JP2006085765A - Data processor and data processing method - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、光ディスク、光磁気ディスク、磁気ディスク、磁気テープなどに情報を記録/再生するデータ処理装置およびデータ処理方法に関し、特に、パーシャルレスポンス等化された再生信号の符号間干渉による雑音を低減して最尤シーケンスを検出するためのデータ処理装置およびデータ処理方法に関する。 The present invention relates to a data processing apparatus and data processing method for recording / reproducing information on an optical disk, a magneto-optical disk, a magnetic disk, a magnetic tape, and the like, and in particular, noise due to intersymbol interference of a reproduced signal equalized with partial response. The present invention relates to a data processing apparatus and a data processing method for detecting a maximum likelihood sequence.
光ディスク、光磁気ディスク、磁気ディスク、磁気テープなどのメディアに対して、データの記録および再生を行うデータ処理装置では、最尤シーケンス検出処理が行われている。
一般に、最尤シーケンス検出処理の方式としては、パーシャルレスポンス等化方式、すなわちPRML(partial-response equalization combined with maximum likelihood sequence detection)方式が知られている。さらに近年では、高線密度化の要求に応えて、雑音予測最尤シーケンス検出方式、たとえば下記特許文献1に開示されるような、NPML(noise-predictive maximum likelihood sequence detection)方式の実用化も進んでいる。
In a data processing apparatus that records and reproduces data on a medium such as an optical disk, a magneto-optical disk, a magnetic disk, or a magnetic tape, maximum likelihood sequence detection processing is performed.
In general, as a method of maximum likelihood sequence detection processing, a partial response equalization method, that is, a PRML (partial-response equalization combined with maximum likelihood sequence detection) method is known. Furthermore, in recent years, in response to the demand for higher linear density, practical use of a noise prediction maximum likelihood sequence detection method, for example, an NPML (noise-predictive maximum likelihood sequence detection) method as disclosed in
パーシャルレスポンスチャンネルの出力は一般的に有色雑音を含んでおり、白色雑音に対して最大の性能を発揮するビタビ検出の検出性能は、雑音の有色性が強くなるとそれに応じて低下していく。
情報記録の高線密度化は雑音有色性を増加させる主たる要因の一つである。NPML方式によれば、パーシャルレスポンスチャンネル出力信号に含まれる雑音成分を白色化することにより、ビタビ検出の性能を最大限発揮するように構成される。
The output of the partial response channel generally includes colored noise, and the detection performance of Viterbi detection that exhibits the maximum performance against white noise decreases as the colored nature of the noise increases.
Increasing the linear density of information recording is one of the main factors that increase noise coloring. According to the NPML method, the noise component included in the partial response channel output signal is whitened, so that the Viterbi detection performance is maximized.
図7は、従来のNPML検出方式による最尤シーケンス検出器20aの構成を示すブロック図である。図7に示す最尤シーケンス検出器20aでは、雑音白色化フィルタ30aの係数を適応等化アルゴリズムで逐次求める構成となっている。
なお、雑音白色化フィルタ30aの係数として、予め規定された係数を使用する場合には、誤差計算器50aおよび係数更新器60aは必要ない。
FIG. 7 is a block diagram showing a configuration of a maximum
Note that the
図7に示す最尤シーケンス検出器において、パーシャルレスポンスチャンネルの伝達特性の多項式表記(伝達多項式)を下記式(1)、雑音白色化フィルタ30aの伝達多項式を下記式(2)とすると、ビタビ検出器40aは、その伝達多項式が下記式(3)となる有限状態機械の状態遷移に基づいてブランチメトリックを算出する。なお、以下の説明において、Dはユニット遅延演算子を示す。
In the maximum likelihood sequence detector shown in FIG. 7, when the polynomial expression (transfer polynomial) of the transfer characteristic of the partial response channel is expressed by the following equation (1) and the transfer polynomial of the
このとき、状態遷移sj→skに対応するブランチメトリックは、下記式(4)により得られる。 At this time, a branch metric corresponding to the state transition s j → s k is obtained by the following equation (4).
式(4)において、an(sj,sk)は、状態遷移sj→skに対応するチャンネル1+G(D)への入力シンボル(符号)を、an-i(sj)は、状態sjが情報として記憶しているチャンネル1+G(D)への入力シンボルを、それぞれ示す。
なお、入力シンボル{an}に対してd制限がある場合には、このd制限がチャンネルを表記する状態遷移図に反映される。ここで、d制限とは、連続する「1」の間に入る「0」の最小連続個数d(最小ラン)が制限されて符号化されている場合をいう。d=1以上である場合には、d=0の場合と比較して状態数が減少する。
下記特許文献2には、最小ランの連続回数を制限することで、情報記録の高線密度化が可能でありエラーの少ない符号語を生成する変調方法について開示されている。
In Equation (4), a n (s j , s k ) is an input symbol (sign) to
If there is a d restriction for the input symbol {a n }, the d restriction is reflected in the state transition diagram representing the channel. Here, the d limitation means a case where the minimum continuous number d (minimum run) of “0” that falls between consecutive “1” is limited and encoded. When d = 1 or more, the number of states decreases compared to the case where d = 0.
誤差計算器50aは、ビタビ検出器40aの出力シンボルa'n-δ(但し、δは検出遅延時間を表す)とパーシャルレスポンス等化サンプルynとから、パーシャルレスポンス等化誤差wn−δを下記式(5)に従って算出する。
さらに、雑音予測誤差en-δを下記式(6)に従って算出する。 Further, the noise prediction error e n−δ is calculated according to the following equation (6).
係数更新器60aは、LMS適応アルゴリズムを用いて、雑音予測誤差en-δの二乗平均を最小にする係数ベクトル{pi}を算出する。係数ベクトル{pi}は逐次更新され、時刻n+1の係数pi(n+1)は、時刻nの係数pi(n)より、下記式(7)に従って求められる。なお、式(7)において、Kpは更新ゲインである。
The
NRZI逆変換器70aは、ビタビ検出器40aの出力シンボルa'n-δに対してNRZI逆変換1 mod2 Dを行った後、最尤シーケンス検出器20aから出力する。但し、mod2 はmod2の加算演算を、Dはユニット遅延演算子を、それぞれ表す。
The NRZI
雑音白色化フィルタ30aの係数は、それぞれのNに対して、下記式(8)に示す雑音予測誤差enの二乗平均を最小にする{pi}である。
Coefficient of the
ところで、前述したチャンネル1+F(D)は、2K個の状態を有する有限状態機械であるため、PRML方式の最尤シーケンス検出器では、チャンネル1+F(D)を表記する状態遷移図(トレリス線図)に基づいて構成され、基本的にチャンネル1+F(D)と同じ数の状態を有する。
一方、雑音白色化フィルタ30aを有するNPML方式の最尤シーケンス検出器20aの場合、前述したチャンネル1+G(D)は2K+N個の状態を有する有限状態機械であるから、ビタビ検出器40aは基本的にチャンネル1+G(D)と同じ数の状態を有する。
すなわち、NPML方式のビタビ検出器40aの回路規模は、PRML方式のビタビ検出器の回路規模と比較し、雑音白色化フィルタ30aの次数が増加するにつれて、指数関数的に増大することになる。言うまでもなく、回路規模の増大は、コストおよび消費電力等の増大という不利益を招来する。
By the way, since the
On the other hand, in the case of the NPML maximum
That is, the circuit scale of the NPML Viterbi
上述した不利益について、具体的な一例に基づいて以下説明する。
下記表1は、上記Nの数に応じた状態数、信号対雑音比SNR(Signal to Noise Ratio)およびビット誤り数について、従来の光ディスク装置を実際に動作させて測定した結果を示す。但し、測定条件として、入力シーケンスがランダム、記録符号が17PP、パーシャルレスポンスが1+D+D2、記録レイヤが相変化、レーザ波長が405nm,レンズ開口度が0.85、記録ビット長が69nm、トラックピッチが0.32μm、チルト角がラジアル−0.8°としている。なお、記録符号の17PPとは、上記特許文献2の表2に開示された符号であって、最小ランが1(d=1)である符号である。
The disadvantages described above will be described below based on a specific example.
Table 1 below shows the results of measuring the number of states according to the number N, the signal-to-noise ratio SNR (Signal to Noise Ratio), and the number of bit errors by actually operating a conventional optical disc apparatus. However, as measurement conditions, the input sequence is random, the recording code is 17 PP, the partial response is 1 + D + D 2 , the recording layer is phase change, the laser wavelength is 405 nm, the lens aperture is 0.85, the recording bit length is 69 nm, and the track pitch is The tilt angle is 0.32 μm and the radial angle is −0.8 °. Note that the recording code 17PP is a code disclosed in Table 2 of
表1において、ビット誤り数は、NRZI逆変換器70aの出力シーケンス上で測定したものである。また、信号対雑音比SNRは、anが{0,1}に属するとしたとき、下記式(9)により算出された値である。式(9)において、10,000はノイズを平均化するための時間に応じた係数であって、変更可能である。
In Table 1, the number of bit errors is measured on the output sequence of the NRZI
<表1>
N 状態数 SNR[dB] ビット誤り数
--------------------------------------------
0 4 13.5 766
1 6 13.7 848
2 10 13.7 870
3 16 13.7 1116
4 26 14.1 780
5 42 14.2 650
6 68 14.2 884
7 110 14.6 578
15 26 14.9 498
--------------------------------------------
<Table 1>
N Number of states SNR [dB] Number of bit errors
--------------------------------------------
0 4 13.5 766
1 6 13.7 848
2 10 13.7 870
3 16 13.7 1116
4 26 14.1 780
5 42 14.2 650
6 68 14.2 884
7 110 14.6 578
15 26 14.9 498
--------------------------------------------
表1において、N=0の場合は単なるPRML方式の最尤シーケンス検出器の結果に相当し、N≧1の場合はNPML方式の最尤シーケンス検出器の結果に相当する。表1の代表的な場合として、N=0,4,7の場合の測定結果を比較すると、ビット誤り数は、Nが大きくなるにつれて減少しているものの、ビタビ復号における状態数は指数関数的に増大している。
したがって、現在PRML方式を実装しているシステムに対し、新たにNPML方式を適用することは、この状態数の増加が装置規模を増大させるため、大きな困難を伴う。
また、N=4の場合の信号対雑音比SNRは、N=0の場合に比べて、0.6dB改善している一方で、N=4の場合のビット誤り数は、N=0の場合に比べて、逆に増加している。すなわち、N=4程度では、PRML方式(N=0)と比較して大きな性能向上が得られず、装置規模が大きくなってしまう。
したがって、状態数を抑制したままで、Nの値を極力向上させることが望まれる。
In Table 1, N = 0 corresponds to a simple PRML maximum likelihood sequence detector result, and N ≧ 1 corresponds to an NPML maximum likelihood sequence detector result. As a typical case of Table 1, when the measurement results in the case of N = 0, 4, and 7 are compared, the number of bit errors decreases as N increases, but the number of states in Viterbi decoding is exponential. Has increased.
Therefore, it is very difficult to apply a new NPML method to a system that currently implements the PRML method because the increase in the number of states increases the device scale.
Further, the signal-to-noise ratio SNR in the case of N = 4 is improved by 0.6 dB compared to the case of N = 0, while the number of bit errors in the case of N = 4 is in the case of N = 0. On the contrary, it is increasing. That is, when N = 4, a large performance improvement cannot be obtained as compared with the PRML system (N = 0), and the apparatus scale becomes large.
Therefore, it is desired to improve the value of N as much as possible while suppressing the number of states.
ところで、生き残りパスそれぞれに対応する判定情報を用いてチャンネルの符号間干渉を消去し、ビタビ検出器の状態数を低減する方法が考えられる。
表1のN=15の場合では、かかるフィードバック手段を用いて、状態数を26のままに、雑音白色化フィルタの次数を増加させている。N=15の信号対雑音比は、N=7の場合に比べて0.3dB改善しておりビット誤り数も改善している。
しかしながら、この方法を実装する場合、符号間干渉を消去するために、ビタビ検出器の毎時刻のパスメトリックの比較結果を反映させた補償信号を入力側にフィードバックするためのフィードバックフィルタ等(フィードバック手段)が必要となる。かかるフィードバック手段は、フィードバックフィルタ等の演算に要する時間分の遅延が発生し、動作速度の高速化の障害となる。
By the way, a method of eliminating the intersymbol interference of the channel using the determination information corresponding to each surviving path and reducing the number of states of the Viterbi detector can be considered.
In the case of N = 15 in Table 1, using this feedback means, the order of the noise whitening filter is increased while the number of states remains 26. The signal-to-noise ratio at N = 15 is improved by 0.3 dB compared to the case at N = 7, and the number of bit errors is also improved.
However, when this method is implemented, in order to eliminate intersymbol interference, a feedback filter or the like for feeding back a compensation signal reflecting a comparison result of path metrics of the Viterbi detector to each input to the input side (feedback means) )Is required. In such a feedback means, a delay corresponding to the time required for the operation of a feedback filter or the like occurs, which hinders an increase in operating speed.
図8は、N=4、N=7、N=15の場合のチャンネル1+G(D)の係数分布を示す。図8において、横軸は次数Nを、縦軸は係数giを、それぞれ示す。また、(a)はN=15の場合、(b)はN=7の場合、(c)はN=4の場合、である。
図8において、十分に大きな次数を持ったN=15の係数分布を理想的なものと考えると、N=7の係数分布が比較的理想的なものに近いのに対して、N=4の係数分布は理想から相当程度ずれている。図8に示す係数分布からも、N=4では、高いビタビ検出性能が得られないことがわかる。
FIG. 8 shows the coefficient distribution of
In FIG. 8, when N = 15 coefficient distribution having a sufficiently large order is considered to be ideal, N = 7 coefficient distribution is relatively close to ideal, whereas N = 4. The coefficient distribution deviates considerably from the ideal. From the coefficient distribution shown in FIG. 8, it can be seen that high Viterbi detection performance cannot be obtained when N = 4.
本発明はかかる事情に鑑みてなされたものであり、その目的は、ビタビ検出のための状態数を増加させずに、ビタビ検出性能を向上させるデータ処理装置およびデータ処理方法を提供することにある。 The present invention has been made in view of such circumstances, and an object of the present invention is to provide a data processing apparatus and a data processing method that improve the Viterbi detection performance without increasing the number of states for Viterbi detection. .
上記目的を達成するための本発明の第1の観点は、制御部と、第1の係数を含む第1の伝達多項式によりパーシャルレスポンス等化された第1のデータに対し、前記制御部により与えられた第2の係数による第2の伝達多項式に基づいてノイズ除去のためのフィルタリングを行う第1のフィルタ部と、前記第1のフィルタ部の出力に対し、前記制御部により与えられた第3の係数により状態遷移のメトリック演算を行い、最も尤度の高い第2のデータを検出するビタビ検出部と、を有し、前記制御部は、前記第1のデータと前記第2のデータとの誤差を補償するように、前記第2の係数を逐次算出する第1の補償部と、前記第2のデータに対して前記第1の伝達多項式に基づいてフィルタリングを行ってパーシャルレスポンス等化目標値である第3のデータを生成し、前記第1のデータと前記第3のデータとの誤差を補償するように、第4の係数を逐次算出する第2の補償部と、前記第1の係数と、前記第2の補償部により算出された第4の係数とを演算して、前記第3の係数を逐次算出する係数演算部と、を含むデータ処理装置である。 In order to achieve the above object, a first aspect of the present invention provides a control unit and a first data that is partial response equalized by a first transfer polynomial including a first coefficient. A first filter unit that performs filtering for noise removal based on the second transfer polynomial based on the second coefficient obtained, and a third filter provided by the control unit with respect to the output of the first filter unit A Viterbi detection unit that performs state transition metric calculation using the coefficient of and detects the second data having the highest likelihood, and the control unit is configured to output the first data and the second data. A first compensation unit that sequentially calculates the second coefficient so as to compensate for an error; and a partial response equalization target value obtained by performing filtering on the second data based on the first transfer polynomial. In A second compensator that sequentially calculates a fourth coefficient so as to generate third data and compensate for an error between the first data and the third data; and the first coefficient; A data processing device including: a coefficient calculation unit that calculates the third coefficient sequentially by calculating the fourth coefficient calculated by the second compensation unit.
好適には、前記第1の補償部は、前記第1のデータに対して、前記第1のフィルタ部と同一の伝達多項式に基づいてノイズ除去のためのフィルタリングを行う第2のフィルタ部と、前記第2のデータに対して、前記係数演算部により算出された第3の係数による伝達多項式に基づいてフィルタリングを行う第3のフィルタ部と、を含み、前記第2および第3のフィルタ部の出力の差分の二乗平均を最小にするように、前記第2の係数を逐次適応的に算出する。 Preferably, the first compensation unit performs filtering for noise removal on the first data based on the same transfer polynomial as the first filter unit; A third filter unit that performs filtering on the second data based on a transfer polynomial based on a third coefficient calculated by the coefficient calculation unit, and the second and third filter units The second coefficient is sequentially adaptively calculated so as to minimize the root mean square of the output difference.
好適には、前記第1の係数は、K次(K:整数)の多項式の係数であり、前記第4の係数は、N次(N:整数)の多項式の係数であって、前記係数演算部は、前記K次の多項式と前記N次の多項式を乗算し、当該乗算結果のうち、前記KとNとの和よりも小さいL次までの項の係数を第3の係数として算出する。 Preferably, the first coefficient is a coefficient of a Kth order (K: integer) polynomial, and the fourth coefficient is a coefficient of a Nth order (N: integer) polynomial, and the coefficient calculation is performed. The unit multiplies the K-th order polynomial and the N-th order polynomial, and calculates coefficients of terms up to the L order smaller than the sum of K and N as the third coefficient in the multiplication result.
好適には、前記第2の補償部は、前記第2のデータに対して、前記第1の伝達多項式に基づいてフィルタリングを行う第4のフィルタ部と、前記第1のデータと、前記第4のフィルタ部の出力との差分に対して、第4の係数による伝達多項式に基づいてフィルタリングを行う第5のフィルタ部と、を含み、前記第5のフィルタ部の出力の二乗平均を最小にするように、前記第4の係数を逐次適応的に算出する。 Preferably, the second compensation unit performs filtering on the second data based on the first transfer polynomial, the first data, and the fourth data. And a fifth filter unit that performs filtering based on a transfer polynomial based on a fourth coefficient with respect to the difference from the output of the filter unit, and minimizes the root mean square of the output of the fifth filter unit Thus, the fourth coefficient is calculated adaptively sequentially.
上記目的を達成するための本発明の第2の観点は、第1の係数を含む第1の伝達多項式によりパーシャルレスポンス等化された第1のデータに対し、第2の係数による第2の伝達多項式に基づいてノイズ除去のためのフィルタリングを行うステップと、前記フィルタリングによる出力に対し、第3の係数により状態遷移のメトリック演算を行い、最も尤度の高い第2のデータを検出するステップと、前記第2のデータに対して前記第1の伝達多項式に基づいてフィルタリングを行ってパーシャルレスポンス等化目標値である第3のデータを生成し、前記第1のデータと前記第3のデータとの誤差を補償するように、第4の係数を算出するステップと、前記第1の係数と前記第4の係数を演算して前記第3の係数を算出して更新するステップと、前記第1のデータと前記第2のデータとの誤差を補償するように、前記第2の係数を算出して更新するステップと、を有するデータ処理方法である。 In order to achieve the above object, the second aspect of the present invention provides a second transmission using the second coefficient for the first data subjected to partial response equalization by the first transfer polynomial including the first coefficient. Filtering for noise removal based on a polynomial, and performing a state transition metric operation on the output of the filtering with a third coefficient to detect the second data with the highest likelihood; The second data is filtered based on the first transfer polynomial to generate third data which is a partial response equalization target value, and the first data and the third data Calculating a fourth coefficient so as to compensate for the error; calculating the third coefficient by calculating the first coefficient and the fourth coefficient and updating the third coefficient; To compensate for the error between the first data and the second data, a data processing method and a step of updating by calculating the second coefficient.
本発明の第1の観点に係るデータ処理装置の作用は、以下の通りである。
すなわち、第1のフィルタ部は、第1の係数を含む第1の伝達多項式によりパーシャルレスポンス等化された第1のデータに対し、第2の係数による第2の伝達多項式に基づいてノイズ除去のためのフィルタリングを行う。ビタビ検出部は、当該フィルタリングによる出力に対し、第3の係数により状態遷移のメトリック演算を行い、最も尤度の高い第2のデータを検出する。
制御部の第2の補償部は、前記第2のデータに対して前記第1の伝達多項式に基づいてフィルタリングを行ってパーシャルレスポンス等化目標値である第3のデータを生成し、前記第1のデータと前記第3のデータとの誤差を補償するように、第4の係数を算出する。制御部の係数演算部は、前記第1の係数と前記第4の係数を演算して前記第3の係数を算出して更新する。制御部の第1の補償部は、前記第1のデータと前記第2のデータとの誤差を補償するように、前記第2の係数を算出して更新する。
すなわち、制御部では、第1のフィルタ部に対して与える第2の係数と、ビタビ検出部に対して与える第3の係数とを、それぞれ独立して算出する。
The operation of the data processing apparatus according to the first aspect of the present invention is as follows.
That is, the first filter unit performs noise removal based on the second transfer polynomial using the second coefficient with respect to the first data subjected to partial response equalization by the first transfer polynomial including the first coefficient. For filtering. The Viterbi detection unit performs metric calculation of state transition on the output by the filtering using the third coefficient, and detects the second data with the highest likelihood.
The second compensation unit of the control unit performs filtering on the second data based on the first transfer polynomial to generate third data that is a partial response equalization target value, and the first data A fourth coefficient is calculated so as to compensate for an error between the first data and the third data. A coefficient calculation unit of the control unit calculates and updates the third coefficient by calculating the first coefficient and the fourth coefficient. The first compensation unit of the control unit calculates and updates the second coefficient so as to compensate for an error between the first data and the second data.
In other words, the control unit independently calculates the second coefficient given to the first filter unit and the third coefficient given to the Viterbi detection unit.
したがって、第1のフィルタ部に対して与える第2の係数を、ビタビ検出部に対して与える第3の係数とは独立に最適化することができる。これにより、第1のフィルタ部の雑音除去性能を高めても、ビタビ検出部の状態数が増加することはない。
すなわち、本発明によれば、ビタビ検出のための状態数を増加させずに、ビタビ検出性能を向上させることが可能となる。
Therefore, the second coefficient given to the first filter unit can be optimized independently of the third coefficient given to the Viterbi detection unit. Thereby, even if the noise removal performance of the first filter unit is enhanced, the number of states of the Viterbi detection unit does not increase.
That is, according to the present invention, it is possible to improve the Viterbi detection performance without increasing the number of states for Viterbi detection.
以下では、本発明のデータ処理装置としての最尤シーケンス検出器20を搭載した光ディスク装置1について説明する。
なお、本発明と実施の形態との対応関係は、以下の通りである。
雑音白色化フィルタ30は、本発明の第1のフィルタ部の一実施形態である。
ビタビ検出器40は、本発明のビタビ検出部の一実施形態である。
誤差計算器50および係数更新器60は、本発明の制御部の一実施形態である。
一般化PRフィルタ57、プレフィルタ58、差分演算器59および係数更新器60は、本発明の第1の補償部の一実施形態である。
PRフィルタ53、差分演算器54、予測誤差フィルタ55および係数更新器60は、本発明の第1の補償部の一実施形態である。
係数変換器56は、本発明の係数演算部の一実施形態である。
プレフィルタ58は、本発明の第2のフィルタ部の一実施形態である。
一般化PRフィルタ57は、本発明の第3のフィルタ部の一実施形態である。
PRフィルタ53は、本発明の第4のフィルタ部の一実施形態である。
予測誤差フィルタ55は、本発明の第5のフィルタ部の一実施形態である。
係数fiは、本発明の第1の係数の一実施形態である。
係数qiは、本発明の第2の係数の一実施形態である。
係数giは、本発明の第3の係数の一実施形態である。
係数piは、本発明の第4の係数の一実施形態である。
Hereinafter, an
The correspondence between the present invention and the embodiment is as follows.
The
The
The
The
The
The
The pre-filter 58 is an embodiment of the second filter unit of the present invention.
The
The
The
The coefficient f i is an embodiment of the first coefficient of the present invention.
The coefficient q i is an embodiment of the second coefficient of the present invention.
The coefficient g i is an embodiment of the third coefficient of the present invention.
The coefficient p i is an embodiment of the fourth coefficient of the present invention.
光ディスク装置1の構成
図1は、データの記録/再生を行う光ディスク装置1のシステム構成を示すブロック図である。
符号化器10は、伝送路や記録媒体に適するように、ユーザ語Inに対してデータの変調を行い、符号語Cnを生成する。なお、ユーザ語Inにおけるnは時刻に応じて付された整数である。
符号化器10における変調方法としては、一般にブロック符号が知られている。このブロック符号は、たとえば、データ列をm×iビットからなる単位にブロック化し、適当な符号則に従って、n×iビットからなる符合語に変換するものである。かかる符号則を規定した所定の変換テーブルに基づいて符号語への変換を行う。
Configuration of
The
As a modulation method in the
符号化器10では、さらに、生成された符号語シーケンス{Cn}を2進のシンボルシーケンスに変換した後、NRZI変換1/(1 mod2 D)を行う。但し、mod2はmod2の加算演算を、Dはユニット遅延演算子を、それぞれ表す。
NRZI変換された2進のシンボルシーケンス{an}は、記録アンプ11を介してピックアップ12に送られ、1/Tのレートで光ディスクメディア13に記録される。なお、Tは、記録波形列のビット間隔である。
The
The binary symbol sequence {a n } subjected to the NRZI conversion is sent to the
ディスク13からユーザ語を読み出す場合には、まずピックアップ12により読み出されたアナログ信号がヘッドアンプ14で増幅された後、可変利得アンプ15(VGA)15に送出される。
可変利得アンプ15は、主として、再生された信号振幅の変動を吸収するように、増幅利得を可変とする増幅器である。可変利得アンプ15で処理されたアナログ信号はローパスフィルタ(LPF)16に送られる。ローパスフィルタ16は、ユーザ語Inの読み出しに必要な周波数成分の信号のみを抽出するための波形整形を行う。
When reading a user word from the
The
ローパスフィルタ16で処理されたアナログ信号は、A/D変換器(ADC)17にてデジタルサンプルxnに変換される。なお、A/D変換のサンプリングレートは1/Tである。
変換されたデジタルサンプルシーケンス{xn}は、タイミング&ゲインリカバリー回路18(TGR)18に送られるとともに等化器19に送られる。
タイミング&ゲインリカバリー回路18は、A/D変換器17のサンプリングレートおよびサンプリングタイミングを制御するとともに、A/D変換器17のダイナミックレンジを安定かつ有効に利用できるように可変利得アンプ15の利得を制御する。
The analog signal processed by the low-
The converted digital sample sequence {x n } is sent to the timing & gain recovery circuit 18 (TGR) 18 and to the
The timing & gain
等化器19は、サンプルシーケンス{xn}を所定のパーシャルレスポンスに等化するように構成されている。本実施の形態におけるパーシャルレスポンスの伝達多項式を、一例として式(10)に示す。すなわち、K=2である。
The
等化されたサンプルシーケンス{yn}は、最尤シーケンス検出器20に送出され、ビタビ復号により最も尤度が高い2進のシーケンス(最尤シーケンス)が検出される。
なお、最尤シーケンス検出器20の構成および動作については、後に詳述する。
最尤シーケンス検出器20では、検出された2進のシンボルシーケンス{a'n-δ}(δは検出遅延)に対して、さらに逆NRZI変換1 mod2 Dを行い、2進のシンボルシーケンス{inv_a'n-δ}を生成する。2進のシンボルシーケンス{inv_a'n-δ}は、SYNC検出器21および復号器22に送出される。
The equalized sample sequence {y n } is sent to the maximum
The configuration and operation of the maximum
In the maximum
SYNC検出器21は、同期信号としてシーケンス{inv_a'n-δ}に埋め込まれたSYNC語を検出する。
復号器22は、SYNC検出器21から供給されるSYNC語検出信号に基づいて、シンボルシーケンス{inv_a'n-δ}を並列化して符号語C'n-δを生成する。
さらに、復号器22は、符号化器10で使用された変換テーブルに対する逆変換テーブルに基づいて、符号語C'n-δをユーザ語I'n-δに変換する。
The
Based on the SYNC word detection signal supplied from the
Furthermore, the
最尤シーケンス検出器20の構成
次に、最尤シーケンス検出器20の構成について述べる。
図2は、本発明における適応型最尤シーケンス検出器の構成を示すブロック図である。図に示すように、最尤シーケンス検出器20は、雑音白色化フィルタ30と、ビタビ検出器40と、誤差計算器50と、係数更新器60とから構成される。
図7に示した従来の最尤シーケンス検出器20aと比較すると、最尤シーケンス検出器20は、雑音白色化フィルタ30における処理のための係数qiと、ビタビ検出器40における処理のための係数giとが、それぞれ独立に与えられる点が特徴となっている。これにより、ビタビ検出器40の処理に影響を与えずに、雑音白色化フィルタ30の性能を向上できるという利点がある。
以下、図2に関連付けて、最尤シーケンス検出器20の構成について説明する。
Configuration of Maximum
FIG. 2 is a block diagram showing the configuration of the adaptive maximum likelihood sequence detector in the present invention. As shown in the figure, the maximum
Compared to the conventional maximum
Hereinafter, the configuration of the maximum
雑音白色化フィルタ30は、等化器19によりパーシャルレスポンス等化されたサンプルシーケンス{yn}に対して、フィルタリングを行う。ここで、雑音白色化フィルタ30は、下記式(11)を伝達多項式とするFIRフィルタである。但し本実施の形態では、M=6とする。
The
フィルタリングされたサンプルシーケンス{zn}は、ビタビ検出器40に送られ、2進のシンボルシーケンス{a'n-δ}が検出される。ビタビ検出器40は、その伝達多項式が下記式(12)であるチャンネルのトレリス線図に基づいてブランチメトリックを算出するように構成されている。
The filtered sample sequence {z n } is sent to the
但し実施の形態ではL=6である。ブランチメトリック計算の詳細については、後述する。 However, in the embodiment, L = 6. Details of the branch metric calculation will be described later.
ビタビ検出器40で検出されたシンボルシーケンス{a'n-δ}は、NRZI逆変換器70および誤差計算器50に送出される。NRZI逆変換器70は、NRZI逆変換である1 mod2 Dの演算を行い、NRZI逆変換がなされたシンボルシーケンス{inv_a'n-δ}が最尤シーケンス検出器20から出力される。
The symbol sequence {a ′ n−δ } detected by the
誤差計算器50は、パーシャルレスポンス等化誤差wn-δ、雑音予測誤差en-δおよびプレフィルタ等化誤差e0,n-δを算出する。各誤差計算の詳細については後述する。
図2に示すように、誤差計算器50により計算されたパーシャルレスポンス等化誤差wn-δ、雑音予測誤差en-δ、プレフィルタ等化誤差e0,n-δ、さらにサンプルynのδ時間遅延サンプルyn-δは、係数更新器60に送出される。
The
As shown in FIG. 2, the partial response equalization error w n−δ calculated by the
係数更新器60は、LMS適応アルゴリズムを用いて、雑音予測誤差en-δの二乗平均を最小にする係数ベクトル{pi}と、プレフィルタ等化誤差e0,n-δの二乗平均を最小にする係数ベクトル{qi}を算出する。
係数piの更新計算は、従来の係数更新器60aと同様に、式(8)に基づいて行われる。また、係数qiの更新計算は、下記式(13)に従って行われる。なお、式(13)において、Kqは更新ゲインである。
The
The update calculation of the coefficient p i is performed based on the equation (8) as in the
係数更新器60は、同様に、KPを更新ゲインとしたLMS適応アルゴリズムにより、雑音予測誤差en−δが最小となるように係数piの更新計算を行う。
その際、前述したように、係数piおよび係数qiに対して、6次まで(i=1〜6)の係数を算出する。すなわち、上記式(11)において、M=6である。
Similarly, the
At this time, as described above, coefficients up to the sixth order (i = 1 to 6) are calculated for the coefficients p i and q i . That is, in the above formula (11), M = 6.
ビタビ検出器40の構成
次に、ビタビ検出器40の構成について、図3に関連付けて説明する。
図3は、本実施形態に係るビタビ検出器40の構成を示すブロック図である。図3に示すように、ビタビ検出器40は、ブランチメトリック計算回路(BMC)41と、ACS回路(ACS)42と、パスメモリ(MEM)43とを含んで構成される。
Configuration of
FIG. 3 is a block diagram showing a configuration of the
ブランチメトリック計算回路(BMC)41は、雑音白色化フィルタ30でフィルタリングされたサンプルznと、誤差計算機50から与えられる係数gi(i=1〜6、すなわちL=6)とから、ブランチメトリックを算出する。すなわち、下記式(14)に基づいて、時刻nの状態遷移sj→skに対応するブランチメトリックを算出する。
The branch metric calculation circuit (BMC) 41 calculates the branch metric from the sample z n filtered by the
但し、上記式(14)において、RはA/D変換器17で量子化する際の基準レベルを、an(sj,sk)は状態遷移sj→skに対応する入力シンボルを、an-i(sj)は状態sjが情報として記憶している入力シンボルを、それぞれ示す。また、ここでは、an(sj,sk)とan-i(sj)は{−1,+1}に属するものとする。 However, in the above formula (14), R is the reference level at the time of quantization in the A / D converter 17, a n (s j, s k) an input symbol corresponding to the state transition s j → s k , A ni (s j ) respectively represent input symbols stored as information by the state s j . Here, it is assumed that a n (s j , s k ) and a ni (s j ) belong to {−1, +1}.
図4は、伝達多項式が式(12)(L=6)である場合のトレリス線図を示す。ビタビ検出器40は、図4に示したトレリス線図に基づいて処理を行う。
図4において、(a)は遷移前(時刻n)の状態を、(b)は遷移後(時刻n+1)の状態を、(c)はブランチのラベルan/znを、それぞれ示す。
図4(a)および(b)において、丸印内の記号は、状態識別番号を表す。時刻nの状態識別番号は、各状態が記憶している情報であるシンボルシーケンス{an-1, an-2, an-3, an-4, an-5, an-6}を16進表記したものである。同じく時刻n+1の状態識別番号は、シンボルシーケンス{an, an-1, an-2, an-3, an-4, an-5}を16進表記したものである。なお、シンボルシーケンス{an}には、d=1制限がなされている。
FIG. 4 shows a trellis diagram when the transfer polynomial is Equation (12) (L = 6). The
4, (a) shows the state before transition (time n), (b) shows the state after transition (time n + 1), and (c) shows the labels a n / z n of the branches.
4A and 4B, symbols in circles represent state identification numbers. The state identification number at time n is a symbol sequence {a n−1 , a n−2 , a n−3 , a n−4 , a n−5 , a n−6 , which is information stored in each state } In hexadecimal notation. Similarly, the state identification number at time n + 1 is a hexadecimal representation of the symbol sequence {a n , a n−1 , a n−2 , a n−3 , a n−4 , a n−5 }. The symbol sequence {a n } is limited to d = 1.
図4に示すように、本実施の形態に係るビタビ検出器の場合、42本のブランチが存在する。各ブランチのメトリックは、各ブランチに対応したラベルから容易に導き出すことができる。たとえば、状態遷移s00→s00に対応するブランチメトリックは、ブランチのラベルがan/zn = 0/(-1-g1-g2-g3-g4-g5-g6)であるから、下記式(15)の通り算出される。 As shown in FIG. 4, in the case of the Viterbi detector according to the present embodiment, there are 42 branches. The metric for each branch can be easily derived from the label corresponding to each branch. For example, the branch metric corresponding to the state transition s 00 → s 00 has a branch label an n / z n = 0 / (-1-g 1 -g 2 -g 3 -g 4 -g 5 -g 6 ) Therefore, it is calculated as the following formula (15).
加算・比較・選択(ACS)回路42は、ブランチメトリック計算回路(BMC)41により算出されたブランチメトリックを用いて、各状態に至る生き残りパスの判定を行い、その判定情報を出力する。すなわち、時刻nに状態sj0を通過し状態skに至るパスのメトリック(パスメトリック)は、下記式(16)により得られる。なお、SMはステートメトリックの略である。
The addition / comparison / selection (ACS)
一方、時刻nに状態sj1を通過し状態skに至るパスメトリックは、下記式(17)により得られる。 On the other hand, the path metric passing through the state s j1 and reaching the state s k at time n is obtained by the following equation (17).
ACS回路42は、式(16)と式(17)により計算されるパスメトリックの大小比較を行い、小さいほうのパスを生き残りパスと判定する。
すなわち、時刻n+1のステートメトリックは、下記式(18)に従って求められる。
The
That is, the state metric at time n + 1 is obtained according to the following equation (18).
但し、比較したパスメトリックが同じであった場合は、一方を生き残りパスとする。 However, if the compared path metrics are the same, one of them is regarded as the surviving path.
ACS回路42から出力される判定情報は、たとえば、下記式(19)の通り算出する。
The determination information output from the
また、たとえば状態s01のように、時刻n+1の時点で到達するブランチが1本しか存在しない場合、時刻n+1のステートメトリックは、下記式(20)に従って算出する。 Also, for example, when there is only one branch that reaches at time n + 1 as in state s 01 , the state metric at time n + 1 is calculated according to the following equation (20).
この場合は判定が行なわれていないので、判定情報を出力する必要がないが、たとえば、下記式(21)に示すように出力してもよい。 In this case, since the determination is not performed, it is not necessary to output the determination information. However, for example, the determination information may be output as shown in the following formula (21).
図4に示したトレリス線図では、26の状態が存在する。各状態のステートメトリックおよび判定情報は、トレリス線図から容易に導き出すことができる。
たとえば、状態s00に対するステートメトリックは、下記式(22)の通りとなる。
In the trellis diagram shown in FIG. 4, there are 26 states. The state metric and determination information for each state can be easily derived from the trellis diagram.
For example, the state metric for the state s 00 is expressed by the following equation (22).
状態s00に対する判定情報は、下記式(23)の通りとなる。 The determination information for the state s 00 is as shown in the following formula (23).
状態s01に対するステートメトリックは、下記式(24)の通りとなる。 The state metric for the state s 01 is as shown in the following formula (24).
状態s01に対する判定情報は、下記式(25)の通りとなる。 The determination information for the state s 01 is as shown in the following formula (25).
パスメモリ(MEM)43は、すべての生き残りパスがマージするのに必要十分な時間分のパス情報を記憶する。そして、マージした結果が検出シンボルa'n-δとして出力される。パスメモリ43に対して、たとえば公知のレジスタ入れ替え法を用いたデータ処理がなされる。
The path memory (MEM) 43 stores path information for a time sufficient for all surviving paths to merge. The merged result is output as a detected symbol a ′ n−δ . The
誤差計算器50の構成
次いで、誤差計算機50の構成について、図5に関連付けて説明する。
図5は、誤差計算回路50の構成を示すブロック図である。
Configuration of
FIG. 5 is a block diagram showing a configuration of the
R倍器51は、ビタビ検出器で決定されたシンボルa'n-δをR倍することによってa'n-δRを生成する。但し、シンボルa'n-δは{−1,+1}に属するとする。
サンプル遅延器52は、パーシャルレスポンス等化サンプルynから、ビタビ検出器40の判定遅延と同じδ時間だけ遅延されたサンプルyn-δを生成する。
The
The
PRフィルタ53は、等化器19の特性同様、1+D+D2を伝達多項式とするFIRフィルタであり、シンボルa'n-δRからパーシャルレスポンス理想サンプルy'n-δを生成する。すなわち、本実施の形態におけるパーシャルレスポンス理想サンプルは、下記式(26)に基づいて得られる。
The
差分演算器54は、遅延サンプルyn-δと理想サンプルy'n-δとから、パーシャルレスポンス等化誤差wn-δを生成する。すなわち、パーシャルレスポンス等化誤差wn−δは、下記式(27)により求められる。
The
予測誤差フィルタ55は、下記式(28)を伝達多項式とするFIRフィルタであり、等化誤差wn-δの畳み込みから雑音予測誤差en-δを生成する。
The
但し本実施の形態ではN=6である。したがって予測誤差フィルタ55の出力である雑音予測誤差en−δは、下記式(29)に従って算出される。
However, in this embodiment, N = 6. Therefore, the noise prediction error e n−δ that is the output of the
雑音予測誤差en−δは、係数更新器60に供給される。係数更新器60では、雑音予測誤差en−δが二乗平均が最小となるような係数piがLMS適応アルゴリズムにより算出されて、予測誤差フィルタ55に与えられる。すなわち、雑音予測誤差enが最小となるように適応的に制御がなされる。
The noise prediction error e n−δ is supplied to the
係数変換器56は、下記式(30)に示す多項式に基づいて、fiとpiとからgiを生成する。すなわち、式(10)および式(11)に示す多項式の乗算結果から、係数giを算出する。
The
本実施形態においては、K=2、N=6としたため、式(30)により8次(K+N=8)までのgiが算出可能である。このうち、係数変換器56では、8次より少ない、たとえば6次までの係数giについて算出する。すなわち、本実施形態では、係数g1からg6が生成される。
係数変換器56により算出された係数giは、前述したように、ビタビ検出器40でのブランチメトリックの計算に使用される(式(14))。
なお、係数giの次数をいくつまで算出するかについては、ビタビ検出における状態数に大きく依存する。したがって、ビタビ検出器40の装置規模により許容される範囲で係数giの次数を決定すればよい。
In the present embodiment, since the K = 2, N = 6, it is possible to calculate the g i until 8th by the formula (30) (K + N = 8). Among these, the
The coefficient g i calculated by the
Note that how many orders of the coefficient gi are calculated greatly depends on the number of states in Viterbi detection. Therefore, the order of the coefficient g i may be determined within a range allowed by the apparatus scale of the
係数変換器56では、算出する係数giを6次までに制限する(打ち切っている)ため、8次まで係数giを算出した場合と比較して、シンボルa'n-δRは、誤差(以下、打ち切り誤差という)を含んでいる。一般化PRフィルタ57、プレフィルタ58および差分演算器59は、打ち切り誤差を補償するための構成(本発明の第1の補償部)である。
Since the
一般化PRフィルタ57は、式(12)(L=6)を伝達多項式とするFIRフィルタである。シンボルa'n-δRから、下記式(31)に従ってプレフィルタ用理想サンプルz'0,n-δを生成する。
The
プレフィルタ58は、式(11)の伝達多項式で表されるFIRフィルタであり、遅延サンプルyn-δからサンプルzn-δを生成する。すなわち、プレフィルタ58のフィルタ特性は、雑音白色化フィルタ30と同等であり、出力サンプルは下記式(32)により得られる。
The pre-filter 58 is an FIR filter represented by a transfer polynomial of Expression (11), and generates a sample z n-δ from the delay samples y n-δ . That is, the filter characteristic of the pre-filter 58 is equivalent to that of the
係数qiは打ち切り誤差を補償するように、係数更新器60により逐次更新されているので、プレフィルタ58は、打ち切り誤差を補償した特性を備えた雑音白色化フィルタとなっている。
Since the coefficient q i is successively updated by the
差分演算器59は、サンプルzn-δと理想サンプルz'0,n-δとから、プレフィルタ等化誤差e0,n-δを生成する。すなわち、プレフィルタ等化誤差e0,n-δは、下記式(33)により得られる。
The
後段の係数更新器60では、LMS適応アルゴリズムを用いて、プレフィルタ等化誤差e0,n-δの二乗平均を最小にする係数ベクトル{qi}を算出する。これにより、打ち切り誤差を補償した係数qiが算出され、この係数qiが雑音白色化フィルタ30に供給されることになる。
The
以上説明したように、本実施形態に係る最尤シーケンス検出器20によれば、所定のパーシャルレスポンスのK次の伝達多項式(係数fi)に等化されたシーケンスynに対し、N次の伝達多項式(係数qi)を有する雑音白色化フィルタ30を通して得られたシンボルシーケンスznについて、ビタビ検出器40により最尤シーケンスを検出する際に、誤差計算器50および係数更新器60では、ビタビ検出器40のブランチメトリックの計算に使用される係数giの算出を、K+Nよりも小さい次数までで打ち切り、これにより生じた打ち切り誤差を補償するように係数piおよび係数qiを適応的に算出するように構成した。
As described above, according to the maximum
したがって、ビタビ検出器40のブランチメトリックの計算に使用される係数giの次数を、雑音白色化フィルタ30の伝達多項式の次数に依存せずに決定できる。これにより、ビタビ検出器40にハードウエア上の制限があるために、装置規模を拡大できない場合であっても、雑音白色化フィルタ30を最適化してシーケンス検出性能を向上させることができる。
たとえば、パーシャルレスポンスの伝達多項式が2次である場合に、ビタビ検出器のハードウエア上の制限から係数giの次数が6までに制限されているとすると、従来は、雑音白色化フィルタ30の伝達多項式の次数は、必然的に4次までの係数qiに制限されていたが、本実施形態に係る最尤シーケンス検出器20によれば、6次までの係数qiまで与えることができ、入力シーケンスに対する雑音白色化性能が向上する。
Therefore, the order of the coefficient g i used for the calculation of the branch metric of the
For example, if the transfer polynomial of the partial response is second order, if the order of the coefficient g i is limited to 6 due to hardware limitations of the Viterbi detector, conventionally, the
また、本実施形態に係る最尤シーケンス検出器20によれば、打ち切り誤差を補償する際に、ビタビ検出器40の出力シーケンスである打ち切り誤差を含んだ理想サンプルと、雑音白色化フィルタ30と同特性のプレフィルタ58の出力との誤差の二乗平均が最小となるように、LMS適応アルゴリズムを用いて、係数qiを逐次更新する。
これにより、打ち切り誤差を逐次適応的に補償することができる。したがって、ビタビ検出器のハードウエア上の制限から係数giの次数に制限がある場合であっても、シーケンス検出性能を向上させることができる。
Further, according to the maximum
As a result, the truncation error can be successively and adaptively compensated. Therefore, the sequence detection performance can be improved even when the order of the coefficient g i is limited due to hardware limitations of the Viterbi detector.
次に、本実施形態に係る最尤シーケンス検出器20のシーケンス検出性能の一例について以下に説明する。
下記表2は、前述した表1の測定結果に対して、実施形態に係る光ディスク装置1のシーケンス検出の測定を同条件で行い、比較の容易のために、その結果を表1の最後の行に付加した表である。
Next, an example of the sequence detection performance of the maximum
Table 2 below shows the sequence detection measurement of the
<表2>
N 状態数 SNR[dB] ビット誤り数
-------------------------------------------------
0 4 13.5 766
1 6 13.7 848
2 10 13.7 870
3 16 13.7 1116
4 26 14.1 780
5 42 14.2 650
6 68 14.2 884
7 110 14.6 578
15 26 14.9 498
本実施形態 26 14.6 542
(N=6)
--------------------------------------------------
<Table 2>
N Number of states SNR [dB] Number of bit errors
-------------------------------------------------
0 4 13.5 766
1 6 13.7 848
2 10 13.7 870
3 16 13.7 1116
4 26 14.1 780
5 42 14.2 650
6 68 14.2 884
7 110 14.6 578
15 26 14.9 498
This embodiment 26 14.6 542
(N = 6)
--------------------------------------------------
表2が示すように、本実施形態に係るビタビ検出器40は、従来のビタビ検出器40a(N=4)と同じ26の状態数であり、かつ、従来のビタビ検出器40a(N=15)に備わるフィードバック手段を有していないにも関わらず、SNRおよびビット誤り数の点から、従来のビタビ検出器40a(N=7)と同等の性能を達成している。また、本実施形態に係るビタビ検出器40は、同等の性能を有する従来のビタビ検出器40a(N=7)の状態数(110)と比較して、状態数を大幅に低減している。
すなわち、最小限のビタビ検出器の装置規模を維持したまま、シーケンス検出性能を大幅に向上させている。
As shown in Table 2, the
That is, the sequence detection performance is greatly improved while maintaining the minimum Viterbi detector scale.
図6は、本実施形態におけるチャンネル1+G(D)の係数分布を示す。図6において、図8と同様に、横軸は次数Nを、縦軸は係数giを、それぞれ示す。図6では、図8と比較して、(d)本実施形態に係る係数分布が付加された点が異なる。
本実施の形態では、g1からg6を係数として使用するようになされているが、図6によれば、g1からg6の範囲における(d)に示す係数分布は、N=4の場合と比較すると、N=15に示す理想的な分布に近いことがわかる。
FIG. 6 shows the coefficient distribution of
In the present embodiment, g 1 to g 6 are used as coefficients, but according to FIG. 6, the coefficient distribution shown in (d) in the range of g 1 to g 6 is N = 4. Compared to the case, it can be seen that the distribution is close to the ideal distribution indicated by N = 15.
1…光ディスク装置、10…符号化器、11…増幅器、12…ピックアップ、13…光ディスクメディア、14…増幅器、15…可変利得アンプ、16…ローパスフィルタ、17…A/D変換器、18…タイミング&ゲインリカバリー回路、19…等化器、20,20a…最尤シーケンス検出器、21…SYNC検出器、22…復号器、30,30a…雑音白色化フィルタ、40,40a…ビタビ検出器、50,50a…誤差計算器、51…R倍器、52…サンプル遅延器、53…PRフィルタ、54…差分演算器、55…予測誤差フィルタ、56…係数変換器、57…一般化PRフィルタ、58…プレフィルタ、59…差分演算器、60,60a…係数更新器、70,70a…NRZI逆変換器。
DESCRIPTION OF
Claims (6)
第1の係数を含む第1の伝達多項式によりパーシャルレスポンス等化された第1のデータに対し、前記制御部により与えられた第2の係数による第2の伝達多項式に基づいてノイズ除去のためのフィルタリングを行う第1のフィルタ部と、
前記第1のフィルタ部の出力に対し、前記制御部により与えられた第3の係数により状態遷移のメトリック演算を行い、最も尤度の高い第2のデータを検出するビタビ検出部と、
を有し、
前記制御部は、
前記第1のデータと前記第2のデータとの誤差を補償するように、前記第2の係数を逐次算出する第1の補償部と、
前記第2のデータに対して前記第1の伝達多項式に基づいてフィルタリングを行ってパーシャルレスポンス等化目標値である第3のデータを生成し、前記第1のデータと前記第3のデータとの誤差を補償するように、第4の係数を逐次算出する第2の補償部と、
前記第1の係数と、前記第2の補償部により算出された第4の係数とを演算して、前記第3の係数を逐次算出する係数演算部と、を含む
データ処理装置。 A control unit;
For the first data that is partial response equalized by the first transfer polynomial including the first coefficient, noise removal is performed based on the second transfer polynomial by the second coefficient given by the control unit. A first filter unit for filtering;
A Viterbi detection unit that performs state transition metric calculation on the output of the first filter unit using a third coefficient given by the control unit, and detects second data having the highest likelihood;
Have
The controller is
A first compensation unit that sequentially calculates the second coefficient so as to compensate for an error between the first data and the second data;
The second data is filtered based on the first transfer polynomial to generate third data which is a partial response equalization target value, and the first data and the third data A second compensator for sequentially calculating a fourth coefficient so as to compensate for the error;
A data processing apparatus comprising: a coefficient calculation unit that calculates the third coefficient sequentially by calculating the first coefficient and the fourth coefficient calculated by the second compensation unit.
前記第1のデータに対して、前記第1のフィルタ部と同一の伝達多項式に基づいてノイズ除去のためのフィルタリングを行う第2のフィルタ部と、
前記第2のデータに対して、前記係数演算部により算出された第3の係数による伝達多項式に基づいてフィルタリングを行う第3のフィルタ部と、を含み、
前記第2および第3のフィルタ部の出力の差分の二乗平均を最小にするように、前記第2の係数を逐次適応的に算出する
請求項1記載のデータ処理装置。 The first compensation unit includes:
A second filter unit that performs filtering for noise removal on the first data based on the same transfer polynomial as the first filter unit;
A third filter unit that performs filtering on the second data based on a transfer polynomial based on a third coefficient calculated by the coefficient calculation unit;
The data processing apparatus according to claim 1, wherein the second coefficient is sequentially and adaptively calculated so as to minimize a mean square of a difference between outputs of the second and third filter units.
前記係数演算部は、前記K次の多項式と前記N次の多項式を乗算し、当該乗算結果のうち、前記KとNとの和よりも小さいL次までの項の係数を第3の係数として算出する
請求項1記載のデータ処理装置。 The first coefficient is a coefficient of a Kth order (K: integer) polynomial, and the fourth coefficient is a coefficient of a Nth order (N: integer) polynomial,
The coefficient calculation unit multiplies the K-th order polynomial and the N-th order polynomial, and among the multiplication results, coefficients of terms up to L order smaller than the sum of K and N are used as third coefficients. The data processing apparatus according to claim 1 to calculate.
前記係数演算部は、前記K次の多項式と前記N次の多項式を乗算し、当該乗算結果のうち、前記KとNとの和よりも小さいL次までの項の係数を第3の係数として算出する
請求項2記載のデータ処理装置。 The first coefficient is a coefficient of a Kth order (K: integer) polynomial, and the fourth coefficient is a coefficient of a Nth order (N: integer) polynomial,
The coefficient calculation unit multiplies the K-th order polynomial and the N-th order polynomial, and among the multiplication results, coefficients of terms up to L order smaller than the sum of K and N are used as third coefficients. The data processing device according to claim 2 to calculate.
前記第2のデータに対して、前記第1の伝達多項式に基づいてフィルタリングを行う第4のフィルタ部と、
前記第1のデータと、前記第4のフィルタ部の出力との差分に対して、第4の係数による伝達多項式に基づいてフィルタリングを行う第5のフィルタ部と、を含み、
前記第5のフィルタ部の出力の二乗平均を最小にするように、前記第4の係数を逐次適応的に算出する
請求項1記載のデータ処理装置。 The second compensation unit includes:
A fourth filter unit that filters the second data based on the first transfer polynomial;
A fifth filter unit that performs filtering on the difference between the first data and the output of the fourth filter unit based on a transfer polynomial using a fourth coefficient;
The data processing apparatus according to claim 1, wherein the fourth coefficient is sequentially and adaptively calculated so as to minimize the mean square of the output of the fifth filter unit.
前記フィルタリングによる出力に対し、第3の係数により状態遷移のメトリック演算を行い、最も尤度の高い第2のデータを検出するステップと、
前記第2のデータに対して前記第1の伝達多項式に基づいてフィルタリングを行ってパーシャルレスポンス等化目標値である第3のデータを生成し、前記第1のデータと前記第3のデータとの誤差を補償するように、第4の係数を算出するステップと、
前記第1の係数と前記第4の係数を演算して前記第3の係数を算出して更新するステップと、
前記第1のデータと前記第2のデータとの誤差を補償するように、前記第2の係数を算出して更新するステップと、
を有するデータ処理方法。
Filtering for noise removal based on the second transfer polynomial with the second coefficient on the first data that has been partial response equalized by the first transfer polynomial including the first coefficient;
Performing a state transition metric operation on the output by the filtering using a third coefficient to detect the second data having the highest likelihood;
The second data is filtered based on the first transfer polynomial to generate third data which is a partial response equalization target value, and the first data and the third data Calculating a fourth coefficient so as to compensate for the error;
Calculating and updating the third coefficient by computing the first coefficient and the fourth coefficient;
Calculating and updating the second coefficient so as to compensate for an error between the first data and the second data;
A data processing method.
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