JP2005322282A - エラーレート測定装置及びエラーレート測定方法、並びにディスク状記録媒体再生装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 １次元のみに配置されたバイトデータを用いた誤り訂正符号化によるＥＣＣブロックにおいても、エラーレートを得ることを可能にするエラーレート測定装置の提供を目的とする。
【解決手段】 ＲＳ−ＬＤＣデコーダ１４は、読込んだＬＤＣ符号データについて誤り検出処理、及び誤り訂正処理を実行し、訂正データ、訂正信号（誤り検出フラグ）、フレーム番号を出力する。ＲＳ−ＬＤＣデコーダ１４から出力された訂正データは、データ出力回路２０に送られ、以後のアプリケーションで利用される。一方、フレーム番号と訂正信号は、誤りカウンタ１８によりフレーム別に集計され、誤り集計回路１９により、ブロックエラーレートが集計される。
【選択図】 図３

Description

本発明は、ディスク状記録媒体に付着したゴミや傷などの影響により、発生したデータ誤りをデータ再生時に測定するエラーレート測定装置及びエラーレート測定方法、並びに測定されたエラーレートに基づいてディスク状記録媒体や再生信号の品質を評価するディスク状記録媒体再生装置に関する。

現在、直径を略６４ｍｍとなし、例えば楽音信号で７４分以上の記録を可能となす記憶容量を備えている、小径の光ディスクが広く知られるようになった。この小径の光ディスクは、ミニディスクＭＤ（登録商標）と呼ばれ、ピットによりデータが記録されている再生専用型と、光磁気記録（ＭＯ）方式によりデータが記録されており再生も可能な記録再生型の２種類がある。以下の説明は、記録再生型の小径光ディスク（以下、光磁気ディスクという）に関する。上記光磁気ディスクは記録容量を上げるため、トラックピッチや、記録レーザ光の記録波長或いは対物レンズのＮＡ等が改善されてきている。

トラックピッチ１．６μｍでグルーブ記録、また変調方式がＥＦＭである、初期の光磁気ディスクを第１世代ＭＤと記す。この第１世代ＭＤの物理フォーマットは、以下のように定められている。トラックピッチは、１．６μｍ、ビット長は、０．５９μｍ／ｂｉｔとなる。また、レーザ波長λは、λ＝７８０ｎｍであり、光学ヘッドの開口率は、ＮＡ＝０．４５としている。記録方式としては、グルーブ（ディスク盤面上の溝）をトラックとして記録再生に用いるグルーブ記録方式を採用している。また、アドレス方式は、ディスク盤面上にシングルスパイラルのグルーブを形成し、このグルーブの両側に対してアドレス情報としてのウォブル（Wobble）を形成したウォブルドグルーブを利用する方式を採っている。なお、本明細書では、ウォブリングにより記録される絶対アドレスをＡＤＩＰ（Address in Pregroove）ともいう。この第１世代ＭＤは、記録データの変調方式として、ＥＦＭ（８−１４変換）変調方式が採用されている。また、誤り訂正方式としては、ＡＣＩＲＣ(Advanced Cross Interleave Reed-Solomon Code)を用いている。また、データインターリーブには、畳み込み型を採用している。これにより、データの冗長度は、４６．３％となっている。また、第１世代ＭＤにおけるデータの検出方式は、ビットバイビット方式であって、ディスク駆動方式としては、ＣＬＶ(Constant Linear Verocity)が採用されている。ＣＬＶの線速度は、１．２ｍ／ｓである。記録再生時の標準のデータレートは１３３ｋＢ／ｓ、記録容量は１６４ＭＢ（ＭＤ−ＤＡＴＡでは、１４０ＭＢ）である。また、データの最小書換単位（クラスタ）は、３２個のメインセクタと４個のリンクセクタによる３６セクタで構成されている。

さらに、近年では、第１世代ＭＤよりもさらに記録容量を上げた高密度ＭＤが開発された。先ず、従来の媒体（ディスクやカートリッジ）はそのままに、変調方式や、論理構造などを変更してユーザエリア等を倍密度にし、記録容量を例えば３００ＭＢに増加したＭＤ（以下、高密度ＭＤ１という）が開発された。記録媒体の物理的仕様は、同一であり、トラックピッチは、１．６μｍ、レーザ波長λは、λ＝７８０ｎｍであり、光学ヘッドの開口率は、ＮＡ＝０．４５である。記録方式としては、グルーブ記録方式を採用している。また、アドレス方式は、ＡＤＩＰを利用する。このように、ディスクドライブ装置における光学系の構成やＡＤＩＰアドレス読出方式、サーボ処理は、第１世代ＭＤと同様である。この高密度ＭＤ１は、記録データの変調方式として、高密度記録に適合したＲＬＬ（１−７）ＰＰ変調方式（ＲＬＬ；Run Length Limited、ＰＰ：Parity preserve/Prohibit rmtr(repeated minimum transition runlength)）を採用している。また、誤り訂正方式としては、より訂正能力の高いＢＩＳ（Burst Indicator Subcode）付きのＲＳ−ＬＤＣ（Reed Solomon−Long Distance Code）方式を用いている。

さらに、高密度ＭＤとしては、高密度ＭＤ１より記録容量を増加した高密度ＭＤ３が、外形、光学系は互換性を保ちながらも、トラックピッチを１．２５μｍに狭め、かつ例えば前記グルーブから磁壁移動検出（Domain Wall Displacement Detection：ＤＷＤＤ）によって記録マークを検出する方式で開発された。この高密度ＭＤ３は、記録データの変調方式として、高密度記録に適合したＲＬＬ（１−７）ＰＰ変調方式（ＲＬＬ；Run Length Limited、ＰＰ：Parity preserve/Prohibit rmtr(repeated minimum transition runlength)）を採用している。また、誤り訂正方式としては、より訂正能力の高いＢＩＳ（Burst Indicator Subcode）付きのＲＳ−ＬＤＣ（Reed Solomon−Long Distance Code）方式を用いている。データインターリーブは、ブロック完結型とする。これによりデータの冗長度は、２０．５０％になる。またデータの検出方式は、ＰＲ（１，−１）ＭＬによるビタビ復号方式を用いる。また、データの最小書換単位であるクラスタは、１６セクタ、６４ｋＢで構成されている。ディスク駆動方式にはＺＣＡＶ方式を用い、その線速度は２．０ｍ／ｓとする。記録再生時の標準データレートは、９．８ＭＢ／ｓである。したがって、高密度ＭＤ３では、ＤＷＤＤ方式及びこの駆動方式を採用することにより、総記録容量を１ＧＢにできた。

上述したように、第１世代ＭＤ、高密度ＭＤでは、誤り訂正符号の代表であるリードソロモン符号を用いている。リードソロモン符号には、下記の性質があることが知られている。
１．誤り位置が不明とき、１シンボルの訂正に対し、２自由度を消費する（通常訂正）。２．誤り位置が判明しているとき、１シンボルの訂正に対し、１自由度を消費する（消失訂正）。

通常使用されるリードソロモン符号では、１シンボルは１バイトであり、自由度の数は、訂正処理に使用するパリティのバイト数である。また、パリティ数が大きい符号ほど、訂正に必要な回路規模は大きい。

また、誤り位置を高い確率で予測することにより、訂正能力を向上させることができる。すなわち、予測した位置に誤りがある確率が５０％を越えていれば、訂正能力は向上し、５０％未満であれば、訂正能力は低下する。

従来よりＣＤやＤＶＤ等に使用されてきた誤り訂正符号は、２次元配置されたバイトデータの各次元について、符号間距離の比較的短いリードソロモン符号に符号化することにより、限られた回路規模下で訂正能力を向上させる工夫が施されていた。

図１１に、２次元符号の代表として、簡略化した積符号のモデルを例示する。この例では、Ｍ行Ｎ列に配置されている各バイトデータのうち、第０〜第１５行の各行について、第０〜第１５列に属する領域に、２５６バイトのユーザーデータが配置されている。このユーザーデータに対し、下記の手順でＥＣＣブロックを構成する。
１．第０〜第１５列について、各列が符号長２０、パリティ数４のリードソロモン符号（以下、Ｃ２符号）を構成するように各列について４バイトのパリティ（以下、Ｃ２パリティ）を生成し、第１６行〜第１９行に配置する。
２．第０〜第１５行について、各行が符号長２０、パリティ数４のリードソロモン符号（以下、Ｃ１符号）を構成するように各行について４バイトのパリティ（以下、Ｃ１パリティ）を生成し、第１６〜第１９列に配置する。
３．１．で生成された第１６〜第１９行のＣ２パリティについて、２．と同様に各行について４バイトのパリティ（以下、Ｃ１・Ｃ２パリティ）を生成し、第１６〜第１９列に配置する。

以上のように構成されたＥＣＣブロックは、各行について第０列から第１９列の順に読出され、第０行から第１９行の順に、ディスクに記録される。

次に、ディスクから読み出されたＥＣＣブロックからユーザーデータを再生する手続きについて説明する。ディスクから読み出されたＥＣＣブロックには、ディスクに付着したゴミや傷などの影響により、データに誤りが含まれることがある。図１１の例において、×及び△の印を付けた箇所が誤っているとする。これらの誤りを訂正する方法は下記のとおりである。
１．第０〜第１９行の各行について、Ｃ１符号訂正を行なうとともに、検出された誤り数を記憶しておく（図の右端）。例ではパリティ数が４バイトであるため、２バイトまでの誤り（図の△）を検出・訂正できる。３バイト以上の誤り（図の×）があるＣ１符号は訂正不能であり、誤り数は確定できない（図の右端の×）。
２．第０〜第１５列の各列について、Ｃ２符号訂正を行なう。ここで、Ｃ１符号訂正時に訂正不能となった位置のバイトに対し、消失訂正を行なうことにより、４バイトまでの誤りを訂正できる。図の例では、第５行、第１１行、第１３行の３箇所がＣ１符号訂正不能であったため、Ｃ２符号訂正に成功する。

但し、上記リードソロモン符号の訂正においては、誤訂正という現象が知られている。例えば図１１において第１１行に多数の誤りが発生した結果、偶然別のパターンのリードソロモン符号に、２バイト以内の違いで一致した場合、別の符号と見なされて訂正され、得られる誤り数も、偽の値となる。このときＣ２符号訂正においては第５行と第１３行のみが消失訂正され、第１１行は通常訂正となるが、４バイトのパリティによる訂正能力以内であるため、Ｃ２符号訂正に成功する。

以上のようにして得られた誤り数の情報を利用して、ディスクに記録されている信号の品質を表すいくつかの指標が得られる。代表的な指標としては、１．総誤り率、２．バースト誤り率、３．ブロック誤り率がある。

１．総誤り率を以下に説明する。Ｃ１符号訂正及びＣ２符号訂正により訂正された誤りの総数を、符号全体のバイト数で除算した値である。図では３０／４００＝０．０７５である。但し、誤訂正が発生した場合、正しい値は求められない。例えば、第１１行に誤訂正が発生した場合、新たに２バイトの誤りが生成されてＣ２訂正されると、誤り数が４バイト増加する。また、例の第１１行、第１３行のようにバースト誤りが発生している場合、誤り数が非常に多くなり、バースト誤りのないＥＣＣブロックとの信号品質の比較が困難である。

２．バースト誤り率を以下に説明する。Ｃ１符号訂正時に訂正不能となった符号の総数を、Ｃ１符号の総符号数で除算した値である。図では３／２０＝０．１５である。但し、信号品質が良好な場合に支配的であるランダム誤りの寄与がないため、信号品質の指標としては使いにくい。また、第５行のように、ランダム誤りが同一のＣ１符号上に偶然重なった場合は多くカウントされ、誤訂正が発生した場合は少なくカウントされるなど、正しい値が得られないことがある。

３．ブロック誤り率を以下に説明する。Ｃ１符号訂正時に誤りが検出された符号の総数を、Ｃ１符号の総数で除算した値である。図では５／２０＝０．２５である。１．の総誤り率に比べ、バースト誤りの影響が抑えられる上、２．のバースト誤り率に比べ、ランダム誤りの寡多も反映されている。また、Ｃ１符号訂正時に誤訂正が発生したとしても、符号パターンが別の符号と完全一致しない限りカウントされるため、正しくない値になる可能性が小さいという特徴を持つ。このブロック誤り率は、信号品質が良好な場合のランダム誤りに対し、１バイトの誤りを１符号の誤りに増幅してカウントし、信号品質が悪い場合のバースト誤りに対し、訂正不能な符号数をそのままカウントすることにより、広い範囲の信号品質を評価できる指標として利用されている。

また、近年、半導体の微細化技術及び誤り訂正回路技術の進歩により、パリティ数の大きい符号に対する訂正回路が負担なく実現できるようになった。一方で、応用商品の低消費電力化に対する要求が大きくなり、クロック周波数を低くすることが求められるようになった。このため、上記積符号に代えて、１次元のみの符号化ではあるがパリティ数を多くとることにより訂正能力を向上させた、ロングディスタンス符号（ＬＤＣ）が使用されるようになってきている。

図１２に、簡略化したＬＤＣのモデルを例示する。この例では、Ｍ行Ｎ列に配置されている各バイトデータのうち、第０〜第１５行の各行について、第０〜第１５列に２５６バイトのユーザーデータが配置されている。このユーザーデータの各列に対し、符号長２４、パリティ数８のリードソロモン符号（以下、ＬＤＣ符号）を構成するように８バイトのパリティを生成し、第１６行〜第２３行に配置する。以上のように構成されたＥＣＣブロックは、各行について第０列から第１５列の順に読み出され、第０行から第２３行の順に、ディスクに記録される。

次に、ディスクから読み出されたＥＣＣブロックからユーザーデータを再生する手続きについて説明する。ディスクから読み出されたＥＣＣブロックには、ディスクに付着したゴミや傷などの影響により、データに誤りが含まれることがある。図の例において、×の印を付けた箇所が誤っているとする。

これらの誤りを訂正するには、各列のデータを縦方向に読み出してＬＤＣ符号訂正すればよい。図の例ではパリティ数が８バイトであるため、各列について４バイトまでの誤りを検出・訂正できる。この例では、各列に含まれる誤りの数は４バイト以下であるため、訂正に成功し、誤り数を得ることができる。ここで得られた誤り数を総和すれば、上記積符号の例で述べた、総誤り率が得られる。図では、３０／３８４＝０．０７８である。

ところが、上記積符号の場合にあった行方向の符号に対する誤り情報がないため、バースト誤り率とブロック誤り率は、このままでは求めることができないという問題点があった。

特開平８−３３９６３６号公報には、ＬＤＣ符号を用い、フレームに同期してデータを変調／復調する場合にも、データの信頼性を低下させないようにするデータ記録方法及び再生方法が開示されている。エラー訂正符号として、データの読み出し／書き込み方向とエラー訂正符号化方向とが異なる方向とされたＬＤＣ符号を用い、フレーム毎のエラーを検出するパリティを付加する。このパリティにより、フレーム毎にエラーの検出を行う。

特開平８−３３９６３６号

しかし、上記特許文献１では、フレーム毎のエラーを検出するパリティを付加している。ＬＤＣ符号を用いた誤り訂正は、列方向にパリティ数を多くとることを特徴としているが、上記特許文献１では、さらに上記フレーム毎のエラーを検出するパリティも必要となる。１次元のみの符号化ではなく、２次元方向の符号化となる。

本発明は、１次元のみの符号化でありながら、ブロックエラーレート及びバーストエラーレートを得ることを可能にするエラーレート測定装置及びエラーレート測定方法、並びに測定されたエラーレートに基づいてディスク状記録媒体や再生信号の品質を評価するディスク状記録媒体再生装置の提供を目的とする。

本発明に係るエラーレート測定装置は、上記課題を解決するために、各列についてリードソロモン符号をなし、行の順序をフレームの順序としてデータを記録するロングディスタンス符号を用いてなるエラー訂正符号ブロック中のエラーレートを測定するエラーレート測定装置において、各列の符号をなすバイト数と同数以上であり、上記符号内のバイトにエラーが検出されたときにエラー位置に対応してフレーム方向のエラーをカウントアップ又はカウントダウンする複数のカウンタ手段と、上記複数のカウンタ手段によるカウント値を集計する集計手段とを備える。

複数のカウンタ手段は、各列の符号をなすバイト数と同数以上であり、一定の条件下でカウントアップ又はカウントダウンする機能を有し、ＬＤＣ符号内のバイトにエラーが検出されたとき、エラー位置に対応するフレーム上でカウントアップする。集計手段は、各カウンタ手段のうち、値が一定の条件を満たすカウンタの個数を集計する。この集計結果により、ブロックエラーレート及びバーストエラーレートの測定を可能とし、さらにビットスリップ発生の可能性を予測することができる。

本発明に係るエラーレート測定方法は、上記課題を解決するために、各列についてリードソロモン符号をなし、行の順序をフレームの順序としてデータを記録するロングディスタンス符号を用いてなるエラー訂正符号ブロック中のエラーレートを測定するエラーレート測定方法において、各列の符号をなすバイト数と同数以上のカウンタ手段を用いて上記符号内のバイトにエラーが検出されたときにエラー位置に対応してフレーム方向のエラーをカウントアップ又はカウントダウンするカウント工程と、上記カウント工程によるカウント値を集計する集計工程とを備える。

本発明に係るディスク状記録媒体再生装置は、上記課題を解決するために、ディスク状記録媒体から再生信号を読み出す読み出し手段と、上記読み出し手段によってディスク状記録媒体から読み出された再生信号を復調して復調データを出力する復調手段と、各列についてリードソロモン符号をなし、行の順序をフレームの順序としてデータを記録するロングディスタンス符号を用いてなるエラー訂正符号ブロックの配列として上記復調手段から出力された復調データを保存する記憶手段と、上記記憶手段に保存されたエラー訂正符号ブロックから上記ロングディスタンス符号を読み出し、読み出した上記ロングディスタンス符号のバイトからエラーを検出し、かつ検出したエラーを訂正する誤り訂正手段と、上記各列の符号をなすバイト数と同数以上であり、上記誤り訂正手段によって検出されたエラーの位置に対応してフレーム方向のエラー数をカウントアップ又はカウントダウンする複数のカウンタ手段と、上記複数のカウンタ手段によるカウント値を集計する集計手段とを備え、上記集計手段により集計されたカウント値から得られたエラーレートをディスク状記録媒体の品質及び再生信号品質の把握、管理の指標とする。

本発明によれば、フレーム毎に誤りカウンタを設け、その結果を集計することにより、従来困難であった、ＬＤＣフォーマットにおけるブロックエラーレート、バーストエラーレートを求めることが可能となり、ディスクの品質及び記録再生装置の品質の把握・管理に有用な指標を得ることが可能となった。さらに、リムーバブルディスクで重要となる互換性について、ビットスリップに発展する可能性のあるバースト誤りを事前に検出することにより、相互信頼性の高いディスクの交換が可能となった。

以下、図面を参照しながら本発明を実施するための最良の形態について説明する。図１は、本発明のエラーレート測定装置及びエラーレート測定方法、並びにディスク状記録媒体再生装置が適用できる光ディスク記録再生装置の一実施例を示す図である。

光ディスク記録再生装置は、エラーレート測定装置を内蔵し、そこで測定して得られたエラーレート、例えばバーストエラーレートを光ディスクの品質及び再生信号品質の把握、管理の指標としている。

エラーレート測定装置は、１次元のみに配置されたバイトデータを用いた誤り訂正符号化によるＥＣＣブロックにおいても、エラーレートを得ることを可能にするものである。つまり、列方向の誤り符号化データをバイト毎に、行の順序をフレームの順序として構成されるエラー訂正符号ブロックＥＣＣ中のエラーレートを測定する装置である。このエラーレート測定装置は、各列の符号をなすバイト数と同数以上であり、上記符号内のバイトにエラーが検出されたときにエラー位置に対応してフレーム方向のエラーをカウントアップ又はカウントダウンする複数のカウンタと、上記複数のカウンタによるカウント値を集計する集計回路とを備える。詳細な構成、動作については後述する。

図１において、１は光ディスクである。光ディスク１には、データがクラスタ毎に記録されている。クラスタは、例えば１６セクタ、６４ｋＢで構成されている。光ディスク１は、スピンドルモータ２により回転される。この例では、光ディスク１は、光磁気ディスクであり、特に高密度ＭＤ３である。光ディスク１に対して、光学ピックアップ３及び磁気ヘッド４が設けられる。この光学ピックアップ３及び磁気ヘッド４は、図示せずも、スレッド送り機構により、ディスクの半径方向に一体的に移動可能とされている。

５はインターフェースである。インターフェース５としては、例えば、ＵＳＢ（Universal Serial Bus）が用いられる。このインターフェース５を介して、ホストコンピュータ６と、データやコマンドのやり取りがなされる。光ディスク１にデータを記録する場合には、インターフェース５から、高密度データが入力される。このデータは、ブロック化回路７に供給される。ブロック化回路７は、後段でブロック完結のエラー訂正符号化を行うために、記録データをブロック化する。

エラー訂正符号化処理は、ＢＩＳ（Burst Indicator Subcode）付きのＲＳ−ＬＤＣ（Reed Solomon−Long Distance Code）方式のＲＳ−ＬＤＣエンコーダ８によって行われる。ＲＳ−ＬＤＣエンコーダ８は、上記高密度データにインターリーブ及びＢＩＳ付きのＲＳ−ＬＤＣ方式のエラー訂正処理を施す。

ＲＳ−ＬＤＣエンコーダ８の出力は変調回路９に供給される。変調回路９は、例えば高密度記録に適合したＲＬＬ（１−７）ＰＰ変調方式（ＲＬＬ；Run Length Limited、ＰＰ：Parity preserve/Prohibit rmtr(repeated minimum transition runlength)）を採用しえいる。変調回路９にて、ＲＬＬ（１−７）ＰＰ変調されたデータは、磁気ヘッドドライバ１０に供給され、磁気ヘッドドライブ出力が磁気ヘッド４に供給される。光ディスク１には、磁気ヘッド４からデータで変調された磁界が印加されると共に光学ピックアップ３からレーザービームが照射される。これにより、光ディスク１にデータが記録される。

このように、この例では、データの記録は、データ書き込み時に、磁気ヘッド４にデータで変調された磁界が印加されると共に光学ピックアップ３からレーザービームが照射するような磁界変調方式とされているが、磁界変調方式に特定されるものではない。

再生時には、光学ピックアップ３から、光ディスク１の再生信号が得られる。この再生信号は、ＲＦアンプ１１に供給される。ＲＦアンプ１１からの再生信号が復調回路１２に供給される。復調回路１２は、ＰＲ（１，−１）ＭＬ及びビタビ復号を用いたデータ検出によりＲＬＬ（１−７）符号列としての復調データを得る。この復調データは、メモリー回路１３の所定のアドレスに保存される。そして、ＥＣＣブロックの配列が、メモリー回路１３上に再現される。但し、再現されたＥＣＣブロックには、ディスク上のゴミ等に起因するデータ誤りが点在し、図２では×印で表現されている。図２を参照してのＥＣＣブロックについては後述する。

このように再現されたＥＣＣブロックに対し、ＲＳ−ＬＤＣデコーダ１４は、誤り訂正処理を施し、訂正データはブロック分解回路１５に供給される。ブロック分解回路１５は、上述のブロック化回路７に対応した処理を行う。ブロック分解回路１５の出力がインターフェース５に送られ、インターフェース５を介して、外部にデータが出力される。

また、ＲＦアンプ１１からは、トラッキングエラー信号やフォーカスエラー信号が出力される。これらのトラッキングエラー信号やフォーカスエラー信号は、サーボ回路１６に供給される。サーボ回路１６は、システムコントローラ１７の管理の基に、トラッキング制御信号やフォーカス制御信号、スレッドモータの制御信号、レーザーパワーの制御信号、スピンドルモータの制御信号等を発生する。トラッキング制御信号やフォーカス制御信号、スレッドモータの制御信号は、光学ピックアップ３に供給され、これにより、トラッキングサーボ制御やフォーカスサーボ制御が行われる。また、レーザーパワーの制御信号が光学ピックアップ３に供給され、記録時／再生時に応じて、最適なレーザーパワーが設定される。また、スピンドルモータの制御信号がドライバー６１を介してスピンドルモータ２に供給され、光ディスクの回転が制御される。

次に、図２を参照して光ディスク１に記録されているＥＣＣブロックのフォーマットを簡略化して示す。Ｍ行×Ｎ列に配置されている各バイトデータのうち、第０〜第１５行の各行について、第０〜第１５列に２５６バイトのユーザーデータが配置されている。図２に示したユーザーデータの各列に対し、ＲＳ−ＬＤＣエンコーダ８では、符号長２４、パリティ数８のリードソロモン符号（以下、ＬＤＣ符号）を構成するように８バイトのパリティを生成し、第１６行〜第２３行に配置している。なお、ここでは、説明の簡略化のためにＥＣＣブロックを２４行×１６列に配置された各バイトデータで構成しているが、あくまでも一例であり、２４８行×１５２列、２４８行×３０４列でも、あるいは４９２行×３０４列でも、さらには、２４８行×１５２列を、ダブル構成としたブロックでもよい。

以上のように構成されたＥＣＣブロックは、各行について、第０列位置から第１５列位置の順（主走査）に読み出され、各行は、第０行から第２３行の順（副走査）に読み出される。各行は、先頭に同期信号が付加されて同期フレームを構成し、同期フレームは所定の変調処理を施されてディスクに記録されている。すなわち、本例では、ＥＣＣブロックの行番号はフレーム番号と等しい。

光ディスク記録再生装置は、各フレームについて各１個の誤りカウンタ１８と、１個の誤り集計カウンタ１９を付加して構成される。カウンタ１８は、各列の符号をなすバイト数と同数以上であり、上記符号内のバイトにエラーが検出されたときにエラー位置に対応してフレーム方向のエラーをカウントアップ又はカウントダウンする。また、１個の誤り集計カウンタ１９は、複数のカウンタによるカウント値を集計する。

図２に示した、各１個の誤りカウンタ１８と、１個の誤り集計カウンタ１９は、図１の光ディスク記録再生装置の構成の中には、直接記載がないが、例えばＲＳ−ＬＤＣデコーダ１４とシステムコントローラ１７との間で機能するブロックである。

図３には、光ディスク記録再生装置におけるエラー訂正の要部の構成を示す。復調回路１２とメモリー回路１３と誤り訂正回路（ＲＳ−ＬＤＣデコーダ）１４と、誤りカウンタ１８と、誤り集計回路１９とからなる。エラーレート測定装置としての誤りカウンタ１８と、誤り集計回路１９とを含んだ構成である。

光ディスク１から読み出された再生信号は、復調回路１２によって復調データに変換され、メモリー回路１３の所定のアドレスに保存される。このアドレスは、行（横）方向を主走査、列（縦）方向を副走査とするように生成され、図２に示したＥＣＣブロックの配列が、メモリー回路１２上に再現される。但し、再現されたＥＣＣブロックには、ディスク上のゴミ等に起因するデータ誤りが点在し、図２では×印で表現されている。

以上のように再現されたＥＣＣブロックに対し、ＲＳ−ＬＤＣデコーダ１４は、メモリー回路１３の所定のアドレスから、ＬＤＣ符号データを読み込む。このアドレスは、列（縦）方向を主走査、行（横）方向を副走査とするように生成され、各列について、データ、ＬＤＣパリティの順に読み出される。

ＲＳ−ＬＤＣデコーダ１４は、読込んだＬＤＣ符号データについて誤り検出処理、及び誤り訂正処理を実行し、訂正データ、訂正信号（誤り検出フラグ）、フレーム番号を出力する。フレーム番号は、順次出力されている訂正データの個々のバイトが、どのフレームに属するかを示す番号であり、本実施例では行番号に等しい。訂正信号は、現在出力されている訂正データは、そのバイトに誤りが検出され、訂正されたものであることを示す。

ＲＳ−ＬＤＣデコーダ１４から出力された訂正データは、データ出力回路２０に送られ、以後のアプリケーションで利用される。一方、フレーム番号と訂正信号は、誤りカウンタ１８によりフレーム別に集計され、誤り集計回路１９により、ブロックエラーレート及びバーストエラー率が集計される。

図４は、誤りをカウントし、誤りを集計するという処理を順次行う順次処理によりバーストエラーレートを算出するための構成を示す。ＲＳ−ＬＤＣデコーダ１４は、誤り検出回路２１と、ＦＩＦＯデータメモリ２２と、制御回路２３と、入力フレームカウンタ２４と、入力コードカウンタ２５と、出力フレームカウンタと、出力コードフレームカウンタ２６と、出力コードカウンタ２７と、訂正回路２８からなる。

制御回路２３は、メモリー回路の所定のアドレスから、ＬＤＣ符号データを誤り検出回路２１及びＦＩＦＯデータメモリ２２に読み込むために、列（縦）方向を主走査、行（横）方向を副走査とするように、入力フレームカウンタ２４と入力コードカウンタ２５とにメモリアドレスを生成させる。そして、各列について、データ、ＬＤＣパリティの順に読み出す。

具体的には、入力コードカウンタ２５によりコードを第０番目から第１５番目までカウントし、各コードについて入力フレームカウンタ２４を用いてフレーム番号０〜２３をカウントするようなアドレスを生成させる。例えば、入力コードカウンタ２５により、第０番目から８カウントすると第７番目（列）になるが、この第７番目について入力フレームカウンタ２４を用いてフレーム番号０〜２３をカウントするようなアドレスを生成させる。これにより、第７列についてデータ、ＬＤＣパリティの順に読み出すことができる。全ての列についてデータ、ＬＤＣパリティを読み出し、誤り検出回路２１及びＦＩＦＯデータメモリ２２に格納する。

誤り検出回路２１は、制御回路２３から処理スタートが出されると、ＬＤＣパリティを用いてデータから誤りを検出する。図の例ではパリティ数が８バイトであるため、各列について４バイトまでの誤りを検出できる。この例では、各列に含まれる誤りの数は４バイト以下であるので、誤り数を得ることができる。そして、誤り検出回路２１は、誤りパターンを訂正回路２８に供給する。また、誤り検出回路２１は、誤り検出フラグを訂正回路２８及び誤りカウンタ１８に供給する。また、誤り検出回路２１は、コード毎に誤りを検出すると、該当する番号のフレームカウンタに誤りをカウントさせるために出力スタートを出す。

訂正回路２８は、誤り検出回路２１から供給された誤りパターンと、誤り検出フラグを用いて、ＦＩＦＯデータメモリ２２に格納されたデータに対して訂正処理を施す。上述したようにパリティ数が８バイトであるため、各列について４バイトまでの誤りを訂正できる。各列に含まれる誤りの数は４バイト以下であるので、訂正に成功する。訂正回路２８は、訂正データをデータ出力回路２０等を介してアプリケーションシステム等に供給する。図１の光ディスク記録再生装置では、ブロック分解部１５でブロックを分解した後、ＵＳＢＩ／Ｆ５を介してホストコンピュータ６に出力している。ホストコンピュータ６にて実行されるアプリケーションシステムに供給される。

このように誤り訂正回路であるＲＳ−ＬＤＣデコーダ１４は、読み込んだＬＤＣ符号データについて誤り訂正処理を実行し、訂正データ、訂正信号（誤り検出フラグ）、フレーム番号を出力する。フレーム番号は、順次出力されている訂正データの個々のバイトが、どのフレームに属するかを示す番号であり、本実施例では行番号に等しい。訂正信号（誤り検出フラグ）は、現在出力されている訂正データは、そのバイトに誤りが検出され、訂正されたものであることを示す。

図５には、誤り訂正回路１４から出力される信号の波形例を示す。ここに示されているのは、図２及び図４における第９のＬＤＣ符号（第９列）を処理した出力波形の一部である。第５フレームに誤りが検出され、データが３３Ｈに訂正されている。また、第１１フレームにも誤りが検出され、データが４２Ｈに訂正されている。

誤り訂正回路であるＲＳ−ＬＤＣデコーダ１４は、誤り検出回路２１が出した供給された出力スタートにしたがって出力フレームカウンタ２６に出力フレームカウントを誤りカウンタ１８に出させる。これにより誤りカウンタ１８は、フレーム番号毎に誤り検出フラグをカウントすることができる。また、ＲＳ−ＬＤＣデコーダ１４は、出力フレームカウンタ２６からフレーム終了が供給されると、エラーフレーム集計回路１９ａに集計スタートを出す。

エラーフレーム集計回路１９ａは、フレーム選択カウンタ３１と、コンパレータ３３と、エラーフレームカウンタ３４とを備えている。フレーム選択カウンタ３１は、出力コードカウンタ２７から集計スタートが入力されると、クロックに同期してセレクタ２０のセレクト信号を生成し、セレクタ２０に供給する。セレクタ２０は、セレクト信号に従って誤りカウンタ１８のフレーム番号に応じたカウント値を選択して、コンパレータ３３に供給する。コンパレータ３３は、バーストエラーを判定する基準値を記憶している記憶部３２からの判定基準値とフレーム毎のカウント値を比較し、比較結果をエラーフレームカウンタ３４に供給する。エラーフレームカウンタ３４は、コンパレータの比較結果から上記バーストエラーの判定基準値を上回ったカウント値を持つフレーム数をカウントする。そして、エラーフレーム数を出力する。

以下、訂正処理回路（ＲＳ−ＬＤＣデコーダ）１４及びエラーフレーム集計回路１９ａの動作の詳細についてフローチャートを用いて説明する。図６は、訂正処理回路１４のデータ入力処理の手順を示すフローチャートである。図７は、訂正処理回路１４のデータ出力処理の手順を示すフローチャートである。図８は、エラーフレーム集計回路１９ａの集計処理の手順を示すフローチャートである。

先ず、訂正処理回路１４のデータ入力処理について説明する。制御回路２３が入力スタートを出すと、訂正処理回路１４のデータ入力処理が始まる。図６のステップＳ１では、入力コードカウンタ（ＩＣＣ）２５が０をカウントする。ステップＳ２では、入力フレームカウンタ（ＩＦＣ）２４が０をカウントする。ステップＳ３では、メモリアドレスＩＣＣ＝０、ＩＦＣ＝０から誤り検出回路２１及びＦＩＦＯ２２へデータを入力する。

ステップＳ４では、ＩＦＣを＋１インクリメントし、メモリアドレスＩＣＣ＝０、ＩＦＣ＝１から誤り検出回路２１及びＦＩＦＯ２２へデータを入力する。これを、ステップＳ５にてＩＦＣ＝２４になるまで繰り返すことにより、ＩＣＣ＝０、つま第０列についてのデータ、ＬＤＣパリティが誤り検出回路２１及びＦＩＦＯ２２へ入力できる。

ステップＳ６では、ＩＣＣを＋１インクリメントし、第１列に移動する。そして、ステップＳ２からステップＳ５までを繰り返すことにより、ＩＣＣ＝１、つま第１列についてのデータ、ＬＤＣパリティが誤り検出回路２１及びＦＩＦＯ２２へ入力できる。同様の処理をステップＳ７にてＩＣＣ＝１６となるまでカウントしたと判定するまで繰り返すことにより、全ての列についてデータ、ＬＤＣパリティを読み出し、誤り検出回路２１及びＦＩＦＯデータメモリ２２に格納することができる。

次に、訂正処理回路１４のデータ出力処理について説明する。誤り検出回路２１が出力スタートを出すと、訂正処理回路１４のデータ出力処理が始まる。図７のステップＳ１１では、出力コードカウンタ（ＯＣＣ）２７が０をカウントする。ステップＳ１２では、出力フレームカウンタ（ＯＦＣ）２６が０をカウントする。ステップＳ１３では、上記出力コードカウンタのカウント値に相当するコード毎に誤り検出回路２１で誤りが検出されたら、第ＯＦＣ番目の誤りカウンタ１８をカウントアップする。

ステップＳ１４では、ＯＦＣを＋１インクリメントし、メモリアドレスＯＣＣ＝０、ＯＦＣ＝１について、誤りが検出されたら、第ＯＦＣ番目の誤りカウンタ１８をカウントアップする。ステップＳ１３及びステップＳ１４の処理は、ステップＳ１５にてＯＦＣが２４になるまで繰り返す。

ステップＳ１５にてＯＦＣが２４になったと判定すると、ステップＳ１６にてＯＣＣを＋１インクリメントし、１列に移動する。そして、ステップＳ１２からステップＳ１５までを繰り返すことにより、ＯＣＣ＝１、つまり第１列についての各ＯＦＣ番目の誤りカウンタ１８をカウントアップする。同様の処理をステップＳ１７にて、ＯＣＣ＝１６となるまでカウントしたと判定するまで繰り返すことにより、各列についての各ＯＦＣ番目の誤りカウンタ１８をカウントアップする。以上の処理手順により、誤りカウンタ１８には、各ＯＦＣ番目の誤りがセットされる。

次に、エラーフレーム集計回路１９ａの集計処理について説明する。出力コードカウンタ２７が集計スタートを出すと、エラーフレーム集計回路１９ａの集計処理が始まる。図８のステップＳ２１では、フレーム選択カウンタ（ＦＳＣ）３１が０をカウントする。また、エラーフレームカウンタ（ＥＦＣ）３４が０をカウントする。

ステップＳ２２では、第ＦＳＣ（０）番目の誤りカウンタを選択するためのセレクト信号をセレクタ２０に送り、そのカウント値をコンパレータ３３に引き込む。コンパレータ３３では、バーストエラー判定のための判定基準値と、引き込まれた第ＦＳＣ（０）番目の誤りカウンタのカウント値とを比較する。コンパレータ３３は、バーストエラー判定のための判定基準値よりも上記カウント値が大きいと、例えば”１”をエラーフレームカウンタ３４に渡す。

ステップＳ２３では、ＦＳＣを＋１インクリメントする。ステップＳ２４では、ＦＳＣが２４をカウントしたか否かをチェックする。ステップＳ２４にてＦＳＣ＝２４となっていないのであれば、ステップＳ２２〜ステップＳ２３を繰り返す。つまり、ＦＳＣ＝２４まで、各ＦＳＣ番目の誤りカウンタをセレクタにより選択し、各ＦＳＣ番目のカウンタからカウント値をコンパレータ３３に引き込む。コンパレータ３３は、バーストエラー判定のための判定基準値よりも上記各カウント値が大きいと、例えば”１”をエラーフレームカウンタ３４に渡すので、エラーフレームカウンタ３４はエラーフレーム数を集計できる。

このエラーフレーム数は、バーストエラーレートの集計に用いられる。例えば、図１の光ディスク記録再生装置のシステムコントローラ１７によってバーストエラーレートが集計される。バーストエラーレートは、ディスクの品質及び記録再生装置の品質の把握・管理に有用な指標となる。例えば、記録／再生時のレーザパワーの調整の指標となる。光ディスクには、内周又は外周にレーザパワーを調整するためのエリアが設けられており、例えばディスクを装着したときに、上記エリアに、記録／再生用のレーザ光を照射して、レーザパワーの調整が行われる。レーザパワーが最適でなければ、バーストエラーレートが高くなる。したがって、パーストエラーレートを、レーザパワー調整の指標とすることにより、最適なレーザパワーを得ることができる。また、リムーバブルディスクで重要となる互換性について、ビットスリップに発展する可能性のあるバースト誤りを事前に検出することにより、相互信頼性の高いディスクの交換が可能となる。

なお、本発明は、上記実施の形態にのみ限定されるものではない。図３に示した誤りカウンタ１８及び誤り集計回路１９は、上記順次処理を行う構成に限定されるものではない。誤りカウントと、誤り集計を並行して実行する構成としてもよい。図９及び図１０には、誤りカウントと、誤り集計を並行して実行する場合の回路構成を示す。

図９は、第ｉフレームに対する誤りカウンタ１８の他の構成例である。ｉとフレーム番号との一致を検出する一致検出器４１と、一致検出器４１と訂正信号（訂正フラグ）との論理積を演算するＡＮＤゲート４２と、ＡＮＤゲート４２の出力をイネーブル入力とするカウンタ４３とから構成されている。カウンタ４３には、クロックとリセット入力が供給される。カウンタは５ビット構成であり、フレーム内に検出される可能性のある誤り数０〜１６をカウントできるようになっている。このカウンタの値は、リセット入力がＬｏｗのときリセットされ、出力Ｃｉは０になる。リセット入力がＨｉｇｈのとき、ＥＮ入力がＨｉｇｈならばＣｉはクロックによってカウントアップし、ＥＮ入力がＬｏｗならば変化しない。

ＥＮ入力への信号ＥＮｉは、訂正信号がＨｉｇｈになった時のフレーム番号が、ｉに一致した時にＨｉｇｈとなり、Ｃｉをカウントアップさせる。すなわち、このカウンタでは、ＬＤＣ符号の訂正処理において、第ｉバイトに誤りが検出された時、第ｉの誤りカウンタがカウントアップする。

以上のＭ個の誤りカウンタを最初にリセットしておき、第０〜第１５列すべてのＬＤＣ符号に対し誤り訂正を実行し終えた時、各誤りカウンタの値は、各行に検出された誤りの合計数を示す。

図１０は誤り集計回路１９の他の構成例である。更新前の値Ｃｉ（Ｃ０〜Ｃ２３）と基準レジスタ５１が出力する値との一致を検出する一致検出器５２_０〜５２_２３と、一致検出器５２_０〜５２_２３とセレクタイネーブルとの論理積を演算するＡＮＤゲート５３_０〜５３_２３と、ＡＮＤゲート５３_０〜５３_２３の出力を論理和演算するＯＲゲート５４と、ＯＲゲート５４の出力をイネーブル入力とするカウンタ５５とを備えている。

カウンタ５５は５ビット構成であり、ＥＣＣブロック内に検出される可能性のあるフレーム数０〜２４をカウントできるようになっている。このカウンタ５５の値は、リセット入力がＬｏｗのときリセットされ、出力Ｇは０になる。リセット入力がＨｉｇｈのとき、ＥＮ入力がＨｉｇｈならばＧはクロックによってカウントアップし、ＥＮ入力がＬｏｗならば変化しない。

ＥＮ入力への信号ＥＮＦは、各誤りカウンタがＥＮｉ信号によってカウントアップされる時、更新前の値Ｃｉが基準レジスタの値に一致していればＨｉｇｈとなり、Ｇをカウントアップさせる。

例えば、基準レジスタ５１に０を設定した場合、各フレームの誤りカウンタが０でなくなる時、Ｇがカウントアップされ、Ｇの最終値は誤りが１個以上発生したフレーム数を示す。すなわち、ＥＣＣブロックの全フレーム数２４を母数とする、ブロックエラーレートが求められたことになる。図２及び図４に示した誤りパターン例によれば、第２、第５、第１１、第１３、第１７、第２０の６個のフレームがカウントされる。

さらに、他の例として、基準レジスタに３を設定した場合、各フレームの誤りカウンタが３から４にカウントアップする時、Ｇがカウントアップされ、Ｇの最終値は誤りが４個以上発生したフレーム数を示す。すなわち、バースト誤りと判断する基準をフレームあたり４誤り以上と定義した場合の、ＥＣＣブロックの全フレーム数２４を母数とする、バーストエラーレートが求められたことになる。

以上により、従来技術ではブロックエラーレート及びバーストエラーレートを求めることが困難であったＬＤＣ符号においても、図９及び図１０の構成の誤りカウンタ１８と、誤り集計回路１９とを用いることにより、ブロックエラーレート及びバーストエラーレートを求めることが可能となった。

なお、上記説明において、基準レジスタの値を切り替えることにより、ブロックエラーレートとバーストエラーレートを測定するとしたが、基準値の異なる誤り集計回路を複数設け、これらを同時に測定することも可能である。

また、上記説明において、各誤りカウンタの構成を５ビットとしたが、誤り集計回路で用いる基準値＋１を表現できるビット数あればよく、上記基準値３を用いるとすれば、４を表現できる３ビットのカウンタであれば充分であり、ブロックエラーレートのみを測定するのであれば、１ビットのレジスタで充分である。

光ディスク記録再生装置の構成を示す図である。 ＥＣＣブロックのフォーマットを簡略化して示す図である。 光ディスク記録再生装置におけるエラー訂正の要部の構成を示す図である。 順次処理によりバーストエラーレートを算出するための構成図である。 誤り訂正回路から出力される信号の波形例を示す図である。 訂正処理回路のデータ入力処理の手順を示すフローチャートである。 訂正処理回路のデータ出力処理の手順を示すフローチャートである。 エラーフレーム集計回路の集計処理の手順を示すフローチャートである。 第ｉフレームに対する誤りカウンタの他の構成例を示す図である。 誤り集計回路の他の構成例を示す図である。 ２次元符号の代表として、簡略化した積符号のモデルを示す図である。 簡略化したＬＤＣのモデルを示す図である。

符号の説明

１ 光ディスク、８ ＲＳ−ＬＤＣエンコーダ、９ 変調回路、１１ ＲＦアンプ、１２ 復調回路、１３ メモリー回路、１４ ＲＳ−ＬＤＣデコーダ、１８ 誤りカウンタ、１９ 誤り集計回路

Claims (6)

1. 各列についてリードソロモン符号をなし、行の順序をフレームの順序としてデータを記録するロングディスタンス符号を用いてなるエラー訂正符号ブロック中のエラーレートを測定するエラーレート測定装置において、
   各列の符号をなすバイト数と同数以上であり、上記符号内のバイトにエラーが検出されたときにエラー位置に対応してフレーム方向のエラーをカウントアップ又はカウントダウンする複数のカウンタ手段と、
   上記複数のカウンタ手段によるカウント値を集計する集計手段と
   を備えることを特徴とするエラーレート測定装置。
2. 上記集計手段は、各フレーム別に集計した各エラー数とバーストエラーの判定基準値とを比較してバーストエラーの発生したフレーム数をカウントし、バーストエラーレートを測定することを特徴とする請求項１記載のエラーレート測定装置。
3. 各列についてリードソロモン符号をなし、行の順序をフレームの順序としてデータを記録するロングディスタンス符号を用いてなるエラー訂正符号ブロック中のエラーレートを測定するエラーレート測定方法において、
   各列の符号をなすバイト数と同数以上のカウンタ手段を用いて上記符号内のバイトにエラーが検出されたときにエラー位置に対応してフレーム方向のエラーをカウントアップ又はカウントダウンするカウント工程と、
   上記カウント工程によるカウント値を集計する集計工程と
   を備えることを特徴とするエラーレート測定方法。
4. 上記集計工程は、各フレーム別に集計した各エラー数とバーストエラーの判定基準値とを比較してバーストエラーの発生したフレーム数をカウントし、バーストエラーレートを測定することを特徴とする請求項３記載のエラーレート測定方法。
5. ディスク状記録媒体から再生信号を読み出す読み出し手段と、
   上記読み出し手段によってディスク状記録媒体から読み出された再生信号を復調して復調データを出力する復調手段と、
   各列についてリードソロモン符号をなし、行の順序をフレームの順序としてデータを記録するロングディスタンス符号を用いてなるエラー訂正符号ブロックの配列として上記復調手段から出力された復調データを保存する記憶手段と、
   上記記憶手段に保存されたエラー訂正符号ブロックから上記ロングディスタンス符号を読み出し、読み出した上記ロングディスタンス符号のバイトからエラーを検出し、かつ検出したエラーを訂正する誤り訂正手段と、
   上記各列の符号をなすバイト数と同数以上であり、上記誤り訂正手段によって検出されたエラーの位置に対応してフレーム方向のエラー数をカウントアップ又はカウントダウンする複数のカウンタ手段と、
   上記複数のカウンタ手段によるカウント値を集計する集計手段とを備え、
   上記集計手段により集計されたカウント値から得られたエラーレートをディスク状記録媒体の品質及び再生信号品質の把握、管理の指標とすることを特徴とするディスク状記録媒体再生装置。
6. 上記集計手段は、各フレーム別に集計した各エラー数とバーストエラーの判定基準値とを比較してバーストエラーの発生したフレーム数をカウントし、バーストエラーレートを測定することを特徴とする請求項５記載のディスク状記録媒体再生装置。

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