JP2005093038A - 記録再生装置および記録再生回路 - Google Patents

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Abstract

【課題】符号器および復号器の回路規模と消費電力を削減すること
【解決手段】磁気ディスク装置（記録再生装置または記録再生回路）１０は、記録媒体に書き込むセクタデータを所定の数のブロックに分割してＬＤＰＣ符号化する符号器１８と、記録媒体から読み出したセクタデータを所定の数のブロックに分割してＬＤＰＣ復号を用いて反復復号する復号器２８と、復号器２８が反復復号を行った後で、所定長以上の誤り訂正能力を以って誤り訂正するＥＣＣ復号器３１とを備える。
【選択図】 図１

Description

本発明は、誤り訂正符号と反復型符号化とを用いる記録再生装置および記録再生回路に関し、特に、符号器および復号器の回路規模と消費電力を削減することができる記録再生装置および記録再生回路に関するものである。
従来より、記録再生装置には、記録した信号を誤りなく再生するため、強力なエラー訂正機能が搭載されている。このエラー訂正機能によって初めて、ノイズが含まれた不安定な信号の中から記録信号を確実に復元することが可能となる。
そして、かかる記録再生装置におけるエラー訂正機能は、主として、ＰＲＭＬ、ＥＣＣと呼ばれる２つの手法の組合せによって実現されてきた。このうち、ＰＲＭＬは、記録チャネルを符号間干渉のあるパーシャルレスポンスチャネル（ＰＲチャネル）とみなし、一般に、ビタビ検出器を用いた最尤復号（Maximum Likelihood Detection）を行う方式である。
一方、ＥＣＣ（Error Correcting Code）は、ビタビ検出器で訂正できなかったエラーを訂正するものであり、一般に、リードソロモン（ＲＳ）符号が用いられている（例えば、非特許文献１参照。）。
近年、ＰＲＭＬ方式に変わる新しい符号・復号方式として、反復型方式（iterative method）が提案されている。この反復型方式は、ランダム的に構成した長い符号を用い、復号を反復的に行う点に特徴があり、従来法を上回る高い誤り訂正能力を有している（特許文献１参照）。
また、記録再生装置に適用できる反復型方式の具体構成として、縦列連接畳込み符号（ＳＣＣＣ：serial concatenated convolutional code）と低密度パリティ検査（ＬＤＰＣ：low density parity check）とがある（非特許文献２、３参照。）。特に、後者のＬＤＰＣ符号は、磁気ディスクにおける次世代の符号化法として有望視されている。
かかるＬＤＰＣ符号は、線形ブロック符号であり、パリティ検査行列Ｈで定義することができる。符号長を「Ｎ」、情報ビット長を「Ｋ」、パリティ長を「Ｍ＝Ｎ−Ｋ」とすれば、ＨはＭ行Ｎ列の行列である。符号列を、x＝（x1,x2,…,xN）、情報ビット列を、u＝（u1,u2,…,uK）と行ベクトル形式で書けば、
Figure 2005093038
 が成立する。情報ビット列uを符号列xに符号化する行列を生成行列Ｇと呼ぶ。即ち、
Figure 2005093038
 である。Ｈの各行は、１つのパリティ検査方程式に相当する。例えば、
Figure 2005093038
 は、次の４つのパリティ検査方程式に対応する。
Figure 2005093038
また、ＬＤＰＣ符号では、符号長Ｎを大きくした上で、パリティ検査行列Ｈ内の１の数を少なく（低密度に）、かつ、できる限りランダムに配置する。具体的には、列重み（Ｈの各列の１の数）が小さく（３程度）かつ一定になるようにし、行重み（Ｈの各行の１の数）も一定となるようにしながら、できる限りランダムに１を配置する。このようにすることで、ブロック長（すなわち、符号長）Ｎが大きい際に高い誤り訂正を持つ符号を実現することができる。
記録再生装置の代表例である磁気ディスク装置に関して、ＬＤＰＣ符号を用いた記録再生系の基本構成を図１０に示す。記録データはまず、ＲＳ符号器（ＥＣＣ）１により符号化される。次に、０の連続を一定長以下に拘束するＲＬＬ（Run Length Limited）符号化が行われる。このＲＬＬ符号化は、記録データを再生する際のＡＧＣ回路やタイミングリカバリ回路の動作を安定化するために用いられるものである。続いて、式（２）に基づくＬＤＰＣ符号化が行われ、最終的に得られたデータ列が実際にＰＲチャネル４に記録される。
そして、再生データは、まず反復型復号器５に入力される。反復型復号器５は、チャネル復号器６とＬＤＰＣ復号器７から構成される。このうち、チャネル復号器６は、ＰＲチャネルの符号間干渉を考慮しながら各ビットの信頼度情報を算出し、これをＬＤＰＣ復号器７に送る。続いて、ＬＤＰＣ復号器７は、チャネル復号器６から得た情報とパリティ検査方程式による拘束条件を加味しながら、各ビットの信頼度情報を更新する。
その結果は、再びチャネル復号器６に送られ、ループを形成する。所定回の反復の後、ＬＤＰＣ復号器７で得た信頼度情報をしきい値処理することで各ビットの再生値を得る。この再生値は、ＲＬＬ復号器８を経由して、ＲＳ復号器９に送られ、ＲＳ符号に基づく誤り訂正を施された後、最終的な再生データとなる。
また、チャネル復号器６における具体的な復号演算手順としては、ＢＣＪＲアルゴリズムがあり（非特許文献４参照。）、また、ＬＤＰＣ復号器７における具体的な復号演算手順としては、信頼度伝播法（belief propagation algorithm）がある（非特許文献５参照。）。
米国特許第５４４６７４７号明細書 S. Lin and D. J. Costello, Jr., "Error control coding: fundamentals and applications," Prentice-Hall, 1983 T. Souvignier et al., "Turbo Decoding for PR4: Parallel Versus Serial Concatenation," Proc. IEEE Int. Conf. on Communications, pp. 1638-1642, 1999 R. G. Gallager, "Low-Density Parity-Check Codes," Cambridge, MA: MIT Press, 1963 L. R. Bahl et al., "Optimal decoding of linear codes for minimizing symbol error rate," IEEE Trans. Inform. Theory, vol. 20, pp. 248-87, 1974 Z. Wu, "Coding and iterative detection for magnetic recording channels," Kluwer Academic Publishers, 2000
しかしながら、上記の反復型方式（特許文献１）は、従来のＰＲＭＬ方式を上回る誤り訂正能力を有している反面、符号器および復号器のＬＳＩ化した際の回路規模と消費電力が大きくなるという問題点があった。
かかる問題点の第一の要因として、反復復号を行うことに起因して復号に必要な演算量が多くなることが挙げられる。例えば、４回の反復を行う場合、演算時間を従来と同じに保つためには、回路を４並列化し、パイプライン動作させる必要が生じ、回路規模および消費電力は、共に４倍となる。これに対して、ＳＯＶＡ（soft output ViterbiAlgorithm）やＤＡＥ（decision aided equalizer）法などが提案されており、復号の演算量を減らす改善が進められている。
また、第二の要因としては、ＬＤＰＣ符号の符号長が大きくなることに起因して符号全体を保持するために必要なメモリの規模が大きくなることが挙げられる。特に、復号の際には、全ビットについての信頼度情報を保持する必要があるため、かかる問題が顕著に表れる。
これを詳細に説明すると、現行の磁気ディスク装置では、５１２バイトを１単位（１セクタ）として記録・再生を行っているが、この場合、ＬＤＰＣ符号の符号長は、約６００バイトとなり、各ビットにつき、５ビットの信頼度情報を保持するとすれば、必要なメモリ量は、約３０００バイトにもなってくる。また、ＥＣＣの訂正能力を高めるため、近い将来１セクタを８倍の長さの４Ｋバイトに拡張しようとする計画があるが、この場合、ＬＤＰＣ符号の符号長は、約４７００バイト、メモリ量は、約２３５００バイトとなり、実装不可能な規模となる。
そこで、この発明は、上述した従来技術による問題点を解消するためになされたものであり、特に、第二の要因となっているメモリ量の削減を誤り訂正能力を低下させずに実現することにより、符号器および復号器の回路規模と消費電力を削減することができる記録再生装置および記録再生回路を提供することを目的とする。
上述した課題を解決し、目的を達成するため、本発明によれば、誤り訂正符号と反復型符号化とを用いる記録再生装置であって、記録媒体に書き込むセクタデータを所定の数のブロックに分割して符号化する符号化手段と、前記記録媒体から読み出したセクタデータを前記所定の数のブロックに分割して反復復号する反復復号手段と、を備えたことを特徴とする。
また、本発明では、前記反復復号手段が反復復号を行った後で、所定長以上の誤り訂正能力を以って誤り訂正する誤り訂正手段をさらに備えたことを特徴とする。
また、本発明では、前記符号化手段は、ＬＤＰＣ符号を用いて符号化し、前記反復復号手段は、ＬＤＰＣ復号を用いて反復復号することを特徴とする。
また、本発明では、前記符号化手段がセクタデータを所定の数のブロックに分割する前に、０の連続を一定長以下に拘束するＲＬＬ符号を行うＲＬＬ符号手段と、前記反復復号手段が反復復号を行った後で、ＲＬＬ符号を復号するＲＬＬ復号手段と、をさらに備えたことを特徴とする。
また、本発明では、前記符号化手段がセクタデータを所定の数のブロックに分割する前に、０および１の連続を一定長以下に拘束するＭＴＲ符号を行うＭＴＲ符号手段と、前記符号化手段が生成したパリティビットが前記拘束を満たすようにガードビットを挿入するガードビット挿入手段と、前記反復復号手段が反復復号を行った後で、ＭＴＲ符号を復号するＭＴＲ復号手段と、をさらに備え、前記反復復号手段は、ガードビットの除去とＬＤＰＣ復号とガードビットの挿入を繰り返して反復復号することを特徴とする。
また、本発明では、誤り訂正符号と反復型符号化とを用いる記録再生回路であって、記録媒体に書き込むセクタデータを所定の数のブロックに分割して符号化する符号化手段と、前記記録媒体から読み出したセクタデータを前記所定の数のブロックに分割して反復復号する反復復号手段と、を備えたことを特徴とする。
本発明にかかる記録再生装置は、記録媒体に書き込むセクタデータを所定の数のブロックに分割して符号化し、記録媒体から読み出したセクタデータを所定の数のブロックに分割して反復復号することとしたので、符号器および復号器の回路規模と消費電力を削減することが可能な記録再生装置が得られるという効果を奏する。
また、本発明によれば、反復復号を行った後で、所定長以上の誤り訂正能力を以って誤り訂正することとしたので、ＥＣＣ（リードソロモン符号に基づく誤り訂正手段）との相関関係を最大限に活用することができ、誤り訂正能力を低下させることなく、符号器および復号器の回路規模・消費電力を削減することが可能な記録再生装置が得られるという効果を奏する。
また、本発明によれば、ＬＤＰＣ符号を用いて符号化し、ＬＤＰＣ復号を用いて反復復号することとしたので、ＬＤＰＣ符号が有する高い誤り訂正能力を損わずに、符号器および復号器の回路規模・消費電力を削減することが可能な記録再生装置が得られるという効果を奏する。
また、本発明によれば、セクタデータを所定の数のブロックに分割する前に、０の連続を一定長以下に拘束するＲＬＬ符号を行い、反復復号を行った後で、ＲＬＬ符号を復号することとしたので、クロック再生を安定化しつつ、符号器および復号器の回路規模・消費電力を削減することが可能な記録再生装置が得られるという効果を奏する。
また、本発明によれば、セクタデータを所定の数のブロックに分割する前に、０および１の連続を一定長以下に拘束するＭＴＲ符号を行い、生成したパリティビットが拘束を満たすようにガードビットを挿入し、ガードビットの除去とＬＤＰＣ復号とガードビットの挿入を繰り返して反復復号し、反復復号を行った後で、ＭＴＲ符号を復号することとしたので、エラーイベントを抑制しつつ、符号器および復号器の回路規模・消費電力を削減することが可能な記録再生装置が得られるという効果を奏する。
また、本発明によれば、記録媒体に書き込むセクタデータを所定の数のブロックに分割して符号化し、記録媒体から読み出したセクタデータを所定の数のブロックに分割して反復復号することとしたので、符号器および復号器の回路規模と消費電力を削減することが可能な記録再生回路が得られるという効果を奏する。
以下に添付図面を参照して、記録再生装置および記録再生回路の代表例である磁気ディスク装置に対して、本発明を適用する場合の好適な実施例について説明する。なお、ここでは、本実施例１〜２に係る磁気ディスク装置について説明し、最後に、本実施例に対する種々の変形例（実施例３）を説明する。
まず最初に、本発明を適用する磁気ディスク装置の基本構成について説明する。図１は、本実施例１に係る磁気ディスク装置の構成を示す機能ブロック図である。同図に示すように、磁気ディスク装置の記録再生系は、大きく分けて、ハードディスクコントローラ（ＨＤＣ）１３、リードチャネル（ＲＤＣ）１４、そしてプリアンプ１５から構成される。
記録データには、まずＨＤＣ１３内で、ＣＲＣ符号器１６とＥＣＣ符号器１７によるパリティが付加される。ＣＲＣ（Cyclic Redundancy Check)符号は、ＥＣＣの誤りを検出するために用いられるものである。そして、ＲＤＣ１４では、符号器１８、記録補償器１９、ドライバ２０を経由し、プリアンプ１５に記録データを送出する。符号器１８では、ＰＬＬによるクロック再生を安定化するためのＲＬＬ符号化や誤り訂正を行うためのパリティ符号化が行われる。また記録補償器１９は、磁化反転が隣接する個所で反転間隔を多少広げる補償処理を行う。最後にプリアンプ１５では、ドライバ２１によって記録ヘッドへのライト電流を発生させる。
一方、再生の際は、再生ヘッドからのアナログ電圧をまずプリアンプ２２によって増幅した後、ＲＤＣ１４に送る。ＲＤＣ１４では、サーマルアスペリティ検出処理２３の後、可変利得アンプ（ＶＧＡ）２４、ローパスフィルタ（ＬＰＦ）２５、ＡＤコンバータ（ＡＤＣ）２６を経由してデジタル信号への変換を行う。引き続きＦＩＲフィルタ２７によって波形等化を行った後、復号器２８にて信号の検出ならびに符号器１８に対応する復号処理を実施する。なお、ＲＤＣ１４内には、信号をサンプリングするタイミングを制御するＰＬＬ２９、および可変利得アンプ２４の利得を制御する自動利得制御器（ＡＧＣ）３０も搭載されている。ＲＤＣ１４による復号結果はＨＤＣ１３に戻され、ＥＣＣ復号器３１による誤り訂正を行った後、ＣＲＣ検査３２を経て、再生データとなる。
次に、本発明に係る符号器および復号器の構成について説明する。図２−１は、本実施例１に係る符号器の構成を示す構成図であり、図２−２は、本実施例１に係る復号器の構成を示す構成図である。本実施例１では、図１の符号器１８として図２−１に示すＬＤＰＣ符号器を、図１の復号器２８として図２−２に示すＬＤＰＣ復号器を用いる。なお、本実施例１では、１セクタを４Ｋバイトとし、これを３２分割した上でＬＤＰＣ符号化を行うこととし（ＬＤＰＣ符号の符号長は約１Ｋビットとなる）、ＥＣＣは１２ビットシンボルとし、訂正可能シンボル長を１００（パリティ長２００シンボル）とする。
符号器１８への入力データは、まず、ＲＬＬ符号器３３によってｋ拘束を満たす符号系列uとなる。ｋ拘束とは、０の連続数が最大ｋビットである拘束状態を言う。続いて、分割器３４によって、連続データを所定長のブロックデータに分割する。このブロックデータに対し、ＬＤＰＣ符号器３５によるパリティpが生成され、マルチプレクサ（ＭＵＸ）３６によってuの中に一定間隔毎に挿入される。その結果得られた系列xが符号器の出力となる。ＭＵＸを用いることで、ｋの値はわずかに増加するが、全体としては０の連続数を一定以下に拘束することができる。
また、復号は、チャネル復号器３８とＬＤＰＣ復号器３９を用いた反復演算による。ただし、分割器３７を設け、連続的なリードデータを所定長のブロックデータに分割した後、チャネル復号器３８に入力するように構成する。所定回の反復復号の後、ＬＤＰＣ復号器３９が出力する信頼度情報をしきい値処理し、判定結果u'を得る。u'は、ＲＬＬ復号器４１を介して出力される。
ここで、本実施例１に係る記録再生装置は、記録媒体に書き込むセクタデータを所定の数のブロックに分割してＬＤＰＣ符号化し、記録媒体から読み出したセクタデータを所定の数のブロックに分割してＬＤＰＣ復号を用いて反復復号する点に主たる特徴があり、かかる「セクタデータ分割処理」によって、符号器および復号器の回路規模と消費電力を削減することができるようにしている。
この主たる特徴を具体的に説明すると、かかる符号器１８は、１セクタを複数のブロックに分割し、それぞれについて順次ＬＤＰＣ符号化を行うように構成される。図３に、４つのブロックに分割する場合のＬＤＰＣ符号器３５の動作を示す。入力ビット列は、ＲＬＬ符号器３３の出力であり、ｂ１〜ｂ４は分割された４つのブロックである。
ＬＤＰＣ符号器３５は、まずブロックｂ１を符号化し、符号列ｂ１’を出力する。次に、ブロックｂ２を符号化し、符号列ｂ２’を出力する。同様に、ｂ３、ｂ４を順次符号化する。出力される符号列全体は、ｂ１’〜ｂ４’を図のように順次つなげた形式となる。復号の際も、同様に、ｂ１’〜ｂ４’をそれぞれ独立に復号し、ｂ１〜ｂ４を順次出力する。
このように構成すれば、ＬＤＰＣ符号の符号長を短くでき、ひいては符号化・復号のために必要となるメモリ量を削減することができる。例えば、図３で示した４分割の場合、メモリ量は1／４になる。
ところが、本来、ＬＤＰＣ符号等の反復型方式は、符号長を長くすることで良好な性能を実現するものであり、符号長を短くするとビット誤り率が劣化するため、上記のようなセクタデータの分割は好ましくないと考えられてきた。しかしこれは、ＬＤＰＣ符号単独の性能に関する性質であり、図１で示したようなＥＣＣ（ＲＳ符号）と組み合わせる場合は状況が異なる。事実、分割数とＥＣＣのパリティ長を適切に選ぶことで、性能を劣化させずにＬＤＰＣ符号の符号長を短くすることが可能である。
図１の構成に基づいてソフトウェアシミュレーションを行い、あるＳＮ比におけるシンボル誤り数毎の出現確率をプロットした様子を図４に示す。ただし、１セクタを３２Ｋビット（４Ｋバイト）とし、１シンボルは１２ビットとした。同図Ａは、ＬＤＰＣの符号長を約３２Ｋビット（４Ｋバイト）とし、セクタ全体を一つのブロックとして符号化した場合のプロットである。
ここで、セクタを３２分割し、ＬＤＰＣの符号長を約１Ｋビットとする符号化法を考える。この時、各ブロックのシンボル誤り数の分布は、同図Ｂで示すように左に偏った分布となる。すなわち、符号長が短くなった分、ブロック毎のシンボル誤り数も減少する。この時、１Ｋビットのブロックを３２個つなげ、セクタ全体として見た場合の誤り数の分布は同図Ｃとなる。ＣとＡを比べると、分割を行ったことで、誤り数２０〜８０シンボルについてはその出現頻度が高まるものの、８０シンボル以上については逆に出現頻度が下がることが分かる。
また、ＡとＣのプロットから、それぞれについてＥＣＣ後のセクタ誤り率を算出した結果を図５に示す。Ｄは分割しない場合の結果、Ｅは３２分割した場合の結果である。横軸はＥＣＣの訂正可能シンボル数である。このプロットにおいて、ＤとＥが点Ｘで交差することが本発明の着想となっている。この点を境に、分割した場合としない場合とでＥＣＣ後の性能が逆転する。これは図４におけるＣのプロットが右の方で、Ａのプロットより下に推移していることに起因する。本発明では、ＥＣＣの訂正シンボル長をＸ点（この場合、約８０シンボル）より大とすることで、分割による性能劣化を防ぐ。
逆に、ＥＣＣの訂正シンボル長を固定した場合、性能を劣化させないためには、分割数をある値以下にする必要がある。図６は、訂正シンボル長を１００とした場合、分割を増やすことでＥＣＣ後のＳＮ性能がどのように変化するかをシミュレーションしたものである。１セクタは同様に３２Ｋビット、１シンボルは１２ビットとした。また、ＳＮ値は、セクタ誤り率が10-4となるＳＮ値を用いた。同図から、分割数が６４を越えると分割前より性能が劣化するが、３２分割以下では劣化がなく、むしろ僅かながら性能が向上することが分かる。
したがって、ＬＤＰＣ符号の符号長を短くした分割符号化・復号化を行い、分割数とＥＣＣの訂正能力を適切に選ぶことにより、上記した主たる特徴のように、誤り訂正能力を低下させることなく、符号器および復号器の回路規模・消費電力を削減することが可能になる。さらに、本実施例１における符号器および復号器の例で言えば、１セクタ（４Ｋバイト）を３２分割した上でＬＤＰＣ符号化を行い、訂正可能シンボル長を１００（パリティ長２００シンボル）とすることで、性能を劣化させることなく、メモリ容量を１／３２にすることが可能になる。
次に、本実施例２では、実施例１と同様に、図１に示した磁気ディスク装置における符号器１８、復号器２８として、図８−１、図８−２に示すＬＤＰＣ符号器・復号器を用いる。同図に示すように、本実施例２は、ＭＴＲ符号器４２、ＭＴＲ復号器５２を用いている点において実施例１と相違する。なお、実施例１と比較して、機能概念的に、差異がある機能構成について説明し、同様の説明は省略する。
かかるＭＴＲ符号は、０の連続と１の連続を同時に制限する符号である。０の連続をｋビットまで、１の連続をｊビットまでとするＭＴＲ符号をＭＴＲ（ｊ；ｋ）と書く。ｊ＝２あるいは３とすれば、特定のエラーイベントを抑制し、ＳＮ性能を高めることができる。しかし、ＲＬＬ符号の時のようにＭＵＸを用いて一定間隔でパリティを挿入すると、挿入部分でｊ拘束が崩れ、エラーイベントの抑制効果が薄れる。そこで、パリティは一箇所に固めて挿入するようにし、パリティ部がＭＴＲ拘束を満たすように、ｊビット間隔で０を、ｋビット間隔で１を挿入する。これを「ガードビット」と呼ぶ（図ではＧと表記）。ｋ拘束だけを満たすように１だけを挿入する構成も考えられる。
また、復号手順は、実施例１（ＲＬＬ符号を用いた場合）と同様である。ただし、チャネル復号器４７からＬＤＰＣ復号器４９に信頼度情報を送る際は、ガードビットの部分は除外する（図ではＧ-1と表記）。逆にＬＤＰＣ復号器４９からチャネル復号器４７に信頼度情報を送る際は、ガードビットの信頼度情報は０とする。本実施例２においても、１セクタを４Ｋバイトとし、これを３２分割した上でＬＤＰＣ符号化することで、実施例１と同様に、性能を劣化させることなく、メモリ容量を１／３２にすることが可能である。ＬＤＰＣ符号の符号長は約１Ｋビットであり。ＥＣＣは１２ビットシンボル、訂正可能シンボル長は１００（パリティ長２００シンボル）とする。
さて、これまで本発明の実施例について説明したが、本発明は上述した実施例以外にも、上記特許請求の範囲に記載した技術的思想の範囲内において種々の異なる実施例にて実施されてもよいものである。
本実施例１、２では、これまでＬＤＰＣ符号を例に説明を行ってきたが、本発明は、他の反復型方式についても同様に適用することができる。例えば、図９−１、図９−２に、縦列連接畳込み符号（ＳＣＣＣ: serial concatenated convolutional code）を用いた例を示す。まず、分割器５３によって、入力データを所定長のブロックデータに変換する。次に、再帰的組織畳込み（RSC: Recursive Systematic Convolutional）符号器５４で生成したパリティ列を、ＭＵＸ・パンクチャ器５５によってブロックデータに挿入する。そして、ランダムインターリーバ５６とプリコーダ５７を介した後、符号器出力として送出する。ただし、ランダムインターリーバ５６の長さは、分割後のブロック長に等しくする。例えば、４Ｋバイトのセクタを３２分割する場合には、ランダムインターリーバの長さを約１Ｋビットとする。
また、復号は、分割器５８でブロックデータを生成した後、チャネル復号器５９とＲＳＣ復号器６２を用いた反復演算により実施する。このチャネル復号器５９またはＲＳＣ復号器６２とも、ＢＣＪＲ法あるいはＬｏｇＭＡＰ法に基づいて動作する。この両復号器の間で信頼度情報を受け渡ししながら、反復復号を行う点は、ＬＤＰＣ符号の場合と同様である。
また、本実施例１、２におけるチャネル復号器３８、４７としては、ＢＣＪＲ法あるいはそのＬｏｇ表現であるＬｏｇＭＡＰ法を用いることができる。また、演算量を削減するために、ＳＯＶＡおよびＤＡＥ法を用いることも可能である。ＬＤＰＣ復号器３９、４９としては、ＳｕｍＰｒｏｄｕｃｔ法あるいはＭｉｎＳｕｍ法を用いる。本発明は、復号アルゴリズムの選択に関わらず適用することができる。
また、本実施例１、２における「ＥＣＣ」としては、リードソロモン符号以外の符号を用いることもでき、さらに、インターリーブ型とノンインターリーブ型の両方を用いることができる。
また、実施例１、２で用いた分割器の構成例の一例を説明する。分割器３４は、図７に示すように、スイングバッファ形式に基づくものであり、ブロック長と同じ長さを有する２本のデータバッファ６６、６７で構成する。切り替え器６８がバッファ１（６６）に接続されている時、切り替え器６９はバッファ２（６７）に接続する。バッファ１（６６）にデータが充填されたら、切り替え器６８をバッファ２（６６）へ、切り替え器６９をバッファ１（６６）に接続する。これを交互に繰り返すことで、連続的に入力されるデータを、所定長のブロックデータに分割することを可能にする。
また、本実施例において説明した各処理のうち、自動的におこなわれるものとして説明した処理の全部または一部を手動的におこなうこともでき、あるいは、手動的におこなわれるものとして説明した処理の全部または一部を公知の方法で自動的におこなうこともできる。この他、上記文書中や図面中で示した処理手順、制御手順、具体的名称、各種のデータやパラメータを含む情報については、特記する場合を除いて任意に変更することができる。
また、図示した各装置の各構成要素は機能概念的なものであり、必ずしも物理的に図示の如く構成されていることを要しない。すなわち、各装置の分散・統合の具体的形態は図示のものに限られず、その全部または一部を、各種の負荷や使用状況などに応じて、任意の単位で機能的または物理的に分散・統合して構成することができる。
（付記１）誤り訂正符号と反復型符号化とを用いる記録再生装置であって、
記録媒体に書き込むセクタデータを所定の数のブロックに分割して符号化する符号化手段と、
前記記録媒体から読み出したセクタデータを前記所定の数のブロックに分割して反復復号する反復復号手段と、
を備えたことを特徴とする記録再生装置。
（付記２）前記反復復号手段が反復復号を行った後で、所定長以上の誤り訂正能力を以って誤り訂正する誤り訂正手段をさらに備えたことを特徴とする付記１に記載の記録再生装置。
（付記３）前記符号化手段は、ＬＤＰＣ符号を用いて符号化し、
前記反復復号手段は、ＬＤＰＣ復号を用いて反復復号することを特徴とする付記１または２に記載の記録再生装置。
（付記４）前記符号化手段がセクタデータを所定の数のブロックに分割する前に、０の連続を一定長以下に拘束するＲＬＬ符号を行うＲＬＬ符号手段と、
前記反復復号手段が反復復号を行った後で、ＲＬＬ符号を復号するＲＬＬ復号手段と、
をさらに備えたことを特徴とする付記３に記載の記録再生装置。
（付記５）前記符号化手段がセクタデータを所定の数のブロックに分割する前に、０および１の連続を一定長以下に拘束するＭＴＲ符号を行うＭＴＲ符号手段と、
前記符号化手段が生成したパリティビットが前記拘束を満たすようにガードビットを挿入するガードビット挿入手段と、
前記反復復号手段が反復復号を行った後で、ＭＴＲ符号を復号するＭＴＲ復号手段と、
をさらに備え、
前記反復復号手段は、ガードビットの除去とＬＤＰＣ復号とガードビットの挿入を繰り返して反復復号することを特徴とする付記３に記載の記録再生装置。
（付記６）前記符号化手段は、ＲＳＣ符号を用いて符号化し、
前記反復復号手段は、ＲＳＣ復号を用いて反復復号することを特徴とする付記１または２に記載の記録再生装置。
（付記７）前記誤り訂正手段は、前記符号化手段が分割したブロックの符号長にランダムインターリーバの長さを等しくすることを特徴とする付記６に記載の記録再生装置。
（付記８）誤り訂正符号と反復型符号化とを用いる記録再生方法であって、
記録媒体に書き込むセクタデータを所定の数のブロックに分割して符号化する符号化工程と、
前記記録媒体から読み出したセクタデータを前記所定の数のブロックに分割して反復復号する反復復号工程と、
を含んだことを特徴とする記録再生方法。
（付記９）前記反復復号工程が反復復号を行った後で、所定長以上の誤り訂正能力を以って誤り訂正する誤り訂正工程をさらに含んだことを特徴とする付記８に記載の記録再生方法。
（付記１０）前記符号化工程は、ＬＤＰＣ符号を用いて符号化し、
前記反復復号工程は、ＬＤＰＣ復号を用いて反復復号することを特徴とする付記８または９に記載の記録再生方法。
（付記１１）前記符号化工程がセクタデータを所定の数のブロックに分割する前に、０の連続を一定長以下に拘束するＲＬＬ符号を行うＲＬＬ符号工程と、
前記反復復号工程が反復復号を行った後で、ＲＬＬ符号を復号するＲＬＬ復号工程と、
をさらに含んだことを特徴とする付記１０に記載の記録再生方法。
（付記１２）前記符号化工程がセクタデータを所定の数のブロックに分割する前に、０および１の連続を一定長以下に拘束するＭＴＲ符号を行うＭＴＲ符号工程と、
前記符号化工程が生成したパリティビットが前記拘束を満たすようにガードビットを挿入するガードビット挿入工程と、
前記反復復号工程が反復復号を行った後で、ＭＴＲ符号を復号するＭＴＲ復号工程と、
をさらに含み、
前記反復復号工程は、ガードビットの除去とＬＤＰＣ復号とガードビットの挿入を繰り返して反復復号することを特徴とする付記１０に記載の記録再生方法。
（付記１３）前記符号化工程は、ＲＳＣ符号を用いて符号化し、
前記反復復号工程は、ＲＳＣ復号を用いて反復復号することを特徴とする付記８または９に記載の記録再生方法。
（付記１４）前記誤り訂正工程は、前記符号化工程が分割したブロックの符号長にランダムインターリーバの長さを等しくすることを特徴とする付記１３に記載の記録再生方法。
（付記１５）誤り訂正符号と反復型符号化とを用いる記録再生回路であって、
記録媒体に書き込むセクタデータを所定の数のブロックに分割して符号化する符号化手段と、
前記記録媒体から読み出したセクタデータを前記所定の数のブロックに分割して反復復号する反復復号手段と、
を備えたことを特徴とする記録再生回路。
本実施例１に係る磁気ディスク装置の構成を示す機能ブロック図である。 本実施例１に係る符号器の構成を示す構成図である。 本実施例１に係る復号器の構成を示す構成図である。 図２−１に示したＬＤＰＣ符号器の動作を説明する説明図である。 誤り分布の変化を示す図である。 誤り訂性能とＥＣＣとの関係を示す図である。 分割数による誤り訂正能力の変化を示す図である。 本実施例１に係る分割器の構成例を示す図である。 本実施例２に係る符号器の構成を示す構成図である。 本実施例２に係る復号器の構成を示す構成図である。 本実施例３に係る符号器の構成を示す構成図である。 本実施例３に係る復号器の構成を示す構成図である。 従来の反復型方式磁気ディスク装置におけるデータの流れを示す図である。
符号の説明
１０ 磁気ディスク装置
１３ ＨＤＣ
１４ ＲＤＣ
１５ プリアンプ
１６ ＣＲＣ符号器
１７ ＥＣＣ符号器
１８ 符号器
１９ 記録補償器
２０ ドライバ
２１ ドライバ
２２ アンプ
２３ ＴＡ検出器
２４ 可変利得アンプ（ＶＧＡ）
２５ ローパスフィルタ（ＬＰＦ）
２６ ＡＤコンバータ（ＡＤＣ）
２７ ＦＩＲフィルタ
２８ 復号器
２９ ＰＬＬ２９
３０ 自動利得制御器（ＡＧＣ）
３１ ＥＣＣ復号器
３２ ＣＲＣ検査
３３ ＲＬＬ符号器
３４、３７、４３、４６、５３、５８ 分割器
３５、４４ ＬＤＰＣ符号器
３６ ＭＵＸ
３８、４７、５９ チャネル復号器
３９ ＬＤＰＣ復号器
４１ ＲＬＬ復号器
４２ ＭＴＲ符号器
４５ ガードビット挿入器
５２ ＭＴＲ復号器
５４ ＲＳＣ符号器
５５ ＭＵＸ・パンクチャ器
５６ ランダムインターリーバ
５７ プリコーダ
６２ ＲＳＣ復号器

Claims (6)

  1. 誤り訂正符号と反復型符号化とを用いる記録再生装置であって、
    記録媒体に書き込むセクタデータを所定の数のブロックに分割して符号化する符号化手段と、
    前記記録媒体から読み出したセクタデータを前記所定の数のブロックに分割して反復復号する反復復号手段と、
    を備えたことを特徴とする記録再生装置。
  2. 前記反復復号手段が反復復号を行った後で、所定長以上の誤り訂正能力を以って誤り訂正する誤り訂正手段をさらに備えたことを特徴とする請求項１に記載の記録再生装置。
  3. 前記符号化手段は、ＬＤＰＣ符号を用いて符号化し、
    前記反復復号手段は、ＬＤＰＣ復号を用いて反復復号することを特徴とする請求項１または２に記載の記録再生装置。
  4. 前記符号化手段がセクタデータを所定の数のブロックに分割する前に、０の連続を一定長以下に拘束するＲＬＬ符号を行うＲＬＬ符号手段と、
    前記反復復号手段が反復復号を行った後で、ＲＬＬ符号を復号するＲＬＬ復号手段と、
    をさらに備えたことを特徴とする請求項３に記載の記録再生装置。
  5. 前記符号化手段がセクタデータを所定の数のブロックに分割する前に、０および１の連続を一定長以下に拘束するＭＴＲ符号を行うＭＴＲ符号手段と、
    前記符号化手段が生成したパリティビットが前記拘束を満たすようにガードビットを挿入するガードビット挿入手段と、
    前記反復復号手段が反復復号を行った後で、ＭＴＲ符号を復号するＭＴＲ復号手段と、
    をさらに備え、
    前記反復復号手段は、ガードビットの除去とＬＤＰＣ復号とガードビットの挿入を繰り返して反復復号することを特徴とする請求項３に記載の記録再生装置。
  6. 誤り訂正符号と反復型符号化とを用いる記録再生回路であって、
    記録媒体に書き込むセクタデータを所定の数のブロックに分割して符号化する符号化手段と、
    前記記録媒体から読み出したセクタデータを前記所定の数のブロックに分割して反復復号する反復復号手段と、
    を備えたことを特徴とする記録再生回路。
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