JP2006164487A - Waveform equalizer and equalization method, waveform equalization program, and computer readable recording medium which records waveform equalization program - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、信号再生系において、再生信号を適応的に波形等化する波形等化装置、波形等化プログラム、波形等化プログラムを記録したコンピュータ読み取り可能な記録媒体、及び波形等化方法に関するものである。 The present invention relates to a waveform equalizer for adaptively equalizing a reproduced signal in a signal reproduction system, a waveform equalization program, a computer-readable recording medium recording the waveform equalization program, and a waveform equalization method. It is.
近年、情報記録媒体のより高い記録密度実現のためのデータ検出方式としてPRML(Partial Response Maximum Likelihood)方式が採用されている。PRMLにおいては、記録媒体から再生された再生信号波形を、PRクラスで想定する理想的な周波数特性に近づけるために波形等化を行う必要があるが、記録媒体ごとの特性のばらつきや、ディスクチルトやサーボオフセット等、再生系の特性変動に起因する再生特性変動が存在するため、再生特性変動に対して適応的に波形等化の等化特性を更新する適応等化技術が用いられる。 In recent years, a PRML (Partial Response Maximum Likelihood) method has been adopted as a data detection method for realizing a higher recording density of an information recording medium. In PRML, it is necessary to perform waveform equalization in order to bring the reproduced signal waveform reproduced from the recording medium closer to the ideal frequency characteristic assumed in the PR class. Since there are reproduction characteristic fluctuations due to reproduction system characteristic fluctuations, such as servo offset and servo offset, an adaptive equalization technique for adaptively updating the waveform equalization characteristics in response to reproduction characteristic fluctuations is used.
先に本出願人は、PRMLにおいてエラーレートを最小化できる適応等化手法を出願している(特許文献1参照)。この手法では、ビタビ復号過程におけるパスメトリック差の、所定の目標値に対する平均二乗誤差が最小となるように等化係数が適応化される。 Previously, the applicant has applied for an adaptive equalization technique that can minimize the error rate in PRML (see Patent Document 1). In this method, the equalization coefficient is adapted so that the mean square error of the path metric difference in the Viterbi decoding process with respect to a predetermined target value is minimized.
図7及び図8を用いて、この従来例について簡単に説明する。図7は、従来の波形等化手法を用いた光ディスク再生装置50の構成を示すブロック図である。光ディスク再生装置50は、光ディスク1を再生する装置であり、光学ピックアップ2、A/D(Analog to Digital)変換器3、FIR(Finite Impulse Response)フィルタ4、ビタビ復号回路5、遅延調整回路6・7、特定パターン検出回路8、及びタップ係数更新回路9を備えている。
This conventional example will be briefly described with reference to FIGS. FIG. 7 is a block diagram showing a configuration of an optical
光ディスク1には、(1,7)RLL(Run Length Limited)符号のようなd=1なるランレングス制限符号、すなわち最短マーク長が2T(Tは再生信号の1チャネルビット長を表す。以下において同じ)であるような変調方式の記録マーク列が記録されている。
The
光学ピックアップ2は、再生信号列を有するアナログ再生波形を、光ディスク1から再生する。光学ピックアップ2は、図示しない半導体レーザや各種光学部品、フォトダイオード等からなっている。光学ピックアップ2は、半導体レーザから出射したレーザビームを光ディスク1上に集光させて、光ディスク1上に記録された記録マークで反射させ、反射光をフォトダイオードで電気信号に変換することによってアナログ再生波形(以下、単に「再生波形」という)を出力するものである。
The
A/D変換器3は、チャネル周波数クロックのタイミングで、光学ピックアップ2の出力した再生波形のA/D変換を行う。そして、A/D変換器3は、A/D変換後のデジタル再生信号(以下、「再生信号列」という)を出力する。
The A /
FIRフィルタ4は、再生信号列に対して波形等化を行うことにより、等化後信号列を生成する。FIRフィルタ4は、時間Tの遅延素子を2個、ゲイン可変の増幅器を3個(ゲインはそれぞれc(0,n)、c(1,n)、c(2,n))、加算器を1個備えた、3タップのデジタルフィルタである。ここで、ゲインc(0,n)、c(1,n)、c(2,n)はタップ係数と呼ばれ、この値を変化させることによってFIRフィルタ4の等化特性を変化させることができる。なお、タップ数を3としているのは説明の簡略化のためであり、実際にはさらに大きなタップ数とすることによって、より高性能なフィルタとすることができる。FIRフィルタ4は、タップ係数c(0,n)、c(1,n)、c(2,n)と再生信号列u(i,n)、u(i-1,n)、u(i-2,n)とを順次対応づけつつ畳み込み演算を行うことによって等化後信号列y(i-1,n)を出力する。なお、「n」の意味については後述する。
The
ビタビ復号回路5は、波形干渉幅が3TであるPR(1,2,1)特性に基づいてFIRフィルタ4の出力した等化後信号列y(i-1,n)のビタビ復号を行い、光ディスク1に記録された記録マークの復号ビット列b(i)を出力すると同時に、ビタビ復号過程において合流する2本のパスのパスメトリック差s(n)を計算し出力する。このパスメトリック差はSAM(Sequenced Amplitude Margin)と呼ばれる周知技術である(非特許文献1参照)。
The Viterbi
遅延調整回路6・7は、ビタビ復号回路5におけるパスメモリ長の時間分の遅延により生じる、再生信号列u(i,n)及びパスメトリック差s(n)と、復号ビット列b(i)との各々の時間差を補正して同期を取るためのものである。
The
特定パターン検出回路8は、ビタビ復号回路5により復号された復号ビット列b(i-4)、b(i-3)、…、b(i)が、特定の復号パターン(特定パターン)としての「00111」、「00011」、「11000」、「11100」のいずれかと一致するか否かを判定する。
The specific
タップ係数更新回路9は、特定パターン検出回路8が上記特定パターンを検出する毎に、
c(k,n+1)=c(k,n)±μ{s(n)−ds}{u(-2-k,n)+2u(-1-k,n)+u(-k,n)} … (1)
により新しいタップ係数c(k,n+1)を求め、FIRフィルタ4のタップ係数を更新する。
Whenever the specific
c (k, n + 1) = c (k, n) ± [mu] {s (n) -ds} {u (-2-k, n) + 2u (-1-k, n) + u (-k, n )}… (1)
Thus, a new tap coefficient c (k, n + 1) is obtained, and the tap coefficient of the
なお、nは特定パターンの検出回数に相当する値であり、検出されたn番目の特定パターン毎にタップ係数が更新されることを意味している。μはタップ係数更新の応答性を制御するための微小値でありステップゲインと呼ばれる。また、係数補正項((1)式の右辺第2項)に掛ける正負符号(±)は特定パターン検出回路8により検出された特定パターンによって決まり、「00111」または「11100」の場合は負、「11000」または「00011」の場合は正となる。
Note that n is a value corresponding to the number of detections of the specific pattern, and means that the tap coefficient is updated for each detected nth specific pattern. μ is a minute value for controlling the response of the tap coefficient update and is called a step gain. The sign (±) to be applied to the coefficient correction term (the second term on the right side of equation (1)) is determined by the specific pattern detected by the specific
上記構成の従来の光ディスク再生装置50による再生動作を説明する。まず、光学ピックアップ2から光ディスク1上に光ビームが照射されることにより、光ディスク1上に記録された記録マークの再生波形が光学ピックアップ2から出力される。この再生波形はA/D変換器3にて再生信号列u(i,n)に変換される。FIRフィルタ4に再生信号列u(i,n)が入力されると、波形等化処理が施されて等化後信号列y(i-1,n)が出力される。等化後信号y(i-1,n)は、再生信号u(i-1,n)に対応する等化後信号である(添字「i-1」を一致させることによって等化前後の信号の対応関係を表している)。
A reproducing operation by the conventional optical
ビタビ復号回路5は、等化後信号列y(i-1,n)が入力されると、パスメトリック差s(n)を求めて出力するとともに、ビタビ復号を行った結果得られた復号ビット列b(i)を出力する。つまり、ビタビ復号回路5は、再生信号列u(i,n)の復号結果である復号ビット列b(i)を生成する。また、ビタビ復号回路5は、等化後信号列y(i-1,n)に基づくビタビ復号過程において、生き残りパスとして決定される正解パスと、この正解パスと対決する誤りパスとのパスメトリック差s(n)を検出する。
When the equalized signal sequence y (i−1, n) is input, the Viterbi
特定パターン検出回路8は、復号ビット列b(i-4)、b(i-3)、…、b(i)が特定パターンである「00111」、「00011」、「11000」、「11100」のいずれかと一致するか否かを判定し、一致した場合には一致信号をタップ係数更新回路9に伝える。特定パターンは、ビタビ復号にとってノイズのない理想的な波形である理想波形信号列を想定した場合に、この理想波形信号列から求めたパスメトリック差が最小値となるようなビット列のパターンである。特定パターン検出回路8は、このような特定パターンを復号ビット列b(i)から検出する回路である。
The specific
タップ係数更新回路9は、特定パターン検出回路8から一致信号が伝えられると、目標値dsに対するパスメトリック差s(n)の誤差{s(n)−ds}と、再生信号列u(i-k,n)に所定の重み付けを施した一次多項式{u(-2-k,n)+2u(-1-k,n)+u(-k,n)}との積により、タップ係数c(k,n)を補正する。タップ係数更新回路9は、具体的には上記(1)式を計算することになる。
When the coincidence signal is transmitted from the specific
なお、上記目標値dsとしては、特定パターンに対応し、かつ、ビタビ復号にとって理想的な信号波形に対応する信号がビタビ復号回路5に入力されることを想定した場合に、ビタビ復号回路5から出力されるパスメトリック差の値(理想値)、又はこの理想値に対して適宜補正を加えた値に設定すればよい。
As the target value ds, when it is assumed that a signal corresponding to a specific pattern and corresponding to a signal waveform ideal for Viterbi decoding is input to the Viterbi
ここで、パスメトリック差s(n)と再生信号列u(i-k,n)との対応関係について図8を用いて説明しておく。特定パターンに一致するn番目の復号ビット列として「00111」が検出された場合、この復号ビット列に対応する記録マークから再生された再生波形が図8のようであったとして、対応する再生信号列をu(-4,n)、u(-3,n)、u(-2,n)、u(-1,n)、u(0,n)とする。 Here, the correspondence between the path metric difference s (n) and the reproduction signal sequence u (i−k, n) will be described with reference to FIG. When “00111” is detected as the nth decoded bit string that matches the specific pattern, it is assumed that the reproduced waveform reproduced from the recording mark corresponding to this decoded bit string is as shown in FIG. Let u (-4, n), u (-3, n), u (-2, n), u (-1, n), u (0, n).
上記(1)式におけるμは応答性を制御するための微小値であり、ステップゲインと呼ばれる。μが適当な値に設定されていれば、上記更新動作が繰り返されるうちにタップ係数c(k,i)は最適値に収束していく。なお、係数補正項(上記(1)式の右辺第2項)に掛ける正負符号(±)は特定パターン検出回路8により検出された特定パターンによって決まり、「00111」または「11100」の場合は負、「11000」または「00011」の場合は正となる。
In the above equation (1), μ is a minute value for controlling the responsiveness, and is called a step gain. If μ is set to an appropriate value, the tap coefficient c (k, i) converges to the optimum value while the above update operation is repeated. The sign (±) applied to the coefficient correction term (the second term on the right side of the above equation (1)) is determined by the specific pattern detected by the specific
上記(1)式によるタップ係数の更新動作を繰り返して最終的に収束したタップ係数によりFIRフィルタ4で等化した等化後信号においては、パスメトリック差s(n)の目標値dsに対する平均二乗誤差E[{s(n)−ds}2](E[]は期待値演算子)は最小となり、この時、ビタビ復号で復号されるビット列のエラーレートは最良となることが理論的に説明できる(この理由については、従来技術により公知であるので詳細な説明は省略する)。
In the equalized signal equalized by the
このように、従来例の波形等化装置においては、FIRフィルタ4のタップ係数をパスメトリック差の平均二乗誤差が最小となるように更新していくため、適応的にエラーレートを最小化することが可能となっている。
上記従来技術においては、タップ係数は上記(1)式によって更新される。すなわちタップ係数の更新量は、パスメトリック差s(n)の目標値dsに対する誤差と、再生信号列に所定の重み付けを施した一次多項式との積によって決まるため、再生波形が異常になった場合に直接的に影響を受けてしまう。 In the prior art, the tap coefficient is updated by the above equation (1). That is, the update amount of the tap coefficient is determined by the product of the error of the path metric difference s (n) with respect to the target value ds and a first-order polynomial obtained by applying a predetermined weight to the reproduction signal sequence, so that the reproduction waveform becomes abnormal. Directly affected.
光ディスクには媒体欠陥(ディフェクトやピンホールなど)も含まれており、そのような箇所からの再生波形は振幅が非常に小さかったり、直流成分が極めて大きかったり、S/N比が極めて悪かったりする。媒体欠陥以外にも、光ディスク再生装置50に対する衝撃などの外乱や回路への伝播ノイズなど、再生波形に異常を来す原因は数多く存在する。
Optical discs also contain medium defects (defects, pinholes, etc.), and the reproduced waveform from such locations has a very small amplitude, a very large direct current component, and a very poor S / N ratio. . In addition to medium defects, there are many causes of abnormalities in the reproduced waveform, such as disturbances such as impact on the optical
このような異常再生波形が一時的であっても入力されると、上記(1)式で求められるタップ係数の更新値も異常値となり、タップ係数は収束値に向かわず発散してしまう可能性がある。 If such an abnormal reproduction waveform is temporarily input, the update value of the tap coefficient obtained by the above equation (1) also becomes an abnormal value, and the tap coefficient may diverge without going toward the convergence value. There is.
本発明は、上記の問題点に鑑みてなされたものであり、その目的は、等化特性の収束性が損なわれる、あるいは等化特性が発散してしまうことを抑制して、より適正に波形等化を実行できる波形等化装置及び波形等化方法を実現することにある。 The present invention has been made in view of the above-described problems, and its purpose is to suppress the convergence of the equalization characteristic or to prevent the equalization characteristic from diverging, and to provide a more appropriate waveform. The object is to realize a waveform equalization apparatus and a waveform equalization method capable of performing equalization.
本発明に係る波形等化装置は、入力信号を波形等化しつつ、その等化特性を適応化する波形等化装置であって、上記課題を解決するために、前記入力信号に対して波形等化を行うことにより等化後信号を生成する等化手段と、前記等化後信号に対するビタビ復号過程における正解パスと誤りパスとのパスメトリック差を検出する等化後パスメトリック差検出手段と、検出された前記等化後信号のパスメトリック差の目標値に対する誤差に基づいて前記適応化を行う等化適応化手段と、前記入力信号又は等化後信号の信号品質を評価する信号品質評価手段とを備え、前記等化適応化手段は、前記信号品質評価手段による評価結果に基づいて、前記適応化の処理を制御することを特徴としている。 A waveform equalization apparatus according to the present invention is a waveform equalization apparatus that applies equalization characteristics to an input signal while equalizing the waveform of the input signal. Equalization means for generating an equalized signal by performing equalization; and post-equalization path metric difference detection means for detecting a path metric difference between a correct path and an error path in a Viterbi decoding process for the equalized signal; Equalization adaptation means for performing the adaptation based on an error with respect to a target value of a path metric difference of the detected equalized signal, and a signal quality evaluation means for evaluating the signal quality of the input signal or the equalized signal The equalization adapting means controls the adaptation processing based on the evaluation result by the signal quality evaluating means.
また、本発明に係る波形等化方法は、入力信号を波形等化しつつ、その等化特性を適応化する波形等化方法であって、上記課題を解決するために、前記入力信号に対して波形等化を行うことにより等化後信号を生成する等化ステップと、前記等化後信号に対するビタビ復号過程における正解パスと誤りパスとのパスメトリック差を検出する等化後パスメトリック差検出ステップと、検出された前記等化後信号のパスメトリック差の目標値に対する誤差に基づいて前記適応化を行う等化適応化ステップと、前記入力信号の信号品質を評価する入力信号評価ステップとを含み、前記等化適応化ステップでは、前記入力信号評価ステップにおける評価結果に基づいて、前記適応化の処理を制御することを特徴としている。 A waveform equalization method according to the present invention is a waveform equalization method that applies waveform equalization to an input signal while adapting the equalization characteristics thereof. An equalization step of generating an equalized signal by performing waveform equalization, and an equalized path metric difference detection step of detecting a path metric difference between a correct path and an error path in a Viterbi decoding process for the equalized signal And an equalization adaptation step for performing the adaptation based on an error with respect to a target value of a detected path metric difference of the post-equalization signal, and an input signal evaluation step for evaluating the signal quality of the input signal. In the equalization adaptation step, the adaptation process is controlled based on the evaluation result in the input signal evaluation step.
上記構成及び方法では、等化後信号に対するビタビ復号過程における正解パスと誤りパスとのパスメトリック差を検出する。このパスメトリック差には理想値が想定されるが、実際に検出されるパスメトリック差はこの理想値に対してばらつきを有している。そして、ビタビ復号におけるエラーレートを小さくするためには、理想値又はこの理想値に対して適宜補正を加えた値を目標値として設定し、この目標値に対する、実際に検出されるパスメトリック差の誤差を小さくするように等化特性の適応化を行っていけばよい。 In the above configuration and method, the path metric difference between the correct path and the error path in the Viterbi decoding process for the equalized signal is detected. Although an ideal value is assumed for the path metric difference, the actually detected path metric difference has variations with respect to the ideal value. In order to reduce the error rate in Viterbi decoding, an ideal value or a value obtained by appropriately correcting the ideal value is set as a target value, and the path metric difference actually detected with respect to the target value is set. The equalization characteristics should be adapted so as to reduce the error.
ここで、入力信号の信号品質が良好である場合には、その入力信号に基づいて適応化を繰り返していくにつれて等化特性は収束する方向に向かうが、入力信号の信号品質が一時的にせよ悪化した場合には、品質の悪化した入力信号に基づく適応化を行うことによって、等化特性の収束性が損なわれ、最悪の場合には発散してしまうことになる。 Here, if the signal quality of the input signal is good, the equalization characteristic tends to converge as the adaptation is repeated based on the input signal, but the signal quality of the input signal may be temporary. In the case of deterioration, the adaptation based on the input signal with deteriorated quality is performed, so that the convergence property of the equalization characteristic is lost, and in the worst case, the convergence occurs.
そこで、上記構成及び方法では、入力信号又は等化後信号の信号品質を評価しておき、この評価結果に基づいて適応化の処理が制御されるようになっている。これにより、入力信号又は等化後信号の信号品質が予め定めた基準よりも悪化した場合には、等化特性の収束性に悪影響が及びにくいように適応化の処理を制御することができるようになる。 Therefore, in the above configuration and method, the signal quality of the input signal or the equalized signal is evaluated, and the adaptation process is controlled based on the evaluation result. As a result, when the signal quality of the input signal or the equalized signal is deteriorated from a predetermined reference, the adaptation process can be controlled so that the convergence of the equalization characteristic is not adversely affected. become.
その結果、等化特性の収束性が損なわれる、あるいは等化特性が発散してしまうことを抑制して、より適正に波形等化を実行できるという効果を奏する。 As a result, the convergence of the equalization characteristic is impaired or the equalization characteristic is prevented from diverging, and the waveform equalization can be performed more appropriately.
本発明に係る波形等化装置は、上記構成において、前記入力信号に対するビタビ復号過程における正解パスと誤りパスとのパスメトリック差を検出する等化前パスメトリック差検出手段をさらに備え、前記信号品質評価手段は、前記等化前パスメトリック差検出手段により検出された入力信号のパスメトリック差の値に基づいて信号品質を評価するものであってもよい。 The waveform equalization apparatus according to the present invention further includes a pre-equalization path metric difference detecting means for detecting a path metric difference between a correct path and an error path in a Viterbi decoding process for the input signal in the above configuration, and the signal quality The evaluation unit may evaluate the signal quality based on the value of the path metric difference of the input signal detected by the pre-equalization path metric difference detection unit.
また、本発明に係る波形等化方法は、上記方法において、前記入力信号に対するビタビ復号過程における正解パスと誤りパスとのパスメトリック差を検出する等化前パスメトリック差検出ステップをさらに含み、前記入力信号評価ステップでは、前記等化前パスメトリック差検出ステップにより検出された入力信号のパスメトリック差の値に基づいて信号品質を評価するよになっていてもよい。 The waveform equalization method according to the present invention further includes a pre-equalization path metric difference detection step for detecting a path metric difference between a correct path and an error path in a Viterbi decoding process for the input signal in the above method, In the input signal evaluation step, the signal quality may be evaluated based on the path metric difference value of the input signal detected in the pre-equalization path metric difference detection step.
本発明に係る波形等化装置は、上記構成において、前記信号品質評価手段は、前記入力信号のパスメトリック差の値が許容範囲内であるか否かを判定し、前記等化適応化手段は、前記信号品質評価手段において前記入力信号のパスメトリック差の値が許容範囲外と判定された場合に、前記適応化の処理を一時的に停止するように構成されていてもよい。また、そのために、前記信号品質評価手段において前記入力信号のパスメトリック差の値が許容範囲外と判定された場合に、前記等化適応化手段における適応化の処理を一時的に停止させる適応化一時停止手段を備えていてもよい。 In the waveform equalizer according to the present invention, in the above configuration, the signal quality evaluation unit determines whether a value of a path metric difference of the input signal is within an allowable range, and the equalization adaptation unit includes When the signal quality evaluation means determines that the value of the path metric difference of the input signal is outside the allowable range, the adaptation process may be temporarily stopped. Also, for this purpose, the adaptation for temporarily stopping the adaptation process in the equalization adaptation unit when the signal quality evaluation unit determines that the value of the path metric difference of the input signal is outside the allowable range. You may provide the temporary stop means.
上記構成では、波形等化前の入力信号から求められるパスメトリック差が許容範囲外にある場合には、適応化の処理を一時的に停止する構成となっている。これにより、等化特性の収束性が損なわれる可能性の高い場合には、適応化の処理を一時的に停止され、直前の正常な等化特性がそのまま保持されるため、等化特性の収束性が損なわれる、あるいは等化特性が発散してしまうことを抑制することができる。 In the above configuration, when the path metric difference obtained from the input signal before waveform equalization is outside the allowable range, the adaptation process is temporarily stopped. As a result, when the convergence of the equalization characteristic is likely to be impaired, the adaptation process is temporarily stopped and the previous normal equalization characteristic is maintained as it is. It is possible to prevent the performance from being lost or the equalization characteristic from diverging.
本発明に係る波形等化装置は、上記構成において、前記等化前パスメトリック差検出手段は、入力信号の特定のパーシャルレスポンス特性及び特定の復号パターンに対応して予め設定されたパスメトリック差の演算式を実行するものであってもよい。 In the waveform equalizer according to the present invention, in the configuration described above, the pre-equalization path metric difference detecting unit is configured to detect a path metric difference set in advance corresponding to a specific partial response characteristic and a specific decoding pattern of an input signal. An arithmetic expression may be executed.
上記構成では、等化前パスメトリック差検出手段は、入力信号の特定のパーシャルレスポンス特性及び特定の復号パターンに対応して予め設定されたパスメトリック差の演算式を実行するものであることから、ビタビ復号を実行する場合と比較して、より簡単な演算を実行できる構成により実現することができる。したがって、簡素な構成により等化前パスメトリック差検出手段を実現することができる。 In the above-described configuration, the pre-equalization path metric difference detecting means executes an arithmetic expression of a path metric difference set in advance corresponding to a specific partial response characteristic and a specific decoding pattern of the input signal. Compared with the case where Viterbi decoding is executed, the present invention can be realized by a configuration capable of executing simpler calculations. Therefore, the pre-equalization path metric difference detecting means can be realized with a simple configuration.
あるいは、本発明に係る波形等化装置は、上記構成において、前記信号品質評価手段は、前記等化後パスメトリック差検出手段により検出された前記等化後信号のパスメトリック差の値に基づいて信号品質を評価する構成であってもよい。 Alternatively, in the waveform equalizer according to the present invention, in the above configuration, the signal quality evaluation unit is based on a path metric difference value of the post-equalization signal detected by the post-equalization path metric difference detection unit. It may be configured to evaluate signal quality.
また、本発明に係る波形等化方法は、上記方法において、前記入力信号評価ステップでは、前記等化後パスメトリック差検出ステップにより検出された前記等化後信号のパスメトリック差の値に基づいて信号品質を評価するようになっていてもよい。 The waveform equalization method according to the present invention is based on the path metric difference value of the post-equalization signal detected by the post-equalization path metric difference detection step in the input signal evaluation step. The signal quality may be evaluated.
この場合、前述した構成のように、等化前パスメトリック差検出手段を別途備える必要がないため、構成の簡素化を図ることができる。 In this case, unlike the configuration described above, it is not necessary to separately provide a pre-equalization path metric difference detection unit, and thus the configuration can be simplified.
本発明に係る波形等化装置は、上記構成において、前記信号品質評価手段は、前記等化後信号のパスメトリック差の値が許容範囲内であるか否かを判定し、前記等化適応化手段は、前記信号品質評価手段において前記等化後信号のパスメトリック差の値が許容範囲外と判定された場合に、前記適応化の処理を一時的に停止する構成であってもよい。また、そのために、前記信号品質評価手段において前記等化後信号のパスメトリック差の値が許容範囲外と判定された場合に、前記等化適応化手段における適応化の処理を一時的に停止させる適応化一時停止手段を備えていてもよい。 In the waveform equalizer according to the present invention, in the configuration described above, the signal quality evaluation unit determines whether a value of a path metric difference of the equalized signal is within an allowable range, and the equalization adaptation is performed. The means may be configured to temporarily stop the adaptation process when the signal quality evaluation means determines that the value of the path metric difference of the equalized signal is out of an allowable range. For this purpose, when the signal quality evaluation means determines that the value of the path metric difference of the equalized signal is outside the allowable range, the adaptation processing in the equalization adaptation means is temporarily stopped. An adaptation pause means may be provided.
上記構成では、入力信号を波形等化した等化後信号から求められるパスメトリック差が許容範囲外にある場合には、適応化の処理を一時的に停止する構成となっている。これにより、等化特性の収束性が損なわれる可能性の高い場合には、適応化の処理を一時的に停止され、直前の正常な等化特性がそのまま保持されるため、等化特性の収束性が損なわれる、あるいは等化特性が発散してしまうことを抑制することができる。 In the above configuration, when the path metric difference obtained from the equalized signal obtained by equalizing the waveform of the input signal is outside the allowable range, the adaptation process is temporarily stopped. As a result, when the convergence of the equalization characteristic is likely to be impaired, the adaptation process is temporarily stopped and the previous normal equalization characteristic is maintained as it is. It is possible to prevent the performance from being lost or the equalization characteristic from diverging.
本発明に係る波形等化装置は、入力信号を波形等化しつつ、その等化特性を適応化する波形等化装置であって、前記入力信号に対して波形等化を行うことにより等化後信号を生成する等化手段と、前記等化後信号に対するビタビ復号過程における正解パスと誤りパスとのパスメトリック差を検出する等化後パスメトリック差検出手段と、検出された前記等化後信号のパスメトリック差の目標値に対する誤差に基づいて前記等化特性を更新することによって前記適応化を行う等化適応化手段と、前記等化特性の更新量を評価する等化更新量評価手段とを備え、前記等化適応化手段は、前記等化更新量評価手段による評価結果に基づいて、前記適応化の処理を制御することを特徴としている。 A waveform equalization apparatus according to the present invention is a waveform equalization apparatus that applies equalization characteristics to an input signal while equalizing the waveform of the input signal, and performs equalization by performing waveform equalization on the input signal. Equalization means for generating a signal, post-equalization path metric difference detection means for detecting a path metric difference between a correct path and an error path in a Viterbi decoding process for the post-equalization signal, and the detected post-equalization signal An equalization adapting means for performing the adaptation by updating the equalization characteristic based on an error of the path metric difference with respect to a target value, and an equalization update amount evaluation means for evaluating the update amount of the equalization characteristic The equalization adaptation unit controls the adaptation process based on an evaluation result by the equalization update amount evaluation unit.
また、本発明に係る波形等化方法は、入力信号を波形等化しつつ、その等化特性を適応化する波形等化方法であって、前記入力信号に対して波形等化を行うことにより等化後信号を生成する等化ステップと、前記等化後信号に対するビタビ復号過程における正解パスと誤りパスとのパスメトリック差を検出する等化後パスメトリック差検出ステップと、検出された前記等化後信号のパスメトリック差の目標値に対する誤差に基づいて前記等化特性を更新することによって前記適応化を行う等化適応化ステップと、前記等化特性の更新量を評価する等化更新量評価ステップとを含み、前記等化適応化ステップでは、前記等化更新量評価ステップにおける評価結果に基づいて、前記適応化の処理を制御することを特徴としている。 The waveform equalization method according to the present invention is a waveform equalization method that adapts the equalization characteristics while equalizing an input signal, and performing waveform equalization on the input signal, etc. An equalization step for generating a post-equalization signal, a post-equalization path metric difference detection step for detecting a path metric difference between a correct path and an error path in a Viterbi decoding process for the post-equalization signal, and the detected equalization An equalization adaptation step for performing the adaptation by updating the equalization characteristic based on an error of a path metric difference of the post signal with respect to a target value, and an equalization update amount evaluation for evaluating an update amount of the equalization characteristic And the step of equalization adaptation is characterized in that the adaptation process is controlled based on the evaluation result in the equalization update amount evaluation step.
上記構成及び方法では、入力信号又は等化後信号の信号品質を評価する代わりに、入力信号や等化後信号の信号品質を反映している等化特性の更新量を評価しておき、この評価結果に基づいて適応化の処理が制御されるようになっている。これにより、等化特性の更新量が予め定めた基準よりも悪化した場合には、等化特性の収束性に悪影響が及びにくいように適応化の処理を制御することができるようになる。 In the above configuration and method, instead of evaluating the signal quality of the input signal or the equalized signal, the update amount of the equalization characteristic reflecting the signal quality of the input signal or the equalized signal is evaluated, and this Adaptation processing is controlled based on the evaluation result. As a result, when the update amount of the equalization characteristic becomes worse than a predetermined reference, the adaptation process can be controlled so that the convergence of the equalization characteristic is hardly adversely affected.
その結果、等化特性の収束性が損なわれる、あるいは等化特性が発散してしまうことを抑制して、より適正に波形等化を実行できるという効果を奏する。 As a result, the convergence of the equalization characteristic is impaired or the equalization characteristic is prevented from diverging, and the waveform equalization can be performed more appropriately.
本発明に係る波形等化装置は、上記構成において、前記等化更新量評価手段は、前記等化特性の更新量の値が許容範囲内であるか否かを判定し、前記等化適応化手段は、前記等化更新量評価手段において前記等化特性の更新量の値が許容範囲外と判定された場合に、前記適応化の処理を一時的に停止する適応化一時停止手段を備えるように構成されていてもよい。 In the waveform equalization apparatus according to the present invention, in the above configuration, the equalization update amount evaluating means determines whether or not an update value of the equalization characteristic is within an allowable range, and the equalization adaptation is performed. The means includes an adaptation pause means for temporarily stopping the adaptation process when the equalization update quantity evaluation means determines that the update value of the equalization characteristic is out of an allowable range. It may be configured.
上記構成では、入力信号から求められる前記等化特性の更新量の値が許容範囲外にある場合には、適応化の処理を一時的に停止する構成となっている。これにより、等化特性の収束性が損なわれる可能性の高い場合には、適応化の処理が一時的に停止され、直前の正常な等化特性がそのまま保持されるため、等化特性の収束性が損なわれる、あるいは等化特性が発散してしまうことを抑制することができる。 In the above configuration, when the value of the equalization characteristic update amount obtained from the input signal is outside the allowable range, the adaptation processing is temporarily stopped. As a result, when the convergence of the equalization characteristic is likely to be impaired, the adaptation process is temporarily stopped and the previous normal equalization characteristic is maintained as it is. It is possible to prevent the performance from being lost or the equalization characteristic from diverging.
本発明に係る波形等化装置は、適応化一時停止手段を備える上記何れかの構成において、前記適応化一時停止手段は、前記適応化の処理を複数回分停止するように構成されていてもよい。 The waveform equalization apparatus according to the present invention may be configured such that in any one of the configurations including the adaptation pause unit, the adaptation pause unit stops the adaptation process a plurality of times. .
上記構成では、適応化の処理を複数回分停止することにより、前記入力信号あるいは前記等化後信号のパスメトリック差や前記等化特性の更新量が間欠的に許容範囲外となっても、異常入力の期間中は適応化の処理の停止が継続されるため、等化特性の収束性が損なわれる、あるいは等化特性が発散してしまうことをより確実に防止することができる。 In the above configuration, by stopping the adaptation process a plurality of times, even if the path metric difference of the input signal or the equalized signal or the update amount of the equalization characteristic is intermittently outside the allowable range, an abnormality occurs. Since the stop of the adaptation process is continued during the input period, it is possible to more reliably prevent the convergence of the equalization characteristic from being lost or the equalization characteristic from diverging.
本発明に係る波形等化装置は、上記構成において、前記等化手段は、前記入力信号をA/D変換したデジタル入力信号列に対して複数の等化係数を順次対応づけつつ、前記各等化係数と、当該各等化係数に対応づけられた各デジタル入力信号列との畳み込み演算を行うことにより等化後信号列を生成するデジタルフィルタで構成し、前記等化適応化手段は、前記各等化係数を変数として作成される前記誤差の平均二乗値を表す関数を最小値に近づけるように前記各等化係数を微小幅で更新することにより、前記適応化を行うように構成することができる。 In the waveform equalizing apparatus according to the present invention, in the above configuration, the equalizing means sequentially associates a plurality of equalization coefficients with a digital input signal sequence obtained by A / D converting the input signal. A digital filter that generates a post-equalization signal sequence by performing a convolution operation between the equalization coefficient and each digital input signal sequence associated with each equalization coefficient, and the equalization adaptation unit includes: The adaptation is performed by updating each equalization coefficient with a minute width so that a function representing the mean square value of the error created using each equalization coefficient as a variable approaches a minimum value. Can do.
本発明の波形等化プログラムは、上記何れかの波形等化装置を動作させる波形等化プログラムであって、コンピュータを前記各手段として機能させるためのプログラムである。 The waveform equalization program of the present invention is a waveform equalization program for operating any one of the above waveform equalization apparatuses, and is a program for causing a computer to function as each of the above means.
上記の構成により、コンピュータで上記波形等化装置の各手段を実現することによって、上記波形等化装置を実現することができる。したがって、前述したように適正に波形等化を実行できる波形等化装置をコンピュータ上で実現することができる。。 With the above configuration, the waveform equalization apparatus can be realized by realizing each means of the waveform equalization apparatus with a computer. Therefore, as described above, a waveform equalization apparatus that can appropriately perform waveform equalization can be realized on a computer. .
また、本発明の波形等化プログラムを記録したコンピュータ読み取り可能な記録媒体は、コンピュータを前記各手段として機能させるためのプログラムを記録している。 In addition, a computer-readable recording medium on which the waveform equalization program of the present invention is recorded records a program for causing a computer to function as each means.
上記の構成により、上記記録媒体から読み出された波形等化プログラムによって、上記波形等化装置をコンピュータ上に実現することができる。 With the above configuration, the waveform equalization apparatus can be realized on the computer by the waveform equalization program read from the recording medium.
本発明に係る波形等化装置は、以上のように、入力信号に対して波形等化を行うことにより等化後信号を生成する等化手段と、等化後信号に対するビタビ復号過程における正解パスと誤りパスとのパスメトリック差を検出する等化後パスメトリック差検出手段と、検出された等化後信号のパスメトリック差の目標値に対する誤差に基づいて適応化を行う等化適応化手段と、入力信号又は等化後信号の信号品質を評価する信号品質評価手段とを備え、等化適応化手段は、信号品質評価手段による評価結果に基づいて、適応化の処理を制御する構成である。 As described above, the waveform equalization apparatus according to the present invention includes equalization means for generating an equalized signal by performing waveform equalization on an input signal, and a correct path in a Viterbi decoding process for the equalized signal. Post-equalization path metric difference detection means for detecting a path metric difference between a path and an error path, and equalization adaptation means for performing adaptation based on an error with respect to a target value of a path metric difference of the detected post-equalization signal; The signal quality evaluation means for evaluating the signal quality of the input signal or the equalized signal, and the equalization adaptation means is configured to control the adaptation process based on the evaluation result by the signal quality evaluation means. .
また、本発明に係る波形等化方法は、入力信号に対して波形等化を行うことにより等化後信号を生成する等化ステップと、等化後信号に対するビタビ復号過程における正解パスと誤りパスとのパスメトリック差を検出する等化後パスメトリック差検出ステップと、検出された等化後信号のパスメトリック差の目標値に対する誤差に基づいて適応化を行う等化適応化ステップと、入力信号の信号品質を評価する入力信号評価ステップと、等化適応化ステップでは、入力信号評価手段による評価結果に基づいて、適応化の処理を制御する方法である。 The waveform equalization method according to the present invention includes an equalization step for generating an equalized signal by performing waveform equalization on an input signal, and a correct path and an error path in a Viterbi decoding process for the equalized signal. A post-equalization path metric difference detection step for detecting a path metric difference between the input signal, an equalization adaptation step for performing adaptation based on an error with respect to a target value of a path metric difference of the detected post-equalization signal, and an input signal In the input signal evaluation step for evaluating the signal quality and the equalization adaptation step, the adaptation processing is controlled based on the evaluation result by the input signal evaluation means.
あるいは、本発明に係る波形等化装置は、入力信号に対して波形等化を行うことにより等化後信号を生成する等化手段と、等化後信号に対するビタビ復号過程における正解パスと誤りパスとのパスメトリック差を検出する等化後パスメトリック差検出手段と、検出された等化後信号のパスメトリック差の目標値に対する誤差に基づいて等化特性を更新することによって適応化を行う等化適応化手段と、等化特性の更新量を評価する等化更新量評価手段とを備え、等化適応化手段は、等化更新量評価手段による評価結果に基づいて、適応化の処理を制御する構成である。 Alternatively, the waveform equalization apparatus according to the present invention includes an equalization unit that generates an equalized signal by performing waveform equalization on an input signal, and a correct path and an error path in a Viterbi decoding process for the equalized signal. A path metric difference detecting means for detecting a path metric difference between the signal and a path metric difference of the detected equalized signal and performing an adaptation by updating an equalization characteristic based on an error with respect to a target value. And an equalization update amount evaluation means for evaluating the update amount of the equalization characteristic. The equalization adaptation means performs the adaptation process based on the evaluation result by the equalization update amount evaluation means. It is the structure to control.
また、本発明に係る波形等化方法は、入力信号に対して波形等化を行うことにより等化後信号を生成する等化ステップと、等化後信号に対するビタビ復号過程における正解パスと誤りパスとのパスメトリック差を検出する等化後パスメトリック差検出ステップと、検出された等化後信号のパスメトリック差の目標値に対する誤差に基づいて等化特性を更新することによって適応化を行う等化適応化ステップと、等化特性の更新量を評価する等化更新量評価ステップとを含み、等化適応化ステップでは、等化更新量評価ステップにおける評価結果に基づいて、適応化の処理を制御する方法である。 The waveform equalization method according to the present invention includes an equalization step for generating an equalized signal by performing waveform equalization on an input signal, and a correct path and an error path in a Viterbi decoding process for the equalized signal. And a post-equalization path metric difference detection step for detecting a path metric difference between the first and second signals, and an adaptation by updating an equalization characteristic based on an error of the detected equalized signal with respect to a target value of a path metric difference. And an equalization update amount evaluation step for evaluating the update amount of the equalization characteristic. In the equalization adaptation step, the adaptation process is performed based on the evaluation result in the equalization update amount evaluation step. How to control.
上記構成及び方法では、入力信号又は等化後信号の信号品質、あるいはそれらを反映している等化特性の更新量を評価しておき、この評価結果に基づいて適応化の処理が制御されるようになっている。これにより、入力信号又は等化後信号の信号品質、あるいは等化係数の更新量が予め定めた基準よりも悪化した場合には、等化特性の収束性に悪影響が及びにくいように適応化の処理を制御することができるようになる。 In the above configuration and method, the signal quality of the input signal or the equalized signal, or the update amount of the equalization characteristic reflecting them is evaluated, and the adaptation process is controlled based on the evaluation result. It is like that. As a result, when the signal quality of the input signal or the equalized signal or the update amount of the equalization coefficient is deteriorated from a predetermined standard, the adaptation is performed so that the convergence of the equalization characteristic is not adversely affected. The process can be controlled.
その結果、等化特性の収束性が損なわれる、あるいは等化特性が発散してしまうことを抑制して、より適正に波形等化を実行できるという効果を奏する。 As a result, the convergence of the equalization characteristic is impaired or the equalization characteristic is prevented from diverging, and the waveform equalization can be performed more appropriately.
〔実施形態1〕
本発明の実施の一形態について図1から図5に基づいて説明すると以下の通りである。
An embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. 1 to 5 as follows.
図1は、本発明の波形等化装置および波形等化方法を適用した光ディスク再生装置20の構成を示すブロック図である。なお、上記背景技術の項において図7に基づいて説明した光ディスク再生装置50における構成要素と同等の機能を有する構成要素については、同一の符号を付記してその説明を省略する。
FIG. 1 is a block diagram showing a configuration of an optical
光ディスク再生装置20が光ディスク再生装置50と異なっている点は、光ディスク再生装置20では、等化前SAM値計算回路10と等化前SAM値判定回路11とが更に備えられている点である。
The optical
等化前SAM値計算回路10は、再生信号列u(i,n)が入力されることにより、入力された再生信号列u(i,n)に基づいて等化前SAM値s'(n)を算出し出力する。また、等化前SAM値判定回路11は、等化前SAM値s'(n)が予め定められた範囲内にあるか否かを判定する。
The pre-equalization SAM
なお、FIRフィルタ4は等化手段、FIRフィルタ4のタップ係数は等化係数(等化特性)、ビタビ復号回路5は等化後パスメトリック差検出手段、タップ係数更新回路9は等化適応化手段、等化前SAM値計算回路10は等化前パスメトリック差検出手段、等化前SAM値判定回路11は信号品質評価手段、にそれぞれ対応している。また、図1の光ディスク再生装置20のうち、光ディスク1、光学ピックアップ2及びA/D変換器3を除いた構成が波形等化装置に対応している。
The
さて、図1に示した構成の光ディスク再生装置20による再生動作を図2を用いて説明すると以下の通りである。図2は、本実施形態の再生動作を示すフローチャートである。
Now, a reproducing operation by the optical
光ディスク1上に光ビームが照射されて光学ピックアップ2から出力された再生波形がA/D変換器3によって再生信号列u(i,n)となり、FIRフィルタ4を経由してビタビ復号回路5に入力されてパスメトリック差s(n)と復号ビット列b(i)とが出力される(ステップS1)。そして、特定パターン検出回路8にて復号ビット列b(i-4)、b(i-3)、…、b(i)が特定パターンである「00111」、「00011」、「11000」、「11100」のいずれかと一致するか否かが判定され(ステップS2)、その判定結果である「一致」/「不一致」を示す特定パターン判定信号がタップ係数更新回路9に伝えられる。ここまでの動作は従来技術と同様であるため、詳細な説明は省略する。
A reproduction waveform output from the
一方、再生信号列u(i,n)は等化前SAM値計算回路10にも入力され、等化前SAM値計算回路10において等化前SAM値s'(n)が算出され出力される(ステップS3)。等化前SAM値s'(n)は、等化前の入力信号列をビタビ復号して得られるSAM値であり、等化前の入力信号列の信号品質を示す評価値となる。
On the other hand, the reproduction signal sequence u (i, n) is also input to the pre-equalization SAM
なお、等化前SAM値計算回路10は、ビタビ復号回路5と同様のものを用いてもよいが、この場合、複雑なビタビ復号回路を2つ装備しなければならないため回路負担が大きくなってしまう。そこで、図3に示すように、ビタビ復号そのものを実行するのではなく、入力信号のパーシャルレスポンス特性及び特定パターンに対応するSAM値のみを簡単に計算する回路10aを用いてもよい。この回路10aは、例えば、特開2004−62998号公報に開示されている回路を応用して実現することができ、加算器14と乗算器13(2倍乗算なのでビットシフトのみで実現可能)と遅延素子15・15とによって構成できるため、ビタビ復号回路そのものを実装するのに比べて極めて簡単に実装が可能である。
Note that the pre-equalization SAM
等化前SAM値計算回路10から出力される等化前SAM値s'(n)は、等化前SAM値判定回路11に入力される。等化前SAM値判定回路11は、入力された等化前SAM値s'(n)が予め定められた範囲(許容範囲)内にあるか否かを判定し(ステップS4)、その判定結果である「許容範囲内」/「許容範囲外」を示す等化前SAM値判定信号がタップ係数更新回路9に伝えられる。
The pre-equalization SAM value s ′ (n) output from the pre-equalization SAM
上記許容範囲は、あまり狭く設定すると本来適応対象とすべき入力信号に対してタップ係数の更新を行わない場合が発生するため、適応の応答性が悪くなる。一方、あまり広く設定すると、入力信号が異常となった場合に更新を停止するのが遅れてしまい、発散を防ぐ効果が得られない。従って、上記許容範囲は、適切な値に設定されていなければならない。 If the allowable range is set too narrow, the tap coefficient may not be updated with respect to the input signal that should originally be the adaptation target. On the other hand, if the setting is too wide, the update is delayed when the input signal becomes abnormal, and the effect of preventing divergence cannot be obtained. Therefore, the allowable range must be set to an appropriate value.
上記特定パターン判定信号および等化前SAM値判定信号が入力されたタップ係数更新回路9では、特定パターン判定信号が「一致」を示し(ステップS2、YES)、かつ、等化前SAM値判定信号が「許容範囲内」を示す(ステップS4、YES)場合に、背景技術の項に記した(1)式の計算を実行してタップ係数c(k,n)を更新する(ステップS5)。すなわち、光ディスク再生装置20では、特定パターン判定信号が「一致」を示した場合であっても、等化前SAM値判定信号が「許容範囲外」を示したときには、タップ係数c(k,n)の更新を行わない点が、従来の光ディスク再生装置50とは異なる。
In the tap
これにより、光ディスク再生装置20では、ディスクのディフェクトなどにより再生信号が異常信号になると、再生信号の信号品質に対応している等化前SAM値s'(n)も異常値となって許容範囲外となるため、タップ係数c(k,n)は更新されずに、直前の値が保持されたままとなる。従って、再生信号が異常になっている間はタップ係数c(k,n)の更新が停止されるため、タップ係数c(k,n)が発散する危険性を低減する、あるいはなくすことができる。
Thereby, in the optical
上記のようにタップ係数c(k,n)の更新が停止される、あるいはタップ係数c(k,n)の更新を行わない(スキップさせる)ことによって、適応化動作は中断されることになる。やがて再生信号が正常に戻れば、等化前SAM値s'(n)は再び許容範囲内に収まるので、タップ係数の更新が再開されて再び最適値に向かって収束が進んでいく。以上の処理が、再生動作の終了まで繰り返される(ステップS6)。 As described above, the updating of the tap coefficient c (k, n) is stopped, or the adaptation operation is interrupted by not updating (skipping) the updating of the tap coefficient c (k, n). . If the reproduction signal eventually returns to normal, the pre-equalization SAM value s ′ (n) falls within the allowable range again, so that updating of the tap coefficient is resumed, and convergence converges again toward the optimum value. The above process is repeated until the end of the reproduction operation (step S6).
ここで、再生信号が異常となった場合に、等化前SAM値s'(n)が許容範囲外となる理由と、許容範囲の設定方法の一例について説明しておく。 Here, the reason why the pre-equalization SAM value s ′ (n) is outside the allowable range when the reproduction signal becomes abnormal and an example of a method for setting the allowable range will be described.
図4(a)は、(1,7)RLL符号のビットパターンに基づく、PR(1,2,1)特性で想定するノイズの全くない理想波形について求めたパスメトリック差のヒストグラムを示すグラフである。パスメトリック差の理想値は、1.5,2.5,3.5,4.5,5,6,7,8,9,…(PR(1,2,1)のサンプルレベルの最大振幅を±1に正規化した場合)となり、離散的な複数の値をとることが分かる。理想値が様々な値をとるのは、トレリス線図において理想波形に対応する正解パスと同じ状態から出発して同じ状態に合流する誤りパスとのパスメトリック差が、ビットパターンによって異なることに起因している。また、各理想値の度数が異なるのは、各理想値をとるビットパターンの種類の数が異なるのに加え、(1,7)RLL符号のビットパターンにおいて各ビットパターンの出現頻度が異なっているためである。なお、上記特定パターン「00111」、「00011」、「11000」、「11100」とは、パスメトリック差の最小理想値1.5をとるビットパターンである。 FIG. 4A is a graph showing a path metric difference histogram obtained for an ideal waveform having no noise assumed in the PR (1, 2, 1) characteristic based on the bit pattern of the (1, 7) RLL code. is there. The ideal value of the path metric difference is 1.5, 2.5, 3.5, 4.5, 5, 6, 7, 8, 9,... (PR (1, 2, 1) maximum amplitude of sample level) It can be seen that a plurality of discrete values are obtained. The ideal values take various values because, in the trellis diagram, the path metric difference from the error path that starts from the same state as the correct path corresponding to the ideal waveform and merges into the same state differs depending on the bit pattern. is doing. The frequency of each ideal value is different because the frequency of appearance of each bit pattern is different in the bit pattern of the (1,7) RLL code in addition to the number of types of bit patterns taking each ideal value. Because. The specific patterns “00111”, “00011”, “11000”, and “11100” are bit patterns that take the minimum ideal value 1.5 of the path metric difference.
一方、光ディスクに記録した(1,7)RLL符号のビットパターンを実際に再生して求めた等化前の再生信号列のパスメトリック差のヒストグラムを調べると、図4(b)に示すように、各理想値を中心としてパスメトリック差がばらついた分布となっている。これは、再生信号に様々なノイズがのっていることに起因するものであるが、自然なノイズによるものであるため分布は正規分布に近い形状となっている。 On the other hand, when the histogram of the path metric difference of the reproduction signal sequence before equalization obtained by actually reproducing the bit pattern of the (1,7) RLL code recorded on the optical disk is examined, as shown in FIG. The distribution is such that the path metric difference varies around each ideal value. This is due to various noises on the reproduced signal, but since it is due to natural noise, the distribution has a shape close to a normal distribution.
しかし、ディフェクトなどの影響で再生波形が異常になった場合、パスメトリック差は理想値から大きくずれた値となる。従って、図4(b)の実測データに基づいて上記許容範囲を例えば0〜3.0と設定すれば、自然なノイズによるパスメトリック差の悪化は等化の適応化対象となり、再生波形の異常によるパスメトリック差の悪化は上記許容範囲外となって等化の適応化対象とはならないものと考えられる。 However, when the reproduced waveform becomes abnormal due to the influence of a defect or the like, the path metric difference becomes a value greatly deviated from the ideal value. Therefore, if the allowable range is set to, for example, 0 to 3.0 based on the actually measured data in FIG. 4B, the deterioration of the path metric difference due to natural noise becomes an adaptation target for equalization, and the reproduced waveform is abnormal. It is considered that the deterioration of the path metric difference due to the above is out of the above-mentioned allowable range and is not subject to equalization adaptation.
図5(a)(b)は、本実施形態によるタップ係数の発散防止効果を実験により確認した結果を示すグラフである。図5(a)は本実施形態の光ディスク再生装置20を用いた場合の結果であり、図5(b)は比較のために同一の入力波形に対して従来の光ディスク再生装置50を用いた場合の結果を示すものである。いずれも横軸はタップ係数の更新回数(単位は100回)、縦軸はタップ係数であり、入力波形には途中にディフェクトの影響と思われる波形の異常が含まれていることが確認されている。
FIGS. 5A and 5B are graphs showing the results of confirming the tap coefficient divergence preventing effect by the experiment according to the present embodiment. FIG. 5 (a) shows the result when the optical
図5(a)(b)より、従来例では数百回目の更新でタップ係数が発散し始めているのに対し、本実施形態ではタップ係数が発散することなく収束を続けていることが分かる。なお、本実験で用いた回路構成では、タップ係数の範囲は±8に制限されていたため、これを超えた係数は±8に固定されている。 5 (a) and 5 (b), it can be seen that the tap coefficient starts to diverge after several hundred updates in the conventional example, whereas in the present embodiment, the tap coefficient continues to converge without divergence. In the circuit configuration used in this experiment, since the range of the tap coefficient is limited to ± 8, the coefficient exceeding this is fixed to ± 8.
このように、光ディスク再生装置20では、入力信号の信号品質が予め定めた基準よりも悪化した場合には、等化係数の収束性に悪影響が及びにくいように適応化の処理を制御することができるようになる。その結果、等化係数の収束性が損なわれる、あるいは等化係数が発散してしまうことを抑制して、より適正に波形等化を実行できるという効果を奏する。
As described above, in the optical
上記光ディスク再生装置20は、図9に示す光ディスク再生装置20’のように変形することができる。
The optical
光ディスク再生装置20’が光ディスク再生装置20と異なっている点は、光ディスク再生装置20’では、タップ係数更新回路9の代わりにタップ係数更新回路9’が備えられるとともに、更新一時停止回路16が更に備えられている点である。
The optical
光ディスク再生装置20’では、等化前SAM値判定回路11の判定結果を示す等化前SAM値判定信号は、タップ係数更新回路9’に直接伝えられるのではなく、一旦更新一時停止回路16に伝えられる。更新一時停止回路16では、等化前SAM値判定回路11の判定結果である「許容範囲内」/「許容範囲外」に応じ、上記判定結果が「許容範囲外」であるときのみ更新停止信号をタップ係数更新回路9’に対して出力する。タップ係数更新回路9’は、更新一時停止回路16から更新停止信号を受けている期間はタップ係数の更新動作を行わない。
In the optical
このように、光ディスク再生装置20’は、光ディスク再生装置20におけるタップ係数更新回路9の機能の一部を外部の更新一時停止回路16に持たせたものであり、全体的な動作は光ディスク再生装置20と同一である。
As described above, the optical
なお、タップ係数更新回路9’は等化適応化手段、更新一時停止回路16は適応化一時停止手段にそれぞれ対応している。
The tap coefficient update circuit 9 'corresponds to equalization adaptation means, and the
以上説明したように、本実施形態の波形等化装置は、入力信号を波形等化しつつ、その等化特性を適応化する波形等化装置であって、前記入力信号に対して波形等化を行うことで等化後信号を生成する等化手段と、前記入力信号に対するビタビ復号過程における正解パスと誤りパスとのパスメトリック差を検出する等化前パスメトリック差検出手段と、前記等化後信号に対するビタビ復号過程における正解パスと誤りパスとのパスメトリック差を検出する等化後パスメトリック差検出手段と、検出された前記等化後信号のパスメトリック差の目標値に対する誤差に基づいて前記適応化を行う等化適応化手段とを備え、前記等化前パスメトリック差検出手段により検出された入力信号のパスメトリック差の値に基づいて、前記等化適応化手段が前記適応化動作の実行を制御する。 As described above, the waveform equalization apparatus of the present embodiment is a waveform equalization apparatus that applies equalization characteristics to an input signal while equalizing the waveform of the input signal, and performs waveform equalization on the input signal. Performing equalization means for generating a post-equalization signal, path metric difference detection means before equalization for detecting a path metric difference between a correct path and an error path in a Viterbi decoding process for the input signal, and the post-equalization An equalized path metric difference detecting means for detecting a path metric difference between a correct path and an error path in a Viterbi decoding process for a signal, and based on an error with respect to a target value of the detected path metric difference of the equalized signal Equalization adaptation means for performing adaptation, and based on the path metric difference value of the input signal detected by the pre-equalization path metric difference detection means, the equalization adaptation means Controlling the execution of the serial adaptation operation.
また、本実施形態の波形等化方法は、入力信号を波形等化しつつ、その等化特性を適応化する波形等化方法であって、前記入力信号に対して前記波形等化を行うことで等化後信号を生成するステップと、前記入力信号に対するビタビ復号過程における正解パスと誤りパスとのパスメトリック差を検出するステップと、前記等化後信号に対するビタビ復号過程における正解パスと誤りパスとのパスメトリック差を検出するステップと、検出された前記等化後信号のパスメトリック差の目標値に対する誤差に基づいて前記適応化を行うステップと、前記入力信号のパスメトリック差の値に基づいて前記適応化動作の実行を制御するステップとを有する。 The waveform equalization method of the present embodiment is a waveform equalization method that adapts the equalization characteristics while equalizing an input signal, and performing the waveform equalization on the input signal. Generating an equalized signal; detecting a path metric difference between a correct path and an error path in a Viterbi decoding process for the input signal; and a correct path and an error path in a Viterbi decoding process for the equalized signal; Detecting the path metric difference of the input signal, performing the adaptation based on an error with respect to a target value of the detected path metric difference of the equalized signal, and based on the value of the path metric difference of the input signal Controlling execution of the adaptation operation.
上記構成及び方法では、波形等化前の入力信号から求められるパスメトリック差が所定の範囲内にある場合のみタップ係数の更新を行うようになっている。これにより、入力信号が一時的に異常値となった場合には、異常入力信号から求められるパスメトリック差は許容範囲外となり、その間はタップ係数の更新動作が停止され、直前の正常入力信号から求められたタップ係数がそのまま保持されるため、タップ係数の発散を防止することができるという効果を有する。 In the above configuration and method, the tap coefficient is updated only when the path metric difference obtained from the input signal before waveform equalization is within a predetermined range. As a result, when the input signal temporarily becomes an abnormal value, the path metric difference obtained from the abnormal input signal is out of the allowable range, and during that time, the tap coefficient update operation is stopped and the previous normal input signal is Since the obtained tap coefficient is held as it is, there is an effect that divergence of the tap coefficient can be prevented.
〔実施形態2〕
上述した実施形態1においては、波形等化前の入力信号から求められるパスメトリック差が許容範囲内にある場合のみタップ係数の更新を行う構成としていたが、そのために等化前SAM値計算回路10が必要となっていた。
[Embodiment 2]
In the first embodiment described above, the tap coefficient is updated only when the path metric difference obtained from the input signal before waveform equalization is within the allowable range. For this purpose, the SAM
しかし、入力信号が異常になれば波形等化後の信号も当然異常となるので、波形等化後の等化後信号列から求められるパスメトリック差を判定対象とする構成でも同様の効果が得られると考えられる。すなわち、等化後信号列から求められるパスメトリック差が許容範囲内にある場合のみタップ係数の更新を行う構成としてもよい。 However, if the input signal becomes abnormal, the signal after waveform equalization naturally also becomes abnormal. Therefore, the same effect can be obtained even in a configuration in which the path metric difference obtained from the equalized signal sequence after waveform equalization is to be determined. It is thought that. In other words, the tap coefficient may be updated only when the path metric difference obtained from the equalized signal sequence is within the allowable range.
図6は、本発明の波形等化装置および波形等化方法を適用した光ディスク再生装置21の構成を示すブロック図である。なお、図6において、実施形態1の光ディスク再生装置20における構成要素と同等の機能を有する構成要素については、同一の符号を付記してその説明を省略する。
FIG. 6 is a block diagram showing a configuration of an optical
光ディスク再生装置21が光ディスク再生装置20と異なっている点は、光ディスク再生装置21では、等化前SAM値計算回路10が省かれているとともに、等化前SAM値判定回路11の代わりに等化後SAM値判定回路12が備えられている点である。
The optical
等化後SAM値判定回路12には、ビタビ復号回路5から、等化後信号列のパスメトリック差である等化後SAM値s(n)が入力されており、s(n)が許容範囲内にあるか否かが判定されて、その結果がタップ係数更新回路9に出力されている。
The post-equalization SAM
なお、FIRフィルタ4は等化手段、FIRフィルタ4のタップ係数は等化係数(等化特性)、ビタビ復号回路5は等化後パスメトリック差検出手段、タップ係数更新回路9は等化適応化手段、等化後SAM値判定回路12は信号品質評価手段、にそれぞれ対応している。また、図6の光ディスク再生装置21のうち、光ディスク1、光学ピックアップ2及びA/D変換器3を除いた構成が波形等化装置に対応している。
The
上記のように構成される光ディスク再生装置20の再生動作について、図6のブロック図を参照しながら説明する。
The playback operation of the optical
光ディスク1上に光ビームが照射されて光学ピックアップ2から出力された再生波形がA/D変換器3によって再生信号列u(i,n)となり、FIRフィルタ4を経由してビタビ復号回路5に入力されてパスメトリック差s(n)と復号ビット列b(i)が出力される。また、特定パターン検出回路8にて復号ビット列b(i-4)、b(i-3)、…、b(i)が特定パターンのいずれかと一致するか否かが判定され、その判定結果である「一致」/「不一致」を示す特定パターン判定信号がタップ係数更新回路9に伝えられる。これまでの動作は実施形態1の場合と同様である。
A reproduction waveform output from the
ビタビ復号回路5から出力される等化後SAM値s(n)は、等化後信号列をビタビ復号して得られるSAM値であり、等化後信号列の信号品質を示す評価値となる。この等化後SAM値s(n)は、等化後SAM値判定回路12に入力される。等化後SAM値判定回路12では、等化後SAM値s(n)が許容範囲内にあるか否かを判定し、その判定結果である「許容範囲内」/「許容範囲外」を示す等化後SAM値判定信号がタップ係数更新回路9に伝えられる。この許容範囲を適切な値に設定する必要があるのは、実施形態1の場合と同様である。
The equalized SAM value s (n) output from the
タップ係数更新回路9では、特定パターン判定信号が「一致」を示し、かつ、等化後SAM値判定信号が「許容範囲内」を示す場合に、背景技術の項に記した(1)式の計算を実行してタップ係数c(k,n)を更新するが、等化後SAM値判定信号が「許容範囲外」を示す場合、すなわち、等化後SAM値s(n)が許容範囲外である場合にはタップ係数c(k,n)を更新しない。
In the tap
これにより、光ディスク再生装置21においても、再生信号がディスクのディフェクトなどにより異常信号になると、等化後信号列の信号品質に対応している等化後SAM値s(n)も異常値となって許容範囲外となるため、タップ係数c(k,n)は更新されずに、直前の値が保持されたままとなる。従って、再生信号列が異常になっている間はタップ係数の更新が停止されるため、発散する危険性を低減する、あるいはなくすことができる。やがて再生信号が正常に戻れば、等化後SAM値s(n)は再び許容範囲内に収まるので、タップ係数の更新が再開されて再び最適値に向かって収束が進んでいく。
As a result, also in the optical
このように、光ディスク再生装置21では、等化後信号列から求められるパスメトリック差が許容範囲内にある場合のみタップ係数の更新を行う構成とすることによって、タップ係数の発散を防止するという実施形態1の効果に加えて、パスメトリック差を計算する回路が1つだけで済むため、回路規模の縮小が可能となる効果も有する。
As described above, the optical
上記光ディスク再生装置21についても、実施形態1における光ディスク再生装置20から光ディスク再生装置20’への変形と同様の変形を施すことにより、図10に示す光ディスク再生装置21’を構成することができる。
Also for the optical
光ディスク再生装置21’が光ディスク再生装置21と異なっている点は、光ディスク再生装置21’では、タップ係数更新回路9の代わりにタップ係数更新回路9’が備えられるとともに、更新一時停止回路16が更に備えられている点である。なお、タップ係数更新回路9’及び更新一時停止回路16は実施形態1において同一符号を用いて説明した構成要素と同一のものであるので、ここでは説明を省略する。
The optical
以上説明したように、本実施形態の波形等化装置は、入力信号を波形等化しつつ、その等化特性を適応化する波形等化装置であって、前記入力信号に対して波形等化を行うことで等化後信号を生成する等化手段と、前記等化後信号に対するビタビ復号過程における正解パスと誤りパスとのパスメトリック差を検出する等化後パスメトリック差検出手段と、検出された前記等化後信号のパスメトリック差の目標値に対する誤差に基づいて前記適応化を行う等化適応化手段とを備え、前記等化後パスメトリック差検出手段により検出された前記等化後信号のパスメトリック差の値に基づいて、前記等化適応化手段が前記適応化動作の実行を制御する。 As described above, the waveform equalization apparatus of the present embodiment is a waveform equalization apparatus that applies equalization characteristics to an input signal while equalizing the waveform of the input signal, and performs waveform equalization on the input signal. An equalization means for generating an equalized signal by performing, and an equalized path metric difference detection means for detecting a path metric difference between a correct path and an error path in a Viterbi decoding process for the equalized signal, Equalization adaptation means for performing the adaptation based on an error of the path metric difference of the equalized signal with respect to a target value, and the equalized signal detected by the post-equalization path metric difference detection means Based on the value of the path metric difference, the equalization adaptation means controls execution of the adaptation operation.
また、本実施形態の波形等化方法は、入力信号を波形等化しつつ、その等化特性を適応化する波形等化方法であって、前記入力信号に対して前記波形等化を行うことで等化後信号を生成するステップと、前記等化後信号に対するビタビ復号過程における正解パスと誤りパスとのパスメトリック差を検出するステップと、検出された前記等化後信号のパスメトリック差の目標値に対する誤差に基づいて前記適応化を行うステップと、前記等化後信号のパスメトリック差の値に基づいて前記適応化動作の実行を制御するステップとを有する。 The waveform equalization method of the present embodiment is a waveform equalization method that adapts the equalization characteristics while equalizing an input signal, and performing the waveform equalization on the input signal. A step of generating an equalized signal, a step of detecting a path metric difference between a correct path and an error path in a Viterbi decoding process for the equalized signal, and a target of a path metric difference of the detected equalized signal Performing the adaptation based on an error with respect to the value, and controlling the execution of the adaptation operation based on a path metric difference value of the equalized signal.
上記構成及び方法では、入力信号を波形等化した等化後信号から求められるパスメトリック差が所定の範囲内にある場合のみタップ係数の更新を行う構成となっている。入力信号が一時的に異常値となった場合には、等化後信号も異常値となり、その異常等化後信号から求められるパスメトリック差は所定範囲外となる。すると、その間はタップ係数の更新が停止され、直前の正常入力信号から求められたタップ係数がそのまま保持されるため、発散を防止することができるという効果を有する。更にパスメトリック差を計算する回路が1つだけで済むので、回路規模の縮小が可能となる効果も有する。 In the above configuration and method, the tap coefficient is updated only when the path metric difference obtained from the equalized signal obtained by equalizing the waveform of the input signal is within a predetermined range. When the input signal temporarily becomes an abnormal value, the equalized signal also becomes an abnormal value, and the path metric difference obtained from the abnormal equalized signal is outside the predetermined range. Then, during that period, the updating of the tap coefficient is stopped, and the tap coefficient obtained from the immediately preceding normal input signal is held as it is, so that it is possible to prevent divergence. Furthermore, since only one circuit for calculating the path metric difference is required, the circuit scale can be reduced.
〔実施形態3〕
上記実施形態1及び2で説明した波形等化装置では、入力信号又は等化後信号に基づくSAM値を入力信号又は等化後信号の信号品質を示す評価値として用いているが、他の方法により信号品質を評価し、その評価結果に基づいて、タップ係数更新回路9におけるタップ係数の更新を制御するようになっていてもよい。信号品質の他の評価方法としては、例えば、入力信号又は等化後信号に基づくSAM値の目標値に対する誤差や、タップ係数の更新量あるいはその変化量、を評価値とする方法が考えられる。以下では、タップ係数の更新量を評価値とする場合について説明する。
[Embodiment 3]
In the waveform equalization apparatus described in the first and second embodiments, the SAM value based on the input signal or the equalized signal is used as an evaluation value indicating the signal quality of the input signal or the equalized signal. The signal quality is evaluated by the above, and the updating of the tap coefficient in the tap
図11は、本発明の波形等化装置および波形等化方法を適用した光ディスク再生装置22の構成を示すブロック図である。なお、図11において、実施形態1の光ディスク再生装置20’(図9参照)における構成要素と同等の機能を有する構成要素については、同一の符号を付記してその説明を省略する。
FIG. 11 is a block diagram showing a configuration of an optical
光ディスク再生装置22が光ディスク再生装置20’と異なっている点は、光ディスク再生装置22では、等化前SAM値計算回路10が省かれているとともに、等化前SAM値判定回路11の代わりに等化更新量判定回路17が備えられている点である。
The optical
等化更新量判定回路17には、タップ係数更新回路9’からタップ係数の更新量μ{s(n)−ds}{u(-2-k,n)+2u(-1-k,n)+u(-k,n)}が入力されており、等化更新量判定回路17は、この値が許容範囲内にあるか否かを判定し、その結果を更新一時停止回路16に出力している。なお、ステップゲインμは定数なので、更新量の値と許容範囲の両方を予めμで割った値を用いてもよく、この場合には回路構成を簡略化することができる。
The equalization update
ここで、FIRフィルタ4は等化手段、FIRフィルタ4のタップ係数は等化係数(等化特性)、ビタビ復号回路5は等化後パスメトリック差検出手段、タップ係数更新回路9’は等化適応化手段、等化更新量判定回路17は等化更新量評価手段、更新一時停止回路16は適応化一時停止手段にそれぞれ対応している。また、図11の光ディスク再生装置22のうち、光ディスク1、光学ピックアップ2及びA/D変換器3を除いた構成が波形等化装置に対応している。
Here, the
上記のように構成される光ディスク再生装置22の再生動作について、図11のブロック図を参照しながら説明する。
The playback operation of the optical
光ディスク1上に光ビームが照射されて光学ピックアップ2から出力された再生波形がA/D変換器3によって再生信号列u(i,n)となり、FIRフィルタ4を経由してビタビ復号回路5に入力されてパスメトリック差s(n)と復号ビット列b(i)が出力される。また、特定パターン検出回路8にて復号ビット列b(i-4)、b(i-3)、…、b(i)が特定パターンのいずれかと一致するか否かが判定され、その判定結果である「一致」/「不一致」を示す特定パターン判定信号がタップ係数更新回路9’に伝えられる。これまでの動作は実施形態1の場合と同様である。
A reproduction waveform output from the
タップ係数更新回路9’から出力されるタップ係数の更新量μ{s(n)−ds}{u(-2-k,n)+2u(-1-k,n)+u(-k,n)}は、等化更新量判定回路17に入力される。等化更新量判定回路17は、タップ係数の更新量が許容範囲内にあるか否かを判定し、その判定結果である「許容範囲内」/「許容範囲外」を示す等化更新量判定信号を更新一時停止回路16に伝える。この許容範囲を適切な値に設定する必要があるのは、実施形態1の場合と同様である。
Tap coefficient update amount μ {s (n) −ds} {u (−2−k, n) + 2u (−1−k, n) + u (−k, n) output from the tap
タップ係数更新回路9’では、特定パターン判定信号が「一致」を示し、かつ、更新停止信号が入力されていない場合にのみ、背景技術の項に記した(1)式の計算を実行してタップ係数c(k,n)を更新するが、等化更新量判定信号が「許容範囲外」を示す場合、すなわち、タップ係数の更新量が許容範囲外である場合には、更新停止信号が入力されるため、タップ係数c(k,n)を更新しない。
The tap
これにより、光ディスク再生装置22においても、再生信号がディスクのディフェクトなどにより異常信号になると、等化後信号列の信号品質に対応している等化後SAM値s(n)も異常値となり、これら両方の値を反映しているタップ係数の更新量が許容範囲外となるため、タップ係数c(k,n)は更新されずに、直前の値が保持されたままとなる。従って、再生信号列が異常になっている間はタップ係数の更新が停止されるため、発散する危険性を低減する、あるいはなくすことができる。やがて再生信号が正常に戻れば、タップ係数の更新量は再び許容範囲内に収まるので、タップ係数の更新が再開されて再び最適値に向かって収束が進んでいく。
Thereby, also in the optical
このように、光ディスク再生装置22では、タップ係数の更新量が許容範囲内にある場合のみタップ係数の更新を行う構成とすることによって、タップ係数の発散を防止するという実施形態1の効果に加えて、パスメトリック差を計算する回路が1つだけで済むため、回路規模の縮小が可能となる効果も奏する。更に、再生信号と等化後SAM値の両方を反映した評価値に基づいてタップ係数の更新と停止を制御するため、より精度の高い制御が可能となる効果も奏する。
As described above, the optical
〔実施形態4〕
なお、上記実施形態1から3で説明した波形等化装置では、再生信号の異常を反映する信号値が許容範囲外であった時にのみタップ係数の更新を停止する場合で説明したが、許容範囲外であった時に、以降のタップ係数の更新を所定回数分だけ停止する構成としてもよい。
[Embodiment 4]
In the waveform equalizer described in the first to third embodiments, the tap coefficient update is stopped only when the signal value reflecting the abnormality of the reproduction signal is out of the allowable range. When it is outside, it is good also as a structure which stops update of the following tap coefficient only predetermined times.
そのためには、図12に示すように、更新一時停止回路16に代えて再トリガ可能ダウンカウンタ18を用いればよい。図12は、実施形態3の光ディスク再生装置22(図11参照)に対して上記変形を施すことによって構成される光ディスク再生装置23の構成を示すブロック図である。なお、ここでは実施形態3の光ディスク再生装置22を前提として説明するが、実施形態1の光ディスク再生装置20’や実施形態2の光ディスク再生装置21’についても、同様の変形を施すことができる。
For this purpose, as shown in FIG. 12, a retriggerable down counter 18 may be used in place of the
光ディスク再生装置23では、等化更新量判定回路17による判定結果である「許容範囲内」/「許容範囲外」を示す等化更新量判定信号が、更新一時停止回路16の代わりに設けられた再トリガ可能ダウンカウンタ18に入力される。
In the optical
再トリガ可能ダウンカウンタ18は、等化更新量判定回路17から「許容範囲外」を示す信号が入力されると、カウンタ値を所定値Nに初期化する。そしてチャネルクロックタイミング毎に所定値Nからデクリメントしていき、カウンタ値が0になるまでの間、タップ係数更新回路9に対して更新停止信号を出力する。この再トリガ可能ダウンカウンタ18は適応化一時停止手段に対応している。
The retriggerable down
ここで、「再トリガ可能」とは、カウンタ値が0になる前に新たな「許容範囲外」を示す信号が入力された場合、カウンタ値を所定値Nに再初期化する機能を有することを意味する。 Here, “retriggerable” has a function of reinitializing the counter value to a predetermined value N when a new signal indicating “out of tolerance” is input before the counter value reaches 0. Means.
通常、入力信号にディフェクトによる異常信号が含まれていても、異常信号の期間中ずっと等化更新量が「許容範囲外」となるわけではなく、「許容範囲外」となる頻度が増加するだけである。しかし、異常信号の期間中に「許容範囲内」となっていても、それは見かけ上たまたま「許容範囲内」となっているだけであるため、「許容範囲外」となった時だけタップ係数の更新を停止する構成にしていると、異常信号の信号品質が非常に悪い場合には、異常信号を反映している更新量に基づいてタップ係数を大幅に間違った方向に更新してしまう状況が発生し、結果的にタップ係数が発散してしまう危険性がある。 Normally, even if an abnormal signal due to a defect is included in the input signal, the equalization update amount does not always become “outside the allowable range” throughout the period of the abnormal signal. It is. However, even if it is “within the allowable range” during the abnormal signal period, it only appears to be “within the allowable range”. When the update is stopped, if the signal quality of the abnormal signal is very poor, the tap coefficient may be updated in the wrong direction based on the update amount reflecting the abnormal signal. There is a risk that the tap coefficient will diverge as a result.
これに対して、再トリガ可能ダウンカウンタ18を用いた上記構成とすることにより、「許容範囲外」を示す信号が間欠的に入力された場合であっても、その間隔よりも大きな値にNを設定しておけば、タップ係数更新回路9’での更新停止は継続されることになる。
On the other hand, by adopting the above-described configuration using the retriggerable down counter 18, even when a signal indicating “out of the allowable range” is intermittently input, N is set to a value larger than the interval. Is set, the stop of updating in the tap
このことを図13(a)(b)を用いて説明する。図13(a)に示すように、ディフェクトではない通常のノイズによってタップ係数の更新量が単発的に「許容範囲外」となった場合、それぞれに対してN回分のダウンカウントが行われて、その期間だけ更新停止となる。一方、図13(b)に示すように、ディフェクトによって「許容範囲外」信号が間欠的に発生した場合、ディフェクトの期間は再トリガが繰り返しかかり、その度にカウント値がNに再初期化されるため、更新停止信号は継続され、最後の「許容範囲外」信号からN回分の更新停止の後、更新が再開される。 This will be described with reference to FIGS. 13 (a) and 13 (b). As shown in FIG. 13 (a), when the update amount of the tap coefficient is “outside the allowable range” due to normal noise that is not a defect, down-counting is performed N times for each, Update will be suspended only during that period. On the other hand, as shown in FIG. 13B, when an “out of tolerance” signal is intermittently generated due to a defect, re-triggering is repeated during the defect period, and the count value is reinitialized to N each time. Therefore, the update stop signal is continued, and the update is restarted after N updates are stopped from the last “out of tolerance” signal.
図14(a)〜(c)は、本実施形態によるタップ係数の発散防止効果を実験により確認した結果を示すグラフである。図10(a)に示すように、ディフェクトにより振幅が異常となっている期間が含まれる信号が入力されると、図10(b)に示すように、上記異常期間中、タップ係数更新量はバラツキの範囲が大きくなる。 FIGS. 14A to 14C are graphs showing the results of confirming the tap coefficient divergence prevention effect according to the present embodiment by experiments. As shown in FIG. 10 (a), when a signal including a period in which the amplitude is abnormal due to a defect is input, the tap coefficient update amount is changed during the abnormal period as shown in FIG. 10 (b). The range of variation increases.
そこで、許容範囲を±0.00667と設定しておくと、図10(c)に示すように、N=200とした場合、タップ係数(ここでは収束の様子をみるため、中心タップ係数c(1,n)だけをグラフにしている)はディフェクトの期間中、更新が停止されており、ディフェクトの期間が終わると、更新が再開されて再び収束に向かっていることが分かる。 Therefore, if the allowable range is set to ± 0.00667, as shown in FIG. 10 (c), when N = 200, the tap coefficient (here, the central tap coefficient c ( In the graph of (1, n) only), updating is stopped during the defect period, and when the defect period is over, the update is resumed and the convergence is resumed.
一方、N=1(更新量が「許容範囲外」となった時だけタップ係数の更新を停止する構成に相当する)では、ディフェクトの箇所において、見かけ上たまたま「許容範囲内」となっているが実際には異常信号を反映している更新量に基づいてタップ係数を更新してしまうため、タップ係数が発散(異常な方向に収束)してしまっていることが分かる。 On the other hand, when N = 1 (corresponding to a configuration in which updating of the tap coefficient is stopped only when the update amount is “outside the allowable range”), it appears to be “within the allowable range” at the defect location. However, since the tap coefficient is actually updated based on the update amount reflecting the abnormal signal, it can be seen that the tap coefficient has diverged (converged in an abnormal direction).
また、ディフェクトでない箇所においてもノイズにより更新量が「許容範囲外」となっている場合があり、N=200では正常な信号が入力されている199回分の期間も更新を停止してしまっているが、タップ係数の更新は非常に微小ずつ行われるため、200回程度の更新停止は収束性能にほとんど影響を及ぼさない。これは、ディフェクトの前までの収束状況をN=1と比較することによって確認できる。 In addition, the update amount may be “outside the allowable range” due to noise even at a non-defect location, and at N = 200, the update is stopped during the period of 199 times when a normal signal is input. However, since updating of the tap coefficient is performed minutely, stopping updating about 200 times hardly affects the convergence performance. This can be confirmed by comparing the convergence state before the defect with N = 1.
このように、係数更新量が許容範囲外であった時に、以降のタップ係数の更新を所定回数分だけ停止する構成とすることによって、「許容範囲外」を示す信号が間欠的に入力されても、異常入力の期間中はタップ係数の更新停止が継続されるため、タップ係数の発散をより確実に防止することが可能となる。 In this way, when the coefficient update amount is out of the allowable range, a signal indicating “out of the allowable range” is intermittently input by stopping the update of the subsequent tap coefficient by a predetermined number of times. However, since the updating of the tap coefficient is continued during the period of abnormal input, it is possible to more reliably prevent the tap coefficient from diverging.
なお、図14(a)〜(c)はタップ係数の発散が非常に起こりやすい条件における結果を示したものであるので、この結果をもってN=1の場合の発散防止効果が否定されるべきではない。すなわち、N=1の場合は、発散が非常に起こりやすい条件においては発散防止効果が十分とはいえないこともあるが、N=1の場合であっても、実施形態1において図5(a)(b)に基づいて説明したように、従来技術との比較においては発散防止効果を奏するものである。 14 (a) to 14 (c) show the results under conditions in which tap coefficient divergence is very likely to occur. Therefore, the divergence prevention effect in the case of N = 1 should be denied with this result. Absent. That is, when N = 1, the divergence prevention effect may not be sufficient under conditions where divergence is very likely to occur. However, even when N = 1, FIG. ) As explained based on (b), it has a divergence prevention effect in comparison with the prior art.
なお、上記実施形態1から4で説明した波形等化装置では、タップ係数の更新を停止した後は、その直前のタップ係数が保持されたままとなる場合について説明したが、例えば再生装置が予め記憶している所定のタップ係数や、ディスクに予め記録されているタップ係数などを初期値として再設定する構成としてもよい。これにより、入力信号の異常が急速に発生した場合などに、等化前SAM値計算回路10や等化前SAM値判定回路11、等化後SAM値判定回路12又は等化更新量判定回路17における処理時間によるタイムラグに起因して係数更新の停止が遅れて異常なタップ係数が保持されたとしても、タップ係数が初期値に再設定されるため、異常なタップ係数で再生される危険性を防ぐことが可能となる。
In the waveform equalization apparatus described in the first to fourth embodiments, the case where the tap coefficient immediately before the tap coefficient is maintained after the update of the tap coefficient has been described has been described. A configuration may be adopted in which a predetermined tap coefficient stored, a tap coefficient recorded in advance on a disc, or the like is reset as an initial value. Thereby, when an abnormality of the input signal occurs rapidly, the pre-equalization SAM
また、上記実施形態1から4で説明した波形等化装置では、評価値が許容範囲外となった場合にタップ係数の更新動作を停止する構成について説明したが、発散を防止する効果が得られさえすればよいので、これに限らない。例えば、更新動作を停止する代わりにステップゲインを小さくする、あるいは更新頻度を減らす(特定パターンが検出される毎にタップ係数を更新するのではなく、複数回に1度だけ更新を行う)構成としてもよい。これにより更新の応答性を遅らせることができるため、発散を防止する効果が同様に得られるものである。 In the waveform equalizers described in the first to fourth embodiments, the configuration for stopping the updating operation of the tap coefficient when the evaluation value is out of the allowable range has been described. However, the effect of preventing the divergence can be obtained. All that is necessary is not limited to this. For example, instead of stopping the update operation, the step gain is reduced or the update frequency is reduced (the tap coefficient is not updated every time a specific pattern is detected, but is updated only once at a plurality of times). Also good. As a result, the responsiveness of the update can be delayed, so that the effect of preventing divergence can be obtained similarly.
また、上記実施形態1から4で説明した波形等化装置の各ブロックは、ハードウェアロジックによって構成してもよいし、次のようにコンピュータを用いてソフトウェアによって実現してもよい。すなわち、波形等化装置(図1、図6、図9−図12の光ディスク再生装置20・21・20’・21’・22・23のうち、光ディスク1、光学ピックアップ2、及びA/D変換器3を除いた装置)は、この装置の各機能を実現する波形等化プログラムの命令を実行するCPU(central processing unit)、上記プログラムを格納したROM(read only memory)、上記プログラムを展開するRAM(random access memory)、上記プログラムおよび各種データを格納するメモリ等の記憶装置(記録媒体)などを備えたコンピュータによって実現することもできる。つまり、本発明の目的は、上述した機能を実現するソフトウェアである波形等化プログラムのプログラムコード(実行形式プログラム、中間コードプログラム、ソースプログラム)をコンピュータで読み取り可能に記録した記録媒体を、コンピュータに供給し、そのコンピュータが記録媒体に記録されているプログラムコードを読み出し実行することによっても達成可能である。
In addition, each block of the waveform equalizer described in the first to fourth embodiments may be configured by hardware logic, or may be realized by software using a computer as follows. That is, the waveform equalizer (the
このように本明細書において、手段とは必ずしも物理的手段を意味するものではなく、各手段の機能がソフトウェアによって実現される場合も含む。さらに、一つの手段の機能が二つ以上の物理的手段により実現されても、もしくは二つ以上の手段の機能が一つの物理的手段により実現されてもよい。 Thus, in this specification, the means does not necessarily mean physical means, but includes cases where the functions of the means are realized by software. Further, the function of one means may be realized by two or more physical means, or the functions of two or more means may be realized by one physical means.
なお、上記各実施形態では、PR(1,2,1)特性と(1,7)RLL符号とを組み合わせた再生系にて理想サンプルレベルを±1に正規化したためにパスメトリック差の理想値の最小値が1.5となり、例えば実施形態1ではこれに基づいて許容範囲を0〜3.0とする例を挙げたが、本発明の主旨はPR特性や符号化方式に依らないことはもちろんであり、それに応じて許容範囲を適切な値に設定するべきことは言うまでもない。 In each of the above embodiments, the ideal value of the path metric difference is obtained because the ideal sample level is normalized to ± 1 in the reproduction system combining the PR (1, 2, 1) characteristic and the (1, 7) RLL code. For example, in the first embodiment, an example in which the allowable range is 0 to 3.0 is given based on this, but the gist of the present invention is that it does not depend on the PR characteristics or the encoding method. Of course, it goes without saying that the allowable range should be set to an appropriate value accordingly.
また、上記いずれの実施形態においても、情報再生装置の例として光ディスク再生装置について説明したが、これに限らず、PRML方式の信号再生を行う装置において等しくその効果を発揮することができる。すなわち、他の情報再生装置としてのハードディスク装置や磁気テープ装置などの磁気記録再生装置はもちろん、通信データ受信装置などの通信装置にも本発明を適用することができる。 In any of the above-described embodiments, the optical disc reproducing apparatus has been described as an example of the information reproducing apparatus. However, the present invention is not limited to this, and the same effect can be achieved in an apparatus that performs PRML signal reproduction. That is, the present invention can be applied not only to a magnetic recording / reproducing apparatus such as a hard disk apparatus or a magnetic tape apparatus as another information reproducing apparatus but also to a communication apparatus such as a communication data receiving apparatus.
本発明は上述した各実施形態に限定されるものではなく、請求項に示した範囲で種々の変更が可能であり、異なる実施形態にそれぞれ開示された技術的手段を適宜組み合わせて得られる実施形態についても本発明の技術的範囲に含まれることはもちろんである。 The present invention is not limited to the above-described embodiments, and various modifications are possible within the scope shown in the claims, and embodiments obtained by appropriately combining technical means disclosed in different embodiments. Of course, it is included in the technical scope of the present invention.
本発明の波形等化装置、波形等化方法および波形等化プログラムによれば、適正に波形等化を実行できるので、PRML方式の信号を再生する光ディスク再生装置などの信号再生装置や通信装置に適用できる。 According to the waveform equalization apparatus, the waveform equalization method, and the waveform equalization program of the present invention, waveform equalization can be appropriately performed. Therefore, the signal reproduction apparatus such as an optical disk reproduction apparatus that reproduces a PRML system signal or a communication apparatus can be used. Applicable.
1 光ディスク
2 光学ピックアップ
3 A/D変換器
4 FIRフィルタ(等化手段)
5 ビタビ復号回路(等化後パスメトリック差検出手段)
6 遅延調整回路
7 遅延調整回路
8 特定パターン検出回路
9 タップ係数更新回路(等化適応化手段)
10 等化前SAM値計算回路(等化前パスメトリック差検出手段)
11 等化前SAM値判定回路(信号品質評価手段)
12 等化後SAM値判定回路(信号品質評価手段)
13 乗算器(2倍乗算器)
14 加算器
15 遅延素子
16 更新一時停止回路(適応化一時停止手段)
17 等化更新量判定回路(等化更新量評価手段)
18 再トリガ可能ダウンカウンタ(適応化一時停止手段)
20 光ディスク再生装置
20’ 光ディスク再生装置
21 光ディスク再生装置
21’ 光ディスク再生装置
22 光ディスク再生装置
23 光ディスク再生装置
DESCRIPTION OF
5 Viterbi decoding circuit (path metric difference detection means after equalization)
6
10 Pre-equalization SAM value calculation circuit (pre-equalization path metric difference detection means)
11 Pre-equalization SAM value determination circuit (signal quality evaluation means)
12 SAM value determination circuit after equalization (signal quality evaluation means)
13 Multiplier (Double multiplier)
14
17 Equalization update amount judgment circuit (equalization update amount evaluation means)
18 Retriggerable down counter (Adaptive temporary stop means)
20 Optical
Claims (19)
前記入力信号に対して波形等化を行うことにより等化後信号を生成する等化手段と、
前記等化後信号に対するビタビ復号過程における正解パスと誤りパスとのパスメトリック差を検出する等化後パスメトリック差検出手段と、
検出された前記等化後信号のパスメトリック差の目標値に対する誤差に基づいて前記適応化を行う等化適応化手段と、
前記入力信号又は等化後信号の信号品質を評価する信号品質評価手段とを備え、
前記等化適応化手段は、前記信号品質評価手段による評価結果に基づいて、前記適応化の処理を制御することを特徴とする波形等化装置。 In the waveform equalization device that adapts the equalization characteristics while equalizing the waveform of the input signal,
Equalization means for generating a post-equalization signal by performing waveform equalization on the input signal;
An equalized path metric difference detecting means for detecting a path metric difference between a correct path and an error path in a Viterbi decoding process for the equalized signal;
Equalization adaptation means for performing the adaptation based on an error with respect to a target value of a path metric difference of the detected post-equalization signal;
Signal quality evaluation means for evaluating the signal quality of the input signal or the equalized signal,
The waveform equalization apparatus, wherein the equalization adaptation unit controls the adaptation process based on an evaluation result by the signal quality evaluation unit.
前記信号品質評価手段は、前記等化前パスメトリック差検出手段により検出された入力信号のパスメトリック差の値に基づいて信号品質を評価することを特徴とする請求項1に記載の波形等化装置。 Further comprising pre-equalization path metric difference detecting means for detecting a path metric difference between a correct path and an error path in a Viterbi decoding process for the input signal,
2. The waveform equalization according to claim 1, wherein the signal quality evaluation unit evaluates signal quality based on a path metric difference value of the input signal detected by the pre-equalization path metric difference detection unit. apparatus.
前記等化適応化手段は、前記信号品質評価手段において前記入力信号のパスメトリック差の値が許容範囲外と判定された場合に、前記適応化の処理を一時的に停止することを特徴とする請求項2に記載の波形等化装置。 The signal quality evaluation means determines whether the value of the path metric difference of the input signal is within an allowable range;
The equalization adaptation unit temporarily stops the adaptation process when the signal quality evaluation unit determines that the value of the path metric difference of the input signal is outside the allowable range. The waveform equalization apparatus according to claim 2.
前記等化適応化手段は、前記信号品質評価手段において前記等化後信号のパスメトリック差の値が許容範囲外と判定された場合に、前記適応化の処理を一時的に停止することを特徴とする請求項6に記載の波形等化装置。 The signal quality evaluation means determines whether a value of a path metric difference of the equalized signal is within an allowable range;
The equalization adaptation unit temporarily stops the adaptation process when the signal quality evaluation unit determines that the value of the path metric difference of the equalized signal is out of an allowable range. The waveform equalizer according to claim 6.
前記入力信号に対して波形等化を行うことにより等化後信号を生成する等化手段と、
前記等化後信号に対するビタビ復号過程における正解パスと誤りパスとのパスメトリック差を検出する等化後パスメトリック差検出手段と、
検出された前記等化後信号のパスメトリック差の目標値に対する誤差に基づいて前記等化特性を更新することによって前記適応化を行う等化適応化手段と、
前記等化特性の更新量を評価する等化更新量評価手段とを備え、
前記等化適応化手段は、前記等化更新量評価手段による評価結果に基づいて、前記適応化の処理を制御することを特徴とする波形等化装置。 In the waveform equalization device that adapts the equalization characteristics while equalizing the waveform of the input signal,
Equalization means for generating a post-equalization signal by performing waveform equalization on the input signal;
An equalized path metric difference detecting means for detecting a path metric difference between a correct path and an error path in a Viterbi decoding process for the equalized signal;
Equalization adaptation means for performing the adaptation by updating the equalization characteristic based on an error with respect to a target value of a path metric difference of the detected post-equalization signal;
Equalization update amount evaluation means for evaluating the update amount of the equalization characteristic,
The waveform equalization apparatus, wherein the equalization adaptation unit controls the adaptation process based on an evaluation result by the equalization update amount evaluation unit.
前記等化適応化手段は、前記等化更新量評価手段において前記等化特性の更新量が許容範囲外と判定された場合に、前記適応化の処理を一時的に停止することを特徴とする請求項9に記載の波形等化装置。 The equalization update amount evaluation means determines whether the update amount of the equalization characteristic is within an allowable range,
The equalization adaptation unit temporarily stops the adaptation process when the equalization update amount evaluation unit determines that the update amount of the equalization characteristic is out of an allowable range. The waveform equalization apparatus according to claim 9.
前記等化適応化手段は、前記各等化係数を変数として作成される前記誤差の平均二乗値を表す関数を最小値に近づけるように前記各等化係数を微小幅で更新することにより、前記適応化を行うことを特徴とする請求項1から12の何れか1項に記載の波形等化装置。 The equalization means associates each equalization coefficient with each equalization coefficient while sequentially associating a plurality of equalization coefficients with a digital input signal sequence obtained by A / D converting the input signal. A digital filter that generates an equalized signal sequence by performing a convolution operation with each digital input signal sequence,
The equalization adapting means updates the equalization coefficients with a minute width so that a function representing the mean square value of the error created using the respective equalization coefficients as a variable approaches a minimum value. The waveform equalization apparatus according to claim 1, wherein the waveform equalization apparatus performs adaptation.
前記入力信号に対して波形等化を行うことにより等化後信号を生成する等化ステップと、
前記等化後信号に対するビタビ復号過程における正解パスと誤りパスとのパスメトリック差を検出する等化後パスメトリック差検出ステップと、
検出された前記等化後信号のパスメトリック差の目標値に対する誤差に基づいて前記適応化を行う等化適応化ステップと、
前記入力信号の信号品質を評価する入力信号評価ステップとを含み、
前記等化適応化ステップでは、前記入力信号評価ステップにおける評価結果に基づいて、前記適応化の処理を制御することを特徴とする波形等化方法。 In the waveform equalization method that adapts the equalization characteristics while equalizing the waveform of the input signal,
An equalization step of generating a post-equalization signal by performing waveform equalization on the input signal;
A post-equalization path metric difference detection step of detecting a path metric difference between a correct path and an error path in a Viterbi decoding process for the post-equalization signal;
An equalization adaptation step for performing the adaptation based on an error with respect to a target value of a path metric difference of the detected post-equalization signal;
An input signal evaluation step for evaluating the signal quality of the input signal,
In the equalization adaptation step, the adaptation process is controlled based on the evaluation result in the input signal evaluation step.
前記入力信号評価ステップでは、前記等化前パスメトリック差検出ステップにより検出された入力信号のパスメトリック差の値に基づいて信号品質を評価することを特徴とする請求項16に記載の波形等化方法。 A pre-equalization path metric difference detecting step of detecting a path metric difference between a correct path and an error path in a Viterbi decoding process for the input signal;
The waveform equalization according to claim 16, wherein in the input signal evaluation step, signal quality is evaluated based on a path metric difference value of the input signal detected in the pre-equalization path metric difference detection step. Method.
前記入力信号に対して波形等化を行うことにより等化後信号を生成する等化ステップと、
前記等化後信号に対するビタビ復号過程における正解パスと誤りパスとのパスメトリック差を検出する等化後パスメトリック差検出ステップと、
検出された前記等化後信号のパスメトリック差の目標値に対する誤差に基づいて前記等化特性を更新することによって前記適応化を行う等化適応化ステップと、
前記等化特性の更新量を評価する等化更新量評価ステップとを含み、
前記等化適応化ステップでは、前記等化更新量評価ステップにおける評価結果に基づいて、前記適応化の処理を制御することを特徴とする波形等化方法。 In the waveform equalization method that adapts the equalization characteristics while equalizing the waveform of the input signal,
An equalization step of generating a post-equalization signal by performing waveform equalization on the input signal;
A post-equalization path metric difference detection step of detecting a path metric difference between a correct path and an error path in a Viterbi decoding process for the post-equalization signal;
An equalization adaptation step for performing the adaptation by updating the equalization characteristic based on an error with respect to a target value of a path metric difference of the detected post-equalization signal;
An equalization update amount evaluation step for evaluating an update amount of the equalization characteristic,
In the equalization adaptation step, the adaptation processing is controlled based on the evaluation result in the equalization update amount evaluation step.
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