JP2008152824A - デジタルデータ復号装置およびデジタルデータ復号方法 - Google Patents

デジタルデータ復号装置およびデジタルデータ復号方法 Download PDF

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Abstract

【課題】モードの切り替えを行うことなく、１つの回路でＤＶＤとＨＤ ＤＶＤの双方の復号を行えるようにする。
【解決手段】デジタルデータ復号装置は入力データ系列における現時刻の状態から次時刻の状態に至るすべてのパスのブランチメトリックをそのブランチメトリックに対応するパスのパスメトリックに加算して次時刻の状態に至るすべてのパスのパスメトリックを求め、その求められたパスメトリックに基づき、パスのうちの最尤パスを選択し、最小マーク・スペース長が２に制限され、かつＰＲ（ｓ，ｔ，２ｓ，ｔ，ｓ）の等化特性を備えた状態遷移図に基づいて、ブランチメトリックを算出する。
【選択図】図１１

Description

本発明は、ＰＲＭＬ方式による信号処理を行う光ディスク装置、固定磁気ディスク装置等の情報再生装置に適用されるデジタルデータ復号装置およびデジタルデータ復号方に関する。
従来から、デジタルデータを記録および再生することが可能な記録媒体として、ＤＶＤ（ｄｉｇｉｔａｌ ｖｅｒｓａｔｉｌｅ ｄｉｓｋ）に代表される光ディスクや磁気ディスクがある。このうち、光ディスク、例えば、ＤＶＤファミリーの１つであるＤＶＤ−ＲＡＭでは、記録媒体（ディスク）に信号の記録層が備えられていて、この記録層に適切なエネルギーを持つレーザ光が照射されることで記録層の結晶状態が変化し、その記録層に再度適切なエネルギーのレーザ光が照射されると、記録層の結晶状態に応じた量の反射光が得られる。この反射光が検出されることによって、デジタルデータの再生が行われるようになっている。
ところで、近年、光ディスク等の記録媒体に記録されたデジタルデータを再生する情報再生装置や記録媒体にデジタルデータを記録する情報記録装置、さらにはＭＲヘッドを使用した固定磁気ディスク装置においては、高密度の記録再生を実現するため、ＰＲＭＬ（Ｐａｒｔｉａｌ Ｒｅｓｐｏｎｓｅ Ｍａｘｉｍｕｍ Ｌｉｋｅｌｉｈｏｏｄ）と呼ばれる方式の技術（ＰＲＭＬ技術）が採用されている。ＰＲＭＬ技術は、以下に示すパーシャルレスポンス方式とビタビ復号方式を組み合わせる方式で、その詳細は特許文献１等に開示されている。
ここで、パーシャルレスポンス方式（ＰＲ）は、符号間干渉（隣り合って記録されているピットが光スポットに入り込むことによる再生信号同士の干渉）を積極的に利用して必要な信号帯域を圧縮し、高域成分を要しない再生回路を実現することによって、デジタルデータの再生を行う方式である。
また、ビタビ復号方式（ＭＬ）は、いわゆる最尤系列推定方式の一種であって、再生波形のもつ符号間干渉の規則を有効に利用し、複数時刻にわたる信号振幅の情報に基づいてデジタルデータの再生を行う方式である。
そして、従来、ＰＲＭＬ技術は、ＰＬＬ回路、ＡＤコンバータ、ＦＩＲ（Finite Impulse Response）フィルタおよびビタビ復号器によって実現されている。
このうち、ビタビ復号器は、ブランチメトリック算出回路、加算比較選択回路およびパスメモリを有しているが、拘束長が異なると、これらの構成が異なるものとなる。そのため、単一の情報再生装置で拘束長が異なる複数の動作モードに対応できるようにするには、拘束長の種類ごとに異なるブランチメトリック算出回路、加算比較選択回路およびパスメモリを実装することが必要とされ、そうすると、ビタビ復号器の回路規模が増大してしまう。
従来、こうした課題に対応するため、第１の状態遷移に基づく第１の動作モードと、第１の状態遷移よりも拘束長の短い（状態数の少ない）第２の状態遷移に基づく第２の動作モードを選択するモード選択手段を設け、そのモード選択手段が出力するモード選択信号に応じて、ブランチメトリック算出回路、加算比較選択回路およびパスメモリの動作を切り替えることにより、複数の動作モードを１つの回路で実現する技術があった（例えば、特許文献２参照）。
特開２００１−１９５８３０号公報 特開２００６−１４０４９号公報
ところで、ＤＶＤとＨＤ ＤＶＤでは、ＲＬＬ（Run Length Limited）が異なるため、ＰＲ特性が同じでも状態遷移図は異なっている。そのため、単一のビタビ復号器で、ＤＶＤとＨＤ ＤＶＤの双方の復号を行うには、ＰＲ特性が同じで状態遷移図が異なる場合、例えば、ＲＬＬ（１，１０）を持ちＰＲ（３，４，４，３）の等化特性をもつ符号化信号と、ＲＬＬ（２，１０）を持ちＰＲ（３，４，４，３）の等化特性をもつ符号化信号の双方の復号を行えるようにする必要がある。
しかし、上記特許文献２に開示されている従来のビタビ復号器では、１つの回路でＤＶＤとＨＤ ＤＶＤの双方の復号を行うことはできなかった。また、従来のビタビ復号器は、モード選択手段を設け、モード選択手段からモード選択信号を入力して、２つのモードを切り替えなければなければならなかった。
そこで、本発明は上記課題を解決するためになされたもので、デジタルデータ復号装置およびデジタルデータ復号方法において、モードの切り替えを行うことなく、１つの回路でＤＶＤとＨＤ ＤＶＤの双方の復号を行えるようにすることを目的とする。
上記課題を解決するため、本発明は入力データ系列における現時刻の状態から次時刻の状態に至るすべてのパスのブランチメトリックをそのブランチメトリックに対応するパスのパスメトリックに加算して次時刻の状態に至るすべてのパスのパスメトリックを求め、その求められたパスメトリックに基づき、パスのうちの最尤パスを選択するパス演算手段と、最小マーク・スペース長が２に制限され、かつＰＲ（ｓ，ｔ，２ｓ，ｔ，ｓ）の等化特性を備えた状態遷移図に基づいて、ブランチメトリックを算出するブランチメトリック算出手段を有するデジタルデータ復号装置を提供する。
また、本発明は入力データ系列における現時刻の状態から次時刻の状態に至るすべてのパスのブランチメトリックをそのブランチメトリックに対応するパスのパスメトリックに加算して次時刻の状態に至るすべてのパスのパスメトリックを求め、その求められたパスメトリックに基づき、パスのうちの最尤パスを選択するパス演算手段と、最小マーク・スペース長が２に制限され、かつＰＲ（ｓ，ｔ，２ｓ，ｔ，ｓ）およびＰＲ（ｓ，ｔ，ｔ，ｓ）の双方の等化特性を備えたトレリス線図に基づいて、ブランチメトリックを算出するブランチメトリック算出手段を有するデジタルデータ復号装置を提供する。
さらに、本発明は入力データ系列における現時刻の状態から次時刻の状態に至るすべてのパスのブランチメトリックをそのブランチメトリックに対応するパスのパスメトリックに加算して次時刻の状態に至るすべてのパスのパスメトリックを求め、その求められたパスメトリックに基づき、パスのうちの最尤パスを選択し、最小マーク・スペース長が２に制限され、かつＰＲ（ｓ，ｔ，２ｓ，ｔ，ｓ）の等化特性を備えた状態遷移図に基づいて、ブランチメトリックを算出するデジタルデータ復号方法を提供する。
以上詳述したように、本発明によれば、モードの切り替えを行うことなく、１つの回路でＤＶＤとＨＤ ＤＶＤの双方の復号を行えるデジタルデータ復号装置およびデジタルデータ復号方法が得られる。
以下、本発明の実施の形態について説明する。なお、同一要素には同一符号を用い、重複する説明は省略する。
図１は本発明の第１の実施の形態に係るデジタルデータ復号装置としてのビタビ復号器８の構成を示すブロック図、図１は情報再生装置１の構成を示すブロック図である。ビタビ復号器８は図２に示す情報再生装置１に組み込まれているので、まず、情報再生装置１について説明する。
情報再生装置１は図２に示すように記録媒体として光ディスクＤが用いられる。情報再生装置１は光ディスクＤに記録されているデジタルデータを再生可能なディスク再生装置で、光ディスクの規格（例えば、ＨＤ ＤＶＤやＤＶＤ）にしたがってデジタルデータを再生する。
情報再生装置１は、光ピックアップ（Optical Pickup）等を備えたＰＵＨ(Pick up head)２と、プリアンプ３と、ＰＬＬ回路４を有している。また、情報再生装置１は、ＡＤ変換器（ＡＤ Converter）５と、オフセットゲイン調整器６と、適応等化器７およびビタビ復号器(Viterbi decoder)８を有している。
ＰＵＨ２は、適切なレーザ光を光ディスクＤに照射して光ディスクＤからの反射光を検出し、微弱なアナログ再生信号をプリアンプ３に出力する。プリアンプ３は、ＰＵＨ３から出力されるアナログ再生信号について増幅等の処理を施し、十分な信号レベルにしてＡＤ変換器５に出力する。
ＰＬＬ回路４はアナログ再生信号を入力し、そのアナログ再生信号が有するクロック成分に同期した再生クロックを生成して、その再生クロックをＡＤ変換器５に出力する。
ＡＤ変換器５は入力されるアナログ再生信号を再生クロックのタイミングにしたがいサンプリングしてデジタル信号系列に変換する。
オフセットゲイン調整器６は、ＡＤ変換器５から出力されるデジタル信号系列についてのオフセット調整およびゲイン調整を行い、適応等化器７に出力する。
適応等化器７は、オフセットゲイン調整器６から出力されるデジタル信号系列について、適用されるＰＲ特性に応じた波形等化を行い、波形等化されたデータをビタビ復号器８に出力する。適応等化器７は、ＦＩＲフィルタが用いられている。ＦＩＲフィルタは予め定められたフィルタ係数によりデジタル信号系列を波形等化してビタビ復号器８に出力する。なお、制御ユニット９については後述する。
次に、ビタビ復号器８の構成について説明する。ビタビ復号器８は、図１に示すように、パスメトリックメモリ（Path Metric Memory）１１と、加算回路（Adding circuit)１２と、比較選択回路（comparing and selecting circuit）１３と、復号結果決定回路１４とを有している。
このビタビ復号器８は、加算回路１２および比較選択回路１３により、後述のようにして、パスメトリックについてのブランチメトリックの加算（Add）、パスメトリックについての比較（Compare）および選択（Select）を行い、これらの回路によって、パス演算部を構成している。
ビタビ復号器８は適応等化器７から入力するデジタル信号系列（入力データ系列）の各サンプル点の状態におけるメトリックを算出した上で、入力データ系列におけるメトリックが最小となるパスを確からしさの最も高いパス（最尤パスといい、生き残りパスまたはサバイバルパスともいう）として順次保存する。そして、ビタビ復号器８はこの動作を各時刻において繰り返し行うことによってデジタルデータを復号する。ここで、メトリックはブランチメトリックの各状態における加算値、ブランチメトリックは各パスの確率的な長さを示している。
パスメトリックメモリ（Path Metric Memory）１１は、比較選択回路１３により選択されたパスのパスメトリックＰＭが記憶され、次時刻におけるパスメトリックとして用いられる。
加算回路１２は図３に示すように、後述するブランチメトリック算出回路２０を有している。加算回路１２はブランチメトリック算出回路２０により算出されたすべてのパスのブランチメトリック（ＢＭ０〜ＢＭ２１）をそのブランチメトリックに対応するパスのパスメトリックに加算して、次時刻の状態に至るすべてのパスのパスメトリックを求める（ブランチメトリック算出回路２０によるブランチメトリックの算出を「ブランチメトリック算出」ともいう）。
比較選択回路１３は図４に示すように、比較器１３ａ〜１３ｊを有している。比較選択回路１３は加算回路１２により求められた各パスのパスメトリックＰＭについて、比較器１３ａ〜１３ｊによる比較を行い、最も値の小さいパスメトリックを求める。また、比較選択回路１３は比較器１３ａ〜１３ｊにより、最も値の小さいパスメトリックＰＭに対応するパスを最も確からしいパス（最尤パス）として選択するパス選択を行い、その選択したパスを示す選択信号ｓｇを復号結果決定回路１４に出力する。
復号結果決定回路１４は図５に示すような回路構成を有している。復号結果決定回路１４は比較選択回路１３から選択信号ｓｇを入力して最終的な生き残りパスを決定して記憶する。この復号結果決定回路１４は、比較選択回路１３から出力される選択信号ｓｇを用いて生き残りパスを逆に辿ることによってデジタルデータを復号し、復号データｄを出力する。また、復号結果決定回路１４は、パスメトリックの飽和を防ぐための正規化値を出力する。
ここで、ビタビ復号器８の状態遷移図について説明する。図６は、ＨＤ ＤＶＤの規格で規定されている、ラン長制約ＲＬＬ（１，１０）を持ち、ＰＲ（１，２，２，２，１）で表される等化特性を持つ符号化信号の状態遷移図を示している。
この状態遷移図には、拘束長が５で、ラン長制約がＲＬＬ（１，１０）である関係で、Ｓ（０）、Ｓ（１）、Ｓ（３）、Ｓ（６）、Ｓ（７）、Ｓ（８）、Ｓ（９）、Ｓ（１２）、Ｓ（１４）、Ｓ（１５）の１０通りの状態がある。
また、状態遷移図には、各状態の遷移を示す矢印が示されている。各矢印にはＰ／Ｑの形式で示す数字が記載されている。左側の数字Ｐは入力値を示し、右側の数字Ｑは出力値を示している。例えば、状態Ｓ（０）から状態Ｓ（１）への遷移を示す矢印Ｒには、“１／１”と記載されているので、入力値が“１”であり、出力値が“１”であることを示している。
次に、同じラン長制約（ＲＬＬ（１，１０））の下で、等化特性（ＰＲクラス）をＰＲ（３，４，４，３）に変えると、状態遷移図は図７に示すようになる。この状態遷移図には、Ｓ（０）、Ｓ（１）、Ｓ（７）、Ｓ（８）、Ｓ（１４）、Ｓ（１５）の６通りの状態がある。
さらに、ＰＲ（３，４，４，３）で表される等化特性を、ＤＶＤの規格で規定されている、ラン長制約ＲＬＬ（２，１０）に変えると、状態遷移図は図８のようになる。この状態遷移図には、Ｓ（０）、Ｓ（１）、Ｓ（７）、Ｓ（８）、Ｓ（１４）、Ｓ（１５）の６通りの状態があるが、状態Ｓ（８）からＳ（１）への遷移と、状態Ｓ（７）からＳ（１４）への遷移は持っていない。
このように、ＤＶＤとＨＤ ＤＶＤでは、それぞれの状態遷移図は異なったものとなっている。ビタビ復号器８は、一つの回路でＤＶＤとＨＤ ＤＶＤで双方の復号を行えるようにするため、これらの異なる状態遷移図を網羅した次のような状態遷移図に基づいて符号化信号を復号するようになっている。
一方、異なる状態遷移図を１つの状態遷移図に網羅しようとすると、異なる状態遷移図に共通するブランチのほか、いずれか１つの状態遷移図にしかないブランチについてもブランチメトリックを算出しなければならないが、そうすると、ブランチメトリック算出を行う乗算器や加算器を数多く設けることが必要となる。
そこで、ビタビ復号器８は、後述する加算定数Ａ〜Ｄ、乗算定数ａ〜ｇを設定することによって、少ない乗算器や加算器によってブランチメトリック算出を行えるようにしている。なお、詳しくは後述するが、ビタビ復号器８は、ハーフレート入力でも作動するようになっている。
まず、ＨＤ ＤＶＤの最小マーク・スペース長が“２”に制限された（ラン長制約ＲＬＬ（１，＊）で、＊は整数）符号化信号について、等化特性をＰＲ（ｓ，ｔ，２ｓ，ｔ，ｓ）に拡張する（ｓ、ｔは正の整数）。値の対称性などを考慮すると、この場合の状態遷移図は図９に示すようになる。
この状態遷移図はＳ（０）、Ｓ（１）、Ｓ（３）、Ｓ（６）、Ｓ（７）、Ｓ（８）、Ｓ（９）、Ｓ（１２）、Ｓ（１４）、Ｓ（１５）の１０通りの状態があり、各状態の遷移を示す矢印が示されている。各矢印には、Ｐ／Ｑの形式で数字と変数とが記載されている。左側（Ｐ）の数字は入力値を示し、右側（Ｑ）の変数は出力値を示している。各矢印に示されている変数は、０となるか、ｓまたはｔによって定められている。例えば、０／−（２ｓ＋ｔ）は入力が０で、出力が−（２ｓ＋ｔ）であることを示している。
図９に示した状態遷移図に基づき符号化信号のブランチメトリックを算出する場合、ブランチメトリックは図１０に示すようにしてまとめた状態遷移表の算出式にしたがって求めることができる。図１０に示すＡ，Ｂ，Ｃ，Ｄは、以下に示す式１、式２にしたがい置き換えた乗算定数である。各式の右辺は乗算定数を示しており、いずれも、ＰＲ（ｓ，ｔ，２ｓ，ｔ，ｓ）を構成するｓまたはｔによって定められ、ＰＲ（ｓ，ｔ，２ｓ，ｔ，ｓ）の等化特性に基づいて定められている。
式１：Ａ＝２（２ｓ＋ｔ）、Ｂ＝２（ｓ＋ｔ）
式２：Ｃ＝２ｓ、Ｄ＝２ｔ
また、ａ，ｂ，ｃ，ｄ，ｅ，ｆ，ｇは式３〜式７にしたがい置き換えた加算定数である。各式の右辺は加算定数を示しており、いずれも、ｓまたはｔによって定められている。
式３：ａ＝（２ｓ＋ｔ）２＋（２ｓ＋ｔ）２
式４：ｂ＝（ｓ＋ｔ）２＋（２ｓ＋ｔ）２
式５：ｃ＝ｓ２＋（ｓ＋ｔ）２、ｄ＝ｓ２＋ｔ２
式６：ｅ＝（ｓ＋ｔ）２＋（ｓ＋ｔ）２
式７：ｆ＝（ｓ＋ｔ）２＋ｓ２、ｇ＝ｓ２＋ｓ２
また、図１０に示すｘ、ｙは、ビタビ復号器８に入力する符号化信号のデータで、時間的に連続する２つのデータを示している。例えば、ｔ＝１，ｔ＝２が時間的に連続するとした場合、ｘがｔ＝１のデータを示し、ｙはｔ＝２のデータを示している。さらに、図１０において、（ｐ、ｑ）の形式で示されている項は、場合によりｐまたはｑを選ぶようにすることを意味している。
図１０に示すようにして、ブランチメトリックの算出式をまとめることにより、ブランチメトリック算出に含まれる乗算定数の種類を上記したＡ，Ｂ，Ｃ，Ｄの４種類に限定し、加算する定数項（加算定数）をａ，ｂ，ｃ，ｄ，ｅ，ｆ，ｇの７種類に限定することができる。
そして、図１０に基づいてブランチメトリック算出を行うのがブランチメトリック算出回路２０である。ブランチメトリック算出回路２０の構成を図示すると、図１１に示すとおりである。
ブランチメトリック算出回路２０は、２つの入力部２１，２２を有している。入力部２１，２２はそれぞれ時間的に連続するデータが入力される。例えば、入力部２１にｔ＝１のデータが入力され、入力部２２にはｔ＝２のデータが入力される。
そして、ブランチメトリック算出回路２０は、８つの乗算器２３ａ，２３ｂ，２３ｃ，２３ｄ、２３ｅ，２３ｆ，２３ｇ，２３ｈと、４個のレジスタ２４ａ，２４ｂ，２４ｃ，２４ｄとを有している。また、ブランチメトリック算出回路２０は、１１個のＢＭ加算器２５ａ，２５ｂ，２５ｃ，２５ｄ，２５ｅ，２５ｆ，２５ｇ，２５ｈ、２５ｉ，２５ｊ，２５ｋと、７個のレジスタ２６ａ，２６ｂ，２６ｃ，２６ｄ，２６ｅ，２６ｆ，２６ｇとを有している。
乗算器２３ａ，２３ｂ，２３ｃ，２３ｄは入力部２１から入力するデータが入力され、それぞれレジスタ２４ａ，２４ｂ，２４ｃ，２４ｄに設定されている乗算定数を用いて乗算を行う。レジスタ２４ａ，２４ｂ，２４ｃ，２４ｄには、それぞれ上記Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄの４種類の乗算定数が設定されている。
乗算器２３ｅ，２３ｆ，２３ｇ，２３ｈは入力部２２から入力するデータが入力され、それぞれレジスタ２４ａ，２４ｂ，２４ｃ，２４ｄに設定されている乗算定数を用いて乗算を行う。
ＢＭ加算器（ＢＭ Ａｄｄｅｒ）２５ａ〜２５ｋは、レジスタ２６ａ〜２６ｈのいずれかに設定されている加算定数を用いて加算を行い、ブランチメトリックを算出する。
ＢＭ加算器２５ａ〜２５ｈは、図示はしないが、２つの３項加算器を有し、３項加算器によって、レジスタ２６ａ〜２６ｅのいずれかに設定されている加算定数を用いた加算を行う。
ＢＭ加算器２５ｉは、２つの２項加算器を有し、その２項加算器によって、レジスタ２６ｆに設定されている加算定数を用いた加算を行う。
ＢＭ加算器２５ｊは、２つの３項加算器を有し、その３項加算器によって、レジスタ２６ｇに設定されている加算定数を用いた加算を行う。
ＢＭ加算器２５ｋは、２つの２項加算器を有し、その２項加算器によって、レジスタ２６ｆに設定されている加算定数を用いた加算を行う。
そして、ビタビ復号器８は以上の構成を備えたブランチメトリック算出回路２０を備えているので、ＰＲ（ｓ，ｔ，２ｓ，ｔ，ｓ）の等化特性をもつラン長制約ＲＬＬ（１，＊）の符号化信号を復号することができる。
ＰＲ（ｓ，ｔ，２ｓ，ｔ，ｓ）の等化特性をもつ符号化信号の状態遷移図は図９に示したとおりであり、これは図６〜図８に示した状態遷移図をすべて網羅している。そのため、図９に示した状態遷移図はＨＤ ＤＶＤとＤＶＤの双方の状態遷移図が網羅されている。したがって、ビタビ復号器８は１つの回路でＨＤ ＤＶＤとＤＶＤの双方の復号を行える。
また、ビタビ復号器８はＨＤ ＤＶＤとＤＶＤの双方の復号を行うにあたって、ＨＤ ＤＶＤとＤＶＤのそれぞれの動作モードを選択することなく、復号を行える構成になっている。
さらに、ブランチメトリック算出回路２０は上記のとおり、乗算定数を４種類、加算定数を７種類に制限しているので、少ない乗算器、加算器および固定値保存用レジスタで構成することが可能となっている。
一方、ＰＲ（ｓ，ｔ，２ｓ，ｔ，ｓ）とＰＲ（ｓ，ｔ，ｔ，ｓ）とにおけるトレリス線図の近似性に着目し、次のようにすることによって、ブランチメトリック算出回路２０は、ＰＲ（ｓ，ｔ，ｔ，ｓ）で表される等化特性を持つ符号化信号を復号することができる。この点について、例えば、ＰＲ（１，２，２，２，１）とＰＲ（３，４，４，３）のトレリス線図を例にとって説明する。
ここで、図１２は、ラン長制約ＲＬＬ（１，１０）におけるＰＲ（１，２，２，２，１）とＰＲ（３，４，４，３）のトレリス線図を重ねあわせた図で、ＰＲ（３，４，４，３）に適合させるためのライン変更を行う前のトレリス線図を示している。また、図１３は、ＰＲ（１，２，２，２，１）とＰＲ（３，４，４，３）のトレリス線図を重ねあわせた図で、ＰＲ（３，４，４，３）に適合させるためのライン変更を行った後のトレリス線図を示している。
ここで、トレリス線図は状態遷移図に対応していることから、図６と図７とを比較してみる。すると、図６に示す１０個の状態から、点線で囲まれた領域ｍに属している４つの状態Ｓ（３）、Ｓ（６）、Ｓ（９）、Ｓ（１２）の除外した上で、各状態の遷移を示す数字を変更することによって、図６の状態遷移図が図７の状態遷移図になることが理解される。
この点を考慮して、図１２に示すＬ１で示すラインと、Ｌ２で示すラインとを削除し、代わりにＬ３、Ｌ４で示すラインを設けることによって、図１３に示すトレリス線図が得られる。この図１３に示すトレリス線図はＰＲ（１，２，２，２，１）とＰＲ（３，４，４，３）の双方に対応したものとなっている。
さらに、図１３に示すトレリス線図から、Ｌ３で示すラインと、Ｌ４で示すラインとを削除することによって、ラン長制約ＲＬＬ（２，１０）のＰＲ（３，４，４，３）にも対応できるようになる。もちろん、このような関係は、ＰＲ（ｓ，ｔ，２ｓ，ｔ，ｓ）とＰＲ（ｓ，ｔ，ｔ，ｓ）にも当てはまるものである。
図１３に示すトレリス線図に基づき、乗算定数および加算定数を設定するときは以下の式１０から式１２のようにする。
式１０：Ａ＝２（ｓ＋ｔ）、Ｂ＝２ｔ、Ｃ＝０、Ｄ＝２（ｔ−ｓ）
式１１：ａ＝（ｓ＋ｔ）２＋（ｓ＋ｔ）２、ｂ＝ｔ２＋（ｓ＋ｔ）２
式１２：ｃ＝ｔ２、ｄ＝（ｔ−ｓ）２、ｅ＝ｔ２＋ｔ２、ｆ＝０、ｇ＝０
以上のようにすることによって、ビタビ復号器８はＰＲ（ｓ，ｔ，２ｓ，ｔ，ｓ）の等化特性の符号化信号に加えて、ＰＲ（ｓ，ｔ，ｔ，ｓ）の等化特性の符号化信号についても、復号することができるようになる。
以上のビタビ復号器８では、フルレート入力で作動することを想定している。フルレート入力とは、チャネルビットレートに同期した再生クロックにしたがいＡＤ変換器５がサンプリングして得られるデジタル信号系列を入力することを意味している。ビタビ復号器８は、このようなフルレート入力の他、ハーフレート入力でも作動するようになっている。ハーフレート入力とは、チャネルビットレートの半分の周波数に同期した再生クロック（以下「ハーフレートクロック」という）にしたがいＡＤ変換器５がサンプリングして得られるデジタル信号系列を入力することを意味している。
ここで、図１４は、ＰＲ（１，２，２，２，１）のインパルス応答波形を示す図である。ＡＤ変換器５がチャネルビットレートに同期した再生クロックでサンプリングする場合は図１５に示す白丸（“○”）と、黒丸（“●”）の両方の点のサンプリングデータ（入力データ系列を構成している各時刻におけるデータ）が取得される。しかし、ＡＤ変換器５がハーフレートクロックでサンプリングする場合は白丸（“○”）と、黒丸（“●”）のいずれか一方の点のサンプリングデータだけが取得され、ブランチメトリック算出回路２０に入力される。
ビタビ復号器８がフルレート入力で作動するときは、ブランチメトリック算出回路２０の入力部２１と入力部２２にデータが入力されるが、ハーフレート入力で作動するときは、ブランチメトリック算出回路２０の入力部２１にデータが入力されても入力部２２にはデータが入力されない。その場合でも、入力部２１から入力するデータについて、ブランチメトリック算出回路２０がブランチメトリック算出を行うので、ビタビ復号器８はハーフレート入力でも作動するようになっている。
また、ビタビ復号器８は、チャネルビット周波数に同期した再生クロックだけでなく、ハーフレートクロックでも作動する。つまり、入力部２１、入力部２２の双方にデータが入力する（図１４に示した白丸（“○”）と、黒丸（“●”）の双方とも入力する）が、周波数が半分になっている場合でも作動するようになっている。
そして、ＡＤ変換器５がハーフレートクロックでサンプリングを行うときは、ビタビ復号器８への入力データ数を半分に減らすことができ、加えて、ビタビ復号器８自体の動作周波数を半分にすることもできる。そうすると、情報再生装置１において、ビタビ復号器８の前段に備えられているＡＤ変換器５、適応等化器７等の動作周波数を半分に低減することができる。そのため、情報再生装置１の消費電力を低減することができる。
そして、ビタビ復号器８は、以下のようにして加算定数を設定することによって、ハーフレート入力に対応することができるようになる。
すなわち、ＰＲ（ｓ，ｔ，２ｓ，ｔ，ｓ）の場合は、以下の式１５，１６にしたがい加算定数を設定すればよい。
式１５：ａ＝（２ｓ＋ｔ）２、ｂ＝（ｓ＋ｔ）２、ｃ＝ｓ２、ｄ＝ｔ２
式１６：ｅ＝（ｓ＋ｔ）２、ｆ＝ｓ２、ｇ＝ｓ２
また、ＰＲ（ｓ，ｔ，ｔ，ｓ）の場合には、以下の式１７、１８にしたがい加算定数を設定すればよい。
式１７：ａ＝（ｓ＋ｔ）２、ｂ＝ｔ２、ｃ＝０、ｄ＝（ｔ−ｓ）２
式１８：ｅ＝ｔ２、ｆ＝０、ｇ＝０
そして、ＰＬＬ回路４に制御信号を入力して再生クロックを切り替えることにより、フルレート入力の動作とハーフレート入力の動作とを切り替えることができる。この場合、図１に示すように、制御信号を出力する制御ユニット９を設ければよい。制御ユニット９は切替手段を構成している。
なお、以上の実施形態では、主として、ＰＲ（ｓ，ｔ，２ｓ，ｔ，ｓ）の例としてＰＲ（１，２，２，２，１）を挙げ、ＰＲ（ｓ，ｔ，ｔ，ｓ）の例としてＰＲ（３，４，４，３）を挙げているが、ビタビ復号器８はｓ、ｔを変えることによって、別のＰＲ（ｓ，ｔ，２ｓ，ｔ，ｓ）、ＰＲ（ｓ，ｔ，ｔ，ｓ）についても、符号化信号を復号することができる。
以上の説明は、本発明の実施の形態についての説明であって、この発明の装置及び方法を限定するものではなく、様々な変形例を容易に実施することができる。又、各実施形態における構成要素、機能、特徴あるいは方法ステップを適宜組み合わせて構成される装置又は方法も本発明に含まれるものである。
本発明の実施の形態に係るビタビ復号器の内部構成を示すブロック図である。 本発明の実施の形態に係るビタビ復号器が組み込まれている情報再生装置の内部構成の一例を示すブロック図である。 加算回路の構成を示す図である。 比較選択回路の構成を示す図である。 復号結果決定回路の構成を示す図である。 ラン長制約ＲＬＬ（１，１０）を持ち、ＰＲ（１，２，２，２，１）で表される等化特性を持つ符号化信号の状態遷移図である。 ラン長制約ＲＬＬ（１，１０）を持ち、ＰＲ（３，４，４，３）で表される等化特性を持つ符号化信号の状態遷移図である。 ラン長制約ＲＬＬ（２，１０）を持ち、ＰＲ（３，４，４，３）で表される等化特性を持つ符号化信号の状態遷移図である。 ラン長制約ＲＬＬ（１，＊）を持ち、ＰＲ（ｓ，ｔ，２ｓ，ｔ，ｓ）で表される等化特性を持つ符号化信号の状態遷移図である。 ラン長制約ＲＬＬ（１，＊）を持ち、ＰＲ（ｓ，ｔ，２ｓ，ｔ，ｓ）で表される等化特性を持つ符号化信号の状態遷移表を示す図である。 ブランチメトリック算出回路の構成を示す図である。 ラン長制約ＲＬＬ（１，１０）におけるＰＲ（１，２，２，２，１）とＰＲ（３，４，４，３）のトレリス線図を重ねあわせた図で、ＰＲ（３，４，４，３）に適合させるためのライン変更を行う前のトレリス線図である。 ラン長制約ＲＬＬ（１，１０）におけるＰＲ（１，２，２，２，１）とＰＲ（３，４，４，３）のトレリス線図を重ねあわせた図で、ＰＲ（３，４，４，３）に適合させるためのライン変更を行った後のトレリス線図である。 ＰＲ（１，２，２，２，１）のインパルス応答波形を示す図である。
符号の説明
１…情報再生装置、４…ＰＬＬ回路、５…ＡＤ変換器
８…ビタビ復号器、１１…パスメトリックメモリ
１２…加算回路、１３…比較選択回路
１４…復号結果決定回路、２０…ブランチメトリック算出回路
２１，２２…入力部、２３ａ，２３ｂ，２３ｃ，２３ｄ…乗算器
２３ｅ，２３ｆ，２３ｇ，２３ｈ…乗算器
２４ａ，２４ｂ，２４ｃ，２４ｄ…レジスタ
２５ａ〜２５ｋ…ＢＭ加算器

Claims (13)

  1. 入力データ系列における現時刻の状態から次時刻の状態に至るすべてのパスのブランチメトリックを該ブランチメトリックに対応する前記パスのパスメトリックに加算して前記次時刻の状態に至るすべてのパスのパスメトリックを求め、該求められたパスメトリックに基づき、前記パスのうちの最尤パスを選択するパス演算手段と、
    最小マーク・スペース長が２に制限され、かつＰＲ（ｓ，ｔ，２ｓ，ｔ，ｓ）の等化特性を備えた状態遷移図に基づいて、前記ブランチメトリックを算出するブランチメトリック算出手段を有するデジタルデータ復号装置。
  2. 入力データ系列における現時刻の状態から次時刻の状態に至るすべてのパスのブランチメトリックを該ブランチメトリックに対応する前記パスのパスメトリックに加算して前記次時刻の状態に至るすべてのパスのパスメトリックを求め、該求められたパスメトリックに基づき、前記パスのうちの最尤パスを選択するパス演算手段と、
    最小マーク・スペース長が２に制限され、かつＰＲ（ｓ，ｔ，２ｓ，ｔ，ｓ）およびＰＲ（ｓ，ｔ，ｔ，ｓ）の双方の等化特性を備えたトレリス線図に基づいて、前記ブランチメトリックを算出するブランチメトリック算出手段を有するデジタルデータ復号装置。
  3. 前記ブランチメトリック算出手段は、ＰＲ（ｓ，ｔ，２ｓ，ｔ，ｓ）の等化特性に基づいて定められる乗算定数および加算定数を用いた乗算および加算を行って前記ブランチメトリックを算出する請求項１記載のデジタルデータ復号装置。
  4. 前記ブランチメトリック算出手段は、ＰＲ（ｓ，ｔ，２ｓ，ｔ，ｓ）およびＰＲ（ｓ，ｔ，ｔ，ｓ）の双方の等化特性に基づいて定められる乗算定数および加算定数を用いた乗算および加算を行って前記ブランチメトリックを算出する請求項２記載のデジタルデータ復号装置。
  5. 前記乗算定数は、下記の式により定められるＡ，Ｂ，Ｃ，Ｄの４種類に設定されている請求項３記載のデジタルデータ復号装置。
    Ａ＝２（２ｓ＋ｔ）、Ｂ＝２（ｓ＋ｔ）、Ｃ＝２ｓ，Ｄ＝２ｔ
  6. 前記加算定数は、下記の式により定められるａ，ｂ，ｃ，ｄ，ｅ，ｆ，ｇの７種類に設定されている請求項３または５記載のデジタルデータ復号装置。
    ａ＝（２ｓ＋ｔ）２＋（２ｓ＋ｔ）２、ｂ＝（ｓ＋ｔ）２＋（２ｓ＋ｔ）２
    ｃ＝ｓ２＋（ｓ＋ｔ）２、ｄ＝ｓ２＋ｔ２、
    ｅ＝（ｓ＋ｔ）２＋（ｓ＋ｔ）２、ｆ＝（ｓ＋ｔ）２＋ｓ２
    ｇ＝ｓ２＋ｓ２
  7. 前記乗算定数は、下記の式により定められるＡ，Ｂ，Ｃ，Ｄの４種類に設定されている請求項４記載のデジタルデータ復号装置。
    Ａ＝２（２ｓ＋ｔ）、Ｂ＝２ｔ、Ｃ＝０、Ｄ＝２（ｔ−ｓ）
  8. 前記加算定数は、下記の式により定められるａ，ｂ，ｃ，ｄ，ｅ，ｆ，ｇの７種類に設定されている請求項４または７記載のデジタルデータ復号装置。
    ａ＝（ｓ＋ｔ）２＋（ｓ＋ｔ）２、ｂ＝ｔ２＋（ｓ＋ｔ）２
    ｃ＝ｔ２、ｄ＝（ｔ−ｓ）２、ｅ＝ｔ２＋ｔ２、ｆ＝０、ｇ＝０
  9. 前記ブランチメトリック算出手段は、前記入力データ系列を構成する符号化信号のうちの時間的に連続するデータをそれぞれ入力する２つの入力部を有し、いずれか一方の前記入力部から入力される符号化信号を対象とするハーフレート入力で作動するように構成されている請求項１または２記載のデジタルデータ復号装置。
  10. 前記ブランチメトリック算出手段は、チャネルビット周波数の半分の周波数に同期したハーフレートクロックで作動するように構成されている請求項１または２記載のデジタルデータ復号装置。
  11. 前記入力部の双方から入力される前記符号化信号を対象とするフルレート入力と、前記ハーフレート入力とを切り替える切替手段を更に有する請求項９記載のデジタルデータ復号装置。
  12. 前記パス演算手段によって選択された前記最尤パスのパスメトリックを記憶するパスメトリック記憶手段を更に有する請求項１または２記載のデジタルデータ復号装置。
  13. 入力データ系列における現時刻の状態から次時刻の状態に至るすべてのパスのブランチメトリックを該ブランチメトリックに対応する前記パスのパスメトリックに加算して前記次時刻の状態に至るすべてのパスのパスメトリックを求め、該求められたパスメトリックに基づき、前記パスのうちの最尤パスを選択し、
    最小マーク・スペース長が２に制限され、かつＰＲ（ｓ，ｔ，２ｓ，ｔ，ｓ）の等化特性を備えた状態遷移図に基づいて、前記ブランチメトリックを算出するデジタルデータ復号方法。
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