JP2005190628A - ディスク装置及びディスク再生方法 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】ディスクからの反射光を読取って読取信号を出力する読取部11と、読取信号は第1変調規則で変調されたものか第2変調規則で変調されたかものかを識別して識別信号を出力する識別部26と、読取信号に波形等化処理を施す等化部19と、識別部からの識別信号が示す変調規則に応じて、波形等化処理された読取信号を最尤復号して再生信号を出力する復号部20とを有するディスク装置。
【選択図】図1
Description
(基本構成と基本動作)
光ディスク装置の一般的な記録再生回路の構成例を図1に示す。本発明に係る光ディスク装置は、図1に示すように、光ディスクDへレーザ光を照射して反射光を受光し読取信号を出力する光ピックアップ11と、データ記録のための設定情報を提供する記録補償テーブル12と、データ記録の際の補償制御を行う記録補償制御部13と、記録データに所定のRLL変調を行うRLL変調器16と、インタフェース25に接続され、エラー訂正を行うECC回路24と、を有している。更に、本発明に係る光ディスク装置は、光ピックアップ11に接続され、読取信号にフィルタ処理を施す低域通過フィルタ17と、信号をA/D変換するA/D変換器18と、変換された信号に波形等化処理の等化処理を施す適応型等化器19と、波形等化されたデータを最尤復号するビタビ復号器20と、復号された信号につき(1,7)RLL復調を行うRLL復調器21と、(2,7)RLL復調を行うRLL復調器26と、更に、ビタビ復号された信号に基づき適応型等化器のタップ係数を最適化するための適応学習回路22と、PLL回路23と、更に、全体の動作を司るCPU26とを有している。
次に、本発明の特徴である最小ラン長が“1”の変調規則で変調したディスクと最小ラン長が“2”の変調規則で変調したディスクとを復号するビタビ復号器について、図面を用いて詳細に説明する。
図3は、本発明によるコンペアセレクタ部の構成を示すブロック図である。この図3において、BM00,BM40,BM01,BM41,BM36,BM76,BM37,BM77は、後述する式(6)に示したブランチメトリックの値であり、ブランチメトリック演算器31の出力信号である。M0,M1,M3,M4,M6,M7は、メトリック値であり、メトリックレジスタ34の出力信号である。又、加算回路41乃至138は、二つの入力値の和を出力する。図中の左側の端子が入力値であり、図中の右側の端子が出力である。この加算回路における演算は、後述する式(4)に示した加算処理である。又、比較回路49,50,51,52は、二つ右側端子の入力値の大小比較を行う。各比較器の上側入力値が下側入力値より小さい場合は“0”を出力し、その他の場合は“1”を出力する。この比較回路49,50,51,52は、後述する式(4)に示した比較処理を行う。又、選択回路符号143乃至146は、比較回路49から52の比較結果に基づいて二つの左側入力値のいずれかを出力する。比較回路49,50,51,52の出力が“0”の場合は、各選択器の上側入力値が出力され、比較回路49,50,51,52の出力が“1”の場合は、各選択器の下側入力値が出力される。選択された値は、メトリックレジスタ34に接続されて、次の時刻でのメトリック値として用いられる。又、比較回路49,50,51,52の出力は、パスメモリ33に接続される。
次に、メトリックレジスタ34の構成について説明する。メトリックレジスタ34は、各時刻で求めた最小メトリック値を保持し、このメトリック値は次の時刻での比較・選択処理に利用される。同時に、メトリック値のオーバーフローを避けるための処理を行う。図4は、メトリックレジスタ34の構成を示す一例である。図4に示すように、メトリックレジスタ34は、フリップフロップ71〜76、シフト回路79、加算回路80〜85を備えている。フリップフロップ71〜76は、各時刻においてコンペアセレクタ32で求めたメトリック値M0(k+1),M1(k+1),M3(k+1),M4(k+1),M6(k+1),M7(k+1)を入力信号としてその値を保持する。シフト回路79は、フリップフロップ71が保持する値の1/2の値を求める。加算回路80〜85は、フリップフロップ71〜76が保持する値からシフト回路79の出力値を引き、新たなメトリック値とすることでメトリック値のオーバーフローを防ぐ。加算回路80〜85の出力が、現在のメトリック値M0(k),M1(k),M3(k),M4(k),M6(k),M7(k)としてコンペアセレクタ32の入力となる。
次に、パスメモリ33の構成について図5を用いて説明する。この図において、セレクタ100乃至105及び112乃至115は、図中の左側の二つの入力のうち片方を選択して右側の端子から出力する。出力の選択信号は、図中の上側の端子であり、選択信号が“0”のとき入力信号の上側が選択され、選択信号が“1”のとき入力信号の下側が選択される。又、フリップフロップ106乃至111は、図示していないクロックの入力によって右側の入力端子の信号を取り込み、次のクロック入力までその値を出力する。
次に、このようなビタビ復号器の動作をビタビアルゴリズムや状態遷移図、トレリス線図等を用いて説明する。
式(1)での最終項の“−(1+2+2+1)/2”は、等化後再生波形の直流成分がゼロとなるようにするためである。
式(2)のn(k)は、時刻(k)でのチャネル出力に含まれる雑音成分である。
式(3)におけるMxyは、時刻kで状態がSxからSyへの状態遷移に対して、この状態遷移に対するZ(k)を求めて、このZ(k)と各時刻での実際のチャネル出力Y(k)の誤差の2乗を求めた値である。次に、時刻kで状態Sxに達する全てのa(k)の系列を求め、個々のa(k)の系列に対するブランチメトリックの総和を求める。求めたブランチメトリックの総和が最小値となるa(k)の系列が最尤系列である。ここで、前述のように、時刻kでの理想チャネル出力Z(k)は、現在の状態S(k)と現在の入力a(k)のみで求めることができる。すると、時刻kで状態Sxに達するメトリックの総和をMxとすると、時刻k+1における最小メトリックは以下の式から求められる。
M1(k+1)=Min{M0(k)+BM01,M4(k)+BM41}
M3(k+1)=M1(k)+BM13
M4(k+1)=M6(k)+BM64
M6(k+1)=Min{M3(k)+BM36,M7(k)+BM76}
M7(k+1)=Min{M3(k)+BM37,M7(k)+BM77} …(4)
式(4)において、BMxyは、状態xから状態yへ遷移するときのブランチメトリックである。式(3)及び図6からそれぞれの値を求めると、以下のようになる。
BM01={Y(k)−(−2)}2
BM13={Y(k)−(0)}2
BM36={Y(k)−(+1)}2
BM37={Y(k)−(+2)}2
BM40={Y(k)−(−2)}2
BM41={Y(k)−(−1)}2
BM64={Y(k)−(0)}2
BM76={Y(k)−(+2)}2
BM77={Y(k)−(+3)}2 …(5)
ここで、式(4)における最小メトリックとなる状態遷移を選択するには、メトリック値の総和の大小関係のみが重要であり、メトリック値の絶対値は重要ではない。そこで、式(5)のすべてのブランチメトリックに同じ値を加算しても大小関係に変化はない。すると、式(5)は以下のように書き換えることができる。
BM01=4*Y(k)+4
BM13=0
BM36=−2*Y(k)+1
BM37=−4*Y(k)+4
BM40=4*Y(k)+4
BM41=2*Y(k)+1
BM64=0
BM76=−4*Y(k)+4
BM77=−6*Y(k)+9 …(6)
又、式(4)のM0,M1,M6,M7における最小メトリックの選択結果をメモリに蓄えることで、最小メトリックに達する状態遷移の履歴が最終的に一つにマージされて最尤列データとして確定する。
又、図8はトレリス線図を示しており、これは図6の状態遷移を時系列的に表している。図8において、S0,S1,S3,S4,S6,S7が状態を表す。又、時刻kで状態S0に達するパスのメトリックをM0、状態S1に達するパスのメトリックをM1、状態S3に達するパスのメトリックをM3、状態S4に達するパスのメトリックをM4、状態S6に達するパスのメトリックをM6、状態S7に達するパスのメトリックをM7とする。図6に示したように時刻kから時刻k+1の遷移において、状態S0からは状態S0及びS1に分岐し、状態S1からはS3へ達し、状態S3からは状態S6及びS7に分岐し、状態S4からは状態S0及びS1に分岐し、状態S6からは状態S4に達し、状態S7からは状態S6及びS7に分岐する。時刻kから時刻k+1への状態遷移を結ぶ実線上の式は、式(6)に示したブランチメトリックである。
M0(k)+6*Y(k)+9
M4(k)+4*Y(k)+4
これら二つの演算は独立であり、並列に処理を行うことが可能である。
M0(k)+6*Y(k)+9 : M4(k)+4*Y(k)+4
第1の処理で得られた値に対して比較を行う。
M0(k)+6*Y(k)+9<M4(k)+4*Y(k)+4の場合
M0(k+1)=M0(k)+6*Y(k)+9
M0(k)+6*Y(k)+9≧M4(k)+4*Y(k)+4の場合
M0(k+1)=M4(k)+4*Y(k)+4
すなわち第2の処理(比較)の結果に従い、第1の処理(加算)の結果のいずれかを選択する。
上述した状態遷移図及びトレリス線図において、最小ラン長が“1”の変調規則で変調されたディスクの復号(d=1)と、最小ラン長が“2”の変調規則で変調されたディスクの復号(d=2)とにおいて、以下の相違が示されている。
即ち、上述したコンペアセレクタ32において、最小ラン長が“1”の変調規則で変調したディスクの場合は、最小ラン長選択信号Lにより、スイッチ61が比較器50を選択することで、“1”の変調規則に応じた演算が行われる。一方、最小ラン長が“2”の変調規則で変調したディスクの場合は、最小ラン長選択信号Lにより、スイッチ61が“0”を選択することで、“2”の変調規則に応じた演算が行われる。これにより、最小ラン長が“1”の変調規則で変調したディスクと最小ラン長が“2”の変調規則で変調したディスクとを同一のビタビ復号器で復号して再生することができる。
次に、上記した実施形態を簡略化する第2の実施形態について説明する。図10は、図8に示したトレリス線図を時刻(k−1)から(k+1)までの範囲で示した図である。このトレリス線図から、前述の式(4)は、下記のように変更することが可能である。
M1(k+1)=Min{M0(k)+BM01(k),M6(k−1)+BM64(k−1)+BM41(k)}
M6(k+1)=Min{M1(k−1)+M13(k−1)+BM36(k),M7(k)+BM76(k)}
M7(k+1)=Min{M1(k−1)+M13(k−1)+BM37(k),M7(k)+BM77(k)} (7)
式(7)では、メトリックM(3)、M(4)が式上に存在しないので、第1の実施形態に比べてコンペアセレクタ32及びメトリックレジスタ34を簡略化できる。
Claims (7)
- ディスクからの反射光を読取って読取信号を出力する読取部と、
前記ディスクの種類を識別して、識別信号を出力する識別部と、
前記読取部が出力した前記読取信号に波形等化処理を施す等化部と、
前記識別部からの識別信号に応じて前記読取信号が第1変調規則で変調されたか第2変調規則で変調されたかを判断し、その変調規則に応じて前記波形等化処理された読取信号を最尤復号して再生信号を出力する復号部と、
を具備することを特徴とするディスク装置。 - 前記識別部の第1変調規則とは最小ラン長が“1”である変調規則であり、第2変調規則とは最小ラン長が“2”である変調規則であることを特徴とする請求項1記載のディスク装置。
- 前記復号部は、前記波形等化処理された読取信号から、前記再生信号の候補である複数のデータ系列について確実性の値をそれぞれ演算し、
前記識別信号が前記第1変調規則を示す時、前記第1変調規則に応じた前記複数のデータ系列の確実性の値を比較して、最も確実なデータ系列を前記再生信号として出力し、
前記識別信号が前記第2変調規則を示す時、前記第1変調規則のみに固有の前記データ系列の確実性の値を排除し、前記第2変調規則に応じた前記複数のデータ系列の確実性の値を比較して、最も確実なデータ系列を前記再生信号として出力することを特徴とする請求項1記載のディスク装置。 - 前記復号部は、前記識別信号が前記第2変調規則を示す時、前記第1変調規則のみに固有の前記データ系列の確実性の値を排除するためのスイッチを設けたことを特徴とする請求項3記載のディスク装置。
- ディスクからの反射光を読取って読取信号を出力し、
前記ディスクの種類を識別して識別信号を出力し、
前記読取信号に波形等化処理を施し、
前記識別信号に応じて前記読取信号が第1変調規則で変調されたか第2変調規則で変調されたかを判断し、
前記判断された変調規則に応じて前記波形等化処理された読取信号を最尤復号して再生信号を出力することを特徴とするディスク再生方法。 - 前記第1変調規則とは、最小ラン長が“1”である変調規則であり、第2変調規則とは最小ラン長が“2”である変調規則であることを特徴とする請求項5記載のディスク再生方法。
- 前記波形等化処理された読取信号から、前記再生信号の候補である複数のデータ系列について確実性の値をそれぞれ演算し、
前記識別信号が前記第1変調規則を示す時、前記第1変調規則に応じた前記複数のデータ系列の確実性の値を比較して、最も確実なデータ系列を前記再生信号として出力し、
前記識別信号が前記第2変調規則を示す時、前記第1変調規則のみに固有の前記データ系列の確実性の値を排除し、前記第2変調規則に応じた前記複数のデータ系列の確実性の値を比較して、最も確実なデータ系列を前記再生信号として出力することを特徴とする請求項5記載のディスク再生方法。
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