JP2007537558A - シーケンス振幅マージン（ｓａｍ）に基づくビタビ符号化品質指標 - Google Patents

Abstract

復号化の経路距離に基づくトレリス復号化信号についての品質指標を生成するシステムが提供される。その装置は、トレリスデコーダ(103)のある状態に入る２つの経路距離間の経路距離差を測定する経路距離プロセッサ(105)を具えている。測定分布プロセッサ(107)は、経路距離差を順に並べて測定分布を生成する。分析分布プロセッサ(109)は、第１及び第２分布の合計である分布を測定分布に当てはめる。品質指標プロセッサ(111)は、当てはめた分布に応答して品質指標を特定する。特に、第１分布は適正な符号の経路距離差に関連付け、第２分布は不適正な符号の経路距離差に関連付けることができる。品質指標プロセッサ(111)は、第１分布のみに応答して品質指標を特定し、これにより、不適正な符号の経路距離差によって生じる劣化を低減することが好ましい。

Description

（発明の分野）
本発明は、復号化信号についての品質指標（インジケータ）を生成する方法及び装置に関するものであり、特に、これに限らないが、光ディスクのような記憶媒体からの読出し用の読出し装置についての品質指標に関するものである。

（発明の背景）
近年、例えばオーディオビジュアル（音響映像）コンテンツのディジタル配信の利用が大幅に増加している。また、リムーバブル（着脱可能）または固定の記憶手段上へのディジタルデータの記憶も重要性を増している。例えば、パーソナルコンピュータ及びディジタル民生装置の大衆性の増加は、ハードディスク、あるいはＣＤ（Compact Disc：コンパクトディスク）及びＤＶＤ（Digital Versatile Disc：ディジタル多用途ディスク）レコーダ及びプレーヤの巨大市場をもたらした。他の例として、例えばＴＶ（テレビジョン）信号の放送のような多くの応用において、ディジタル伝送がアナログ伝送にとって代わったか、あるいは現在とって代わりつつある。

ディジタル信号は一般に、例えば通信チャンネル内のノイズ（雑音）または記憶媒体から読み出す際の読出しエラーによって生成されるエラーの数を低減するための前進エラー訂正符号化を用いて符号化される。例えば、ハミング符号のようなブロック符号（コード）、あるいはビタビ符号のような畳み込み（コンボリューション）符号が、ディジタル信号を符号化するために頻繁に用いられ、改善されたエラー性能を提供する。

多くの応用において、復号化信号の品質の指標を特定することが重要である。例えば、光ディスクシステムの分野では、生成されるビットストリームの信頼性を示す性能または品質指標が重要である。特に、品質指標を用いて光ディスクシステムを制御することができる。例えば、品質指標が劣化した品質を示す際には、光ディスクシステムは読出し速度を低減して改善された信頼性を提供する。

光ディスクシステムにおいて高密度を実現するためには、パーシャルレスポンス（部分応答）最尤（ＰＲＭＬ：Partial Response Maximum Likelihood）検出法が好適である。ＰＲＭＬ検出アルゴリズムは、単に特定ディスク領域のしきい値検出に応答して個別のビットを検出するのではなく、ソフト判定を生成し、複数のソフト判定に基づいてデータ検出を実行し、これにより、異なるビットについての生成値間の相互関係を考慮に入れる。特に、ビタビトレリスベースのデコーダ（復号化器）が頻繁に用いられ、ここでは、適切な経路距離基準に従って経路距離（パス・メトリクス）を生成し、最小誤差の経路距離を生じさせる経路のビット値としてビット値を特定する。この経路距離は、光ディスクの書込み中に意図的に課した拘束及び制約を考慮に入れることができるが、これに加えて、あるいはその代わりに、システムの意図しない物理特性によってもたらされるシンボル間干渉を考慮に入れることができる。例えば、帯域制限されたチャンネルを通る通信は、シンボル間干渉をもたらし得るか、あるいは、ビット領域の物理的な大きさは領域オーバラップを生じさせ、これにより、ディスクから読み出したデータ値間の依存性をもたらし得る。

高密度では、従来の光ディスクからのデータのしきい値検出は満足な性能を生じさせない。従って、ジッタのような関連する性能測定値から決まる品質指標はもはや適切ではない。さらに、ビットエラーレート（ビット誤り率）（ＢＥＲ：Bit Error Rate）の測定値に直接基づいてディスクシステムの性能を評価し最適化することは、幾分重大な欠点を有する。第１に、（特に低いエラーレートについては）正確なＢＥＲ推定値を提供するためには多数のデータビットを評価する必要がある。第２に、受信したデータビットと比較すべき既知のデータパターンが必要である。第３に、ＢＥＲ測定値は、小さい掻き傷または埃のような媒体の欠陥に敏感である。従って、新たな方法が必要になる。

米国特許出願US 2003/0043939 A1

近年、例えば高密度光ディスクシステムに適した、品質指標を特定する新たな手順が提案されている。この方法は、シーケンス振幅マージン（ＳＡＭ：Sequenced Amplitude Margin）手順として知られ、さらに米国特許出願US 2003/0043939 A1に記載されている。

ＳＡＭ手順では、トレリスベースのビタビデコーダの経路距離の分布を生成し、これを用いて品質指標を生成する。特に、ＳＡＭ値は、トレリスにおける適正な状態に至る２つの経路の２つの経路距離間の差として定義され、特に、適正な経路の経路距離と複数の不適正な経路の経路距離との間の差のうち最低の経路距離を有するものとして定義される（経路が適正である確率、即ち、経路距離が距離尺度である確率が増加すると共に経路距離が減少するものと仮定する。）ＳＡＭ値はビット毎に定まり、ヒストグラム形式の分布が生成される。エラーが発生すると、適正な経路の経路距離は他の経路の経路距離より大きくなり、従って、負のＳＡＭ値が算出される。従って、検出中のデータが既知であり、従って適正な状態でもある場合には、各々の負のＳＡＭ値は検出エラー（誤り）を示す、というのは、ビタビ検出器は、最低の経路距離を有する経路を選定するからであり、この場合には不適正な経路に相当する。

従って、上記分布においてＳＡＭ値が０未満の部分を評価することによってエラーレートを測定することができる。特に、ＳＡＭ手順は、正規化したガウス（正規）分布をＳＡＭ値に当てはめ、分布における負のＳＡＭ値に相当する面積を測定することから成る。従って、エラーレートは、ＳＡＭ値のヒストグラムを負のｘ軸上で外挿補間することによって推定され、このエラーレートは、負のＳＡＭ値の曲線より下の総面積に相当する。

しかし、この方法に関連する問題点は、大部分の応用では、検出すべきデータが復号化中には既知でない、ということにある。従ってＳＡＭ値は、ビタビデコーダの経路探索プロセス中に、最小経路と２番目に小さい経路との差として計算される。この判定プロセスは常に最小の経路距離を選択するので、計算されたＳＡＭ値は常に正である。換言すれば、復号化エラーが発生すると、ＳＡＭ値は経路距離差を正確に反映しない。

このように計算したＳＡＭ値は常に非負であるので、ＳＡＭ値のヒストグラムは歪む。それでもＳＡＭ手順を適用して、ガウス分布を当てはめ、このガウス分布を用いて負のＳＡＭ値についてヒストグラムを外挿補間することによって品質指標を特定することができ、これにより、エラーレートを測定することができる。この方法は、上記当てはめの範囲内のＳＡＭヒストグラムは正規分布として近似可能であり、この分布は０未満の正しいＳＡＭ値を表わすことを仮定する。

しかし、常に正の値として測定されるＳＡＭ値によって分布を導出するため、ＳＡＭヒストグラムに当てはめたガウス分布は一般に正確な表現ではない。特に、例えば高密度、非対称、あるいは大きいチルト（傾斜）角においてエラーレートが高い際には、ガウス分布の仮定は的確ではない。特にこのことは、特定されるガウス分布の的確なパラメータも不的確なパラメータも生じさせることがあり、特に、負のＳＡＭ値を正確に反映するガウス分布を生じさせない平均値及び標準偏差が特定され得る。こうして、不正確な品質指標が特定される。さらに、誤差及び不正確性は一般に、エラーレートの増加と共に増加し、システムマージンを決定する条件が厳しいほど正確性が悪化する。

従って、復号化信号についての性能指標を生成する改善されたシステムが有利であり、特に、品質指標の精度の増加を可能にするシステムが有利である。

（発明の概要）
従って、本発明は、上述した欠点の１つ以上を単独で、あるいは任意の組合せで軽減し、緩和し、あるいは解消することを好適に追及する。

本発明の第１の態様によれば、復号化信号についての品質指標を生成する装置が提供され、この装置は：複数の経路距離差を測定する手段であって、各経路距離差は、トレリスベースのデコーダのある状態に入る少なくとも２つの経路距離の差である手段と；これら複数の経路距離差を順に並べることによって、測定分布を生成する手段と；経路距離差の所定範囲において、分析分布を測定分布に当てはめることによって、この分析分布のパラメータを特定する手段と；この分析分布に応答して復号化信号についての品質指標を特定する手段とを具え；この分析分布は、前記所定範囲における第１分布と第２分布との合計である。

本発明は、復号化信号についての品質指標を生成する改善された方法を提供することができ、特に、性能指標を改善された精度で生成することができる。前記分析分布は、改善された当てはめを提供することができ、特に、前記第１分布を特性または原因に対応付け、前記第２分布を異なる特性または原因に対応付けることができる。例えば、第１特性は、品質指標を特定するのに適した測定分布の特性に対応付け、第２特性は、この測定分布の歪み特性に対応付けることができる。このことは、望ましい特性と望ましくない特性とを分離することを可能にする。

特定例として、ＳＡＭ手順用に、前記第１分布を適正な経路の経路距離差に関連付け、前記第２分布を、経路距離差の符号反転を生じさせる誤った経路の経路距離差に関連付けることができる。従って、両方の要素を具えた、測定分布への改善された当てはめを達成することができ、そして、望ましい経路距離差と符号反転した経路距離差との区別を達成することができる。

トレリスベースのデコーダは特に、ビタビ符号化された信号、及び／またはパーシャルレスポンスデータ、及び／またはシンボル間干渉を含むデータを復号化するビタビデコーダとすることができる。「ビタビデコーダ」とは、ビタビイコライザ（ビタビ等化器）を含むものとする。前記測定分布は特に、確率密度関数に相当する経路距離差の正規化ヒストグラムとすることができる。前記第１、第２及び分析分布は確率密度関数であることが好ましい。

本発明の好適な特徴によれば、前記品質指標を特定する手段は、前記第１分布のみに応答して前記品質指標を特定するべく動作する。

このことは、改善された品質指標、特に改善された精度を有する品質指標を提供することができる。前記分析分布の前記測定分布へのより正確な当てはめを達成することができる。さらに前記第２分布は、所望の特性またはパラメータをより正確に反映した前記第１分布を生じさせるエラー（誤り）または歪みの影響を反映することができる。例えば、ＳＡＭ手順用に、前記第１分布を適正な経路の経路距離差に関連付け、前記第２分布を誤った経路の経路距離差に関連付けることができる。品質指標を特定するための適正な経路に対応する前記第１分布のみを用いることによって、不適正な経路の経路距離の影響を除去または低減することができる。従って、不適正な経路の経路距離差についての符号反転の影響を除去または低減し、これにより、大幅に改善された品質指標を生じさせることができる。

本発明の好適な特徴によれば、前記品質指標を特定する手段は、０未満の経路距離差の範囲の前記第１分布に応答して品質指標を特定するべく動作する。多くの応用では、このことは適切かつ正確な品質指標を提供する、というのは、負の経路距離指標はエラーを示すからである。従って、本発明は、正の経路距離差のみから成る測定分布を、負の経路距離差に向けて外挿補間し、これらを評価することによって、品質指標の単純な特定を可能にする。例えば、ＳＡＭ手順用に、前記第１分布を、適正な経路についての経路距離差に対応付けることができる。これらのサンプルに基づいて第１分布を決定することができ、この第１分布から、エラーに対応する負の経路距離差値を推定することができる。負の経路距離差を評価することによって、正確な信号指標を特定することができる。特に、確率密度関数である第１分布を−８から０まで積分して、エラーレートを提供することができる。

本発明の好適な特徴によれば、前記複数の経路距離差を測定する手段が、トレリスベースのデコーダのある状態についての経路距離差を、この状態に至る最良距離の経路と次に最良の距離の経路との経路距離差の絶対値として測定すべく動作し、この状態は、トレリスベースのデコーダによって適正な状態として指定されたものである。

例えば、経路距離の値の増加が、当該経路が適正な経路である確率の増加を示す経路距離を使用する場合には、前記複数の経路距離差を測定する手段は、最大の経路距離から２番目に大きい経路距離を減算することによって経路距離差を測定すべく動作する。他の例として、経路距離の減少が、当該経路が適正な経路である確率の増加を示す経路距離を用いる場合には、前記複数の経路距離差を測定する手段は、最小の経路距離から２番目に小さい経路距離を減算することによって経路距離差を測定すべく動作する。従って、経路距離差は、ある状態に入る２つの最尤経路の差として測定される。このことは、データ支援のない、かつ／あるいは判定支援のない復号化プロセスのように正しいデータが未知である状況において経路距離差を測定する適切な方法を提供する。従って、本発明は既知のデータを必要としない改善された品質指標を提供することができる。

前記状態は、任意の適切な基準に従った適正な状態として指定することができる。特に、前記状態が、ビタビデコーダが復号化信号を生成する際に選択したフィードバック経路の一部である際には、この状態が適正な状態として指定される。従って、指定された状態は、最良の積算経路距離を有する経路の一部であり、従って適正な状態であるものと仮定される。

本発明の好適な特徴によれば、前記所定範囲は、０から前記測定分布の平均経路距離差までの経路距離差に相当する。このことは、多くの高密度光ディスクリーダ（読出し装置）のような多くの応用に適した所定範囲を提供する。

本発明の好適な特徴によれば、前記所定範囲は、０から、前記測定分布における最大値の0.2倍〜0.6倍の値に相当する上位経路距離差までの経路距離差に相当する。このことは、多くの応用にとって、例えば多くの高密度光ディスクリーダにとって特に有利な範囲を提供し、そして特に、所定範囲を負の経路距離差値付近に限定することと、十分な数のサンプルを得ることとの間の有利なトレードオフ（兼ね合い）を提供する。

本発明の好適な特徴によれば、前記所定範囲が、０から、前記測定分布における最大値の0.4倍付近の値に相当する上位経路距離差までの経路距離差に相当する。多くの応用にとって、例えば多くの高密度光ディスクリーダにとって、このことは、所定範囲を負の経路距離差値付近に限定することと、十分な数のサンプルを得ることとの間の最適なトレードオフを提供する。

本発明の好適な特徴によれば、前記第２分布は、前記第１分布をほぼ０の経路距離差を中心として反転させた鏡像である。

特に、ｐ₁(ｘ)をｐ₂(−ｘ)にほぼ等しくすることができ、ここにｐ₁(ｘ)は前記第１分布であり、ｐ₂(ｘ)は前記第２分布である。このことは、歪みの影響が、測定された経路距離差の絶対値のみによってもたらされる応用において特に有利である、というのは、前記分析分布は、これによりもたらされる測定分布の歪みを考慮に入れることができるからである。従って、負の経路距離差の正の経路距離差への鏡像化は、前記第２密度関数（分布）によって推定することができ、前記第１分布を、前記測定分布の鏡像化していないデータにより正確に当てはめることを可能にする。このことは改善された品質指標を提供することができる。このことは、例えば既知のデータに頼らないＳＡＭ手順において特に有利である。

本発明の好適な特徴によれば、前記第１及び第２分布がガウス分布である。前記第１及び第２分布は、ほぼ等しい標準偏差、及び絶対値はほぼ等しいが互いに逆の符号を有する平均値を有するガウス（または正規）分布であることが好ましい。これらの分布は、正確な品質指標を特定するのに特に適した分布を提供し、多くの応用において、前記測定分布に良く当てはまる分析分布を達成するのに特に適している。

本発明の好適な特徴によれば、品質指標はビットエラーレートである。従って本発明は、正確なビットエラーレート指標を生成する容易に実現可能な方法を提供する。

本発明の第２の態様によれば、記憶媒体から読み出す読出し装置が提供され、この読出し装置は：符号化データ信号を記憶媒体から読み出すリーダと、この符号化データ信号から復号化データ信号を生成するトレリスベースのデコーダと；この復号化データ信号から上述したように品質指標を生成する装置とを具えている。

本発明は改善された読出し装置を提供することができ、特に、改善された品質指標を有するデータ読出し装置を提供することができる。前記記憶媒体は例えば、ハードディスク、あるいはＣＤまたはＤＶＤのような光ディスクとすることができる。前記読出し装置はさらに、前記品質指標に応答して前記リーダを制御する手段を具えることができる。

本発明の第３の態様によれば、復号化信号についての品質指標を生成する方法が提供され、この方法は：複数の経路距離差を測定するステップであって、各経路距離差は、トレリスベースのデコーダのある状態に入る少なくとも２つの経路距離の差であるステップと；前記複数の経路距離差を順に並べることによって測定分布を生成するステップと；経路距離差の所定範囲において、前記測定分布に分析分布を当てはめることによって、この分析分布のパラメータを特定するステップと；この分析分布に応答して、前記復号化信号についての品質指標を特定するステップとを具え；前記分析分布は、前記所定範囲における第１分布と第２分布との合計である。

本発明のこれら及び他の態様、特徴及び利点は、以下に説明する実施例より明らかになる。

以下、本発明の実施例について図面を参照しながら説明する。

（好適な実施例の説明）
以下の説明は、ＣＤまたはＤＶＤのような光ディスク媒体から読み出す読出し装置に適用可能な本発明の実施例に焦点をおす。しかし、本発明はこの応用に限定されず、他の多くの応用及び復号化信号に適用可能であることは明らかである。

図１に、本発明の実施例によるデータ読出し装置１００を示す。

データ読出し装置１００は、光ディスク（図示せず）からデータ信号を読み出すデータリーダ１０１を具えている。このデータ信号はトレリスベースのデコーダ１０３に供給され、デコーダ１０３は、当業者には周知である、このデータ信号のパーシャルレスポンス最尤（ＰＲＭＬ）復号化を実行する。特に、トレリスベースのデコーダ１０３は、ビット毎に複数の状態を具えたビタビデコーダである。当業者には周知のように、ビタビデコーダは、新たなビットについてあり得る状態遷移毎に経路距離を計算する。

以下の説明では、状態遷移に対して計算された経路距離は、データ信号の実際値とこの状態遷移についての理想値との差を示す距離尺度であるものと仮定する。従って、本実施例では、経路距離のより小さい値は、この経路に対応する状態遷移が適正な状態遷移である確率がより高いことに対応する。しかし、あらゆる適切な経路距離尺度を用いることができ、特に、状態遷移が適正な状態遷移である確率が増加すると共に経路距離の値を増加させることもできることは明らかである。

本実施例では、ビタビデコーダは、サーチバック（戻り探索）プロセス中に、経路距離を結合した値が最低である経路を選択することによって、復号化ビット列（ビットシーケンス）を特定する。従って、所定状態について、最低の経路距離でこの状態に入る状態遷移を選択する。

復号化信号は、データリーダ１０１から内部または外部ソース（図示せず）に出力される。これに加えて、データ読出し装置１００は、復号化信号の推定品質を反映した品質指標を特定する機能を具えている。特定実施例では、推定ビットエラーレートの形の品質指標を計算する。

ビタビデコーダ１０３は、経路距離プロセッサ１０５に結合されている。経路距離プロセッサ１０５は、ビタビデコーダ１０３から経路距離値を受信して、複数の経路距離差を生成する。特に、経路距離プロセッサ１０５は、復号化ビット列（あるいはデータが既知であれば正しいデータシーケンス）に対応するトレリスの状態に至る２つの状態遷移についての経路距離差を生成する。

以上で説明した実施例では、経路距離差は単に、ある状態の２番目に小さい経路距離から、この状態の最小経路距離を減算することによって計算する。従って、経路距離差は、選択した状態遷移が適正なものであることの相対確率を示す。例えば、大きな経路距離差は、選択した状態遷移の距離、従って経路距離が、これに最も近い状態遷移（の経路距離）よりもずっと小さいことを示し、従って、第１状態遷移を高い確度で選択することができることを示す。経路距離差の小さい値は、２つの候補の状態遷移間には選定するほどの違いがないことを示す。

ビタビデコーダ１０３は、最低の経路距離を有する状態遷移に至る状態遷移を選択するので、復号化ビットエラーは、ある状態への不適正な状態遷移が適正な状態遷移よりも小さい経路距離を有する状況に相当する。従って、適正な状態遷移と不適正な状態遷移との間の経路距離差は負の値を有するべきである。しかし、上述した例における経路距離プロセッサ１０５は、正しいデータの知識は全く持たず、復号化データの知識のみを持つので（換言すれば、データ支援なしのデコーダが実現されるので）、経路距離プロセッサ１０５は単に、最低の経路距離差から２番目に小さい経路距離差を減算することによって経路距離差を測定する。従って、経路距離プロセッサ１０５は、適正な状態遷移とこれに最も近い状態遷移との経路距離差の絶対値を生成する。

経路距離プロセッサ１０５は測定分布プロセッサ１０７に結合されている。測定分布プロセッサ１０７は、非常に多数の経路距離差を経路距離プロセッサから受信し、これに応答して測定分布を特定する。特に、測定分布プロセッサ１０７は、経路距離プロセッサ１０５からの経路距離差のサンプルを順に並べることによって確率密度関数を生成する。特に、測定分布プロセッサ１０７は、経路距離差のサンプルを経路距離差順に並んだ複数間隔に入れ、各間隔内の経路距離差のサンプル数を測定することによってヒストグラムを生成することができる。このヒストグラムは、各間隔の値（サンプル数）を経路距離差のサンプルの総数で除算することによって正規化することができる。

測定分布の特性は一般に、デコーダに入力される信号の特性に依存する。多数の経路距離差のサンプルを使用し、正規またはガウス分布が妥当な仮定であり得ることが中心極限定理によって示されることが好ましい。多くの場合において、測定分布はガウス分布に非常に近くなることが、経験則及びシミュレーションによって示されている。例えば、無制約のハードディスクまたは光ディスクについては、測定分布は本質的にガウス分布になりがちである。

しかし、制約付きのＰＲＭＬ光ディスク読出しシステムについては、測定分布はガウス分布から外れる。図２に、ランレングス制約ｄ＝１を有する３３ＧＢの光ディスクシステムについての測定分布の例を示す。特に図２は、測定分布のヒストグラム値２０１、並びにこれに重ねてガウス分布２０３を示す。図２のｘ軸は経路距離差を示し、ｙ軸は経路距離差の間隔毎のサンプル数を示す。

図に見られるように、平均経路距離差以下の経路距離差値については、測定分布はガウス分布に合っている。しかし、経路距離差のより大きい値については、測定分布はガウス分布から大幅に外れる、というのは、ランレングス制約が、経路距離差のより大きい値へのシフト（移動）を生じさせるからである。従って、非０の制約の高密度ＰＲＭＬ光システムの例では、比較的小さい経路距離差については、測定分布はさらにガウス分布に近づく。

前述したように、既知の適正な状態とこれに最も近い状態遷移との間の負の経路距離差は復号化ビットエラーを示す。図３に、適正な判定の知識を用いて計算した経路距離差のヒストグラム値３０１、並びにこれに重ねてガウス分布３０３を示す。従って、図２の測定分布２０１は、復号化エラーに対応する経路距離差の符号以外は図３のヒストグラム値に相当する。

システムのビットエラーレートは、図３の分布を正規化し、−８から０まで積分することによって計算することができる。同様に、ビットエラーレートは、ガウス確率密度分布を図２の測定分布に当てはめて、この測定分布を負の値上で外挿補間し、従ってこの分布を−８から０まで積分することによって推定することができる。

しかし、こうした方法は、図２の測定分布に当てはめたガウス分布が、負の軸上を表現する（即ち、−８から０までの経路距離差についての）確率密度関数を生じさせるという仮定に基づくものである。換言すれば、ことを仮定する。

しかし、経路距離プロセッサ１０５によって生成される経路距離差は、既知のデータ上ではなく検出したデータ上で決定されるので、これらの経路距離差は常に非負である。従って、図２の測定分布は正の値のみを含むことができ、図３の経路距離差の絶対値のヒストグラムを表わす。従って、図３の分布の負の軸の経路距離差は図２の正の軸上に折り返され、特に経路距離差の小さい値について値の増加を生じさせる。このことは、仮定したガウス分布に歪みを生じさせることは明らかである。さらに、特により大きなノイズが存在する比較的高いデータレートについては、この歪みが増加する。

従って、測定分布にガウス分布を当てはめ、このことを用いて品質指標を特定することは、不正確な尺度を生じさせる。特に、この歪みは、所望の分布を正確に反映しない、ガウス分布の推定平均値及び標準偏差の歪みを生じさせる。このことを図４に示し、図４は、測定分布４０１及びこれに当てはめたガウス分布４０３を示す。明らかに、当てはめた分布は測定分布から大きく外れ、従って、この分布を負のｘ軸上で積分することによって不正確なビットエラーレートの推定値が計算される。

上述した実施例では、測定分布プロセッサ１０７が分析分布プロセッサ１０９に結合されている。分析分布プロセッサ１０９は、分析分布を測定分布に当てはめることによって、分析分布のパラメータを特定すべく動作する。この分析分布は２つの分布から成り、少なくとも当てはめに用いる所定範囲内では、これらは互いに加算される。

従って、分析分布は第１及び第２分布から成る。分析分布プロセッサ１０９は、第１分布は、既知のデータ（即ち、負の値を含む）から決定可能な経路距離差の分布に対応し、第２分布は、正の軸上に折り返された測定分布の経路距離差に対応するように、分析分布を当てはめるべく動作する。

特に、分析分布は、２つのガウス分布を互いに加算したものから成る。本実施例では、これら２つの分布は、経路距離差＝０について互いに鏡像の関係にある。従って、第１分布は平均値μ及び標準偏差σを有するガウス分布であり、第２分布は平均値−μ及び標準偏差σを有するガウス分布である。図５に、本実施例による第１分布５０１、第２分布５０３、及び分析分布５０５を示す。

図に見られるように、小さい経路距離差値については、分析分布は２つの成分から成り、一方が所望のガウス分布を反映し、他方が正の経路距離差内への重ねによって生じる分布を反映する。

本実施例では、分析分布プロセッサ１０９は、次式：

の分析分布を測定分布に当てはめる。従って、負の経路距離差の正の経路距離差への折り返しは、当てはめの手順中に自動的に考慮に入れられる。推定する必要のあるパラメータはなく、従って当てはめのアルゴリズムに複雑性が加わることはない。

従って、図３のガウス分布に相当するガウス分布のパラメータのより正確な値を特定することができる。

分析分布プロセッサ１０９は品質指標プロセッサ１１１に結合され、品質指標プロセッサ１１１は、上記第１分布のみに応答して品質指標を特定する。特に、上記第１分布は、適正な状態遷移と最低の値を有する不適正な状態遷移との差として測定される経路距離差の確率密度関数の分布に相当する。この経路距離差が負である場合には、デコーダ１０３は誤った状態遷移を選択しており、エラーが発生している。従って、ビットエラーレートは、上記第１分布を−８から０まで積分することによって計算することができる。

従って、品質指標プロセッサ１１１は次式よりビットエラーレートを特定する：

ここに、平均値μ及び標準偏差σは分析分布を当てはめることによって定まる。この関数はエラー（誤差）関数としても知られている。

従って、正確なビットエラーレート指標を生成することができる。

分析分布の測定分布への当てはめは、適切な所定範囲に限定されることが好ましい。前述したように、そして図２に示すように、上述した実施例のランレングス制約は、平均経路距離差より大きい経路距離差に対しては非ガウス分布を生じさせる。従って、分析分布の当てはめは、測定分布の０から平均経路距離差までの経路距離差の範囲を評価することに限定される。このことは、正確な当てはめ、及びより大きい経路距離差における（ガウス分布との）偏差が、計算される品質指標に悪影響しないことを保証する。

しかし、多くの応用において、特に光ディスクシステムについては、当てはめの範囲を経路距離差のより小さい間隔に限定すると、ずっと良好な結果を得ることができる。特に、分析関数を当てはめる際には、ヒストグラムの最大値付近のデータ点は無視することが好ましい。例えば、光ディスクからの信号における非対称性は、主ピークの左側に追加的なピークを生じさせ、即ち、測定分布の形状が所望のガウス形から外れ出す。このことを次の例で示す。図６に、非対称性のない３３ＧＢの光システムについての測定分布６０１及び当てはめたガウス分布６０３を示し、図７に、図６の測定分布６０１と当てはめたガウス分布６０３との差を示す。図８に、非対称性のある３３ＧＢ光システムについての測定分布８０１及び当てはめたガウス分布８０３を示し、図９に、図８の測定分布８０１と当てはめたガウス分布８０３との差を示す。

０から平均経路距離差までの範囲を用いれば、非対称性のない状況についてはかなり良好な当てはめがなされているが、非対称性のある状況についてはそうではない。

ビットエラーレートの良好な推定のためには、経路距離差値が低いことが最も重要である、というのは、ここでは、すべてのピーク（即ち、より高次のピークも、できれば広い分布で）からの寄与を考慮に入れるからである。しかし、範囲を狭くし過ぎると、サンプル値が少な過ぎ、当てはめの信頼性が不十分になる。

シミュレートしたデータ並びに経験的データの広い範囲上での当てはめ手順は、０からヒストグラムの最大値の0.2〜0.60倍までの当てはめ、好適には0.40倍付近までの当てはめについての経路距離差範囲が、特に有利な結果を与えることを示している。

さらなる改善は、この範囲にヒストグラムの最初の値を加算することである。このことは、高いデータ密度、大きなノイズ及び／または非対称性の場合に、十分な点が選択されることを保証する。

本発明は、ハードウェア、ソフトウェア、ファームウェアまたはこれらの組合せを含むあらゆる適切な形で実現することができる。しかし、本発明は、１つ以上のデータプロセッサ、及び／またはディジタル信号プロセッサ上で実行されるコンピュータソフトウェアとして実現されることが好ましい。本発明の実施例の要素及び構成要素は、あらゆる適切な方法で物理的、機能的及び論理的に実現することができる。実際に、機能は単一ユニット、複数のユニット、あるいは他の機能ユニットの一部として実現することができる。こうしたものとして、本発明は単一ユニットとして実現することができ、あるいは、異なるユニット及びプロセッサ間に物理的及び機能的に分散させることができる。

本発明は好適な実施例に関連して説明してきたが、本明細書に記載の特定形態に限定されるものではなく、本発明の範囲は請求項によってのみ限定される。請求項では、「具える」という用語は他の要素またはステップの存在を排除するものではない。さらに、個別に挙げた複数の手段、要素または方法ステップは、例えば単一のユニットまたはプロセッサによって実現することができる。これに加えて、個別の特徴が異なる請求項に含まれることがあり、これらの請求項は有利に組み合わせることができ、異なる請求項に含まれることは、特徴の組合せに実現性及び／または利点がないことを意味するものではない。

本発明の実施例によるデータ読出し装置を示す図である。 ランレングス制約１を有する３３ＧＢ光システムについての測定経路の距離差分布の例を示す図である。 ３３ＧＢ光システムについての、測定経路の距離差分布及びフィルタ処理したガウス分布の例を示す図である。 ３３ＧＢ光システムについての、測定経路の距離差分布及びフィルタ処理したガウス分布の例を示す図である。 第１分布及び第２分布から成る分析経路の距離差分布の例を示す図である。 非対称性のない３３ＧＢ光システムについての、測定経路の距離差分布及びフィルタ処理したガウス分布の例を示す図である。 測定経路の距離差分布と図６のフィルタ処理したガウス分布との差を示す図である。 非対称性のある３３ＧＢ光システムについての、測定経路の距離差分布及びフィルタ処理したガウス分布の例を示す図である。 測定経路の距離差分布と図８のフィルタ処理したガウス分布との差を示す図である。

Claims (14)

1. 復号化信号についての品質指標を生成する装置において：
   複数の経路距離差を測定する手段であって、前記経路距離差の各々が、トレリスベースのデコーダの特定状態に入る少なくとも２つの経路距離間の差である手段と；
   前記複数の経路距離差を順に並べることによって測定分布を生成する手段と；
   経路距離差の所定範囲内で、分析分布を前記測定分布に当てはめることによって、前記分析分布のパラメータを特定する手段と；
   前記分析分布に応答して、前記復号化信号についての前記品質指標を特定する手段とを具えて、
   前記分析分布が、前記所定範囲内における第１分布と第２分布との合計であることを特徴とする品質指標の生成装置。
2. 前記品質指標を特定する手段が、前記第１分布のみに応答して前記品質指標を特定すべく動作することを特徴とする請求項１に記載の装置。
3. 前記品質指標を特定する手段が、前記経路距離差が０以下である範囲における前記第１分布に応答して前記品質指標を特定すべく動作することを特徴とする請求項２に記載の装置。
4. 前記複数の経路距離差を測定する手段が、トレリスベースのデコーダの特定状態に対する経路距離差を、前記特定状態に至る最良距離の経路と次に最良距離の経路との経路距離差の絶対値として測定すべく動作し、前記特定状態は、前記トレリスベースのデコーダによって適正な状態として示される状態であることを特徴とする請求項１に記載の装置。
5. 前記所定範囲が、０から前記測定分布における平均経路距離差までの経路距離差に相当することを特徴とする請求項１に記載の装置。
6. 前記所定範囲が、前記測定分布の最大値の０．２〜０．６倍の値に相当する上位経路距離差までの経路距離差に相当することを特徴とする請求項１に記載の装置。
7. 前記所定範囲が、前記測定分布の最大値の０．４倍の値に相当する上位経路距離差までの経路距離差に相当することを特徴とする請求項１に記載の装置。
8. 前記第２分布が、前記第１分布を、ほぼ０の経路距離差を中心として反転させた鏡像にほぼ等しいことを特徴とする請求項１に記載の装置。
9. 前記第１分布及び前記第２分布がガウス分布であることを特徴とする請求項１に記載の装置。
10. 前記品質指標がビットエラーレートであることを特徴とする請求項１に記載の装置。
11. 記憶媒体から読み出す読出し装置において：
    前記媒体から符号化データ信号を読み出すデータリーダと；
    前記符号化データ信号から復号化データ信号を生成するトレリスベースのデコーダと；
    請求項１〜１０のいずれかに記載の、前記復号化データ信号についての品質指標を生成する装置と
    を具えていることを特徴とする読出し装置。
12. 復号化信号についての品質指標を生成する方法において：
    複数の経路距離差を測定するステップであって、前記経路距離差の各々が、トレリスベースのデコーダの特定状態に入る少なくとも２つの経路距離間の差であるステップと；
    前記複数の経路距離差を順に並べることによって測定分布を生成するステップと；
    経路距離差の所定範囲内で、分析分布を前記測定分布に当てはめることによって、前記分析分布のパラメータを特定するステップと；
    前記分析分布に応答して、前記復号化信号についての前記品質指標を特定するステップとを具えて、
    前記分析分布が、前記所定範囲内における第１分布と第２分布との合計であることを特徴とする品質指標の生成方法。
13. 請求項１２に記載の方法の実行を可能にするコンピュータプログラム。
14. 請求項１３に記載のコンピュータプログラムを具えた記録担体。

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