JP2006318547A - Prml decoding device and prml decoding method - Google Patents
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Description
本発明は、例えば記録媒体に記録した情報を再生した再生信号等に対するPRML(Partial Response Maximum Likelihood)復号装置、及びPRML復号方法に関する。 The present invention relates to a PRML (Partial Response Maximum Likelihood) decoding apparatus and a PRML decoding method for, for example, a reproduction signal obtained by reproducing information recorded on a recording medium.
近年、光ディスクの再生方式としてパーシャルレスポンス最尤(PRML:Partial Response Maximum Likelihood)検出とよばれる方式が採用されている。この方式は、再生信号のユークリッド距離が最小となるパーシャルレスポンス系列を検出する方式であり、パーシャルレスポンスという過程と最尤検出という過程が組み合わせた技術である。
なお、パーシャルレスポンス系列とは、ビット系列にターゲットレスポンスで定義される重みつき加算を施すことで得られる。光ディスクシステムでは、PR(1,2,2,1)がよく用いられ、これはビット系列に1,2,2,1の重みをつけて加算した値をパーシャルレスポンス値として返すものである。
パーシャルレスポンスは、1ビットの入力に対して、1ビットよりも長く出力を返す過程であって、再生信号が、連続する4ビットの情報ビットの入力に対してこれらを順に1、2、2、1を乗じて加算した信号として得られる過程が、上記のPR(1,2,2,1)と表現される。
また、最尤検出とは、2つの信号の間にユークリッド距離とよばれる距離を定義して、実際の信号と想定されるビット系列から予想される信号との間の距離を調べて、その距離が最も近くなるようなビット系列を検出する方法である。なお、ここで、ユークリッド距離とは、同じ時刻での2つの信号の振幅差の二乗を全時刻にわたって加算した距離として定義される距離である。また、この距離を最小とするビット系列の探索には、後述するビタビ検出をもちいる。
これらを組み合わせたパーシャルレスポンス最尤検出では、記録媒体のビット情報から得られた信号をイコライザとよばれるフィルタでパーシャルレスポンスの過程となるように調整し、得られた再生信号と想定されるビット系列のパーシャルレスポンスとの間のユークリッド距離を調べて、その距離が最も近くなるようなビット系列を検出する。
In recent years, a method called partial response maximum likelihood (PRML) detection has been adopted as a playback method for optical disks. This method is a method for detecting a partial response sequence that minimizes the Euclidean distance of a reproduction signal, and is a technique that combines a process of partial response and a process of maximum likelihood detection.
The partial response sequence is obtained by performing weighted addition defined by the target response to the bit sequence. In the optical disk system, PR (1, 2, 2, 1) is often used, and this returns a value obtained by adding a weight of 1, 2, 2, 1 to the bit sequence as a partial response value.
The partial response is a process of returning an output longer than 1 bit with respect to a 1-bit input, and the reproduced signal is sequentially converted into 1, 2, 2, A process obtained as a signal obtained by multiplying by 1 is expressed as PR (1, 2, 2, 1).
In the maximum likelihood detection, a distance called Euclidean distance is defined between two signals, and the distance between an actual signal and an expected signal from an assumed bit sequence is examined. This is a method for detecting a bit sequence that becomes closest. Here, the Euclidean distance is a distance defined as a distance obtained by adding the square of the amplitude difference between two signals at the same time over the entire time. Further, Viterbi detection, which will be described later, is used to search for a bit sequence that minimizes this distance.
In the partial response maximum likelihood detection combining these, the signal obtained from the bit information of the recording medium is adjusted by a filter called an equalizer so that it becomes a partial response process, and the resulting reproduced signal is assumed to be a bit sequence. The Euclidean distance with the partial response is checked, and a bit sequence having the closest distance is detected.
実際にユークリッド距離が最小となるビット系列を探索するには、前述のビタビ検出によるアルゴリズムが効果を発揮する。
ビタビ検出は、所定の長さの連続ビットを単位として構成される複数のステートと、それらの間の遷移によって表されるブランチで構成されるビタビ検出器が用いられ、全ての可能なビット系列の中から、効率よく所望のビット系列を検出するように構成されている。
実際の回路では、各ステートに対してパスメトリックレジスタとよばれるそのステートにいたるまでのパーシャルレスポンス系列と信号のユークリッド距離(パスメトリック)を記憶するレジスタ、および、パスメモリレジスタとよばれるそのステートにいたるまでのビット系列の流れ(パスメモリ)を記憶するレジスタの2つのレジスタが用意され、また、各ブランチに対してはブランチメトリックユニットとよばれるそのビットにおけるパーシャルレスポンス系列と信号のユークリッド距離を計算する演算ユニットが用意されている。
このビタビ検出器では、さまざまなビット系列を、上記のステートを通過するパスのひとつによって一対一の関係で対応付けることができる。また、これらのパスを通過するようなパーシャルレスポンス系列と、実際の信号との間のユークリッド距離は、上記のパスを構成するステート間遷移、すなわち、ブランチにおける前述のブランチメトリックを順次加算していくことで得られる。
さらに、上記のユークリッド距離を最小にするようなパスを選択するには、この各ステートにおいて到達する2つ以下のブランチが有するパスメトリックの大小を比較しながら、パスメトリックの小さいパスを順次選択することで実現できる。この選択情報をパスメモリレジスタに転送することで、各ステートに到達するパスをビット系列で表現する情報が記憶される。パスメモリレジスタの値は、順次更新されながら最終的にユークリッド距離を最小にするようなビット系列に収束していくので、その結果を出力する。以上のようにすると、再生信号にユークリッド距離が最も近いパーシャルレスポンス系列を生成するビット系列を効率的に検索することができる。
In order to search for a bit sequence in which the Euclidean distance is actually minimized, the above-described algorithm based on Viterbi detection is effective.
Viterbi detection uses a Viterbi detector consisting of a plurality of states configured in units of continuous bits of a predetermined length and branches represented by transitions between them, and all possible bit sequences are used. A desired bit sequence is efficiently detected from the inside.
In an actual circuit, for each state, a register that stores a partial response sequence and a Euclidean distance (path metric) of the signal up to that state called a path metric register, and a state called a path memory register. There are two registers, a register that stores the flow (path memory) of the bit sequence until the end, and for each branch, the partial response sequence at that bit called the branch metric unit and the Euclidean distance of the signal are calculated. Arithmetic units are provided.
In this Viterbi detector, various bit sequences can be associated in a one-to-one relationship by one of the paths passing through the state. In addition, the Euclidean distance between the partial response sequence passing through these paths and the actual signal is obtained by sequentially adding the above-mentioned branch metrics in the branches, that is, the transitions between the states constituting the above paths. Can be obtained.
Further, in order to select a path that minimizes the above Euclidean distance, paths having smaller path metrics are sequentially selected while comparing the magnitudes of path metrics of two or less branches that are reached in each state. This can be achieved. By transferring this selection information to the path memory register, information representing the path reaching each state in a bit sequence is stored. The value of the path memory register is converged to a bit series that finally minimizes the Euclidean distance while being sequentially updated, and the result is output. In this way, it is possible to efficiently search for a bit sequence that generates a partial response sequence having the closest Euclidean distance to the reproduction signal.
このようなPRMLを用いたビット検出においては、そのビット検出能力の指標として、以下に説明するSAMジッタを用いることが提案されている。
PRMLによるビット検出では、正しいビット系列から得られるパーシャルレスポンス系列と再生信号とのユークリッド距離、すなわち、正しいビット系列に対するパスメトリックが、誤りのあるビット系列から得られるパーシャルレスポンス系列と再生信号とのユークリッド距離、すなわち、誤りのあるビット系列に対するパスメトリックよりも小なる場合に、正しいビット検出が実行され、逆の場合には誤りが発生する。
従って、PRMLのビット検出の能力は、前者のパスメトリックと後者のパスメトリックの差、すなわち、差動メトリックが0からどれだけ離れているか、その大きさによって決定する。換言すれば、差動メトリックが小さいほどエラー発生の可能性が高いと推定できる。
また、誤りのあるビット系列の中でも、誤りの大半を占める最も重要な系列は、正しい系列から得られるパーシャルレスポンス系列とのユークリッド距離が最も近くなるような別のパーシャルレスポンス系列を与えるビット系列である。このような系列は、たとえば、ターゲットレスポンスがPR(1,2,2,1)のPRMLでは、1ビットのみ誤りがある場合である。
このため、PRMLによるビット検出では、正しいビット系列から得られるパーシャルレスポンス系列と再生信号のユークリッド距離と、1ビットのみ誤りがあるビット系列のパーシャルレスポンス系列と再生信号のユークリッド距離の差分の大きさがPRMLによるビット検出の能力を決定すると考えられる。
In such bit detection using PRML, it has been proposed to use SAM jitter described below as an index of the bit detection capability.
In bit detection by PRML, the Euclidean distance between the partial response sequence obtained from the correct bit sequence and the reproduced signal, that is, the path metric for the correct bit sequence is the Euclidean between the partial response sequence obtained from the erroneous bit sequence and the reproduced signal. Correct bit detection is performed when the distance, i.e., the path metric for an erroneous bit sequence, is smaller, and vice versa.
Therefore, the bit detection capability of PRML is determined by the difference between the former path metric and the latter path metric, that is, how far the differential metric is from 0. In other words, it can be estimated that the smaller the differential metric, the higher the possibility of error occurrence.
Among the bit sequences with errors, the most important sequence that occupies most of the errors is a bit sequence that gives another partial response sequence that has the shortest Euclidean distance from the partial response sequence obtained from the correct sequence. . Such a sequence is, for example, a case where there is an error of only 1 bit in PRML with a target response of PR (1, 2, 2, 1).
Therefore, in the bit detection by PRML, the magnitude of the difference between the partial response sequence obtained from the correct bit sequence and the Euclidean distance of the reproduced signal, the difference between the partial response sequence of the bit sequence having only one bit error and the Euclidean distance of the reproduced signal is It is considered that the ability of bit detection by PRML is determined.
上記の2つのパーシャルレスポンス系列(正しいビット系列から得られるパーシャルレスポンス系列と、1ビット単独誤りがあるビット系列から得られるパーシャルレスポンス系列)に対して定義される再生信号とのユークリッド距離の差分について数式を用いて説明する。
まず、正しいビット系列に対するパスメトリック、すなわち、正しいビット系列から得られるパーシャルレスポンス系列と再生信号との間のユークリッド距離Mcは、以下の式でえられる。
Mc=Σni 2
ただし、niは再生信号のサンプルにおけるノイズであり、平均0、標準偏差nのガウス分布に従う白色ノイズである。また、Σは全てのチャネルクロックiについて全て加算を意味している。
この式の導出は、PRMLでは、再生信号が正しいビット系列から得られるパーシャルレスポンス系列にノイズを加算した信号として得られるものである、と仮定していることに拠っている。
Equation for difference in Euclidean distance between the two partial response sequences (a partial response sequence obtained from a correct bit sequence and a partial response sequence obtained from a bit sequence having a single bit error) defined by the reproduced signal Will be described.
First, the path metric for the correct bit sequence, that is, the Euclidean distance Mc between the partial response sequence obtained from the correct bit sequence and the reproduced signal is obtained by the following equation.
Mc = Σn i 2
Here, ni is noise in the sample of the reproduction signal, and is white noise according to a Gaussian distribution with an average of 0 and a standard deviation n. Further, Σ means addition for all channel clocks i.
The derivation of this equation is based on the assumption that PRML is obtained as a signal obtained by adding noise to a partial response sequence obtained from a correct bit sequence.
次に、1ビット単独誤りのあるビット系列に対するパスメトリック、すなわち、1ビット単独誤りのあるビット系列から得られるパーシャルレスポンス系列と再生信号との間のユークリッド距離Meは、以下の式で与えられる。
Me=Σ(ci−ni)2
ただし、ciはターゲットレスポンスの係数であり、PR(1,2,2,1)ならば1,2,2,1,0・・・となる。
従って、その差分、すなわち差動メトリックdMは、以下の式で与えられる。
dM=Me−Mc=Σ|ci|2−2Σni・ci
ここで、Σ|ci|2は、1ビット異なる2つのビット系列から得られるパーシャルレスポンス系列のユークリッド距離に相当する。前に述べたように、この差分が、負となる場合に誤りが生ずる。また、この差分が負となるような確率は、ノイズniの標準偏差nが大きくなればなるほど高くなる。
従って、このノイズの分布nが、ビットエラーレートに対して直接寄与する指標である。しかし、nは、検出可能な量ではない。
そこで、nの代わりに、検出可能な量として差動メトリックdMと、既知の量Σ|ci|2を用いて、
j=√V(dM)/(2・Σ|ci|2)
を定義すれば、jをビットエラーレートに直接寄与する指標として用いることができる。
ただし、V(dM)は、差動メトリックdMの分散を表している。また、Σはチャネルクロックiについて全て加算である。
以上のように定義されたジッタjをSAMジッタと呼ぶ。
なお、jの定義式にdMを代入して変形すると、以下の式が得られる。
j=√(V(ni)・2・Σ|ci|2) /(2・Σ|ci|2)
=n/√(2・Σ|ci|2)
ここで、√Σ|ci|2は、ランダムなビット系列をパーシャルレスポンスチャネルで等化した場合の信号エネルギーに相当する。従って、SAMジッタjは、SN比に反比例していることがわかる。
Next, a path metric for a bit sequence having a single bit error, that is, a Euclidean distance Me between a partial response sequence obtained from the bit sequence having a single bit error and a reproduced signal is given by the following equation.
Me = Σ (c i −n i ) 2
However, c i is a coefficient of the target response, and if PR (1, 2, 2, 1), it becomes 1, 2, 2, 1, 0.
Therefore, the difference, that is, the differential metric dM is given by the following equation.
dM = Me−Mc = Σ | c i | 2 −2Σn i · c i
Here, Σ | c i | 2 corresponds to the Euclidean distance of the partial response sequence obtained from two bit sequences different by 1 bit. As mentioned earlier, an error occurs when this difference is negative. In addition, the probability that this difference is negative, the higher the standard deviation n of the noise n i is the greater.
Therefore, this noise distribution n is an index that directly contributes to the bit error rate. However, n is not a detectable amount.
So, instead of n, using the differential metric dM and the known quantity Σ | c i | 2 as the detectable quantity,
j = √V (dM) / (2 · Σ | c i | 2 )
Can be used as an index that directly contributes to the bit error rate.
However, V (dM) represents the variance of the differential metric dM. Further, Σ is all addition for the channel clock i.
The jitter j defined as above is called SAM jitter.
If dM is substituted into the definition formula of j and transformed, the following formula is obtained.
j = √ (V (n i ) · 2 · Σ | c i | 2 ) / (2 · Σ | c i | 2 )
= N / √ (2 · Σ | c i | 2 )
Here, √Σ | c i | 2 corresponds to the signal energy when a random bit sequence is equalized by the partial response channel. Therefore, it can be seen that the SAM jitter j is inversely proportional to the SN ratio.
以上のように、PRMLを用いたビット検出を行う場合、ビットエラーレートに対応する指標としては、振幅軸方向の揺らぎを取り込んだ指標を用いることが望ましいことがわかる。具体的には、正しいビット系列のパスメトリック、1ビット単独の誤りがあるビット系列のパスメトリックの差である差動メトリックの標準偏差を、信号パワーで除算した指標、つまり上記SAMジッタが有効であることがわかる。
なお、SAMジッタは、厳密に言えば、正しいビット系列がわかっていなければ定義できないものであるが、上記特許文献1,2,3,4に示されるように、ビタビ復号で最終的に検出されたビット系列を正しいビット系列と仮定してSAMジッタを用いる技術が知られている。
As described above, when performing bit detection using PRML, it is understood that it is desirable to use an index that incorporates fluctuations in the amplitude axis direction as an index corresponding to the bit error rate. Specifically, the index obtained by dividing the standard deviation of the differential metric, which is the difference between the path metric of the correct bit sequence and the bit metric of the bit sequence having a single bit error, by the signal power, that is, the SAM jitter is effective. I know that there is.
Strictly speaking, the SAM jitter cannot be defined unless the correct bit sequence is known. However, as shown in
PRML検出方式は、通信情報、磁気テープ、ハードディスクなど多くの分野にわたって、広く用いられて効果を発揮している。しかし、いずれの分野においても、近年の高密度化に伴って、拘束長の長いPRML検出が必要とされている。たとえば、光ディスクシステムでは、ターゲットレスポンスは、拘束長3のPR(1,2,1)から現在主流とされている拘束長4のPR(1,2,2,1)へと変遷し、現在は拘束長5のPR(1,2,2,2,1)や、拘束長6のPR(0,1,2,2,1,0)を適応補正するものなどが提案されている。
このような拘束長の長いターゲットレスポンスが必要とされる理由は、高密度化にともなう符号間干渉長の増大に由来する。高密度化が進めば、再生ヘッド、ピックアップなどの分解能に対するビット長は相対的に減少する。したがって、高密度化において、拘束長の長いPRML検出は不可欠である。
The PRML detection method is widely used and exhibits effects over many fields such as communication information, magnetic tape, and hard disk. However, in any field, with the recent increase in density, PRML detection with a long constraint length is required. For example, in an optical disk system, the target response changes from PR (1, 2, 1) with a constraint length of 3 to PR (1, 2, 2, 1) with a constraint length of 4 which is currently mainstream, Proposals for adaptively correcting PR (1, 2, 2, 2, 1) with a constraint length of 5 and PR (0, 1, 2, 2, 1, 0) with a constraint length of 6 have been proposed.
The reason why such a target response with a long constraint length is required is derived from the increase in the intersymbol interference length accompanying the increase in density. As the density increases, the bit length with respect to the resolution of the reproducing head, the pickup, and the like decreases relatively. Therefore, PRML detection with a long constraint length is indispensable for increasing the density.
一方、このような拘束長が長いターゲットレスポンスを扱う場合、PRML復号装置の回路規模は増大し、その増大は拘束長が1増えるたびにおよそ2倍程度と概算される。
したがって、たとえば、現行のPR(1,2,2,1)からPR(1,2,2,2,1)などに変更した場合、回路規模はおよそ2倍程度である。このような回路規模の増大は、低消費電力化などの観点から望ましい方向ではなく、さらに、回路規模が複雑になればなるほど設計は困難となり、また、処理速度の低減につながるという問題がある。
On the other hand, when dealing with a target response having a long constraint length, the circuit scale of the PRML decoding apparatus increases, and the increase is estimated to be about twice as long as the constraint length increases by one.
Therefore, for example, when the current PR (1, 2, 2, 1) is changed to PR (1, 2, 2, 2, 1) or the like, the circuit scale is about twice as large. Such an increase in circuit scale is not a desirable direction from the viewpoint of reducing power consumption, and there is a problem that the more complicated the circuit scale, the more difficult the design becomes and the reduction in processing speed.
そこで本発明では、短い拘束長のターゲットレスポンスを用いたPRML検出を用いて、長い拘束長のターゲットレスポンスを用いた場合のビット検出と同等の性能を発揮する手法を実現することを課題とする。 Therefore, an object of the present invention is to realize a technique that exhibits the same performance as that of bit detection when a long constraint length target response is used by using PRML detection using a short constraint length target response.
本発明のPRML復号装置は、入力信号に対してパーシャルレスポンス等化処理及びビタビ検出処理を行ってビット検出するビット検出手段と、上記ビット検出手段で検出されたビット系列における所定の規則に従うビットパタンに対して、上記ビット検出手段でのビット検出に用いた差動メトリックとは異なる差動メトリックを計算する差動メトリック計算手段と、上記差動メトリック計算手段で得られた差動メトリックと、該差動メトリックに対応するユークリッド距離との比較結果に基づいて、上記ビット検出手段で検出されたビット系列を修正するビット修正手段とを備える。 The PRML decoding apparatus according to the present invention includes a bit detection unit that detects a bit by performing a partial response equalization process and a Viterbi detection process on an input signal, and a bit pattern according to a predetermined rule in the bit sequence detected by the bit detection unit. In contrast, a differential metric calculation unit that calculates a differential metric different from the differential metric used for bit detection by the bit detection unit, a differential metric obtained by the differential metric calculation unit, Bit correction means for correcting the bit sequence detected by the bit detection means based on the comparison result with the Euclidean distance corresponding to the differential metric.
上記所定の規則に従うビットパタンとは、所定のランレングス規則に従うビットパタンであって、所定の1ビットを変更しても上記ランレングス規則を満たすビットパタンである。
そして上記ビット検出手段が、上記ランレングス規則としてd1規則に従う信号についてのビタビ検出処理を行う場合、上記所定の規則に従うビットパタンとは、それぞれが5ビット以上のビットパタンであるとともに、複数の上記ビットパタンとして、11000を含むビットパタン、11100を含むビットパタン、00011を含むビットパタン、00111を含むビットパタンが設定されている。
また上記差動メトリック計算手段で計算する差動メトリックは、上記ビット検出手段で検出されたビット系列に対応するパスメトリックと、上記ビット検出手段で検出されたビット系列とは1ビットだけ異なるビット系列に対応するパスメトリックとの間の差分であって、上記ビット検出手段でのビット検出に用いた差動メトリックとは異なる演算で得られる差動メトリックである。
また上記ビット修正手段は、上記差動メトリック計算手段で得られた差動メトリックの値が、1ビット異なる2つのビット系列がなす2つのパーシャルレスポンス系列の間のユークリッド距離を越える場合に、上記ビット検出手段で検出された検出ビット系列におけるビットパタンの所定のビット値を反転させる。
The bit pattern according to the predetermined rule is a bit pattern according to a predetermined run-length rule, which satisfies the run-length rule even if a predetermined one bit is changed.
When the bit detection means performs Viterbi detection processing for a signal that complies with the d1 rule as the run-length rule, the bit pattern according to the predetermined rule is a bit pattern of 5 bits or more, and a plurality of the above-described bit patterns. As the bit pattern, a bit pattern including 11000, a bit pattern including 11100, a bit pattern including 00001, and a bit pattern including 00111 are set.
The differential metric calculated by the differential metric calculating means is a bit metric different from the path metric corresponding to the bit series detected by the bit detecting means by only one bit from the bit series detected by the bit detecting means. Is a differential metric obtained by an operation different from the differential metric used for bit detection by the bit detection means.
In addition, the bit correction unit may be configured to output the bit when the differential metric value obtained by the differential metric calculation unit exceeds a Euclidean distance between two partial response sequences formed by two bit sequences different by one bit. A predetermined bit value of the bit pattern in the detected bit sequence detected by the detecting means is inverted.
また、上記所定の規則に従うビットパタンとは、所定のランレングス規則に従うビットパタンであって、1つ以上の連続する最短ランレングスのランを含み、上記最短ランレングスのランを1ビットシフトしても上記ランレングス規則を満たすビットパタンである。
そして上記ビット検出手段が、上記ランレングス規則としてd1規則に従う信号についてのビタビ検出処理を行う場合、上記所定の規則に従うビットパタンとは、それぞれが7ビット以上のビットパタンであるとともに、複数の上記ビットパタンとして、0011000を含むビットパタン、0001100を含むビットパタン、1110011を含むビットパタン、1100111を含むビットパタンが設定されている。
また上記差動メトリック計算手段で計算する差動メトリックは、上記ビット検出手段で検出されたビット系列に対応するパスメトリックと、上記ビット検出手段で検出されたビット系列に含まれる最短ランレングスのランを1ビットだけシフトさせたビット系列に対応するパスメトリックとの間の差分であって、上記ビット検出手段でのビット検出に用いた差動メトリックとは異なる演算で得られる差動メトリックである。
また上記ビット修正手段は、上記差動メトリック計算手段で得られた差動メトリックの値が、最短ランレングスのランを1ビットシフトさせた関係にある2つのビット系列がなす2つのパーシャルレスポンス系列の間のユークリッド距離を越える場合に、上記ビット検出手段で検出された検出ビット系列におけるビットパタンの所定のビット値を反転させる。
The bit pattern according to the predetermined rule is a bit pattern according to a predetermined run length rule, including one or more consecutive shortest run length runs, and shifting the shortest run length run by 1 bit. Is also a bit pattern satisfying the run length rule.
When the bit detection means performs a Viterbi detection process for a signal that complies with the d1 rule as the run length rule, the bit pattern according to the predetermined rule is a bit pattern of 7 bits or more, and a plurality of the above-described bit patterns. As the bit pattern, a bit pattern including 001000, a bit pattern including 0001100, a bit pattern including 1110011, and a bit pattern including 1100111 are set.
The differential metric calculated by the differential metric calculating means includes a path metric corresponding to the bit sequence detected by the bit detecting means and a run of the shortest run length included in the bit sequence detected by the bit detecting means. Is a differential metric obtained by an operation different from the differential metric used for bit detection by the bit detection means.
Further, the bit correcting means may include two partial response sequences formed by two bit sequences in which the differential metric value obtained by the differential metric calculating device is shifted by 1 bit from the shortest run length run. When the Euclidean distance is exceeded, a predetermined bit value of the bit pattern in the detected bit sequence detected by the bit detecting means is inverted.
また上記ビット修正手段は、上記差動メトリック計算手段で得られた差動メトリックの値が、ターゲットレスポンスで決まる最小ユークリッド距離を越える場合に、上記ビット検出手段で検出された検出ビット系列におけるビットパタンの所定のビット値を反転させる。
また上記ビット検出手段でのビット検出に用いた差動メトリックとは異なる差動メトリックとは、上記ビット検出手段でのビット検出に用いた差動メトリックを計算するために必要な拘束長よりも長い拘束長を必要とする差動メトリックである。
また上記ビット検出手段でのビット検出に用いた差動メトリックは、拘束長が4のターゲットレスポンスPR(1,2,2,1)から得られる基準レベルから計算される差動メトリックであって、上記差動メトリック計算手段で算出する差動メトリックは、拘束長が5のターゲットレスポンスPR(1,2,2,2,1)から得られる基準レベルを用いて計算される差動メトリックである。
この場合、上記差動メトリック計算手段で算出する差動メトリックは、拘束長が5のターゲットレスポンスPR(1,2,2,2,1)から得られる基準レベルに所定の補正を施した基準レベルを用いて計算される差動メトリックであり、上記基準レベルの所定の補正とは、各基準レベルに対して、実際に検出された信号のうちその基準レベルに該当するものを選択して、その低周波成分を用いて基準レベルを適応的に修正することである。
In addition, the bit correcting unit may be configured to detect a bit pattern in the detected bit sequence detected by the bit detecting unit when the differential metric value obtained by the differential metric calculating unit exceeds a minimum Euclidean distance determined by a target response. The predetermined bit value is inverted.
Further, the differential metric different from the differential metric used for bit detection by the bit detection means is longer than the constraint length necessary for calculating the differential metric used for bit detection by the bit detection means. It is a differential metric that requires a constraint length.
The differential metric used for bit detection by the bit detection means is a differential metric calculated from a reference level obtained from the target response PR (1, 2, 2, 1) having a constraint length of 4, The differential metric calculated by the differential metric calculation means is a differential metric calculated using a reference level obtained from a target response PR (1, 2, 2, 2, 1) having a constraint length of 5.
In this case, the differential metric calculated by the differential metric calculation means is a reference level obtained by applying a predetermined correction to the reference level obtained from the target response PR (1, 2, 2, 2, 1) having a constraint length of 5. Is a differential metric calculated using the above, and the predetermined correction of the reference level is, for each reference level, selecting a signal that corresponds to the reference level from among actually detected signals. The reference level is adaptively corrected using the low frequency component.
本発明のPRML復号方法は、入力信号に対してパーシャルレスポンス等化処理及びビタビ検出処理を行ってビット検出するビット検出ステップと、上記ビット検出ステップで検出されたビット系列における所定の規則に従うビットパタンに対して、上記ビット検出ステップでのビット検出に用いた差動メトリックとは異なる差動メトリックを計算する差動メトリック計算ステップと、上記差動メトリック計算ステップで得られた差動メトリックと、該差動メトリックに対応するユークリッド距離との比較結果に基づいて、上記ビット検出ステップで検出されたビット系列を修正するビット修正ステップとを備える。 The PRML decoding method of the present invention includes a bit detection step of performing bit response detection and Viterbi detection processing on an input signal to detect bits, and a bit pattern according to a predetermined rule in the bit sequence detected in the bit detection step. In contrast, a differential metric calculation step for calculating a differential metric different from the differential metric used for bit detection in the bit detection step, a differential metric obtained in the differential metric calculation step, and A bit correction step of correcting the bit sequence detected in the bit detection step based on a comparison result with the Euclidean distance corresponding to the differential metric.
即ち本発明では、目標とするビット検出性能のために想定されるターゲットレスポンスよりも簡単なターゲットレスポンス、特に、拘束長が短くなっているターゲットレスポンスを用いて、短い拘束長によるPRMLビット検出を行う。その一方で、目標とするビット検出性能に応じて想定されるターゲットレスポンスを用いて差動メトリックを計算する。そして、得られた差動メトリックが、そのユークリッド距離より大きく、ビット値が誤りであることを示していれば、PRMLビット検出で検出されたビット値を修正する。 That is, in the present invention, PRML bit detection with a short constraint length is performed using a target response that is simpler than the target response assumed for the target bit detection performance, in particular, a target response with a short constraint length. . On the other hand, the differential metric is calculated using the target response assumed according to the target bit detection performance. If the obtained differential metric is larger than the Euclidean distance and indicates that the bit value is incorrect, the bit value detected by the PRML bit detection is corrected.
本発明によれば、拘束長の長いターゲットレスポンスが要求とされるPRML検出において、想定されるターゲットレスポンスよりも簡単なターゲットレスポンス、特に、拘束長が短くなっているターゲットレスポンスを用いて、短い拘束長によるPRMLビット検出を行う。そしてその一方で、目標とするビット検出性能に応じて想定されるターゲットレスポンスを用いて差動メトリックを計算し、得られた差動メトリックが、そのユークリッド距離より大きく、ビット値が誤りであることを示していれば、PRMLビット検出で検出されたビット値を修正する。これによって、PRML復号装置の回路規模の著しい増大を招かずに、精度の高いビット検出を行うことができるという効果がある。
また例えば記録媒体の高密度化に対応するPRML復号装置として、回路規模の増大を招かないことで、高い精度のビット検出を実現しながら、低消費電力化を同時に実現でき、さらに、回路規模が複雑にならないため高密度化にともなう設計の困難さも発生せず、処理速度の低減などもおこらない。従って情報記録の高密度化と高転送レート化を実現しようとするシステムにおいて好適となる。
According to the present invention, in PRML detection in which a target response with a long constraint length is required, a target response that is simpler than the assumed target response, in particular, a target response with a shorter constraint length, is used. PRML bit detection by length is performed. On the other hand, the differential metric is calculated using the target response assumed according to the target bit detection performance. The obtained differential metric is larger than the Euclidean distance and the bit value is incorrect. , The bit value detected by PRML bit detection is corrected. As a result, there is an effect that highly accurate bit detection can be performed without significantly increasing the circuit scale of the PRML decoding device.
Further, for example, as a PRML decoding device corresponding to high density recording media, it is possible to simultaneously realize low power consumption while realizing high-accuracy bit detection without incurring an increase in circuit scale. Since it does not become complicated, design difficulty associated with higher density does not occur, and processing speed does not decrease. Therefore, the present invention is suitable for a system that intends to realize a high information recording density and a high transfer rate.
以下、本発明の実施の形態を説明する。
図1は、実施の形態のPRML復号装置を含む再生装置の概要を表すブロック図である。
図1に示すように、本例の再生装置は、光ディスク90などの記録媒体からビット情報を再生する光ピックアップ1、光ピックアップ1で読み取られた信号を再生信号(RF信号)に変換するプリアンプ2、再生信号をA/D変換するA/D変換器3、PLL処理のために再生信号の波形を整えるイコライザ4、再生信号からクロックを再生するPLL回路5、再生信号からビット情報を検出するPRML復号装置6、ビット情報を復調するRLL(1−7)pp復調器などの復調器8、復調された情報の誤り訂正を行うRSデコーダ9、誤り訂正された情報を処理してアプリケーションデータを再生するCPUブロック10などで構成されている。
Embodiments of the present invention will be described below.
FIG. 1 is a block diagram showing an outline of a playback apparatus including a PRML decoding apparatus according to an embodiment.
As shown in FIG. 1, the reproduction apparatus of this example includes an
光ディスク90は例えばROMタイプのディスクが想定される。もちろんライトワンスタイプのディスクやリライタブルタイプのディスクの場合もある。
光ピックアップ1、プリアンプ2を通して光ディスク90から再生された再生信号(RF)は、A/D変換器3で数値化サンプリングされる(RF(Sampled))。このサンプリングは、PLL回路5で再生されたチャネルビットに同期したクロックと同じタイミングで行われる。
サンプリングされた再生信号のサンプリング情報は、イコライザ4で波形を整えられた後、PRML復号装置6に入力されて、ビット情報が判定される。
ここでは、PRML復号装置6は、記録時の変調方式の制約に従ってd1規則(最小ランレングスd=1で最短マーク長が2T)を満たすように構成し、さらに、PRMLのターゲットレスポンスはPR(1,2,2,1)であるとする。
なお、本例のPRML復号装置6は、ビット検出の精度を測定する信号品質評価指標としてSAMジッタを検出できるようにもされている。
The optical disk 90 is assumed to be a ROM type disk, for example. Of course, there may be a write-once type disc or a rewritable type disc.
A reproduction signal (RF) reproduced from the optical disc 90 through the
The sampling information of the sampled reproduction signal is adjusted in waveform by the equalizer 4 and then input to the PRML decoding device 6 to determine bit information.
Here, the PRML decoding device 6 is configured to satisfy the d1 rule (minimum run length d = 1 and the shortest mark length is 2T) in accordance with the modulation method restriction at the time of recording, and the PRML target response is PR (1 , 2, 2, 1).
Note that the PRML decoding device 6 of this example can detect SAM jitter as a signal quality evaluation index for measuring the accuracy of bit detection.
PRML復号装置6で得られたビット情報は、復調器8で記録時の変調方式に従って復調され、さらに、RSデコーダ9でECCブロックのリード・ソロモン符号を復号して誤りを訂正し、CPUブロック10はEDCブロックにおける誤り検出符号に誤りが検出されていないことを確認することで、もとのアプリケーションデータを復元する。
The bit information obtained by the PRML decoding device 6 is demodulated by the
図2は、図1に示したPRML復号装置6の構成を表している。
PRML復号装置6は、チャネルレスポンスをターゲットレスポンスに等化する波形等化器(イコライザ)20と、このイコライザ20の出力からビタビ検出を行う最尤検出器21と、別のターゲットレスポンスに等化するイコライザ26と、パス比較の際の差動メトリックdMを算出する差動メトリック計算器(DMC)27と、ビット修正器29と、SAMジッタ計算器30を有して構成される。
FIG. 2 shows the configuration of the PRML decoding device 6 shown in FIG.
The PRML decoding device 6 equalizes a waveform equalizer (equalizer) 20 that equalizes a channel response to a target response, a
イコライザ20は、入力信号(RF)をターゲットレスポンスPR(1,2,2,1)に等化する。イコライザ20でPR等化された入力信号RFは最尤検出器21に供給される。
最尤検出器21は、ターゲットレスポンスPR(1,2,2,1)の元で、d1規則に従うビット系列を検出し、検出ビット値を順次ビットシーケンスとして出力する。
最小ランレングス規則としてのd1規則(最小ランレングスd=1で最短マーク長が2T)がある場合、例えば最尤検出器21は、3ビットで構成される6個のステートと、4ビットで構成される10個のブランチが用意され、これらのブランチが、ステートの間をD1制約に従って接続するように構成されている。
The
The
When there is a d1 rule (minimum run length d = 1 and the shortest mark length is 2T) as the minimum run length rule, for example, the
イコライザ26は、入力信号(RF)をターゲットレスポンスPR(1,2,2,2,1)に等化する。イコライザ26でPR等化された入力信号RFは差動メトリック計算器27に供給される。
The
差動メトリック計算器27には、イコライザ26でターゲットレスポンスPR(1,2,2,2,1)にPR等化された入力信号が供給されるとともに、最尤検出器21で検出される検出ビット列(ビットシーケンス)が供給される。
そして差動メトリック計算器27は、入力された信号から以下の値としての差動メトリックdMを計算する。
dM=1・(qn-0−pn-0)+2・(qn-1−pn-1)+2・(qn-2−pn-2)+2・(qn-3−pn-3)+1・(qn-4−pn-4)
但し、qnはイコライザ26の出力、pnは最尤検出器21による検出ビット系列から得られるターゲットレスポンスPR(1、2、2、2、1)のパーシャルレスポンス出力であり、nは時刻を表す。この値は、その正負を除けば、1ビット異なるビット系列との差動メトリックから、PR(1、2、2、2、1)における1ビット異なる系列でのユークリッド距離を引いた値に等しい。
The differential
Then, the differential
dM = 1 · (q n-0 −p n-0 ) + 2 · (q n−1 −p n−1 ) + 2 · (q n−2 −p n−2 ) + 2 · (q n−3 −p n-3 ) + 1 · (q n-4 -p n-4 )
Where q n is the output of the
ビット修正器29は、差動メトリック計算器27で得られた差動メトリックdMを用いて再度ビット検出を行う。つまり最尤検出器21で検出される検出ビットに対して修正を行い、修正ビットシーケンスを出力する。
このビット修正器29は、最尤検出器21から入力された5ビットの検出ビット系列に基づき、差動メトリックdMを分類して、ビット値の再検出を行う。ここで5ビットのパタンは、11000、11100、00011、00111とし、差動メトリックdMの大きさがユークリッド距離d=(12+22+22+22+12)=14よりも大きいがどうかによって、検出ビット系列の5ビットの真ん中のビットの修正を行う。
The
The
SAMジッタ計算器30は、差動メトリック計算器27から供給される、ターゲットレスポンスPR(1、2、2、2、1)での差動メトリックdMに対して標準偏差を計算することでSAMジッタを計算する。そしてSAMジッタの値を、評価値として出力する。
The
なお、この図2の構成例においては、イコライザ20及び最尤検出器21が、本発明請求項のビット検出手段に相当する。また差動メトリック計算器27が、本発明請求項の差動メトリック計算手段に相当する。さらに、ビット修正器29が、本発明請求項のビット修正手段に相当する。
In the configuration example of FIG. 2, the
以下、図2の各部を詳細に説明する。
図3は図2のイコライザ20、及びイコライザ26の一例である。このイコライザ20、26は、フリップフロップ31A〜31F、掛け算器32A〜32G、および加算器33によって構成され、波形等化フィルタを成している。
入力された再生信号(図1のイコライザ4からPRML復号装置6に供給される再生信号RF(Sampled))は、フリップフロップ31A〜31Fを経て、チャネルクロックで1クロックずつ遅延した7つの信号に分岐される。
次に、分岐された7つの信号は、それぞれ掛け算器32A〜32Gによって、それぞれ異なる倍率(係数k0〜k6)で増幅される。
最後にこれらの掛け算器32A〜32Gによって増幅された各信号は、加算器33によって加算されて、その出力が等化信号として出力される。
Hereinafter, each part of FIG. 2 will be described in detail.
FIG. 3 shows an example of the
The input reproduction signal (reproduction signal RF (Sampled) supplied from the equalizer 4 to the PRML decoding device 6 in FIG. 1) branches through the flip-
Next, the seven branched signals are amplified at different magnifications (coefficients k0 to k6) by
Finally, the signals amplified by the
ここで、掛け算器32A〜32Gの係数k0〜k6は、等化信号のターゲットレスポンスに対する等化誤差が最小となるような係数を用いている。この係数は、たとえばLMSアルゴリズムなどで自動的にもとまるようにすることが望ましい。LMSアルゴリズムを用いる場合、各係数は以下の演算によってもとめる。
k0=k0+ε・rn-3・(pn−qn)、
k1=k1+ε・rn-2・(pn−qn)、
k2=k2+ε・rn-1・(pn−qn)、
k3=k3+ε・rn-0・(pn−qn)、
k4=k4+ε・rn+1・(pn−qn)、
k5=k5+ε・rn+2・(pn−qn)、
k6=k6+ε・rn+3・(pn−qn)、
ただし、εはフィードバック定数で0.001程度である。rn、pn、qn、はそれぞれ時刻nの入力信号、パーシャルレスポンス信号、等化信号である。
Here, the coefficients k0 to k6 of the
k0 = k0 + ε · r n−3 · (p n −q n ),
k1 = k1 + ε · r n−2 · (p n −q n ),
k2 = k2 + ε · r n−1 · (p n −q n ),
k3 = k3 + ε · r n−0 · (p n −q n ),
k4 = k4 + ε · r n + 1 · (p n −q n ),
k5 = k5 + ε · r n + 2 · (p n −q n ),
k6 = k6 + ε · r n + 3 · (p n −q n ),
However, ε is a feedback constant of about 0.001. r n, p n, q n, the input signals of the time n, the partial response signal, which is the equalized signal.
なお、この図3の例は、7クロックはなれた信号を用いた7タップのイコライザの場合である。このタップ数は、必ずしも7つである必要はなく、より精度よく符号間干渉を取り除くのであればさらに増やしたり、あるいは、規模を小さくするならこれよりも減らしたりして、目的に応じて変更されればよい。
いずれにしてもイコライザ20は、PR(1,2,2,1)のターゲットレスポンスでパーシャルレスポンス等化を実現できればどのようなイコライザでもよい。
またイコライザ26は、PR(1,2,2,2,1)のターゲットレスポンスでパーシャルレスポンス等化を実現できればどのようなイコライザでもよい。
The example of FIG. 3 is a case of a 7-tap equalizer using signals separated from 7 clocks. The number of taps does not necessarily have to be seven, and it can be changed according to the purpose by increasing it further if it eliminates intersymbol interference more accurately or by reducing it if the scale is reduced. Just do it.
In any case, the
The
図4は最尤検出器21の一例であり、最尤検出器21は、各ブランチに対してブランチメトリックを計算するブランチメトリック計算ユニット(BMC)22と、ブランチメトリックを取り込んでブランチを比較してパスの選択を行いパスメトリックの更新を行うパスメトリック更新ユニット(ACS)23と、選択されたパス情報に従いパスメモリの更新を行うパスメモリ更新ユニット(PMEM)24で構成される。
ブランチメトリック計算ユニット22では、ビット系列0000、0001、1000、1001、0011、1100、0110、0111、1110、1111に対して、これらに対応するパーシャルレスポンスレベル−3、−2、−2、−1、0、0、1、2、2、3と入力信号の間のユークリッド距離を計算する。
パスメトリック更新ユニット23では、ビット列0000、0001、1000、1001、0011、1100、0110、0111、1110、1111に対して、このビット列に到達するまでのパスのうちパスメトリックの小さいものを選択し、ブランチメトリックを加算し、次のパスメトリックとして更新する。
パスメモリ更新ユニット24では、ビット列0000、0001、1000、1001、0011、1100、0110、0111、1110、1111に対して、このビット列に到達するまでのパスのパスメモリをシフトさせて最下位ビットを付け加えて次のパスメモリとして更新する。さらに、たとえばビット列0000に到達したパスメモリを選択して、その最上位ビットを最尤検出器21の検出ビットとして出力する。
FIG. 4 shows an example of the
In the branch
The path
The path
図5は、PR(1,2,2,1)をターゲットレスポンスとする最尤検出器21におけるブランチメトリック計算ブロック22の構成である。
このブランチメトリック計算ユニット22は、基準値レジスタ41A〜41J、減算器42A〜42J、掛け算器43A〜43J、ブランチメトリックレジスタ44A〜44Jを有している。
このブランチメトリック計算ユニット22には、まず上述のイコライザ20を経て得られた等化信号qnが入力される。
基準値レジスタ41Aはビット列0000に対応する基準レベルr0000を記憶する。
基準値レジスタ41Bはビット列0001に対応する基準レベルr0001を記憶する。
基準値レジスタ41Cはビット列1000に対応する基準レベルr1000を記憶する。
基準値レジスタ41Dはビット列1001に対応する基準レベルr1001を記憶する。
基準値レジスタ41Eはビット列0011に対応する基準レベルr0011を記憶する。
基準値レジスタ41Fはビット列1100に対応する基準レベルr1100を記憶する。
基準値レジスタ41Gはビット列0110に対応する基準レベルr0110を記憶する。
基準値レジスタ41Hはビット列0111に対応する基準レベルr0111を記憶する。
基準値レジスタ41Iはビット列1110に対応する基準レベルr1110を記憶する。
基準値レジスタ41Jはビット列1111に対応する基準レベルr1111を記憶する。
FIG. 5 shows a configuration of the branch
The branch
The branch
The reference value register 41A stores a reference level r0000 corresponding to the
Reference value register 41C stores the reference level r 1000 corresponding to the
The
The reference value register 41E stores a reference level r 0011 corresponding to the
The reference value register 41F stores a reference level r 1100 corresponding to the
The
The reference value register 41H stores a reference level r 0111 corresponding to the
The reference value register 41I stores a reference level r 1110 corresponding to the
The reference value register 41J stores a reference level r 1111 corresponding to the
なお、ここではターゲットレスポンスをPR(1,2,2,1)としており、ビット列ijklに対する基準レベルrijklは、
r0000=−3、
r0001=−2、
r1000=−2、
r1001=−1、
r0011=0、
r1100=0、
r0110=1、
r0111=2、
r1110=2、
r1111=3、
となる。
Here, the target response is PR (1, 2, 2, 1), and the reference level r ijkl for the bit string ijkl is:
r 0000 = -3,
r 0001 = −2,
r 1000 = −2,
r 1001 = -1,
r 0011 = 0,
r 1100 = 0,
r 0110 = 1,
r 0111 = 2
r 1110 = 2
r 1111 = 3,
It becomes.
ブランチメトリックレジスタ44Aは、信号qnと基準レベルr0000の間のブランチメトリックm0000を記憶する。
ブランチメトリックレジスタ44Bは、信号qnと基準レベルr0001の間のブランチメトリックm0001を記憶する。
ブランチメトリックレジスタ44Cは、信号qnと基準レベルr1000の間のブランチメトリックm1000を記憶する。
ブランチメトリックレジスタ44Dは、信号qnと基準レベルr1001の間のブランチメトリックm1001を記憶する。
ブランチメトリックレジスタ44Eは、信号qnと基準レベルr0011の間のブランチメトリックm0011を記憶する。
ブランチメトリックレジスタ44Fは、信号qnと基準レベルr1100の間のブランチメトリックm1100を記憶する。
ブランチメトリックレジスタ44Gは、信号qnと基準レベルr0110の間のブランチメトリックm0110を記憶する。
ブランチメトリックレジスタ44Hは、信号qnと基準レベルr0111の間のブランチメトリックm0111を記憶する。
ブランチメトリックレジスタ44Iは、信号qnと基準レベルr1110の間のブランチメトリックm1110を記憶する。
ブランチメトリックレジスタ44Jは、信号qnと基準レベルr1111の間のブランチメトリックm1111を記憶する。
The branch
The branch
The branch
The branch
The branch
The branch
The branch
The branch
The branch metric register 44I stores a branch metric m 1110 between the signal qn and the reference level r 1110 .
The branch
基準値レジスタ41Aからブランチメトリックレジスタ44A、
基準値レジスタ41Bからブランチメトリックレジスタ44B、
基準値レジスタ41Cからブランチメトリックレジスタ44C、
基準値レジスタ41Dからブランチメトリックレジスタ44D、
基準値レジスタ41Eからブランチメトリックレジスタ44E、
基準値レジスタ41Fからブランチメトリックレジスタ44F、
基準値レジスタ41Gからブランチメトリックレジスタ44G、
基準値レジスタ41Hからブランチメトリックレジスタ44H、
基準値レジスタ41Iからブランチメトリックレジスタ44I、
基準値レジスタ41Jからブランチメトリックレジスタ44J、
にいたる過程には、それぞれ減算器42(42A〜42J)と掛け算器43(43A〜43J)が一つずつ用意されている。
From the
From the
From the reference value register 41C to the branch
From the
From the
From the reference value register 41F to the branch
From the
From the
From the reference value register 41I to the branch metric register 44I,
From the reference value register 41J to the branch
In each process, one subtractor 42 (42A to 42J) and one multiplier 43 (43A to 43J) are prepared.
各減算器(42A〜42J)では、入力信号qnと、対応するレジスタ(41A〜41J)から得られた基準レベルの信号を入力し、その差分を出力する。
また、各掛け算器(43A〜43J)は、対応する減算器(42A〜42J)から出力された差分を二乗した値を出力する。このそれぞれの掛け算器(43A〜43J)から出力された値が、各ブランチメトリックレジスタ(44A〜44J)において記憶されるブランチメトリックm0000〜m1111となる。
この場合、ブランチメトリックmijklは、
mijkl=(qn−rijkl)2
である。ここでqnは時刻nの入力信号である。
Each subtracter (42A to 42J) receives an input signal qn and a reference level signal obtained from the corresponding register (41A to 41J), and outputs the difference.
Each multiplier (43A to 43J) outputs a value obtained by squaring the difference output from the corresponding subtracter (42A to 42J). The values output from the respective multipliers (43A to 43J) become the branch metrics m 0000 to m 1111 stored in the branch metric registers (44A to 44J).
In this case, the branch metric m ijkl is
m ijkl = (q n −r ijkl ) 2
It is. Here, q n is an input signal at time n.
但しブランチメトリックは、相対値がわかれば充分であり、したがって、qn 2の項はなくてもよい。このため図5のブランチメトリックレジスタ44A〜44Jに示すように、ブランチメトリックmijklは、
mijkl=−rijkl(2qn−rijkl)
とすればよい。このようにすれば、掛け算器43の容量を削減することができる。
なお、掛け算器43のかわりに絶対値計算器を配してもよい。
However, the branch metric is sufficient if the relative value is known, and therefore, there is no q n 2 term. Therefore, as shown in branch
m ijkl = −r ijkl (2q n −r ijkl )
And it is sufficient. In this way, the capacity of the multiplier 43 can be reduced.
Instead of the multiplier 43, an absolute value calculator may be provided.
以上のようにして得られて各ブランチメトリックレジスタ44A〜44Jに記憶されたブランチメトリックm0000〜m1111は、チャネルビットクロック毎に更新されるとともに、次段のパスメトリック更新ユニット23に出力される。
The branch metrics m 0000 to m 1111 obtained as described above and stored in the branch metric registers 44A to 44J are updated for each channel bit clock and output to the path
図6は、PR(1,2,2,1)をターゲットレスポンスとする最尤検出器21におけるパスメトリック更新ユニット23を示している。
図6のパスメトリック更新ユニット23は、パスメトリックレジスタ51A〜51J、及び52A〜52Jと、フリップフロップ53A〜53Jを有して構成されている。
FIG. 6 shows the path
The path
パスメトリックレジスタ51Aには、ブランチb0000における生き残りパスのパスメトリックpm0000が記憶されている。
ビット列0000に到達したパスのパスメトリックの演算は、
pm0000=min(pm0000、pm1000)+m0000
で表される。min(A,B)はA,Bのうち小さいものを選ぶ演算である。
つまりパスメトリックレジスタ52Aでは、ブランチb0000に至るパスのパスメトリックpm0000として、pm0000+m0000、pm1000+m0000のうち小さい値が選択される。
なお、上記パスメトリック値を計算するためのメトリックm0000、m1000は図5のブランチメトリック計算ユニット22から入力される。図6においてブランチメトリック{mijkl}として示しているのは、図5のブランチメトリックレジスタ44A〜44Jから供給されるブランチメトリックm0000〜m1111のことである。後述するパスメトリックレジスタ52B〜52Jにおけるメトリックmijklも同様である。
フリップフロップ53Aによってラッチされたパスメトリックレジスタ52Aの値は、パスメトリックレジスタ51Aの値として記憶される。
The path
The calculation of the path metric of the path that reached the
pm 0000 = min (pm 0000 , pm 1000 ) + m 0000
It is represented by min (A, B) is an operation for selecting a smaller one of A and B.
That is, in the path
The metrics m 0000 and m 1000 for calculating the path metric value are input from the branch
The value of the path
パスメトリックレジスタ51Bには、ブランチb0001における生き残りパスのパスメトリックpm0001が記憶されている。
ビット列0001に到達したパスのパスメトリックの演算は、
pm0001=min(pm0000、pm1000)+m0001
で表される。つまりパスメトリックレジスタ52Bでは、ブランチb0001に至るパスのパスメトリックpm0001として、pm0000+m0001、pm1000+m0001のうち小さい値が選択される。
フリップフロップ53Bによってラッチされたパスメトリックレジスタ52Bの値は、パスメトリックレジスタ51Bの値として記憶される。
The path
The calculation of the path metric of the path reaching
pm 0001 = min (pm 0000 , pm 1000 ) + m 0001
It is represented by That is, in the path
The value of the path
パスメトリックレジスタ51Cには、ブランチb1000における生き残りパスのパスメトリックpm1000が記憶されている。
ビット列1000に到達したパスのパスメトリックの演算は、
pm1000=pm1100+m1000
で表される。パスメトリックレジスタ52Cには、ブランチb1000に至るパスのパスメトリックpm1000=pm1100+m1000が記憶される。
フリップフロップ53Cによってラッチされたパスメトリックレジスタ52Cの値は、パスメトリックレジスタ51Cの値として記憶される。
The path
The calculation of the path metric of the path reaching the
pm 1000 = pm 1100 + m 1000
It is represented by The path
The value of the path
パスメトリックレジスタ51Dには、ブランチb1001における生き残りパスのパスメトリックpm1001が記憶されている。
ビット列1001に到達したパスのパスメトリックの演算は、
pm1001=pm1100+m1001
で表される。パスメトリックレジスタ52Dには、ブランチb1001に至るパスのパスメトリックpm1001=pm1100+m1001が記憶される。フリップフロップ53Dによってラッチされたパスメトリックレジスタ52Dの値は、パスメトリックレジスタ51Dの値として記憶される。
The path
The calculation of the path metric of the path reaching the
pm 1001 = pm 1100 + m 1001
It is represented by The path
パスメトリックレジスタ51Eには、ブランチb0011における生き残りパスのパスメトリックpm0011が記憶されている。
ビット列0011に到達したパスのパスメトリックの演算は、
pm0011=min(pm0001、pm1001)+m0011
で表される。パスメトリックレジスタ52Eでは、ブランチb0011に至るパスのパスメトリックpm0011として、pm0001+m0011、pm1001+m0011のうち小さい値が選択される。フリップフロップ53Eによってラッチされたパスメトリックレジスタ52Eの値は、パスメトリックレジスタ51Eの値として記憶される。
The path
The calculation of the path metric of the path that reached the
pm 0011 = min (pm 0001 , pm 1001 ) + m 0011
It is represented by In the path
パスメトリックレジスタ51Fには、ブランチb1100における生き残りパスのパスメトリックpm1100が記憶されている。
ビット列1100に到達したパスのパスメトリックの演算は、
pm1100=min(pm0110、pm1110)+m1100
で表される。パスメトリックレジスタ52Fでは、ブランチb1100に至るパスのパスメトリックpm1100としてpm0110+m1100、pm1110+m1100のうち小さい値が選択される。フリップフロップ53Fによってラッチされたパスメトリックレジスタ52Fの値は、パスメトリックレジスタ51Fの値として記憶される。
The path
The calculation of the path metric of the path reaching the
pm 1100 = min (pm 0110 , pm 1110 ) + m 1100
It is represented by In the path
パスメトリックレジスタ51Gには、ブランチb0110における生き残りパスのパスメトリックpm0110が記憶されている。
ビット列0110に到達したパスのパスメトリックの演算は、
pm0110=pm0011+m0011
で表される。パスメトリックレジスタ52Gには、ブランチb0110に至るパスのパスメトリックpm0110=pm0011+m0110が記憶される。フリップフロップ53Gによってラッチされたパスメトリックレジスタ52Gの値は、パスメトリックレジスタ51Gの値として記憶される。
The path
The calculation of the path metric of the path that reached the
pm 0110 = pm 0011 + m 0011
It is represented by The path
パスメトリックレジスタ51Hには、ブランチb0111における生き残りパスのパスメトリックpm0111が記憶されている。
ビット列0111に到達したパスのパスメトリックの演算は、
pm0111=pm0011+m0111
で表される。パスメトリックレジスタ52Hには、ブランチb0111に至るパスのパスメトリックpm0111=pm0011+m0111が記憶される。フリップフロップ53Hによってラッチされたパスメトリックレジスタ52Hの値は、パスメトリックレジスタ51Hの値として記憶される。
The path
The calculation of the path metric of the path that reached the
pm 0111 = pm 0011 + m 0111
It is represented by The path
パスメトリックレジスタ51Iには、ブランチb1110における生き残りパスのパスメトリックpm1110が記憶されている。
ビット列1110に到達したパスのパスメトリックの演算は、
pm1110=min(pm0111、pm1111)+m1110
で表される。パスメトリックレジスタ52Iでは、ブランチb1110に至るパスのパスメトリックpm1110としてpm0111+m1110、pm1111+m1110のうち小さい値が選択される。フリップフロップ53Iによってラッチされたパスメトリックレジスタ52Iの値は、パスメトリックレジスタ51Iの値として記憶される。
The path metric register 51I stores the path metric pm 1110 of the surviving path in the branch b 1110 .
The calculation of the path metric of the path reaching the
pm 1110 = min (pm 0111 , pm 1111 ) + m 1110
It is represented by In the path metric register 52I, a smaller value is selected from pm 0111 + m 1110 and pm 1111 + m 1110 as the path metric pm 1110 of the path to the branch b 1110 . The value of the path metric register 52I latched by the flip-flop 53I is stored as the value of the path metric register 51I.
パスメトリックレジスタ51Jには、ブランチb1111における生き残りパスのパスメトリックpm1111が記憶されている。
ビット列1111に到達したパスのパスメトリックの演算は、
pm1111=min(pm0111、pm1111)+m1111
で表される。パスメトリックレジスタ52Jでは、ブランチb1111に至るパスのパスメトリックpm1111としてpm0111+m1111、pm1111+m1111のうち小さい値が選択される。フリップフロップ53Jによってラッチされたパスメトリックレジスタ52Jの値は、パスメトリックレジスタ51Jの値として記憶される。
The path
The calculation of the path metric of the path that has reached the
pm 1111 = min (pm 0111 , pm 1111 ) + m 1111
It is represented by In the path
以上のようにして、各ブランチにおける、そのブランチにいたるまでのパスメトリックが更新される。
一方、各ブランチでのパスの選択情報、つまりパスメトリックの比較選択の際にいずれのパスを選らんだかの情報を、図5において{Sijkl}として示しているが、このパス選択情報{Sijkl}は、次に述べるパスメモリ更新ユニット24に出力される。
As described above, the path metric up to that branch in each branch is updated.
On the other hand, the path selection information in each branch, that is, the information on which path was selected at the time of path metric comparison / selection is shown as {S ijkl } in FIG. 5. This path selection information {S ijkl } is output to the path
図7は、PR(1,2,2,1)をターゲットレスポンスとする最尤検出器21におけるパスメモリ更新ユニット24を示している。
図7のパスメモリ更新ユニット24は、パスメモリレジスタ61A〜61J、62A〜62Jと、フリップフロップ63A〜63Jによって構成されている。
なお図7においては、上記パスメトリック更新ユニット23から供給されるパス選択情報を{Sijkl}として示している。
FIG. 7 shows the path
The path
In FIG. 7, the path selection information supplied from the path
パスメモリレジスタ61Aには、ブランチb0000における生き残りパスのパスメモリM0000が記憶されている。
ビット列0000に到達したパスのパスメモリの更新は、
M0000=2・select(M0000、M1000)+0
で表される。なお、select(A,B)はA,Bを選択する演算である。
つまりパスメモリレジスタ62Aでは、ブランチb0000に至る2つのパスのパスメモリM0000、M1000うち、パスメトリックが小さくなるパスのパスメモリを選択し、選択されたメモリ値を2倍して0を加算して記憶する。このパスの選択情報は、図6のパスメトリック更新ユニット23におけるブランチb0000での比較結果を元にしている。フリップフロップ63Aによってラッチされたパスメモリレジスタ62Aの値は、パスメモリレジスタ61Aの値として記憶される。
なお、図にはselect(S0000,M0000、M1000)と示しているが、これはパスメトリック更新時のパスの選択情報S0000に基づいてM0000、M1000のいずれか選択する演算という意味を示している。他のパスメモリレジスタ62B、62E、62F、62I、62Jも同様の意味である。
The
The update of the path memory of the path that reached the
M 0000 = 2 · select (M 0000, M 1000) +0
It is represented by Note that select (A, B) is an operation for selecting A and B.
That is, the
In the figure, select (S 0000 , M 0000 , M 1000 ) is shown. This is an operation for selecting either M 0000 or M 1000 based on the path selection information S 0000 at the time of path metric update. It shows the meaning. The other path memory registers 62B, 62E, 62F, 62I, and 62J have the same meaning.
パスメモリレジスタ61Bには、ブランチb0001における生き残りパスのパスメモリM0001が記憶されている。
ビット列0001に到達したパスのパスメモリの更新は、
M0001=2・sel(M0000、M1000)+1
で表される。このためパスメモリレジスタ62Bでは、ブランチb0001に至る2つのパスのパスメモリM0000、M1000うち、パスメトリックが小さくなるパスのパスメモリを選択し、選択されたメモリ値を2倍して1を加算して記憶する。このパスの比較情報は、パスメトリック更新ユニット23におけるブランチb0001での比較結果を元にしている。フリップフロップ63Bによってラッチされたパスメモリレジスタ62Bの値は、パスメモリレジスタ61Bの値として記憶される。
The
The update of the path memory of the path that reached the
M 0001 = 2 · sel (M 0000 , M 1000 ) +1
It is represented by For this reason, the
パスメモリレジスタ61Cには、ブランチb1000における生き残りパスのパスメモリM1000が記憶されている。
ビット列1000に到達したパスのパスメモリの更新は、
M1000=2・M1100+0
で表される。このためパスメモリレジスタ62Cでは、ブランチb1000に至るパスのパスメモリM1100を2倍し、0を加算して記憶する。フリップフロップ63Cによってラッチされたパスメモリレジスタ62Cの値は、パスメモリレジスタ61Cの値として記憶される。
The
The update of the path memory of the path that reached the
M 1000 = 2 · M 1100 +0
It is represented by Therefore, in the
パスメモリレジスタ61Dには、ブランチb1001における生き残りパスのパスメモリM1001が記憶されている。
ビット列1001に到達したパスのパスメモリの更新は、
M1001=2・M1100+1
で表される。パスメモリレジスタ62Dでは、ブランチb1001に至るパスのパスメモリM1100を2倍し、1を加算して記憶する。フリップフロップ63Dによってラッチされたパスメモリレジスタ62Dの値は、パスメモリレジスタ61Dの値として記憶される。
The
The update of the path memory of the path reaching the
M 1001 = 2 ・ M 1100 +1
It is represented by In the
パスメモリレジスタ61Eには、ブランチb0011における生き残りパスのパスメモリM0011が記憶されている。
ビット列0011に到達したパスのパスメモリの更新は、
M0011=2・sel(M0001、M1001)+1
で表される。パスメモリレジスタ62Eでは、ブランチb0011に至る2つのパスのパスメモリM0001、M1001のうち、パスメトリックが小さくなるパスのパスメモリを選択し、選択されたメモリ値を2倍して1を加算して記憶する。このパスの選択情報は、図6のパスメトリック更新ユニット23におけるブランチb0011での比較結果を元にしている。フリップフロップ63Eによってラッチされたパスメモリレジスタ62Eの値は、パスメモリレジスタ61Eの値として記憶される。
The
The update of the path memory of the path reaching the
M 0011 = 2 · sel (M 0001 , M 1001 ) +1
It is represented by In the
パスメモリレジスタ61Fには、ブランチb1100における生き残りパスのパスメモリM1100が記憶されている。
ビット列1100に到達したパスのパスメモリの更新は、
M1100=2・sel(M0110、M1110)+0
で表される。パスメモリレジスタ62Fでは、ブランチb1100に至る2つのパスのパスメモリM0110、M1110のうち、パスメトリックが小さくなるパスのパスメモリを選択して、選択されたメモリ値を2倍して0を加算し、記憶する。このパスの選択情報は、パスメトリック更新ユニット23におけるブランチb1100での比較結果を元にしている。フリップフロップ63Fによってラッチされたパスメモリレジスタ62Fの値は、パスメモリレジスタ61Fの値として記憶される。
The
The update of the path memory of the path reaching the
M 1100 = 2 · sel (M 0110 , M 1110 ) +0
It is represented by In the
パスメモリレジスタ61Gには、ブランチb0110における生き残りパスのパスメモリM0110が記憶されている。
ビット列0110に到達したパスのパスメモリの更新は、
M0110=2・M0011+0
で表される。パスメモリレジスタ62Gでは、ブランチb0110に至るパスのパスメモリM0011を2倍して0を加算し記憶する。フリップフロップ63Gによってラッチされたパスメモリレジスタ62Gの値は、パスメモリレジスタ61Gの値として記憶される。
The
The update of the path memory of the path that reached the
M 0110 = 2 · M 0011 +0
It is represented by In the
パスメモリレジスタ61Hには、ブランチb0111における生き残りパスのパスメモリM0111が記憶されている。
ビット列0111に到達したパスのパスメモリの更新は、
M0111=2・M0011+1
で表される。パスメモリレジスタ62Hでは、ブランチb0111に至るパスのパスメモリM0011を2倍して1を加算し、記憶する。フリップフロップ63Hによってラッチされたパスメモリレジスタ62Hの値は、パスメモリレジスタ61Hの値として記憶される。
The
The update of the path memory of the path that reached the
M 0111 = 2 · M 0011 +1
It is represented by In the
パスメモリレジスタ61Iには、ブランチb1110における生き残りパスのパスメモリM1110が記憶されている。
ビット列1110に到達したパスのパスメモリの更新は、
M1110=2・sel(M0111、M1111)+0
で表される。パスメモリレジスタ62Iでは、ブランチb1110に至る2つのパスのパスメモリM0111、M1111のうち、パスメトリックの小さくなるパスのパスメモリを選択して、選択したメモリ値を2倍して0を加算して記憶する。このパスの選択情報は、パスメトリック更新ユニット23におけるブランチb1110での比較結果を元にしている。フリップフロップ63Iによってラッチされたパスメモリレジスタ62Iの値は、パスメモリレジスタ61Iの値として記憶される。
The path memory register 61I stores a path memory M 1110 of the surviving path in the branch b 1110 .
The update of the path memory of the path reaching the
M 1110 = 2 · sel (M 0111 , M 1111 ) +0
It is represented by In the path memory register 62I, a path memory having a path metric having a smaller path metric is selected from the path memories M 0111 and M 1111 of the two paths leading to the branch b 1110 , and the selected memory value is doubled to 0. Add and store. This path selection information is based on the comparison result in the branch b 1110 in the path
パスメモリレジスタ61Jには、ブランチb1111における生き残りパスのパスメトリックM1111が記憶されている。
ビット列1111に到達したパスのパスメモリの更新は、
M1111=2・sel(M0111、M1111)+1
で表される。パスメモリレジスタ62Jでは、ブランチb1111に至る2つのパスのパスメモリM0111、M1111のうち、パスメトリックの小さくなるパスのパスメモリを選択して、選択したメモリ値を2倍して1を加算し、記憶する。このパスの選択情報は、パスメトリック更新ユニット23におけるブランチb1111での比較結果を元にしている。フリップフロップ63Jによってラッチされたパスメモリレジスタ62Jの値は、パスメモリレジスタ61Jの値として記憶される。
The
The update of the path memory of the path that reached the
M 1111 = 2 · sel (M 0111 , M 1111 ) +1
It is represented by In the
以上のパスメモリ更新ユニット24に記憶されているビット系列は、上述のパスの選択を繰り返しながら、最終的に尤もらしいビット系列に収束していく。収束するまでにかかる時間は、拘束長の5倍程度といわれている。従って、パスメモリを30ビットのシフトレジスタで構成すれば、パスメモリのうち上位のビットは、収束している。従って、最尤検出器21では、ブランチb1111のパスメモリの最上位のビット(MSB)を選択して、これをビット検出結果として出力する。
The bit sequence stored in the above path
図8は、図2の差動メトリック計算器27の一例である。この差動メトリック計算器27は、最尤検出器21でのビット検出処理に用いられた差動メトリックとは異なる差動メトリックを計算するものである。
図2で説明したように差動メトリック計算器27には、イコライザ26からの、ターゲットレスポンスPR(1,2,2,2,1)の等化信号と、最尤検出器21で検出されたビットシーケンスが供給される。
図8に示すように差動メトリック計算器27は、PRレベル生成器80、減算器81、フリップフロップ82A〜82Dと、掛け算器83A〜83Eと、加算器84によって構成されている。
なお、フリップフロップの数、掛け算器の数は、必要に応じて変更するものとする。
FIG. 8 is an example of the differential
As described in FIG. 2, the differential
As shown in FIG. 8, the differential
Note that the number of flip-flops and the number of multipliers are changed as necessary.
PRレベル生成器80は、最尤検出器21からのビットシーケンスから、ターゲットレスポンスPR(1,2,2,2,1)のPRレベルを生成する。つまり5ビットのビット列に1,2,2,2,1を乗算して加算することで、PRレベルを生成する。
減算器81には、イコライザ26からの等化信号qと、PRレベル生成器80からのPR系列の信号pが供給される。
減算器81でq−pの減算が行われた出力値は、フリップフロップ82A〜82Dによるシフトレジスタによって1クロックタイミングずつずれて掛け算器83A〜83Eに供給され、さらに掛け算器83A〜83Eの出力が加算器84で加算されて差動メトリックdMとされる。
The
The
The output value subjected to the subtraction of qp by the
この場合、掛け算器83A〜83Eの係数を順に1,2,2,2,1とする。この差動メトリック計算器27におけるフィルタ(フリップフロップ82A〜82D、掛け算器83A〜83E、及び加算器84で構成されるフィルタ)には、イコライザ26の出力qn、検出ビット系列から得られるパーシャルレスポンス出力pnの差分が順次入力されるため、その結果、時刻nにおける差動メトリックdMnとして、
dMn=1・(qn-0−pn-0)+2・(qn-1−pn-1)+2・(qn-2−pn-2)+2・(qn-3−pn-3)+1・(qn-4−pn-4)
を得ることになる。なお、この値は、前述のようにユークリッド距離分を除去した値であり、さらに、その正負については後のビット修正器29での処理において修正を加える。
この差動メトリック計算器27で計算する差動メトリックは、最尤検出器21で検出されたビット系列に対応するパスメトリックと、最尤検出器21で検出されたビット系列とは1ビットだけ異なるビット系列に対応するパスメトリックとの間の差分に相当する。
In this case, the coefficients of the
dM n = 1 · (q n-0 −p n-0 ) + 2 · (q n−1 −p n−1 ) + 2 · (q n−2 −p n−2 ) + 2 · (q n−3 − p n-3 ) + 1 · (q n-4 −p n-4 )
Will get. This value is a value obtained by removing the Euclidean distance as described above. Further, the sign is corrected in the processing by the
The differential metric calculated by the differential
なお差動メトリック計算器27で算出する差動メトリックは、拘束長が5のターゲットレスポンスPR(1,2,2,2,1)から得られる基準レベルに所定の補正を施した基準レベルを用いて計算される差動メトリックとしてもよい。この場合、基準レベルの所定の補正とは、各基準レベルに対して、実際に検出された信号のうちその基準レベルに該当するものを選択して、その低周波成分を用いて基準レベルを適応的に修正することである。
The differential metric calculated by the differential
差動メトリック計算器27で算出された差動メトリックdMは、ビット修正器29及びSAMジッタ計算器30に供給される。
図9は、ビット修正器29の一例である。ビット修正器29は分類器91,比較演算器92,選択器93、レジスタ94により構成される。このビット修正器29は、最尤検出器21で得られたビット値の5ビット値を用いて、差動メトリック計算器27で得られた差動メトリックdMを分類してユークリッド距離との比較を行い、5ビットの真ん中のビットの値の修正を行うものである。
The differential metric dM calculated by the differential
FIG. 9 is an example of the
レジスタ94は、最尤検出器21から順次検出出力されるビットとしてのビットシーケンスの5ビットを保持する。つまり、1チャネルビット毎に、最尤検出器21から出力されるビット値はビットb4として記憶されると共に、ビットb4の値はビットb3に、ビットb3の値はビットb32、ビットb2の値はビットb1、ビットb1の値はビットb0に、それぞれ転送されるシフトレジスタ形態をとる。そして順次ビットb0から出力されるビット値が、修正ビットシーケンスとなる。なお、3番目のビットb2としては、選択器93から供給される値により修正される。
The
分類器91は、上記した差動メトリック計算器27で算出された差動メトリックdMを4系統の演算テーブルに分類する。分類は、レジスタ94に保持された5ビットパタンに基づいて行われる。
ここでは、11000、11100、00011、00111の4個の5ビットパタンで差動メトリックdMを分類する。
なお、11000、11100、00011、00111のビットパタンは、最尤検出器21が、ランレングス規則としてd1規則に従う信号についてのビタビ検出処理を行う場合において、所定の1ビットを変更してもd1規則を満たすビットパタンである。
比較演算器92は、上記4個のビットパタンにそれぞれ対応して、4個の演算テーブル92−0、92−1、92−2、92−3を備える。
また選択器93はレジスタ94に保持された5ビットパタンに基づいて4個の演算テーブル92−0、92−1、92−2、92−3の1つを選択し、選択した演算テーブルの演算結果をレジスタ94のビットb2に供給する。
The classifier 91 classifies the differential metric dM calculated by the differential
Here, the differential metric dM is classified by four 5-bit patterns of 11000, 11100, 00001, and 11111.
It should be noted that the
The comparison calculator 92 includes four calculation tables 92-0, 92-1, 92-2, and 92-3 corresponding to the four bit patterns, respectively.
The selector 93 selects one of the four calculation tables 92-0, 92-1, 92-2, and 92-3 based on the 5-bit pattern held in the
このビット修正器29は以下のように動作する。
レジスタ94に保持された5ビットのパタンが11000である場合、差動メトリック計算器27から供給される差動メトリックdMは分類器91により演算テーブル92−0に分類される。そして演算テーブル92−0で、
out=(+dM<c)?0:1
の演算によって差動メトリックdMの値とユークリッド距離と比較した結果としての「0」又は「1」を、5ビットの真ん中のビット、つまりレジスタ94のビットb2の値に加算する。
ただし、cは、ターゲットレスポンスがPR(1、2、2、2、1)の場合の1ビット異なるパーシャルレスポンス系列のユークリッド系列であり、その値は、c=(12+22+22+22+12)=14である。また、A?B:Cは、論理Aが正しければBを、誤っていればCを出力する演算を示している。
この場合、+dM<cであれば、out=0となり、11000の5ビットの真ん中のビット(レジスタ94のb2)には0が加算される。つまり修正されない。一方、+dM<cでなければ、out=1となり、11000の5ビットの真ん中のビット(レジスタ94のb2)に1が加算され、当該5ビットは11100に修正される。
The
When the 5-bit pattern held in the
out = (+ dM <c)? 0: 1
The value “0” or “1” as a result of comparing the value of the differential metric dM and the Euclidean distance by the above operation is added to the middle bit of 5 bits, that is, the value of the bit b2 of the
However, c is a Euclidean sequence of a partial response sequence different by 1 bit when the target response is PR (1, 2, 2, 2, 1), and its value is c = (1 2 +2 2 +2 2 +2 2 +1 2 ) = 14. A? B: C indicates an operation for outputting B if the logic A is correct and outputting C if the logic A is incorrect.
In this case, if + dM <c, out = 0, and 0 is added to the middle bit (b2 of the register 94) of 11000. In other words, it is not corrected. On the other hand, if + dM <c, out = 1, 1 is added to the middle bit of 5 bits of 11000 (b2 of the register 94), and the 5 bits are corrected to 11100.
レジスタ94に保持された5ビットのパタンが11100である場合、差動メトリック計算器27から供給される差動メトリックdMは分類器91により演算テーブル92−1に分類される。そして演算テーブル92−1で、
out=(−dM<c)?0:1
の演算によって差動メトリックの値とユークリッド距離と比較した結果を、5ビットの真ん中のビットb2の値に加算する。
When the 5-bit pattern held in the
out = (− dM <c)? 0: 1
The result of comparison between the differential metric value and the Euclidean distance by the above operation is added to the value of the bit b2 in the middle of 5 bits.
レジスタ94に保持された5ビットのパタンが00011である場合、差動メトリック計算器27から供給される差動メトリックdMは分類器91により演算テーブル92−2に分類される。そして演算テーブル92−2で、
out=(+dM<c)?0:1
の演算によって差動メトリックdMの値とユークリッド距離と比較した結果を、5ビットの真ん中のビットb2の値に加算する。
When the 5-bit pattern held in the
out = (+ dM <c)? 0: 1
The result of comparing the value of the differential metric dM and the Euclidean distance by the above calculation is added to the value of the middle bit b2 of 5 bits.
レジスタ94に保持された5ビットのパタンが00111である場合、差動メトリック計算器27から供給される差動メトリックdMは分類器91により演算テーブル92−3に分類される。そして演算テーブル92−3で、
out=(−dM<c)?0:1
の演算によって差動メトリックdMの値とユークリッド距離と比較した結果を、5ビットの真ん中のビットb2の値に加算する。
When the 5-bit pattern held in the
out = (− dM <c)? 0: 1
The result of comparing the value of the differential metric dM and the Euclidean distance by the above calculation is added to the value of the middle bit b2 of 5 bits.
このビット修正器29では、以上の処理を1チャネルビットずつ繰り返して、ビット値の修正を行う。
即ちビット修正器29は、差動メトリックの値が、1ビット異なる2つのビット系列がなす2つのパーシャルレスポンス系列の間のユークリッド距離を越える場合に、最尤検出器21で検出された検出ビット系列における5ビットのビットパタンのビット値b2を反転させるものとなっている。
但し、レジスタ94の5ビットが11000、11100、00011、00111のいずれでもないときは、差動メトリックdMに対する演算処理は行われず、つまりビットb2の修正は行われない。
The
In other words, the
However, when the 5 bits of the
上記のように差動メトリック計算器27で計算された差動メトリックdMはSAMジッタ計算器30にも供給される。
図10は、SAMジッタ計算器30の一例である。SAMジッタ計算器30は二乗回路95、パタン検出カウンタ96、二乗値加算回路97、平方根回路98、割算回路99を備える。
差動メトリック計算器27から順次供給されてくる差動メトリックdMは、二乗回路95で二乗され、二乗値加算回路97で加算されて平均値が算出される。そして平方根回路98で平方根演算されることで差動メトリックdMの標準偏差値が算出される。さらに、この標準偏差値を割算回路99でユークリッド距離(この場合は14)の2倍で割ることによって補正されたSAMジッタを得る。
パタン検出カウンタ96には、上記レジスタ94の5ビット、つまり最尤検出器21からのビットシーケンス上での5ビットパタンが供給されており、パタン検出カウンタ96は、入力される5ビットパタンが上記の11000、11100、00011、00111のいずれかに該当するか否かを検出する。そしていずれかに該当する場合のみ、差動メトリックdMの二乗値を二乗値加算回路97で加算させるようにする。
以上の処理で、差動メトリックdMを用いてSAMジッタが算出される。
The differential metric dM calculated by the differential
FIG. 10 is an example of the
The differential metrics dM sequentially supplied from the differential
The
With the above processing, the SAM jitter is calculated using the differential metric dM.
以上のようなPRML復号装置6によれば、拘束長の長いターゲットレスポンス、例えばPR(1,2,2,2,1)が要求されるようなPRML検出において、PRML復号処理自体は拘束長の短いターゲットレスポンス、例えばPR(1,2,2,1)が用いるが、PR(1,2,2,2,1)で計算した差動メトリックdMの値に基づいてビット修正を行うことで、PRML復号装置の回路規模を増やすことなく精度の高いビット検出を行うことができる。
またこの結果、ディスク90等の記録媒体の高密度化に伴って再生ヘッド、ピックアップの分解能に対するビット長が相対的に減少した場合でも、より拘束長の長いターゲットレスポンスで差動メトリックdMを計算し、PRML検出ビットを修正するという手法を採用して高い精度のビット検出を行うことができる。
さらに、高密度化に対応する際に、PRML復号装置6の回路規模の増大がほとんどないことは、高い精度のビット検出を実現しながら、低消費電力化を同時に実現する。さらに、回路規模が複雑にならないため高密度化にともなう設計の困難さは発生せず、また、処理速度の低減などもおこらない。
これらのことから記録再生システムやデータ伝送システムにおける高密度化、高転送レート化に良好に対応できるものとなる。
According to the PRML decoding device 6 as described above, in PRML detection in which a target response having a long constraint length, for example, PR (1, 2, 2, 2, 1) is required, the PRML decoding process itself has a constraint length. A short target response, eg PR (1, 2, 2, 1) is used, but by performing bit correction based on the value of the differential metric dM calculated by PR (1, 2, 2, 2, 1), High-precision bit detection can be performed without increasing the circuit scale of the PRML decoding device.
As a result, even when the bit length with respect to the resolution of the reproducing head and the pickup is relatively reduced as the recording medium such as the disk 90 increases in density, the differential metric dM is calculated with a target response having a longer constraint length. Then, it is possible to detect the bit with high accuracy by adopting a technique of correcting the PRML detection bit.
Furthermore, the fact that there is almost no increase in the circuit scale of the PRML decoding device 6 when coping with high density realizes low power consumption while realizing highly accurate bit detection. Furthermore, since the circuit scale is not complicated, design difficulty associated with higher density does not occur, and processing speed is not reduced.
For these reasons, the recording / reproducing system and the data transmission system can cope with high density and high transfer rate.
ところで上記例では、ランレングス規則としてd1規則に従う信号についてのビタビ検出処理を行う場合において、所定の1ビットを変更してもd1規則を満たすビットパタンとして11000、11100、00011、00111の4個の5ビットパタンを用いた例としたが、ビット修正器29において6ビット以上のビットパタンを用いて分類を行っても良い。但し、その場合のビットパタンとしては、11000を含むビットパタン、11100を含むビットパタン、00011を含むビットパタン、00111を含むビットパタンがそれぞれ少なくとも設定される。例えば6ビットのビットパタンを用いる例としては、上記各5ビットに最下位ビットとして0又は1を付加した6ビット、つまり110000、110001、111000、111001、000110、000111、001110、001111の8種類の6ビットパタンで差動メトリックdMの値を分類することが考えられる。
さらに、上記各5ビットに2ビット以上を付加した7ビット以上のビットパタンを用いることも考えられる。
By the way, in the above example, when Viterbi detection processing is performed on a signal that complies with the d1 rule as a run length rule, four
Furthermore, it is conceivable to use a bit pattern of 7 bits or more obtained by adding 2 bits or more to each of the 5 bits.
また、d1規則に従う信号についてのビタビ検出処理を行う場合において、1つ以上の連続する最短ランレングスのランを含み、最短ランレングスのランを1ビットシフトしてもd1規則を満たすビットパタンとして、7ビット以上のビットパタンを用いる例もある。その場合、複数のビットパタンとしては、0011000を含むビットパタン、0001100を含むビットパタン、1110011を含むビットパタン、1100111を含むビットパタンが設定される。
この場合、差動メトリック計算器27では、最尤検出器21で検出されたビット系列に対応するパスメトリックと、最尤検出器21で検出されたビット系列に含まれる最短ランレングスのランを1ビットだけシフトさせたビット系列に対応するパスメトリックとの間の差分を、ターゲットレスポンスPR(1,2,2,2,1)において求める。
In addition, when performing Viterbi detection processing for a signal conforming to the d1 rule, a bit pattern that includes one or more consecutive shortest run length runs and satisfies the d1 rule even if the shortest run length run is shifted by 1 bit, There is also an example using a bit pattern of 7 bits or more. In this case, a bit pattern including 001000, a bit pattern including 0001100, a bit pattern including 1110011, and a bit pattern including 1100111 are set as the plurality of bit patterns.
In this case, the differential
ビット修正器29は図11のように分類器91A、比較演算器92A、選択器93A、レジスタ94Aで構成する。この場合のビット修正器29は、最尤検出器21で得られたビット値の7ビット値を用いて、差動メトリック計算器27で得られた差動メトリックdMを分類してユークリッド距離との比較を行い、7ビットのうちの2つのビットの値の修正を行うものとなる。
The
レジスタ94Aは、最尤検出器21から順次検出出力されるビットとしてのビットシーケンスの7ビット(b0〜b6)を保持する。この場合は、ビットb2とビットb4が、選択器93Aから供給される値により修正される。
分類器91Aは、上記した差動メトリック計算器27で算出された差動メトリックdMを4系統の演算テーブルに分類する。分類は、レジスタ94Aに保持された7ビットパタンに基づいて行われる。ここでは0011000、0001100、1110011、1100111の4個の7ビットパタンで差動メトリックdMを分類する。
比較演算器92Aは、上記4個のビットパタンにそれぞれ対応して、4個の演算テーブル92−0、92−1、92−2、92−3を備える。
また選択器93Aはレジスタ94Aに保持された7ビットパタンに基づいて4個の演算テーブル92−0、92−1、92−2、92−3の1つを選択し、選択した演算テーブルの演算結果をレジスタ94Aのビットb2、b4に供給する。
The
The classifier 91A classifies the differential metric dM calculated by the differential
The comparison calculator 92A includes four calculation tables 92-0, 92-1, 92-2, and 92-3 corresponding to the four bit patterns, respectively.
The selector 93A selects one of the four calculation tables 92-0, 92-1, 92-2, and 92-3 based on the 7-bit pattern held in the
このビット修正器29は、7ビットパタンに応じて差動メトリックdMを4個の演算テーブル92−0、92−1、92−2、92−3に分類し、各演算テーブル92−0、92−1、92−2、92−3は、上記図9の場合と同様の演算を行う。そして演算結果、つまり選択器93Aの出力が「0」の場合は、ビットb2,b4の値は反転されず、選択器93Aの出力が「1」の場合は、ビットb2,b4が反転される。
例えばレジスタ94Aに保持された7ビットのパタンが0011000である場合、差動メトリック計算器27から供給される差動メトリックdMは分類器91により演算テーブル92−0に分類される。そして演算テーブル92−0で、
out=(+dM<c)?0:1
の演算によって差動メトリックdMとユークリッド距離cと比較した結果が得られる。このとき演算結果が「0」となった場合は、レジスタ94Aのビットb2,b4の値に「0」が加算されるため、ビットb2,b4の値は変わらない。つまりレジスタ94Aの7ビットは0011000のまま修正されない。一方、演算結果が「1」となった場合は、レジスタ94Aのビットb2,b4の値に「1」が加算されることになり、ビットb2,b4の値は反転する。つまりレジスタ94Aの7ビットは0011000から0001100に修正される。これは即ち、差動メトリックの値が、最短ランレングスのランを1ビットだけシフトさせた2つのビット系列の間のユークリッド距離を越える場合に、修正するものであり、最短ランレングスのランが1ビットシフトしたエラーを修正するものとなる。
レジスタ94Aに保持された7ビットのパタンが0001100、1110011、1100111の各場合も、それぞれ比較演算器92Aでの演算結果に応じて同様に処理が行われる。
但し、レジスタ94Aの7ビットが0011000、0001100、1110011、1100111のいずれでもないときは、差動メトリックdMに対する演算処理は行われず、つまりビットb2、b4の修正は行われない。
なお、ここでは7ビットパタンを用いたが、0011000、0001100、1110011、1100111のそれぞれにnビットを付加した(7+n)ビットのビットパタンを用いても良い。
The
For example, when the 7-bit pattern held in the
out = (+ dM <c)? 0: 1
The result of comparison between the differential metric dM and the Euclidean distance c is obtained by the above calculation. At this time, when the operation result is “0”, “0” is added to the values of the bits b2 and b4 of the
In each case where the 7-bit pattern held in the
However, when the 7 bits of the
Although a 7-bit pattern is used here, a (7 + n) -bit bit pattern in which n bits are added to each of 001000, 0001100, 1110011, and 1100111 may be used.
なお、実施の形態では、イコライザ20及び最尤検出器21でのターゲットレスポンスをPR(1,2,2,1)、イコライザ26及び差動メトリック計算器27でのターゲットレスポンスをPR(1,2,2,2,1)としたが、他にも各種例が考えられる。
例えばイコライザ26及び差動メトリック計算器27でのターゲットレスポンスを、PR(1,2,2,2,1)に代えて拘束長6のPR(0,1,2,2,1,0)としてもよい。
また、イコライザ20及び最尤検出器21でのターゲットレスポンスをPR(1,2,1)、イコライザ26及び差動メトリック計算器27でのターゲットレスポンスをPR(1,2,2,1)或いは(1,2,2,2,1)とするなどの例も考えられる。
In the embodiment, the target response in the
For example, the target response in the
The target response at the
1 光ピックアップ、2 プリアンプ、3 A/D変換器、4 イコライザ、5 PLL回路、6 PRML復号装置、8 復調器、9 RSデコーダ、10 CPUブロック、20 イコライザ、21 最尤検出器、22 ブランチメトリック計算ユニット、23 パスメトリック更新ユニット、24 パスメモリ更新ユニット、26 イコライザ、27 差動メトリック計算器、29 ビット修正器、30 SAMジッタ計算器、91,91A 分類器、92,92A 比較演算器、93,93A 選択器、94,94A レジスタ
1 optical pickup, 2 preamplifier, 3 A / D converter, 4 equalizer, 5 PLL circuit, 6 PRML decoder, 8 demodulator, 9 RS decoder, 10 CPU block, 20 equalizer, 21 maximum likelihood detector, 22 branch metric Calculation unit, 23 path metric update unit, 24 path memory update unit, 26 equalizer, 27 differential metric calculator, 29 bit corrector, 30 SAM jitter calculator, 91, 91A classifier, 92, 92A comparison operator, 93 , 93A selector, 94, 94A register
Claims (14)
上記ビット検出手段で検出されたビット系列における所定の規則に従うビットパタンに対して、上記ビット検出手段でのビット検出に用いた差動メトリックとは異なる差動メトリックを計算する差動メトリック計算手段と、
上記差動メトリック計算手段で得られた差動メトリックと、該差動メトリックに対応するユークリッド距離との比較結果に基づいて、上記ビット検出手段で検出されたビット系列を修正するビット修正手段と、
を備えたことを特徴とするPRML復号装置。 Bit detection means for performing bit response detection and Viterbi detection processing on the input signal to detect bits;
Differential metric calculation means for calculating a differential metric different from the differential metric used for bit detection by the bit detection means for a bit pattern according to a predetermined rule in the bit sequence detected by the bit detection means; ,
Bit correction means for correcting the bit sequence detected by the bit detection means based on a comparison result between the differential metric obtained by the differential metric calculation means and the Euclidean distance corresponding to the differential metric;
A PRML decoding device comprising:
上記所定の規則に従うビットパタンとは、それぞれが5ビット以上のビットパタンであるとともに、複数の上記ビットパタンとして、11000を含むビットパタン、11100を含むビットパタン、00011を含むビットパタン、00111を含むビットパタンが設定されていることを特徴とする請求項2に記載のPRML復号装置。 When the bit detection means performs a Viterbi detection process for a signal that complies with the d1 rule as the run length rule,
The bit pattern according to the predetermined rule includes a bit pattern of 5 bits or more, and includes a plurality of bit patterns including a bit pattern including 11000, a bit pattern including 11100, a bit pattern including 00001, and 11111. The PRML decoding apparatus according to claim 2, wherein a bit pattern is set.
上記ビット検出手段で検出されたビット系列に対応するパスメトリックと、上記ビット検出手段で検出されたビット系列とは1ビットだけ異なるビット系列に対応するパスメトリックとの間の差分であって、
上記ビット検出手段でのビット検出に用いた差動メトリックとは異なる演算で得られる差動メトリックであることを特徴とする請求項2に記載のPRML復号装置。 The differential metric calculated by the differential metric calculation means is
A difference between a path metric corresponding to the bit sequence detected by the bit detection unit and a path metric corresponding to a bit sequence different from the bit sequence detected by the bit detection unit by 1 bit,
3. The PRML decoding device according to claim 2, wherein the PRML decoding device is a differential metric obtained by an operation different from the differential metric used for bit detection by the bit detection means.
上記差動メトリック計算手段で得られた差動メトリックの値が、1ビット異なる2つのビット系列がなす2つのパーシャルレスポンス系列の間のユークリッド距離を越える場合に、上記ビット検出手段で検出された検出ビット系列におけるビットパタンの所定のビット値を反転させることを特徴とする請求項2に記載のPRML復号装置。 The bit correcting means is
Detection detected by the bit detection means when the differential metric value obtained by the differential metric calculation means exceeds the Euclidean distance between two partial response sequences formed by two bit sequences different by one bit. 3. The PRML decoding apparatus according to claim 2, wherein a predetermined bit value of a bit pattern in the bit sequence is inverted.
上記所定の規則に従うビットパタンとは、それぞれが7ビット以上のビットパタンであるとともに、複数の上記ビットパタンとして、0011000を含むビットパタン、0001100を含むビットパタン、1110011を含むビットパタン、1100111を含むビットパタンが設定されていることを特徴とする請求項6に記載のPRML復号装置。 When the bit detection means performs a Viterbi detection process for a signal that complies with the d1 rule as the run length rule,
The bit pattern according to the predetermined rule is a bit pattern of 7 bits or more, and includes a plurality of bit patterns including a bit pattern including 001000, a bit pattern including 0001100, a bit pattern including 1110011, and 1100111. The PRML decoding apparatus according to claim 6, wherein a bit pattern is set.
上記ビット検出手段で検出されたビット系列に対応するパスメトリックと、上記ビット検出手段で検出されたビット系列に含まれる最短ランレングスのランを1ビットだけシフトさせたビット系列に対応するパスメトリックとの間の差分であって、
上記ビット検出手段でのビット検出に用いた差動メトリックとは異なる演算で得られる差動メトリックであることを特徴とする請求項6に記載のPRML復号装置。 The differential metric calculated by the differential metric calculation means is
A path metric corresponding to the bit sequence detected by the bit detection unit, and a path metric corresponding to a bit sequence obtained by shifting the shortest run-length run included in the bit sequence detected by the bit detection unit by one bit; The difference between
7. The PRML decoding apparatus according to claim 6, wherein the PRML decoding device is a differential metric obtained by an operation different from the differential metric used for bit detection by the bit detection means.
上記差動メトリック計算手段で得られた差動メトリックの値が、最短ランレングスのランを1ビットシフトさせた関係にある2つのビット系列がなす2つのパーシャルレスポンス系列の間のユークリッド距離を越える場合に、上記ビット検出手段で検出された検出ビット系列におけるビットパタンの所定のビット値を反転させることを特徴とする請求項6に記載のPRML復号装置。 The bit correcting means is
When the differential metric value obtained by the differential metric calculation means exceeds the Euclidean distance between two partial response sequences formed by two bit sequences in which the shortest run-length run is shifted by 1 bit. 7. The PRML decoding apparatus according to claim 6, wherein a predetermined bit value of a bit pattern in the detected bit sequence detected by the bit detecting means is inverted.
上記差動メトリック計算手段で得られた差動メトリックの値が、ターゲットレスポンスで決まる最小ユークリッド距離を越える場合に、上記ビット検出手段で検出された検出ビット系列におけるビットパタンの所定のビット値を反転させることを特徴とする請求項1に記載のPRML復号装置。 The bit correcting means is
When the differential metric value obtained by the differential metric calculation means exceeds the minimum Euclidean distance determined by the target response, the predetermined bit value of the bit pattern in the detection bit sequence detected by the bit detection means is inverted. The PRML decoding device according to claim 1, wherein:
上記差動メトリック計算手段で算出する差動メトリックは、拘束長が5のターゲットレスポンスPR(1,2,2,2,1)から得られる基準レベルを用いて計算される差動メトリックであることを特徴とする請求項1に記載のPRML復号装置。 The differential metric used for bit detection by the bit detection means is a differential metric calculated from a reference level obtained from a target response PR (1, 2, 2, 1) having a constraint length of 4,
The differential metric calculated by the differential metric calculation means is a differential metric calculated using a reference level obtained from a target response PR (1, 2, 2, 2, 1) having a constraint length of 5. The PRML decoding device according to claim 1.
上記基準レベルの所定の補正とは、各基準レベルに対して、実際に検出された信号のうちその基準レベルに該当するものを選択して、その低周波成分を用いて基準レベルを適応的に修正することである請求項12に記載のPRML復号装置。 The differential metric calculated by the differential metric calculation means uses a reference level obtained by performing a predetermined correction on the reference level obtained from the target response PR (1, 2, 2, 2, 1) having a constraint length of 5. Is a calculated differential metric,
The predetermined correction of the reference level means that for each reference level, an actually detected signal corresponding to the reference level is selected, and the reference level is adaptively used using the low frequency component. The PRML decoding device according to claim 12, which is to be modified.
上記ビット検出ステップで検出されたビット系列における所定の規則に従うビットパタンに対して、上記ビット検出ステップでのビット検出に用いた差動メトリックとは異なる差動メトリックを計算する差動メトリック計算ステップと、
上記差動メトリック計算ステップで得られた差動メトリックと、該差動メトリックに対応するユークリッド距離との比較結果に基づいて、上記ビット検出ステップで検出されたビット系列を修正するビット修正ステップと、
を備えたことを特徴とするPRML復号方法。
A bit detection step for detecting a bit by performing a partial response equalization process and a Viterbi detection process on the input signal;
A differential metric calculation step for calculating a differential metric different from the differential metric used for bit detection in the bit detection step with respect to a bit pattern according to a predetermined rule in the bit sequence detected in the bit detection step; ,
A bit correction step of correcting the bit sequence detected in the bit detection step based on a comparison result between the differential metric obtained in the differential metric calculation step and the Euclidean distance corresponding to the differential metric;
A PRML decoding method comprising:
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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