即ち、記録
データ系列ＷＤ）に対してＲＳＣ符号化処理を実行す
る。そして、終端ビット挿入器２０１は、特定の状態
（Ｓ０，Ｓ１など）に終端されるように情報系列とパリ
ティ系列の両方に終端ビットを付加する。更に、ＰＵＭ
ＵＸ２０２は、所定の符号化率に応じてパリティ系列を
間引く処理を実行し、かつ、情報系列の間に挿入して組
織符号化系列として出力する。
【００３６】プリコーダ２０４は、インターリーバ２０
３によりランダム化された組織符号化系列に対して所定
の逆変換処理を実行した後に、ライト信号処理回路５１
に送出する。ライト信号処理回路５１は記録補償処理を
実行して、ライトアンプ４１に組織符号化系列を送出す
る。従って、ライトヘッドはライトアンプ４１から供給
される書き込み電流により、ディスク１上にターボ符号
化された記録データ信号を記録する。
３によりランダム化された組織符号化系列に対して所定
の逆変換処理を実行した後に、ライト信号処理回路５１
に送出する。ライト信号処理回路５１は記録補償処理を
実行して、ライトアンプ４１に組織符号化系列を送出す
る。従って、ライトヘッドはライトアンプ４１から供給
される書き込み電流により、ディスク１上にターボ符号
化された記録データ信号を記録する。
【００３７】次に、ディスク１上からリードヘッドによ
り読出されると、当該再生データ信号は、リードアンプ
４０により増幅されて、リード／ライトチャネル５に送
られる。再生データ信号は、リードチャネルでの一連の
信号処理系を経て、ターボ復号化回路２１に送られる。
り読出されると、当該再生データ信号は、リードアンプ
４０により増幅されて、リード／ライトチャネル５に送
られる。再生データ信号は、リードチャネルでの一連の
信号処理系を経て、ターボ復号化回路２１に送られる。
【００３８】ターボ復号化回路２１では、ＡＰＰ復号器
２１０は、ＰＲチャネルの内符号の復号化処理を実行
し、内符号の外部情報を出力する。内符号の外部情報
は、ディインターリーバ２１１とＤＥ−ＰＵＭＵＸ２１
２とを経て、ＡＰＰ復号器２１３に送られる。ＡＰＰ復
号器２１３は、ＲＳＣ系列（外符号）に対するＡＰＰ復
号化処理を実行する。
２１０は、ＰＲチャネルの内符号の復号化処理を実行
し、内符号の外部情報を出力する。内符号の外部情報
は、ディインターリーバ２１１とＤＥ−ＰＵＭＵＸ２１
２とを経て、ＡＰＰ復号器２１３に送られる。ＡＰＰ復
号器２１３は、ＲＳＣ系列（外符号）に対するＡＰＰ復
号化処理を実行する。
【００３９】具体的には、ＡＰＰ復号器２１３は、対数
尤度比（ＬＬＲ：Log Likelihood Ratio）及び外部情報
を出力する。ＡＰＰ復号器２１３は、内符号の外部情報
から得られる受信信号値と過去のメトリックとから新し
いメトリックを算出し、メトリックの最小値判定により
生き残りパスを決定する。そして、その生き残りパスに
対応するＬＬＲを更新する。ＡＰＰ復号器２１３は、終
端ビットが読み込まれるまでは、通常のビタビ復号化方
法の場合と同様に一本化したパスメモリの先頭のＬＬＲ
を出力する。終端ビットが読み込まれた時点でパスメモ
リに残っているＬＬＲについては、終端した状態へ至る
パスに対応するＬＬＲを出力する。
尤度比（ＬＬＲ：Log Likelihood Ratio）及び外部情報
を出力する。ＡＰＰ復号器２１３は、内符号の外部情報
から得られる受信信号値と過去のメトリックとから新し
いメトリックを算出し、メトリックの最小値判定により
生き残りパスを決定する。そして、その生き残りパスに
対応するＬＬＲを更新する。ＡＰＰ復号器２１３は、終
端ビットが読み込まれるまでは、通常のビタビ復号化方
法の場合と同様に一本化したパスメモリの先頭のＬＬＲ
を出力する。終端ビットが読み込まれた時点でパスメモ
リに残っているＬＬＲについては、終端した状態へ至る
パスに対応するＬＬＲを出力する。
【００４０】終端ビット削除器２１６は、ＡＰＰ復号器
２１３から出力されるＬＬＲから、終端ビット挿入器２
０１により付加された終端ビットを削除する。硬判定器
２１７は、終端ビットが削除されたＬＬＲに対する２値
判定を実行し、最終的な復号化系列を再生データ系列
（ＲＤ）として出力する。一方、ＡＰＰ復号器２１３
は、外符号の外部情報をＰＵＭＵＸ２１４に出力する。
ＰＵＭＵＸ２１４は、符号化処理時と同様の変換処理を
実行して、インターリーバ２１５を経て事前情報として
内符号に対するＡＰＰ復号器２１０に回帰させる。
２１３から出力されるＬＬＲから、終端ビット挿入器２
０１により付加された終端ビットを削除する。硬判定器
２１７は、終端ビットが削除されたＬＬＲに対する２値
判定を実行し、最終的な復号化系列を再生データ系列
（ＲＤ）として出力する。一方、ＡＰＰ復号器２１３
は、外符号の外部情報をＰＵＭＵＸ２１４に出力する。
ＰＵＭＵＸ２１４は、符号化処理時と同様の変換処理を
実行して、インターリーバ２１５を経て事前情報として
内符号に対するＡＰＰ復号器２１０に回帰させる。
【００４１】以上のようにターボ復号化回路２１では、
ＡＰＰ復号器２１３は、ＲＳＣ系列（外符号）に対する
ＡＰＰ復号化処理を実行するときに、終端ビット挿入器
２０１により付加された終端ビットにより、終端したあ
る状態に至るパスを復号化したＬＬＲを出力する。一般
的に、ターボ符号化／復号化回路５０において、ＰＵＭ
ＵＸ２０２のパンクチャにより、所定の符号化率に従っ
てパリティ系列に対して間引き処理が実行される。この
ため、当該間引き処理の影響により、ＡＰＰ復号器２１
３では、トレリスの一本化（軟判定の終了）には長いパ
スメモリが必要となる。換言すれば、最後部のビットの
トレリスを一本化させようとすると、非常に長いポスト
アンブルが必要となる。同実施形態のターボ符号化／復
号化回路５０であれば、終端ビット挿入器２０１により
最小限の終端ビットを付加するだけで、非常に長いポス
トアンブルを不要にすることができる。
ＡＰＰ復号器２１３は、ＲＳＣ系列（外符号）に対する
ＡＰＰ復号化処理を実行するときに、終端ビット挿入器
２０１により付加された終端ビットにより、終端したあ
る状態に至るパスを復号化したＬＬＲを出力する。一般
的に、ターボ符号化／復号化回路５０において、ＰＵＭ
ＵＸ２０２のパンクチャにより、所定の符号化率に従っ
てパリティ系列に対して間引き処理が実行される。この
ため、当該間引き処理の影響により、ＡＰＰ復号器２１
３では、トレリスの一本化（軟判定の終了）には長いパ
スメモリが必要となる。換言すれば、最後部のビットの
トレリスを一本化させようとすると、非常に長いポスト
アンブルが必要となる。同実施形態のターボ符号化／復
号化回路５０であれば、終端ビット挿入器２０１により
最小限の終端ビットを付加するだけで、非常に長いポス
トアンブルを不要にすることができる。
【００４２】以下図９から図１２を参照して、同実施形
態のターボ符号化／復号化回路５０の動作を説明するた
めの具体例を示す。
態のターボ符号化／復号化回路５０の動作を説明するた
めの具体例を示す。
【００４３】まず、図９は、従来のターボ符号化方法を
単にリード／ライトチャネル５に適用した場合の具体例
を示す。即ち、図９（Ａ）は、入力情報系列（記録デー
タ系列ＷＤ）の具体例である。同図（Ｂ）は、ＲＳＣ符
号器の出力例を示す。上段のデータ系列は、入力情報系
列そのものである。下段は、ＲＳＣ符号器により符号化
されたパリティ符号化系列である。ここでは、復号化処
理（最尤判定）の終了（トレリスの一本化）を実現させ
るために、ビットパターン“１１００”のポストアンブ
ルが付加される終端処理が実行されている。同図（Ｃ）
は、ＰＵＭＵＸの出力例（１６ビット毎に１ビットのパ
リティビットを付加するパンクチャレート１６／１７の
具体例）を示す。ここでは、時刻０〜３３が入力情報系
列及びパリティ系列を示し、時刻３４〜３６が既知のポ
ストアンブル系列のパリティ系列を示す。
単にリード／ライトチャネル５に適用した場合の具体例
を示す。即ち、図９（Ａ）は、入力情報系列（記録デー
タ系列ＷＤ）の具体例である。同図（Ｂ）は、ＲＳＣ符
号器の出力例を示す。上段のデータ系列は、入力情報系
列そのものである。下段は、ＲＳＣ符号器により符号化
されたパリティ符号化系列である。ここでは、復号化処
理（最尤判定）の終了（トレリスの一本化）を実現させ
るために、ビットパターン“１１００”のポストアンブ
ルが付加される終端処理が実行されている。同図（Ｃ）
は、ＰＵＭＵＸの出力例（１６ビット毎に１ビットのパ
リティビットを付加するパンクチャレート１６／１７の
具体例）を示す。ここでは、時刻０〜３３が入力情報系
列及びパリティ系列を示し、時刻３４〜３６が既知のポ
ストアンブル系列のパリティ系列を示す。
【００４４】また、図１０は、従来のターボ復号化方法
でのＡＰＰ復号器から出力されるＬＬＲ系列を示す。上
段が情報系列に対応するＬＬＲ系列であり、下段がパリ
ティ系列に対応するＬＬＲ系列を示す。
でのＡＰＰ復号器から出力されるＬＬＲ系列を示す。上
段が情報系列に対応するＬＬＲ系列であり、下段がパリ
ティ系列に対応するＬＬＲ系列を示す。
【００４５】次に、図１１は、同実施形態でのターボコ
ーデックにおける具体例を示す。即ち、図１１（Ａ）
は、入力情報系列（記録データ系列ＷＤ）の具体例であ
る。同図（Ｂ）は、ＲＳＣ符号器２００の出力例を示
す。上段のデータ系列は、入力情報系列そのものであ
る。下段は、ＲＳＣ符号器２００により符号化されたパ
リティ符号化系列である。ここでは、終端ビット挿入器
２０１により、時刻３３で状態Ｓ０に遷移するような終
端ビット“１１”，“０１”が付加されている。同図
（Ｃ）は、ＰＵＭＵＸ２０２の出力例を示す。
ーデックにおける具体例を示す。即ち、図１１（Ａ）
は、入力情報系列（記録データ系列ＷＤ）の具体例であ
る。同図（Ｂ）は、ＲＳＣ符号器２００の出力例を示
す。上段のデータ系列は、入力情報系列そのものであ
る。下段は、ＲＳＣ符号器２００により符号化されたパ
リティ符号化系列である。ここでは、終端ビット挿入器
２０１により、時刻３３で状態Ｓ０に遷移するような終
端ビット“１１”，“０１”が付加されている。同図
（Ｃ）は、ＰＵＭＵＸ２０２の出力例を示す。
【００４６】また、図１２（Ａ）は、同実施形態のター
ボ復号化回路２１でのＡＰＰ復号器２１３から出力され
るＬＬＲ系列を示す。上段が情報系列に対応するＬＬＲ
系列であり、下段がパリティ系列に対応するＬＬＲ系列
を示す。さらに、同図（Ｂ）は、ＡＰＰ復号器２１３の
トレリス線図を示す。即ち、同実施形態のターボ符号化
回路２０での終端ビット挿入器２０１により、時刻３３
で状態Ｓ０に遷移するような終端ビット“１１”，“０
１”が付加されているため、ＡＰＰ復号器２１３はそこ
に至るパスを正しいパスとして復号化を実行する。
ボ復号化回路２１でのＡＰＰ復号器２１３から出力され
るＬＬＲ系列を示す。上段が情報系列に対応するＬＬＲ
系列であり、下段がパリティ系列に対応するＬＬＲ系列
を示す。さらに、同図（Ｂ）は、ＡＰＰ復号器２１３の
トレリス線図を示す。即ち、同実施形態のターボ符号化
回路２０での終端ビット挿入器２０１により、時刻３３
で状態Ｓ０に遷移するような終端ビット“１１”，“０
１”が付加されているため、ＡＰＰ復号器２１３はそこ
に至るパスを正しいパスとして復号化を実行する。
【００４７】
【発明の効果】以上詳述したように本発明によれば、タ
ーボ符号化／復号化方式を利用するディスクドライブに
おいて、長いポストアンブルの付加を要することなく、
復号化処理（軟判定）の終了（トレリスの一本化）を確
実に実現できるようにして、データ記録再生処理の効率
を向上させることにある。換言すれば、特に高記録密度
のデータ記録再生を行なうためのディスクドライブに適
用した場合に、必要最小限の終端ビット処理機能を追加
するだけで、非常に長いポストアンブルの付加処理を削
減できる。従って、ターボ符号化／復号化方式を利用す
るリード／ライトチャネルでのデータ記録再生処理の効
率を向上させることが可能となる。
ーボ符号化／復号化方式を利用するディスクドライブに
おいて、長いポストアンブルの付加を要することなく、
復号化処理（軟判定）の終了（トレリスの一本化）を確
実に実現できるようにして、データ記録再生処理の効率
を向上させることにある。換言すれば、特に高記録密度
のデータ記録再生を行なうためのディスクドライブに適
用した場合に、必要最小限の終端ビット処理機能を追加
するだけで、非常に長いポストアンブルの付加処理を削
減できる。従って、ターボ符号化／復号化方式を利用す
るリード／ライトチャネルでのデータ記録再生処理の効
率を向上させることが可能となる。
【図１】本発明の実施形態に関するディスクドライブの
要部を示すブロック図。
要部を示すブロック図。
【図２】同実施形態に関するターボ符号化／復号化回路
の要部を示すブロック図。
の要部を示すブロック図。
【図３】同実施形態に関するＲＳＣ符号器の一例を示す
ブロック図。
ブロック図。
【図４】同実施形態に関するＲＳＣの状態定義を示す
図。
図。
【図５】同実施形態に関するＲＳＣの状態推移を示す
図。
図。
【図６】同実施形態に関するＲＳＣのトレリス線図。
【図７】同実施形態に関するトレリスの終端処理を説明
するための図。
するための図。
【図８】同実施形態に関する終端ビット処理の一例を示
す図。
す図。
【図９】従来のターボ符号化回路の動作を説明するため
の図。
の図。
【図１０】従来のターボ復号化回路の動作を説明するた
めの図。
めの図。
【図１１】同実施形態に関するターボ符号化回路の動作
を説明するための図。
を説明するための図。
【図１２】同実施形態に関するターボ復号化回路の動作
を説明するための図。
を説明するための図。
１…ディスク
２…スピンドルモータ
３…ヘッド
４…プリアンプ回路
５…リード／ライトチャネル
６…ディスクコントローラ（ＨＤＣ）
２０…ターボ符号化回路
２１…ターボ復号化回路
５０…ターボ符号化／復号化回路（ターボコーデック）
５１…ライト信号処理回路
５２…ＡＧＣ回路
５３…低域通過フィルタ（ＬＰＦ）
５４…Ａ／Ｄコンバータ
５５…イコライザ
２００…ＲＳＣ符号器
２０１…終端ビット挿入器
２０２…ＰＵＭＵＸ
２０３…インターリーバ
２０４…プリコーダ
２１０…ＡＰＰ復号器
２１１…ディインターリーバ
２１２…ＤＥ−ＰＵＭＵＸ
２１３…ＡＰＰ復号器
２１４…ＰＵＭＵＸ
２１５…インターリーバ
２１６…終端ビット削除器
２１７…硬判定器
Claims (11)
- 【請求項１】 ディスク記録媒体に対してデータの記録
再生を行うためのヘッドと、 前記ヘッドとの間で伝送する記録データ信号又は再生デ
ータ信号の信号処理回路であって、ターボ符号化／復号
化方式を使用する符号化／復号化回路を含み、当該符号
化／復号化回路は、データ再生時にトレリスを利用した
復号化処理を終了させるための終端ビット列を付加及び
削除するための終端ビット処理部を有する構成のリード
／ライトチャネルとを具備したことを特徴とするディス
ク記憶装置。 - 【請求項２】 前記符号化／復号化回路は、 データ記録時に、記録データ系列を再帰的組織符号化系
列に符号化するためのＲＳＣ符号器と、当該ＲＳＣ符号
器から出力される前記再帰的組織符号化系列に前記終端
ビット列を付加する終端ビット挿入器とを含むターボ符
号化回路を有し、 データ再生時に、当該再帰的組織符号化系列を軟出力復
号化するためのＡＰＰ復号器と、当該ＡＰＰ復号器から
出力される軟出力復号化系列から前記終端ビット列を削
除する終端ビット削除器とを含むターボ復号化回路を有
することを特徴とする請求項１に記載のディスク記憶装
置。 - 【請求項３】 前記ターボ符号化回路は、前記終端ビッ
ト列を付加された前記再帰的組織符号化系列に対して間
引き処理を行うためのパンクチャ回路を更に含むことを
特徴とする請求項２に記載のディスク記憶装置。 - 【請求項４】 前記ＡＰＰ復号器は、軟出力ビタビアル
ゴリズム（ＳＯＶＡ）方式を利用した軟出力復号器であ
ることを特徴とする請求項１から請求項３のいずれか１
項に記載のディスク記憶装置。 - 【請求項５】 前記ＲＳＣ符号器の拘束長をＮとした場
合、前記終端ビット挿入器は、Ｎ−１ビットの終端ビッ
ト列を付加することを特徴とする請求項２から請求項４
のいずれか１項に記載のディスク記憶装置。 - 【請求項６】 ディスク記録媒体に対してデータの記録
再生を行なうディスク記憶装置に適用し、ターボ符号化
／復号化方式を利用したデータ記録再生方法であって、 データ記録時に、記録データ系列をターボ符号化方式に
より符号化系列に符号化する機能と、 トレリスを利用した復号化処理を終了させるための終端
ビット列を前記符号化系列に付加する機能と、 データ再生時に、前記符号化系列からターボ復号化方式
により復号化系列に復号化する機能と、 前記復号化系列から前記終端ビット列を削除する機能と
を実現することを特徴とするデータ記録再生方法。 - 【請求項７】 データ記録時に、記録データ系列を再帰
的組織符号化系列に符号化する機能と、 前記再帰的組織符号化系列に前記終端ビット列を付加す
る機能とを実現することを特徴とする請求項６に記載の
データ記録再生方法。 - 【請求項８】 データ再生時に、前記再帰的組織符号化
系列を軟出力復号化するための機能と、 前記軟出力復号化系列から前記終端ビット列を削除する
機能とを実現することを特徴とする請求項６に記載のデ
ータ記録再生方法。 - 【請求項９】 データ記録時に、前記終端ビット列を付
加された前記再帰的組織符号化系列に対して間引き処理
を実行するパンクチャ機能を更に含むことを特徴とする
請求項６から請求項８のいずれか１項に記載のデータ記
録再生方法。 - 【請求項１０】 データ再生時に、軟出力ビタビアルゴ
リズム（ＳＯＶＡ）方式を利用した軟出力復号化するた
めの機能を実現することを特徴とする請求項６または請
求項９のいずれか１項に記載のデータ記録再生方法。 - 【請求項１１】 拘束長Ｎで前記再帰的組織符号化系列
に符号化する場合に、Ｎ−１ビットの終端ビット列を付
加する機能を実現することを特徴とする請求項６から請
求項１０のいずれか１項に記載のデータ記録再生方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2002022381A JP2003228923A (ja) | 2002-01-30 | 2002-01-30 | ディスク記憶装置及びデータ記録再生方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2002022381A JP2003228923A (ja) | 2002-01-30 | 2002-01-30 | ディスク記憶装置及びデータ記録再生方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2003228923A true JP2003228923A (ja) | 2003-08-15 |
| JP2003228923A5 JP2003228923A5 (ja) | 2005-07-07 |
Family
ID=27745390
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2002022381A Withdrawn JP2003228923A (ja) | 2002-01-30 | 2002-01-30 | ディスク記憶装置及びデータ記録再生方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2003228923A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2009032317A (ja) * | 2007-07-25 | 2009-02-12 | Toshiba Corp | 磁気ディスク装置 |
| WO2009119057A1 (ja) * | 2008-03-24 | 2009-10-01 | パナソニック株式会社 | 無線通信装置および誤り訂正符号化方法 |
-
2002
- 2002-01-30 JP JP2002022381A patent/JP2003228923A/ja not_active Withdrawn
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2009032317A (ja) * | 2007-07-25 | 2009-02-12 | Toshiba Corp | 磁気ディスク装置 |
| WO2009119057A1 (ja) * | 2008-03-24 | 2009-10-01 | パナソニック株式会社 | 無線通信装置および誤り訂正符号化方法 |
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Legal Events
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|---|---|---|---|
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Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20041105 |
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| A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20041105 |
|
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Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A761 Effective date: 20061117 |