JP2009093734A - 再生装置および再生方法 - Google Patents

Abstract

【課題】ヘリカルスキャン方式の磁気記録再生装置において、再生ヘッドによるスキャン開始直後から正しい値に近い分散の推定値を用いて処理を行うことができ、反復復号の精度を高める。
【解決手段】スキャン開始から一定の時間内に分散推定値レジスタに保持された分散の推定値のなかの最大値を最大値ホールドレジスタ３８に保持する。次のスキャン開始時に、前回のスキャン開始時に最大値ホールドレジスタ３８に保持された最大値を分散推定値レジスタ３７にセットする。これにより、スキャン開始直後から、正しい値に近い分散の推定値で対数尤度比の計算を行うことができ、反復復号の精度を向上させることができる。
【選択図】図３

Description

本発明は、磁気記録媒体からヘリカルスキャン方式でデータを再生する再生装置および再生方法に関する。

誤り訂正符号の分野において、ターボ符号とその復号法であるターボ復号法及び低密度パリティ検査符号(Low Density Parity Check codes)（以下、ＬＤＰＣ符号という）とその復号法であるsum-productアルゴリズムは、その誤り訂正能力の高さから今日の情報通信、情報記録再生の重要な基礎技術として注目を集めている。特に、ＬＤＰＣ符号は、最小距離が符号長に比例するという性質があることから、その特徴として、ブロック誤り確率特性がよく、さらに、ターボ符号等の復号特性において観測される、いわゆるエラーフロア現象が殆ど生じないことも利点として挙げられる。

ターボ符号やＬＤＰＣ符号の反復復号に関する公知の技術には、例えば、特許文献１等がある。この特許文献１においては、特に、処理効率や消費電力の面から最適な反復回数を決定するために、１フレームの反復復号に割り当て可能な許容時間、１フレーム中の符号ブロック数、および各符号ブロックのサイズに基づいて、各符号ブロックの最大反復回数を決定する技術等が開示されている。

ターボ復号法及びsum-productアルゴリズムでは、信号から求められた事後確率を計算対象とし、事後確率を求めるために、反復復号を行う復号器の前段には軟判定検出器が配置される。軟判定検出器には、例えば、事後確率検出器等が用いられる。事後確率検出器は、入力値yを基にビット毎の事後確率Ｐ０＝Ｐ（ｘ＝＋１｜Ｙ＝ｙ），Ｐ１＝Ｐ（ｘ＝−１｜Ｙ＝ｙ）を計算し、その対数尤度比（ＬＬＲ：Log-Likelihood Ratio）λ＝ｌｏｇ（Ｐ１／Ｐ０）を出力する。ここでｘは記録ビットであり、便宜的に、"＋１"か"−１"のいずれかの値をとることとする。対数尤度比λは、記録再生系のモデルとして平均０、分散σ²のＡＷＧＮ（加法的白色ガウス雑音）を仮定することにより、次式によって求められる。
λ＝２ｙ／σ² ・・・(1)
ここで、分散σ²の値は未知であるから、それまでの入力値yと記録ビットの推定値との差を自乗平均して求めた分散σ²の推定値σ’²を用いて、(1)式により、対数尤度比λが求められる。
特開２００７−６３８２号参照

sum-productアルゴリズムによるＬＤＰＣ符号の復号法を、テープ状の磁気記録媒体に対してヘリカルスキャン方式の磁気記録再生装置において、再生信号から元の記録データを復元する回路に用いる場合を考える。

ヘリカルスキャン方式の磁気記録再生装置では、テープ表面の状態、テープと再生ヘッドの接触状態、記録時のテープと記録ヘッドの接触状態、回転ドラム、キャプスタンの回転ムラなど、様々な要因によって分散σ²の値が時間的に変動する。すなわち、分散σ²の値は、再生信号のＳＮ比が大きいときには小さくなり、ＳＮ比が小さいときには大きくなる。したがって、分散の推定値σ’²を正しい値に近づけるには、ある程度まとまった数の実測値が必要となる。

図９に示すように、ヘリカルスキャン方式の磁気記録再生装置において、回転ドラム１の円周上の一ヶ所に再生ヘッドＲ１が配置され、テープ（磁気記録媒体）１６の巻き付け角を１８０度とした場合、再生信号は間欠的に有効になる。図１０は、この場合の再生信号の有効区間／無効区間と分散の推定値σ’²の実測更新／保持区間との関係を示す図である。このように回転ドラム１が一回転する間に再生信号の有効区間と無効区間が切り替わり、再生信号の有効区間に分散の推定値σ’²の実測と更新が行われ、再生信号の無効区間では、直前の有効区間で最終的に得られた分散の推定値σ’²をレジスタに保持しておくことで、次の有効区間の始まり時（スキャン開始時）では、そのレジスタに保持しておいた値を初期値として、分散の推定値σ’²の実測と更新が行われる。なお、レジスタの分散の推定値σ’²の更新は、急激な変化を抑えるために、それまでにレジスタに保持された分散の推定値σ’²を、今回実測された分散の推定値σ’²をもとに、"＋１"または"−１"のいずれかを加算することによって行われる。

しかしながら、このように直前の再生信号の有効区間に最終的に得られた分散の推定値σ’²を次のスキャン開始時の初期値として用いた場合には、次のような問題があった。

ヘリカルスキャン方式の磁気記録再生装置では、テープと記録ヘッドあるいは再生ヘッドとの接触状態が、回転ドラムの回転毎に毎回同じような傾向になることが多い。図１１は、ヘリカルスキャン方式の磁気記録再生装置において、再生信号と分散の推定値σ’²の実測更新値との関係を示した図である。再生開始時つまり再生ヘッドがテープに接触し始める時には、接触状態が悪いために再生信号のＳＮ比が小さい。したがって、分散の値σ²は大きくなる。その後、次第に接触状態が良好になるにつれて、再生信号のＳＮ比は大きくなるので、分散の値σ²が次第に小さくなる。

したがって、直前の再生信号の有効区間に最終的に得られた分散の推定値σ’²を次のスキャン開始時の初期値として用いた場合、スキャン開始直後から暫くの間は、本来の値から大きく外れた分散の推定値σ’²で対数尤度比λの計算が行われることになり、反復復号の精度が低下するおそれがあった。

本発明は、かかる実情に鑑み、ヘリカルスキャン方式において、再生ヘッドによるスキャン開始直後から正しい値に近い分散の推定値を用いた処理を行うことができ、反復復号の精度向上を図ることのできる再生装置及び再生方法を提供しようとするものである。

上記の課題を解決するために、本発明の再生装置は、磁気記録媒体からヘリカルスキャン方式でデータを再生する再生装置であって、前記磁気記録媒体から信号を再生する再生ヘッドと、分散の推定値を保持する分散推定値保持部と、前記再生ヘッドを用いて再生された信号のビット毎の分散の推定値を求め、前記分散推定値保持部に保持された分散の推定値を更新する分散推定更新手段と、前記再生ヘッドによる前記磁気記録媒体のスキャン開始から一定時間内に前記分散推定値保持部に保持された分散の推定値の最大値を保持する最大値保持部と、前記再生ヘッドによる前記磁気記録媒体のスキャン開始時に、前回のスキャン時に前記最大値保持部に保持された分散の推定値の最大値を選択して前記分散推定値保持部に保持させる選択手段と、前記分散推定値保持部に保持された分散の推定値を用いて反復復号のための入力値を求める入力値演算手段とを具備する。

本発明によれば、再生ヘッドによる磁気記録媒体のスキャン開始時に、前回のスキャン開始から一定時間内に分散推定値保持部に保持された分散の推定値の最大値が分散推定値保持部にセットされ、この値に対して、新たに求められたビット毎の分散の推定値による更新が行われるので、スキャン開始直後から、正しい値に近い分散の推定値を用いた処理が可能となり、反復復号の精度向上を図ることができる。

本発明の再生装置において、前記入力値演算手段は、前記分散推定値保持部に保持された分散の推定値を用いて反復復号のための入力値である、ビット毎の事後確率の対数尤度比を算出するものであってよい。

本発明の再生装置は、前記入力値演算手段によって算出された入力値を用いて反復復号を行う復号手段をさらに具備するものであってもよい。

本発明の再生装置において、前記分散推定更新手段は、新たに求めた分散の推定値と前記分散推定値保持部に保持された分散の推定値とを比較し、この比較結果をもとに、前記分散推定値保持部に保持された分散の推定値を所定の値の単位で更新するものであってもよい。

また、本発明の再生装置は、前記再生ヘッドが複数設けられ、これらの再生ヘッドを用いてそれぞれ再生された複数の信号を時分割で切り替えて前記分散推定更新手段に入力する切り替え手段をさらに具備し、前記最大値保持部は、前記再生ヘッド毎に設けられ、それぞれ対応する再生ヘッドによるスキャン開始時から一定時間内の分散の推定値の最大値を保持し、前記選択手段は、前記再生ヘッドによるスキャン開始時に、その再生ヘッドに対応する前記最大値保持部に保持された分散の推定値の最大値を選択して前記分散推定値保持部に保持させることとしてもよい。

この構成によれば、複数の再生ヘッドによりそれぞれ再生された信号に対するビット毎の分散の推定値の計算及び更新を時分割で行うことができ、回路の多重化が不要になり、回路の小型化を図ることができるとともに、各再生ヘッドそれぞれのスキャン開始直後から、正しい値に近い分散の推定値を用いた処理が可能となり、反復復号の精度を向上させることができる。

本発明の別の観点に基づく再生方法は、磁気記録媒体からヘリカルスキャン方式でデータを再生する再生方法であって、前記再生ヘッドを用いて再生された信号のビット毎の分散の推定値を求め、分散推定値保持部に保持された分散の推定値を更新するステップと、前記再生ヘッドによる前記磁気記録媒体のスキャン開始から一定時間内に前記分散推定値保持部に保持された分散の推定値の最大値を最大値保持部に保持するステップと、前記再生ヘッドによる前記磁気記録媒体のスキャン開始時に、前回のスキャン時に前記最大値保持部に保持された分散の推定値の最大値を選択して前記分散推定値保持部に保持させるステップと、前記分散推定値保持部に保持された分散の推定値を用いて反復復号のための入力値を求めるステップとを具備する。

本発明によれば、再生ヘッドによる磁気記録媒体のスキャン開始時に、前回のスキャン開始から一定時間内に分散推定値保持部に保持された分散の推定値の最大値が分散推定値保持部にセットされ、この値に対して、新たに求められたビット毎の分散の推定値による更新が行われるので、スキャン開始直後から、正しい値に近い分散の推定値を用いた処理が可能となり、反復復号の精度向上を図ることができる。

本発明によれば、ヘリカルスキャン方式の再生装置において再生ヘッドによるスキャン開始直後から正しい値に近い分散の推定値を用いた処理が可能となり、反復復号の精度を向上させることができる。

以下、本発明の実施の形態を図面を用いて詳細に説明する。

図１および図２は、本発明の再生装置を、テープ状の磁気記録媒体に対してヘリカルスキャン方式で記録または再生を行う磁気記録再生装置に採用した場合の第１の実施形態の構成を示す図であり、図１はその磁気記録再生装置における記録装置の構成を示す図、図２はその磁気記録再生装置における再生装置の構成を示す図である。

まず、図１を参照して記録装置の構成を説明する。同図に示すように、記録装置は、ヘッダ付加部１１、符号化部１２、記録アンプ１４、記録ヘッド１５を備える。

ヘッダ付加部１１は、ユーザデータに再生制御のために必要な各種の付加情報をヘッダとして付加する。符号化部１２は、ヘッダが付加されたデータをターボ符号、ＬＤＰＣ符号等に符号化して符号語を生成する。記録アンプ１４は、符号化部１２より出力された記録符号列をもとに記録ヘッド１５を駆動する。記録ヘッド１５はテープ状の磁気記録媒体１６に信号を記録する。

次に、本実施形態の磁気記録再生装置の記録装置の動作を示す。まず、ユーザデータがヘッダ付加部１１に供給される。ヘッダ付加部１１では、ユーザデータに対して、当該ユーザデータの再生制御のために必要な各種の付加情報がヘッダとして付加される。次に、符号化部１２にて、ヘッダが付加されたデータがターボ符号、ＬＤＰＣ符号等に符号化される。

この後は、符号化部１２によって符号化されたブロックの先頭に必要に応じてＳＹＮＣパターン等が付加されて１ブロックの記録ビット列が得られる。そして、記録アンプ１４にて、符号化ビット列をもとに記録ヘッド１５が駆動されることによって、テープ状の磁気記録媒体１６に信号が記録される。

次に、図２を参照して再生装置の構成を説明する。同図に示すように、この再生装置は、再生ヘッドＲ１、再生アンプ２２、ＡＤコンバータ２３、ＨＰＦ（High Pass Filter）２４、プレフィルタ２５、デジタル位相同期回路２６、適応型等化フィルタ２７、軟判定検出器２８、復号器２９、データ処理部３０を備えている。

再生ヘッドＲ１は、磁気記録媒体１６に記録された信号を読み出すヘッドである。再生アンプ２２は、再生ヘッドＲ１の出力を後段の回路にて処理可能なレベルに増幅する。ＡＤコンバータ２３は、再生アンプ２２より出力されたアナログ再生信号をデジタル値に変換する。ＨＰＦ２４は、ＡＤコンバータ２３の出力から後段の処理にとって不要な低周波成分を除去する。プレフィルタ２５は、ＨＰＦ２４を通過した再生信号に対して位相同期のための等化処理を行う。デジタル位相同期回路２６は、ＡＤコンバータ２３によって非同期にサンプリングされた再生信号から位相同期のとれたデータ系列を生成する。適応型等化フィルタ２７は、後段の軟判定検出器２８から出力される誤差信号をもとに、自身のフィルタのタップ係数を最適な値に更新して、入力信号を所定の目標等化特性に等化する。

軟判定検出器２８には、例えば、事後確率検出器等が用いられる。事後確率検出器は、入力値ｙを基にビット毎の事後確率Ｐ０＝Ｐ（ｘ＝＋１｜Ｙ＝ｙ），Ｐ１＝Ｐ（ｘ＝−１｜Ｙ＝ｙ）を計算し、その対数尤度比（ＬＬＲ：Log-Likelihood Ratio）λ＝ｌｏｇ（Ｐ０／Ｐ１）を出力する。ここでｘは記録ビットであり、便宜的に、"＋１"か"−１"のいずれかの値をとるものとする。対数尤度比λは、記録再生系のモデルとして平均０、分散σ²のＡＷＧＮ（加法的白色ガウス雑音）を仮定することにより、次式によって求められる。
λ＝２ｙ／σ² ・・・(1)
ここで、分散σ²の値は未知であるから、それまでの入力値yと記録ビットの推定値との差を自乗平均して求めた分散の推定値σ’²を用いて、(1)式により、対数尤度比λが求められる。

なお、事後確率検出器は、トレリス線図を用いて前後複数の入力値からＬＬＲを求めるものであってもよい。トレリス線図とは、入力されるビット系列に従って、符号器が状態を変化させていく過程で生成する符号列を表すものである。

復号器２９は、軟判定検出器２８より出力されたブロック単位のＬＬＲを入力としてターボ符号やＬＤＰＣ符号等の反復復号を行う回路である。

データ処理部３０は、復号器２９にて得られた推定符号語からチャンネル毎のデータを復元し、これのデータを連結して記録データを復元する処理を行う回路である。

次に、軟判定検出器２８の構成を説明する。

図３は軟判定検出器２８の構成を示すブロック図である。同図に示すように、軟判定検出器２８は、記録ビット推定回路３１、遅延回路３２、加算回路３３、自乗平均回路３４、比較制御回路３５、セレクタ３６、分散推定値レジスタ３７、最大値ホールドレジスタ３８、対数尤度比演算回路３９を備えている。

記録ビット推定回路３１は、適応型等化フィルタ２７からの入力値ｙから記録ビットの推定値ｘ’を計算する回路である。推定値ｘ’の値としては、ｙ>＝０のときｘ’＝＋１、ｙ<０のときｘ’＝−１とする方法があるが、精度を上げるため、ＰＲＭＬ（Partial Response Maximum Likelihood）などの最尤復号を使うようにしてもよい。

遅延回路３２は、適応型等化フィルタ２７からの入力値ｙに対して、記録ビット推定回路３１の計算時間に相当する遅延を付与する。

加算回路３３は、記録ビット推定回路３１より出力された記録ビットの推定値ｘ’と遅延回路３２より出力された入力値ｙとの差分を求める。

自乗平均回路３４は、加算回路３３の出力を自乗平均して新たな分散の推定値σ’²を求める。

比較制御回路３５は、自乗平均回路３４によって新たに得られた分散の推定値σ’²と分散推定値レジスタ３７に既に保持されている分散の推定値σ’²とを比較し、新たに得られた分散の推定値σ’²が分散推定値レジスタ３７内の分散の推定値σ’²より大きい場合には、分散推定値レジスタ３７内の分散の推定値σ’²に"１"を加算したものをセレクタ３６に出力し、新たに得られた分散の推定値σ’²が現在の分散の推定値σ’²より小さい場合には、分散推定値レジスタ３７内の分散の推定値σ’²から"１"を減算したものをセレクタ３６に出力する。

セレクタ３６は、再生信号の有効区間の始まり時（再生ヘッドＲ１によるスキャン開始時）に、最大値ホールドレジスタ３８に保持された分散の推定値σ’²の最大値を選択し、それ以外の時には比較制御回路３５より出力された分散の推定値σ’²を選択する。

分散推定値レジスタ３７は、セレクタ３６によって選択された分散の推定値σ’²を保持するレジスタである。

最大値ホールドレジスタ３８は、再生信号の有効区間の始まり時から一定の時間内において、分散推定値レジスタ３７に保持された分散の推定値σ’²の最大値を保持するレジスタである。ここで、一定の時間は、例えば、再生信号の有効区間の１％程度の時間とする。

対数尤度比演算回路３９は、分散推定値レジスタ３７に保持された分散の推定値σ’²と適応型等化フィルタ２７からの入力値ｙから(1)式を用いて、事後確率の対数尤度比λを演算して、軟判定検出器２８の出力を得る。

次に、軟判定検出器２８の動作を説明する。

まず、適応型等化フィルタ２７の出力ｙが記録ビット推定回路３１と遅延回路３２にそれぞれ入力される。記録ビット推定回路３１では、適応型等化フィルタ２７からの入力値ｙから記録ビットの推定値ｘ’が求められ、加算回路３３に出力される。加算回路３３では、記録ビット推定回路３１より出力された記録ビットの推定値ｘ’と、遅延回路３２にて記録ビット推定回路３１の計算時間に相当する遅延が施された入力値ｙとの差分がとられ、この差分値は自乗平均回路３４に入力される。自乗平均回路３４は、入力された差分値を自乗平均して新たな分散の推定値σ’²を求める。自乗平均回路３４によって求められた新たな分散の推定値σ’²が比較制御回路３５に入力される。

比較制御回路３５では、分散推定値レジスタ３７に保持される分散の推定値σ’²の急激な変化を避けるために、自乗平均回路３４によって新たに得られた分散の推定値σ’²と分散推定値レジスタ３７に保持されている分散の推定値σ’²とを比較し、新たに得られた分散の推定値σ’²が分散推定値レジスタ３７に保持されている分散の推定値σ’²より大きい場合には、分散推定値レジスタ３７に保持されている分散の推定値σ’²に"１"を加算したものをセレクタ３６に出力し、新たに得られた分散の推定値σ’²が分散推定値レジスタ３７に保持されている分散の推定値σ’²より小さい場合には、分散推定値レジスタ３７に保持されている分散の推定値σ’²から"１"を減算したものをセレクタ３６に出力する。なお、新たに得られた分散の推定値σ’²と分散推定値レジスタ３７に保持されている分散の推定値σ’²とが同じである場合には、分散推定値レジスタ３７に保持されている分散の推定値σ’²がそのままセレクタ３６に出力される。

セレクタ３６は、最大値ホールドレジスタ３８に保持された分散の推定値の最大値σ’²maxもしくは比較制御回路３５より出力された分散の推定値σ’²のいずれかを選択して分散推定値レジスタ３７に保持させる。分散推定値レジスタ３７に既に分散の推定値σ’²が保持されている場合には、セレクタ３６により選択された新たな分散の推定値σ’²によって分散推定値レジスタ３７の内容の更新が行われる。セレクタ３６は、再生信号の有効区間の始まり時（再生ヘッドＲ１によるスキャン開始時）には、前回の再生信号の有効区間において最大値ホールドレジスタ３８に保持された最大値σ’²maxを選択して分散推定値レジスタ３７に保持させ、それ以後は比較制御回路３５より出力された分散の推定値σ’²を選択して分散推定値レジスタ３７に保持させるように制御される。

この後、対数尤度比演算回路３９は、分散推定値レジスタ３７に保持された分散の推定値σ’²と適応型等化フィルタ２７からの入力値ｙを取り込み、これらをもとに再生信号のビット毎の事後確率の対数尤度比λを演算して、軟判定検出器２８の出力とする。

次に、再生信号の複数の有効区間に跨る時間上での軟判定検出器２８の動作を説明する。

図４は第１の実施形態のヘリカルスキャン方式の磁気記録再生装置において、回転ドラム１の円周上の一ヶ所に再生ヘッドＲ１が設けられ、テープ（磁気記録媒体１６）の巻き付け角を１８０度とした場合（図９を参照）の、再生信号、分散推定値レジスタ３７内の分散の推定値σ’²、最大値ホールドレジスタ３８内の分散の推定値の最大値σ’²maxの関係を示す図である。

ここで、Ｅ１，Ｅ２，Ｅ３，…は回転ドラム１の回転周期を示しており、Ｅ１はシステムの立ち上がり直後の初回の再生時のドラム回転周期である。システムの立ち上がり直後の初期状態において、最大値ホールドレジスタ３８には、初期化により、例えば、システムで決められた適当な値σ’²max(0)がセットされる。

初回のドラム回転周期Ｅ１の再生信号の有効区間の始まり時に、セレクタ３６は、最大値ホールドレジスタ３８にセットされている値σ’²max(0)を選択して分散推定値レジスタ３７にセットする。再生ヘッドＲ１がテープ（磁気記録媒体１６）に接触し始める時には接触状態が悪いために再生信号のＳＮ比が小さく分散の値σ²は大きくなる。その後、次第に接触状態が良好になるにつれて、再生信号のＳＮ比は大きくなるので、分散の値σ²が次第に小さくなる。したがって、初回の再生信号の有効区間の始まり部分においては、分散の推定値σ’²が値σ’²max(0)から正しい値に近づくまでに、少なからず時間を要する。

続いて、初回のドラム回転周期Ｅ１の再生信号の有効区間における始まり時から一定の時間ｔ内に得られた分散の推定値σ’²のなかの最大値σ’²max(1)が最大値ホールドレジスタ３８に保持される。

次のドラム回転周期Ｅ２の再生信号の有効区間の始まり時には、前回の再生信号の有効区間において最大値ホールドレジスタ３８に保持された分散の推定値の最大値σ’²max(1)がセレクタ３６によって選択されて分散推定値レジスタ３７にセットされ、この最大値σ’²max(1)からの更新が行われる。これにより、ドラム回転周期Ｅ２の再生信号の有効区間の始まり直後から、正しい値に近い分散の推定値σ’²で対数尤度比λの計算が行われる。

その後、ドラム回転周期Ｅ２の再生信号の有効区間における始まり時から一定の時間ｔ内に得られた分散の推定値σ’²のなかの最大値σ’²max(2)で、最大値ホールドレジスタ３８の内容が更新される。

次のドラム回転周期Ｅ３の再生信号の有効区間の始まり時も、前回の再生信号の有効区間において最大値ホールドレジスタ３８に保持された最大値σ’²max(2)がセレクタ３６によって選択されて分散推定値レジスタ３７にセットされ、この最大値σ’²max(2)からの更新が行われる。これにより、前回のドラム回転周期Ｅ２と同様、ドラム回転周期Ｅ３の再生信号の有効区間の始まり直後からも、正しい値に近い分散の推定値σ’²で対数尤度比λの計算が行われる。

以後のドラム回転周期の再生信号の有効区間においても同様に、前回の再生信号の有効区間において最大値ホールドレジスタ３８に保持された最大値σ’²maxがセレクタ３６によって選択されて分散推定値レジスタ３７にセットされ、この最大値σ’²maxからの更新と、対数尤度比λの計算が行われる。

以上のように、再生信号の有効区間の始まり時に、前回の再生信号の有効区間において最大値ホールドレジスタ３８に保持された最大値σ’²maxを分散推定値レジスタ３７にセットすることで、再生信号の有効区間の始まり直後から、正しい値に近い分散の推定値σ’²で対数尤度比λの計算を行うことが可能となり、反復復号の精度を向上させることができる。

次に、本発明の第２の実施形態を説明する。

図５は、第２の実施形態であるヘリカルスキャン方式の磁気記録再生装置における回転ドラム、再生ヘッド、磁気記録媒体の関係を示す図である。同図に示すように、この実施形態の磁気記録再生装置においては、回転ドラム１の円周上の二ヶ所に１８０度ずらして２つの再生ヘッドＲ１，Ｒ２が配置され、テープ（磁気記録媒体１６）の巻き付け角は１８０度とする。

図６は、本実施形態の磁気記録再生装置における再生装置の構成を示すブロック図である。同図に示すように、この再生装置は、２つの再生ヘッドＲ１，Ｒ２、２つの再生アンプ２２−１，２２−２、２つのＡＤコンバータ２３−１，２３−２、セレクタ４０、ＨＰＦ（High Pass Filter）２４、プレフィルタ２５、デジタル位相同期回路２６、適応型等化フィルタ２７、軟判定検出器２８、復号器２９、データ処理部３０を備えている。ここで、再生アンプ２２−１，２２−２とＡＤコンバータ２３−１，２３−２は、個々の再生ヘッドＲ１，Ｒ２毎に設けられ、各ＡＤコンバータ２３−１，２３−２の出力はセレクタ４０によって時分割に選択されてＨＰＦ２４に入力される。ＨＰＦ（High Pass Filter）２４、プレフィルタ２５、デジタル位相同期回路２６、適応型等化フィルタ２７、軟判定検出器２８、復号器２９、データ処理部３０は、第１の実施形態で説明したものと同様であるが、軟判定検出器２８の構成に関しては、再生ヘッドＲ１，Ｒ２毎の最大値ホールドレジスタ３８−１，３８−２を備えている点で第１の実施形態と異なる。

図７は、本実施形態の軟判定検出器２８の構成を示すブロック図である。この軟判定検出器２８には、既述したように、一方の再生ヘッドＲ１に対応する第１の最大値ホールドレジスタ３８−１と、他方の再生ヘッドＲ２に対応する第２の最大値ホールドレジスタ３８−２とが設けられている。第１の最大値ホールドレジスタ３８−１は、再生ヘッドＲ１の再生信号の有効区間の始まり時から一定の時間内において、分散推定値レジスタ３７に保持された分散の推定値σ’²の最大値を保持し、第２の最大値ホールドレジスタ３８−２は、再生ヘッドＲ２の再生信号の有効区間の始まり時から一定の時間内において、分散推定値レジスタ３７に保持された分散の推定値σ’²の最大値を保持する。

セレクタ３６は、一方の再生ヘッドＲ１の再生信号の有効区間の始まり時（再生ヘッドＲ１によるスキャン開始時）、第１の最大値ホールドレジスタ３８−１に保持された分散の推定値σ’²の最大値を選択し、再生ヘッドＲ１の再生信号の有効区間における他の時には、比較制御回路３５より出力された分散の推定値σ’²を選択する。また、セレクタ３６は、他方の再生ヘッドＲ２の再生信号の有効区間の始まり時（再生ヘッドＲ２によるスキャン開始時）、第２の最大値ホールドレジスタ３８−２に保持された分散の推定値σ’²の最大値を選択し、再生ヘッドＲ２の再生信号の有効区間における他の時には比較制御回路３５より出力された分散の推定値σ’²を選択する。

軟判定検出器２８内の、記録ビット推定回路３１、遅延回路３２、加算回路３３、自乗平均回路３４、比較制御回路３５、分散推定値レジスタ３７、対数尤度比演算回路３９は、第１の実施形態と同様である。

次に、２つの再生ヘッドの再生信号の複数の有効区間に跨る時間上での軟判定検出器２８の動作を説明する。

図８は、第２の実施形態のヘリカルスキャン方式の磁気記録再生装置における２つの再生ヘッドＲ１，Ｒ２の再生信号、分散推定値レジスタ３７内の分散の推定値σ’²、各最大値ホールドレジスタ３８−１，３８−２内の分散の推定値の最大値σ’²maxR1，σ’²maxR2の関係を示す図である。

ここで、Ｅ１，Ｅ２，Ｅ３，…は回転ドラム１の回転周期を示しており、Ｅ１はシステムの立ち上がり直後の初回の再生時のドラム回転周期である。システムの立ち上がり直後の初期状態において、各最大値ホールドレジスタ３８−１，３８−２にはそれぞれ、初期化により、例えば、システムで決められた適当な値σ’²maxR1(0)，σ’²maxR2(0)がセットされる。

初回のドラム回転周期Ｅ１の再生ヘッドＲ１の再生信号の有効区間の始まり時に、セレクタ３６は、第１の最大値ホールドレジスタ３８−１にセットされている値σ’²maxR1(0)を選択して分散推定値レジスタ３７にセットする。再生ヘッドＲ１がテープ（磁気記録媒体１６）に接触し始める時には接触状態が悪いために再生信号のＳＮ比が小さく分散の値σ²は大きくなる。その後、次第に接触状態が良好になるにつれて、再生信号のＳＮ比は大きくなるので、分散の値σ²が次第に小さくなる。したがって、初回の再生信号の有効区間の始まり部分においては、分散の推定値σ’²が値σ’²maxR1(0)から正しい値に近づくまでに、少なからず時間を要する。

この最初のドラム回転周期Ｅ１の第１のチャンネルの再生信号の有効区間における始まり時から一定時間ｔ内に得られた分散の推定値σ’²のなかの最大値σ’²maxR1(1)が第１の最大値ホールドレジスタ３８−１に保持される。

この後、初回のドラム回転周期Ｅ１の再生ヘッドＲ１の再生信号の有効区間が終わり再生ヘッドＲ２の再生信号の有効区間に入る。この再生ヘッドＲ２の再生信号の有効区間の始まり時に、セレクタ３６は、第２の最大値ホールドレジスタ３８−２にセットされている値σ’²maxR2(0)を選択して分散推定値レジスタ３７にセットする。このときも再生ヘッドＲ２がテープ（磁気記録媒体１６）に接触し始める時の接触状態の悪さによって、分散の推定値σ’²が正しい値に近づくまでには、ある程度の時間を要する。

続いて、初回のドラム回転周期Ｅ１の再生ヘッドＲ２の再生信号の有効区間における始まり時から一定の時間ｔ内に得られた分散の推定値σ’²のなかの最大値σ’²maxR2(1)が第２の最大値ホールドレジスタ３８−２に保持される。

次のドラム回転周期Ｅ２の再生ヘッドＲ１の再生信号の有効区間の始まり時には、前回の再生ヘッドＲ１の再生信号の有効区間において第１の最大値ホールドレジスタ３８−１に保持された最大値σ’²maxR1(1)がセレクタ３６によって選択されて分散推定値レジスタ３７にセットされ、この最大値σ’²maxR1(1)からの更新が行われる。これにより、ドラム回転周期Ｅ２の再生ヘッドＲ１の再生信号の有効区間の始まり直後から、正しい値に近い分散の推定値σ’²で対数尤度比λの計算が行われる。

続いて、ドラム回転周期Ｅ２の再生ヘッドＲ１の再生信号の有効区間における始まり時から一定の時間ｔ内に得られた分散の推定値σ’²のなかの最大値σ’²maxR1(2)が第１の最大値ホールドレジスタ３８−１に保持される。

この後、ドラム回転周期Ｅ２の再生ヘッドＲ２の再生信号の有効区間に入り、この再生信号の有効区間の始まり時に、前回の再生ヘッドＲ２の再生信号の有効区間において第２の最大値ホールドレジスタ３８−２に保持された最大値σ’²maxR2(1)がセレクタ３６によって選択されて分散推定値レジスタ３７にセットされ、この最大値σ’²maxR2(1)からの更新が行われる。これにより、ドラム回転周期Ｅ２の再生ヘッドＲ２の再生信号の有効区間の始まり直後から、正しい値に近い分散の推定値σ’²で対数尤度比λの計算が行われる。

続いて、ドラム回転周期Ｅ２の再生ヘッドＲ２の再生信号の有効区間における始まり時から一定の時間ｔ内に得られた最大の分散の推定値σ’²maxR2(2)が第２の最大値ホールドレジスタ３８−２に保持される。

次のドラム回転周期Ｅ３の再生ヘッドＲ１の再生信号の有効区間の始まり時も、前回の再生ヘッドＲ１の再生信号の有効区間において第１の最大値ホールドレジスタ３８−１に保持された最大値σ’²maxR1(2)がセレクタ３６によって選択されて分散推定値レジスタ３７にセットされ、この最大値σ’²maxR1(2)からの更新が行われる。これにより、前回のドラム回転周期Ｅ２と同様、ドラム回転周期Ｅ３の再生ヘッドＲ１の再生信号の有効区間の始まり直後から、正しい値に近い分散の推定値σ’²で対数尤度比λの計算が行われる。

同様に、ドラム回転周期Ｅ３の再生ヘッドＲ２の再生信号の有効区間の始まり時も、前回の再生ヘッドＲ２の再生信号の有効区間において第２の最大値ホールドレジスタ３８−２に保持された最大値σ’²maxR2(2)がセレクタ３６によって選択されて分散推定値レジスタ３７にセットされ、この最大値σ’²maxR2(2)からの更新が行われる。これにより、前回のドラム回転周期Ｅ２と同様、ドラム回転周期Ｅ３の再生ヘッドＲ２の再生信号の有効区間の始まり直後から、正しい値に近い分散の推定値σ’²で対数尤度比λの計算が行われる。

以後のドラム回転周期の再生ヘッドＲ１，Ｒ２の再生信号の有効区間においても同様に、前回の再生ヘッドＲ１，Ｒ２の再生信号の有効区間において対応する最大値ホールドレジスタ３８−１，３８−２に保持された最大値σ’²maxR1，σ’²maxR2がセレクタ３６によって選択されて分散推定値レジスタ３７にセットされ、この最大値σ’²maxR1，σ’²maxR2からの更新と、対数尤度比λの計算が行われる。

以上のように、再生ヘッドＲ１，Ｒ２の再生信号の有効区間の始まり時に、前回の再生ヘッドＲ１，Ｒ２の再生信号の有効区間において最大値ホールドレジスタ３８−１，３８−２に保持された最大値σ’²maxR1，σ’²maxR2を分散推定値レジスタ３７にセットすることで、再生ヘッドＲ１，Ｒ２の再生信号の有効区間の始まり直後から、正しい値に近い分散の推定値σ’²で対数尤度比λの計算を行うことが可能となり、反復復号の精度を向上させることができる。

また、この実施形態では、２つの再生ヘッドＲ１，Ｒ２の再生信号に対する分散の推定値の計算及び更新、さらには対数尤度比の計算を１つの軟判定検出器２８で時分割に行うことができ、回路の多重化が不要になり、回路の小型化を図ることができる。

なお、第２の実施形態では、再生ヘッドの数を２つとしたが、再生ヘッドの数が３つ以上の場合であっても、本発明は同様に適用可能であることは言うまでもない。

本発明は、上述の実施形態にのみ限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において種々更新を加え得ることは勿論である。

第１の実施形態のヘリカルスキャン方式の磁気記録再生装置における記録装置の構成を示すブロック図である。 第１の実施形態のヘリカルスキャン方式の磁気記録再生装置における再生装置の構成を示すブロック図である。 図２の再生装置内の軟判定検出器の構成を示すブロック図である。 第１の実施形態のヘリカルスキャン方式の磁気記録再生装置における再生信号、分散推定値レジスタ内の分散の推定値、最大値ホールドレジスタ内の最大値の関係を示す図である。 第２の実施形態のヘリカルスキャン方式の磁気記録再生装置における回転ドラム、再生ヘッド、磁気記録媒体の関係を示す図である。 第２の実施形態のヘリカルスキャン方式の磁気記録再生装置における再生装置の構成を示すブロック図である。 図６の再生装置内の軟判定検出器の構成を示すブロック図である。 第２の実施形態のヘリカルスキャン方式の磁気記録再生装置における２つの再生ヘッドの再生信号、分散推定値レジスタ内の分散の推定値、最大値ホールドレジスタ内の最大値の関係を示す図である。 ヘリカルスキャン方式の磁気記録再生装置における回転ドラム、再生ヘッド、磁気記録媒体の関係を示す図である。 図９のヘリカルスキャン方式の磁気記録再生装置における再生ヘッドの再生信号の有効区間／無効区間と分散の推定値の実測更新／保持区間との関係を示す図である。 ヘリカルスキャン方式の磁気記録再生装置における再生信号と分散の推定値の実測更新値との関係を示す図である。

符号の説明

Ｒ１ 再生ヘッド
２２ 再生アンプ
２３ ＡＤコンバータ
２４ ＨＰＦ（High Pass Filter）
２５ プレフィルタ
２６ デジタル位相同期回路
２７ 適応型等化フィルタ
２８ 軟判定検出器
２９ 復号器
３０ データ処理部
３１ 記録ビット推定回路
３２ 遅延回路
３３ 加算回路
３４ 自乗平均回路
３５ 比較制御回路
３６ セレクタ
３７ 分散推定値レジスタ
３８ 最大値ホールドレジスタ
３９ 対数尤度比演算回路

Claims (6)

1. ヘリカルスキャン方式でデータを再生する再生装置であって、
   磁気記録媒体から信号を再生する再生ヘッドと、
   分散の推定値を保持する分散推定値保持部と、
   前記再生ヘッドを用いて再生された信号のビット毎の分散の推定値を求め、前記分散推定値保持部に保持された分散の推定値を更新する分散推定更新手段と、
   前記再生ヘッドによる前記磁気記録媒体のスキャン開始から一定時間内に前記分散推定値保持部に保持された分散の推定値の最大値を保持する最大値保持部と、
   前記再生ヘッドによる前記磁気記録媒体のスキャン開始時に、前回のスキャン時に前記最大値保持部に保持された分散の推定値の最大値を選択して前記分散推定値保持部に保持させる選択手段と、
   前記分散推定値保持部に保持された分散の推定値を用いて反復復号のための入力値を求める入力値演算手段と
   を具備することを特徴とする再生装置。
2. 請求項１に記載の再生装置であって、
   前記入力値演算手段は、前記分散推定値保持部に保持された分散の推定値を用いて反復復号のための入力値である、ビット毎の事後確率の対数尤度比を算出することを特徴とする再生装置。
3. 請求項１に記載の再生装置であって、
   前記入力値演算手段によって算出された入力値を用いて反復復号を行う復号手段をさらに具備することを特徴とする再生装置。
4. 請求項１に記載の再生装置であって、
   前記分散推定更新手段は、新たに求めた分散の推定値と前記分散推定値保持部に保持された分散の推定値とを比較し、この比較結果をもとに、前記分散推定値保持部に保持された分散の推定値を所定の値の単位で更新することを特徴とする再生装置。
5. 請求項１に記載の再生装置であって、
   前記再生ヘッドが複数設けられ、これらの再生ヘッドを用いてそれぞれ再生された複数の信号を時分割で切り替えて前記分散推定更新手段に入力する切り替え手段をさらに具備し、
   前記最大値保持部は、前記再生ヘッド毎に設けられ、それぞれ対応する再生ヘッドによるスキャン開始時から一定時間内の分散の推定値の最大値を保持し、
   前記選択手段は、前記再生ヘッドによるスキャン開始時に、その再生ヘッドに対応する前記最大値保持部に保持された分散の推定値の最大値を選択して前記分散推定値保持部に保持させること特徴とする再生装置。
6. 磁気記録媒体からヘリカルスキャン方式でデータを再生する再生方法であって、
   前記再生ヘッドを用いて再生された信号のビット毎の分散の推定値を求め、分散推定値保持部に保持された分散の推定値を更新するステップと、
   前記再生ヘッドによる前記磁気記録媒体のスキャン開始から一定時間内に前記分散推定値保持部に保持された分散の推定値の最大値を最大値保持部に保持するステップと、
   前記再生ヘッドによる前記磁気記録媒体のスキャン開始時に、前回のスキャン時に前記最大値保持部に保持された分散の推定値の最大値を選択して前記分散推定値保持部に保持させるステップと、
   前記分散推定値保持部に保持された分散の推定値を用いて反復復号のための入力値を求めるステップと
   を具備することを特徴とする再生方法。

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