JP2010033656A - Data reproducing device and method - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、データ再生装置及び再生方法に関し、更に詳しくは、情報記録媒体からの所定の特性の入力信号に等化処理を施し、等化信号に対して最大の尤度が得られるデータ列を再生データとして出力するデータ再生装置及び再生方法に関する。 The present invention relates to a data reproduction apparatus and a reproduction method, and more specifically, an equalization process is performed on an input signal having a predetermined characteristic from an information recording medium, and a data string that provides the maximum likelihood for the equalization signal is obtained. The present invention relates to a data reproducing apparatus and a reproducing method for outputting as reproduced data.
情報記録媒体に大量のデータを蓄積するためには、媒体上に微細なパターンを形成し、それを効率的に読み取る必要がある。例えば、光ディスク装置は、ディスクの情報記録面に集光したレーザ光のパワーを変化させることで、情報記録面の温度を変化させ、それを利用して微小なマークを形成する。マークが形成された部分では、その反射率や位相などの光学的な特性が変化する。再生時には、同様に、情報記録面に集光したレーザ光を照射し、その反射光量の大小を検出して、記録マークの有無を判別し、データ再生を行う。 In order to store a large amount of data on an information recording medium, it is necessary to form a fine pattern on the medium and read it efficiently. For example, an optical disc apparatus changes the temperature of the information recording surface by changing the power of the laser beam condensed on the information recording surface of the disc, and forms a minute mark using the temperature. In the portion where the mark is formed, optical characteristics such as reflectance and phase change. Similarly, during reproduction, the information recording surface is irradiated with condensed laser light, the amount of reflected light is detected, the presence or absence of a recording mark is determined, and data reproduction is performed.
データ再生に際して、情報記録面に集光されたレーザ光は、記録マークの大きさよりもやや広い範囲に照射される。このため、反射光量を検出して得られる再生信号には、集光したレーザ光の中央部にあたる記録マークからの反射光以外に、その周囲の記録マークからの干渉が含まれる。干渉が含まれる信号から元のデータ列を判定する際には、パーシャルレスポンス等化と最尤検出とを組み合わせたPRML(Partial Response Maximum likelihood)検出がよく用いられる(例えば特許文献1参照)。 At the time of data reproduction, the laser beam focused on the information recording surface is irradiated in a range slightly wider than the size of the recording mark. For this reason, the reproduction signal obtained by detecting the reflected light amount includes interference from the surrounding recording marks in addition to the reflected light from the recording marks corresponding to the central portion of the condensed laser light. When determining an original data string from a signal including interference, PRML (Partial Response Maximum likelihood) detection that combines partial response equalization and maximum likelihood detection is often used (see, for example, Patent Document 1).
図9に、一般的なデータ再生装置を示す。干渉を含む再生信号は、A/D変換器201でディジタルデータに変換され、等化回路203でパーシャルレスポンス等化された上で、ビタビ検出器204によってデータ判定される。同期クロック抽出回路202は、A/D変換器201のサンプリングタイミングを決めるサンプリングクロックを出力する。同期クロック抽出回路202は、A/D変換器201が出力するディジタルデータを元に、サンプリングクロックの位相誤差や周波数差を検出し、サンプリングのタイミングを制御する。パーシャルレスポンス等化は、記録マーク単位長あたりの応答波形として、あらかじめ定めた波形を仮定し、再生信号をその重ね合わせとなるように等化する手法である。単位長あたりの応答波形は、記録密度やレーザ光の広がりを考慮して定められる。
FIG. 9 shows a general data reproducing apparatus. The reproduction signal including interference is converted into digital data by the A /
再生信号は、パーシャルレスポンス等化によって、信号中の符号間干渉量が調整されるため、擬似的に多値化される。図10に、PR(1,2,2,1)における状態遷移図を示す。図10の状態遷移図には、最短マーク長が2のPR(1,2,2,1)等化された信号が取り得る信号レベルの変化パターンの全てが示されている。S0〜S5は状態の名称であり、状態間を結ぶ枝のそれぞれには、該当する遷移を行ったときの信号レベルの基準値が示されている。最短マーク長が2であるような符号を用いて、PR(1,2,2,1)等化された信号を識別点でサンプリングしたときに得られる信号レベルは、図10に示す状態遷移図に従って遷移する。 The reproduced signal is pseudo-multivalued because the amount of intersymbol interference in the signal is adjusted by partial response equalization. FIG. 10 shows a state transition diagram in PR (1, 2, 2, 1). The state transition diagram of FIG. 10 shows all the signal level change patterns that can be taken by the PR (1, 2, 2, 1) equalized signal having the shortest mark length of 2. S0 to S5 are names of states, and each of the branches connecting the states indicates a reference value of the signal level when the corresponding transition is performed. A signal level obtained when a PR (1, 2, 2, 1) equalized signal is sampled at an identification point using a code having a shortest mark length of 2 is a state transition diagram shown in FIG. Transition according to
PRML検出では、パーシャルレスポンス等化によって擬似的に多値化した等化信号を元に、データ系列の判定を行う。データ系列の判定では、図10に示す状態遷移図で表される全てのデータ系列を候補として、得られた等化信号に対する尤度を最大にするデータ系列を選択する。複数の候補から尤度を最大にするデータ系列を効率的に選択する方法として、ビタビ検出法がよく知られている。通常は、尤度Lを直接用いて演算する代わりに、負の対数尤度にあたるパスメトリックP(P=−log(L))が使われる。尤度Lを最大にする系列を選択することは、パスメトリックPを最小にする系列を選択することに相当する。 In PRML detection, a data series is determined based on an equalized signal pseudo-multivalued by partial response equalization. In the determination of the data series, all data series represented by the state transition diagram shown in FIG. 10 are selected, and the data series that maximizes the likelihood for the obtained equalized signal is selected. The Viterbi detection method is well known as a method for efficiently selecting a data series that maximizes the likelihood from a plurality of candidates. Normally, instead of calculating directly using the likelihood L, a path metric P (P = −log (L)) corresponding to a negative log likelihood is used. Selecting a sequence that maximizes the likelihood L is equivalent to selecting a sequence that minimizes the path metric P.
図11に、図10に示す状態遷移図を時間軸に沿って展開したトレリス線図を示す。ビタビ検出法について、図11に示すトレリス線図を用いて説明する。等化信号を識別点でサンプリングした信号系列Xを、(X[t],X[t+1],X[t+2],...)とする。各時刻において、候補となる生き残りパスは、状態の数と同じく6種類とし、時刻tで状態Snに対応した生き残りパスに対するパスメトリックをPn(t)とする。ビタビ検出は、それぞれの生き残りパスに対して、識別点ごとにパスメトリックの値を更新し、生き残りパスを選択していくことによって進められる。 FIG. 11 shows a trellis diagram in which the state transition diagram shown in FIG. 10 is developed along the time axis. The Viterbi detection method will be described with reference to the trellis diagram shown in FIG. A signal sequence X obtained by sampling the equalized signal at the discrimination point is defined as (X [t], X [t + 1], X [t + 2],...). At each time, the number of candidate surviving paths is the same as the number of states, and the path metric for the surviving path corresponding to the state Sn at time t is P n (t). Viterbi detection is advanced by updating the path metric value for each identification point and selecting the surviving path for each surviving path.
X[t]が与えられたとき、生き残りパスは次のように選択する。状態S0に遷移する枝には、S2からS0へ遷移する枝と、S0からS0に遷移する枝との2本がある。X[t]が与えられる直前の状態S2に対応したパスメトリックをP2[t−1]、状態S0に対応したパスメトリックをP0[t−1]とすると、S2からS0への遷移が採用されたときのパスメトリックは、
P0[t]=P2[t−1]+(X[t]+0.67)2
(S2→S0の場合) (1)
となり、S0からS0への遷移が採用されたときのパスメトリックは、
P0[t]=P0[t−1]+(X[t]+1.0)2
(S0→S0の場合) (2)
となる。式1や式2の右辺第2項は、それぞれの枝に対応した基準値と等化信号との間のユークリッド距離の二乗にあたり、ブランチメトリックと呼ばれる。
When X [t] is given, the survival path is selected as follows. There are two branches that transition to the state S0: a branch that transitions from S2 to S0 and a branch that transitions from S0 to S0. When the path metric corresponding to the state S2 immediately before X [t] is given is P 2 [t−1] and the path metric corresponding to the state S0 is P 0 [t−1], the transition from S2 to S0 is performed. The path metric when adopted is
P 0 [t] = P 2 [t−1] + (X [t] +0.67) 2
(S2 → S0) (1)
The path metric when the transition from S0 to S0 is adopted is
P 0 [t] = P 0 [t−1] + (X [t] +1.0) 2
(In the case of S0 → S0) (2)
It becomes. The second term on the right side of
生き残りパスは、これらのうち、パスメトリックの値が小さくなる方を選択することから、式1と式2は、合わせて、
P0[t]=min[P2[t−1]+(X[t]+0.67 )2,
P0[t−1]+(X[t]+1.0)2]
と表される。 同様に、状態S1からS5に対応したパスメトリックは、
P1[t]=min[P2[t−1]+(X[t]+0.33)2,
P0[t−1]+(X[t]+0.67)2]
P2[t]=P4[t−1]+X[t]2
P3[t]=P1[t−1]+X[t]2
P4[t]=min[P5[t−1]+(X[t]−0.67)2,
P3[t−1]+(X[t]−0.33)2]
P5[t]=min[P5[t−1]+(X[t]−1.0)2,
P3[t−1]+(X[t]−0.67)2]
のように表される。生き残りパスは、関数min[ ]において、どちらの枝が選択されたかに応じて更新する。このような式に従ってパスメトリックを逐次更新することで、複数の候補から最小のパスメトリックを与える経路を判定できる。
Since the surviving path selects the one with the smaller path metric value among these,
P 0 [t] = min [P 2 [t−1] + (X [t] +0.67) 2 ,
P 0 [t−1] + (X [t] +1.0) 2 ]
It is expressed. Similarly, the path metrics corresponding to states S1 to S5 are
P 1 [t] = min [P 2 [t−1] + (X [t] +0.33) 2 ,
P 0 [t−1] + (X [t] +0.67) 2 ]
P 2 [t] = P 4 [t−1] + X [t] 2
P 3 [t] = P 1 [t−1] + X [t] 2
P 4 [t] = min [P 5 [t−1] + (X [t] −0.67) 2 ,
P 3 [t-1] + (X [t] -0.33) 2]
P 5 [t] = min [P 5 [t−1] + (X [t] −1.0) 2 ,
P 3 [t-1] + (X [t] -0.67) 2]
It is expressed as The survival path is updated according to which branch is selected in the function min []. By sequentially updating the path metric according to such an expression, a route that gives the minimum path metric from a plurality of candidates can be determined.
信号系列に対して、識別点ごとに上述のような生き残りパスを選択していくと、生き残りパスは、常に、状態数と同じく6本に保たれる。これら6本の生き残りパスを一定時間さかのぼると、全ての生き残りパスは同じ経路をとる。全ての生き残りパスの経路が一致している部分を、確定したデータ列として出力することで、尤度を最大にするデータ列を選択することができる。 When the survival path as described above is selected for each discrimination point for the signal series, the survival path is always kept at 6 as the number of states. If these six survivor paths are traced back for a certain period of time, all survivor paths will take the same path. By outputting the portion where all the paths of the surviving paths match as a confirmed data sequence, a data sequence that maximizes the likelihood can be selected.
ビタビ検出器204(図9)は、ブランチメトリック演算回路241、パスメトリック演算回路242、及び、パスメモリ243を有する。ブランチメトリック演算回路241は、ブランチメトリックを演算する。パスメトリック演算回路242は、パスメトリックを計算する。パスメモリ243は、パスメトリック演算回路242から、逐次、どちらの枝が選択されたかを示す信号を受け取り、確定した経路を判別するのに必要な一定時間の選択情報を保持する。パスメモリ243は、確定した経路に対応するデータ列(判定データ)を出力するように働く。
再生信号の応答波形が所望のパーシャルレスポンス等化波形に近い場合には、等化回路によって特定の周波数成分を大幅に増幅し、或いは、抑圧する操作をすることなく、等化信号の識別点の値を基準値に近づけることができる。しかし、集光したレーザ光の広がりや記録マーク密度が変化すると、識別点のサンプル値が、所望のパーシャルレスポンスによって想定される基準値からずれる。例えば、高周波成分の振幅が低下することで識別点のサンプル値がずれたときは、等化回路で高周波成分を強調することで、サンプル値を基準値に近付けることができる。しかし、このとき、高周波のノイズ成分も同時に強調される。最尤検出器は、白色ノイズを前提として設計されている。このため、ノイズが白色からずれると判定誤りが発生しやすくなる。 When the response waveform of the reproduction signal is close to the desired partial response equalization waveform, the identification point of the equalization signal can be detected without performing an operation of greatly amplifying or suppressing a specific frequency component by the equalization circuit. The value can be brought close to the reference value. However, if the spread of the focused laser beam or the recording mark density changes, the sample value of the discrimination point deviates from the reference value assumed by the desired partial response. For example, when the sample value at the discrimination point is shifted due to a decrease in the amplitude of the high frequency component, the sample value can be brought close to the reference value by emphasizing the high frequency component with an equalization circuit. However, at this time, high-frequency noise components are also enhanced. The maximum likelihood detector is designed on the assumption of white noise. For this reason, if the noise deviates from white, a determination error tends to occur.
本発明は、等化信号の識別点の値が基準値からずれる場合でも、判定誤りの発生を抑制できるデータ再生装置及び再生方法を提供することを目的とする。 An object of the present invention is to provide a data reproducing apparatus and a reproducing method that can suppress the occurrence of a determination error even when the value of the discrimination point of an equalized signal deviates from a reference value.
上記目的を達成するために、本発明のデータ再生装置は、所定の特性の入力信号に等化処理を施し、等化信号を生成する等化手段と、前記等化信号と参照値とに基づいて、前記等化信号に対して最大の尤度が得られるデータ列を再生データとして出力する最尤検出器と、前記参照値のうちの少なくとも一部が所定の範囲で選択可能であり、該選択可能な参照値について、前記等化信号に応じて、前記所定の範囲の中から前記参照値を選択する参照値選択回路とを備えることを特徴とする。 In order to achieve the above object, the data reproducing apparatus of the present invention performs an equalization process on an input signal having a predetermined characteristic to generate an equalized signal, and based on the equalized signal and the reference value. A maximum likelihood detector that outputs a data string that provides the maximum likelihood for the equalized signal as reproduced data, and at least a part of the reference value can be selected within a predetermined range, A selectable reference value is provided with a reference value selection circuit that selects the reference value from the predetermined range according to the equalization signal.
本発明のデータ再生方法は、所定の特性の入力信号に等化処理を施し等化信号を生成するステップと、前記等化信号と参照値とに基づいて、前記等化信号に対して最大の尤度が得られるデータ列を再生データとして出力するステップと、前記参照値のうちの少なくとも一部が所定の範囲で選択可能であり、該選択可能な参照値について、前記等化信号に応じて、前記所定の範囲の中から前記参照値を選択するステップとを有することを特徴とする。 The data reproduction method of the present invention is a method for generating an equalized signal by performing an equalization process on an input signal having a predetermined characteristic, and based on the equalized signal and a reference value, A step of outputting a data string from which likelihood is obtained as reproduction data, and at least a part of the reference value is selectable within a predetermined range, and the selectable reference value is determined according to the equalization signal And selecting the reference value from the predetermined range.
本発明のデータ再生装置及び再生方法は、等化信号の識別点の値が基準値からずれる場合でも、判定誤りの発生を抑制できる。 The data reproducing apparatus and reproducing method of the present invention can suppress the occurrence of a determination error even when the value of the discrimination point of the equalized signal deviates from the reference value.
以下、図面を参照し、本発明の実施の形態を詳細に説明する。図1は、本発明の第1実施形態のデータ再生装置を示している。データ再生装置は、A/D変換器10、同期クロック抽出回路20、等化回路30、及び、ビタビ検出器40を有する。データ再生装置は、例えば、光ディスク装置に搭載される。データ再生装置に入力される再生信号は、例えば、光記録媒体に集光ビームを照射し、反射光量を検出して得られる再生信号である。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. FIG. 1 shows a data reproducing apparatus according to a first embodiment of the present invention. The data reproduction device includes an A /
A/D変換器10は、再生信号を、同期クロック抽出回路20によって与えられるサンプリングクロックに基づいてサンプリングし、ディジタルデータに変換する。A/D変換器10にて変換されたディジタルデータは、同期クロック抽出回路20にフィードバックされる。同期クロック抽出回路20は、与えられたディジタルデータを元に、サンプリングクロックの位相誤差や周波数差を検出し、再生信号のデータレートに応じて、正しいサンプリングのタイミングを維持するように働く。
The A /
等化回路(等化手段)30は、サンプリングされた再生信号を元にフィルタリングを行い、等化信号を出力する。等化回路30の応答特性は、等化信号がパーシャルレスポンス波形に近くなるように、あらかじめ再生信号に応じて定められているものとする。以下では、等化波形を、PR(1,2,2,1)等化するものとして説明する。再生信号が、元々PR(1,2,2,1)等化波形に近い場合、等化回路30は、周波数特性を大きく変えることなく、等化信号の識別点の値を、各遷移に対応する基準値である±1.0,±0.67,±0.33,0.0の7箇所を中心に分布するように等化できる。
An equalization circuit (equalization means) 30 performs filtering based on the sampled reproduction signal and outputs an equalization signal. It is assumed that the response characteristics of the
図2に、等化信号サンプル値のヒストグラムを例示する。図2には、信号振幅に対して、3Tマーク、3Tスペースの連続から成るパターンの振幅の比率によって定義した分解能が異なる3種類のヒストグラムを重ねて示している。図2を参照すると、分解能が理想値に近い65%のとき、ヒストグラムは、ほぼ±1.0、±0.67、±0.33、0.0の7箇所にピークを持つことがわかる。しかしながら、分解能が70%や60%の波形を等化して得られた等化信号のヒストグラムは、ピークが現れる位置が上記7つの基準値からずれている。 FIG. 2 illustrates a histogram of equalized signal sample values. In FIG. 2, three types of histograms having different resolutions defined by the ratio of the amplitude of the pattern composed of a continuous 3T mark and 3T space are superimposed on the signal amplitude. Referring to FIG. 2, it can be seen that when the resolution is 65% close to the ideal value, the histogram has peaks at approximately seven locations of ± 1.0, ± 0.67, ± 0.33, and 0.0. However, in the histogram of the equalized signal obtained by equalizing a waveform with a resolution of 70% or 60%, the position at which the peak appears deviates from the above seven reference values.
図2では、比較のため、信号振幅とオフセットとを、±0.67,0.0の3箇所が一致するように調整している。図2を参照すると、分解能が小さい波形(60%)では、±0.33に対応するピークがより0.0に近い方向へずれており、また、±1.0に対応するピークは0.0から離れる方向へずれていることがわかる。これに対して、分解能が大きい波形(70%)では、ピークは、分解能が小さい波形とは逆方向のずれが生じている。 In FIG. 2, for comparison, the signal amplitude and the offset are adjusted so that the three locations ± 0.67 and 0.0 match. Referring to FIG. 2, in the waveform having a small resolution (60%), the peak corresponding to ± 0.33 is shifted closer to 0.0, and the peak corresponding to ± 1.0 is 0. It can be seen that there is a shift away from zero. On the other hand, in the waveform with high resolution (70%), the peak is shifted in the opposite direction to the waveform with low resolution.
図1に戻り、ビタビ検出器(最尤検出器)40は、等化回路30により波形等化された等化信号から、データ系列を判定し出力する。ビタビ検出器40は、ブランチメトリック演算回路41、パスメトリック演算回路42、パスメモリ43、及び、参照値選択回路44を有する。ブランチメトリック演算回路41は、ブランチメトリックを演算する。パスメトリック演算回路42は、パスメトリックを演算する。パスメモリ43は、パスメトリック演算回路42から、どちらの枝が選択されたかを示す信号を逐次受け取り、確定した経路を判別するのに必要な一定時間の選択情報を保持する。パスメモリ43は、確定した経路に対応するデータ列(判定データ)、つまり、等化信号に対して最大の尤度が得られるデータ列を再生データとして出力する。
Returning to FIG. 1, the Viterbi detector (maximum likelihood detector) 40 determines and outputs a data series from the equalized signal waveform-equalized by the
図3に、ビタビ検出器40で判定に用いるトレリス線図を示す。図11に示すトレリス線図との違いは、ある状態から次の状態に遷移する枝に対応する基準値(参照値)のうちの少なくとも一部が、所定の範囲内で選択可能な点である。例えば、状態S0からS0に遷移する枝に対応する参照値は、最小−1.1から最大−0.9の範囲の値をとる。また、状態S2からS1に遷移する枝、状態S3からS4に遷移する枝、状態S5からS5に遷移する枝も、それぞれ、−0.43から−0.23の範囲、0.23から0.43の範囲、0.9から1.1の範囲の値をとる。
FIG. 3 shows a trellis diagram used for determination by the
参照値選択回路44は、選択可能な参照値について、入力された等化信号を元に、サンプル点ごとに、上記所定範囲で選択可能な各々の枝に対応する参照値を出力する。選択可能な参照値は、再生信号の特性に応じて、その分布が大きく変化する枝に対して設定するとよい。図3では、分解能の変化に応じて分布が大きく変化する4つの枝に対応する参照値が、それぞれ一定の範囲を取るように設定している。
The reference
参照値選択回路44は、各範囲の中で、入力する等化信号との差が最小になる値を、参照値として選ぶ。例えば、状態S0からS0に遷移する枝(−1.1〜−0.9)では、入力する等化信号X[t]とすれば、参照値R00[t]は、
ブランチメトリック演算回路41は、参照値選択回路44から参照値が出力される枝については、その参照値に基づいてブランチメトリックを演算する。一方、ブランチメトリック演算回路41は、図3で固定の参照値を持つ枝に対しては、通常通り、固定の参照値(基準値)と入力された等化信号とによってブランチメトリックを演算する。状態SmからSnに遷移する枝に対応するブランチメトリックBmn[t]は、それぞれ次式のようになる。
B00[t]=(X[t]−R00[t])2
B01[t]=(X[t]+0.67)2
B13[t]=X[t]2
B20[t]=(X[t]+0.67)2
B21[t]=(X[t]−R21[t])2
B34[t]=(X[t]−R34[t])2
B35[t]=(X[t]−0.67)2
B42[t]=X[t]2
B54[t]=(X[t]−0.67)2
B55[t]=(X[t]−R55[t])2
The branch
B 00 [t] = (X [t] −R 00 [t]) 2
B 01 [t] = (X [t] +0.67) 2
B 13 [t] = X [t] 2
B 20 [t] = (X [t] +0.67) 2
B 21 [t] = (X [t] −R 21 [t]) 2
B 34 [t] = (X [t] −R 34 [t]) 2
B 35 [t] = (X [t] −0.67) 2
B 42 [t] = X [t] 2
B 54 [t] = (X [t] −0.67) 2
B 55 [t] = (X [t] −R 55 [t]) 2
ここで、参照値が固定値ではなく、所定の範囲を持つ枝については、式3〜6からわかるように、等化信号のサンプル値X[t]がその所定の範囲にあるときは、等化信号のサンプル値X[t]が参照値そのものとなる。ブランチメトリックは、参照値と等化信号の値との二乗によって与えられるので、等化信号が所定の範囲にあるとき、ブランチメトリックの値は0となる。例えば、状態S3からS4に遷移する枝の参照値は、0.23〜0.43の範囲の値である。等化信号のサンプル値X[t]が0.23〜0.43までの値のときは、参照値はX[t]に等しくなるので、ブランチメトリックB34は0となる。このように、参照値が所定の範囲を持つ枝では、等化信号のサンプル値X[t]が参照値の範囲内の値のときは、等化信号は参照値からのずれが全くないものとして扱われることになる。
Here, for branches having a predetermined range where the reference value is not a fixed value, as can be seen from
パスメトリック演算回路42は、ブランチメトリック演算回路41により演算されたブランチメトリックを元に、状態S0からS5までの各状態に対応するパスメトリックPnを識別点ごとに更新する。各パスメトリックは、下記式で表される。
P0[t]=min[P2[t−1]+B20[t],P0[t−1]+B00[t]]
P1[t]=min[P2[t−1]+B21[t],P0[t−1]+B01[t]]
P2[t]=P4[t−1]+B42[t]
P3[t]=P1[t−1]+B13[t]
P4[t]=min[P5[t−1]+B54[t],P3[t−1]+B34[t]]
P5[t]=min[P5[t−1]+B55[t],P3[t−1]+B35[t]]
Based on the branch metric calculated by the branch
P 0 [t] = min [P 2 [t−1] + B 20 [t], P 0 [t−1] + B 00 [t]]
P 1 [t] = min [P 2 [t−1] + B 21 [t], P 0 [t−1] + B 01 [t]]
P 2 [t] = P 4 [t−1] + B 42 [t]
P 3 [t] = P 1 [t−1] + B 13 [t]
P 4 [t] = min [P 5 [t−1] + B 54 [t], P 3 [t−1] + B 34 [t]]
P 5 [t] = min [P 5 [t−1] + B 55 [t], P 3 [t−1] + B 35 [t]]
パスメトリック演算回路42は、それぞれの状態に到達する複数の経路の中で、パスメトリックを最小にする経路を逐次選択し、その経路に対応するパスメトリックを保持する。パスメトリック演算回路42は、経路の選択に関する情報を、パスメモリ43に逐次出力する。パスメモリ43は、識別点ごとにパスメトリック演算回路42から渡される情報を元に、判定データを出力する。
The path
例えば、図3に示すように、X[t−1]までの等化信号が与えられた時点で、太線矢印で示された経路が選択されたとする。図3にて、点線矢印で示された経路は、選択にもれた経路である。状態S3に対応する生き残りパスは、S0→S1→S3の経路であり、P3[t−1]は、この経路に対応する参照値と等化信号系列とがどの程度似ているかという情報を表している。他の状態に対しても同様で、例えば状態S5に対しては、最小のパスメトリックP5[t−1]を与える生き残りパスとして、S1→S3→S5の経路が選択されている。 For example, as shown in FIG. 3, it is assumed that the path indicated by the thick arrow is selected when an equalization signal up to X [t−1] is given. In FIG. 3, a route indicated by a dotted arrow is a route that has been selected. The surviving path corresponding to the state S3 is a path of S0 → S1 → S3, and P 3 [t−1] is information indicating how similar the reference value corresponding to this path and the equalized signal sequence are. Represents. The same applies to other states. For example, for the state S5, the route S1 → S3 → S5 is selected as the surviving path that gives the minimum path metric P 5 [t−1].
時刻tの等化信号X[t]が与えられたときの、状態S4に対応するパスメトリックP4[t]は、パスメトリックP3[t−1]、P5[t−1]と、ブランチメトリックB34[t]、B54[t]とに基づいて更新される。基準値を固定してブランチメトリックを算出する方式では、本来はS0→S1→S3→S4の経路が選択されるべきところで、分解能のずれによる影響で、S1→S3→S5→S4の経路に対応するパスメトリックの方が小さくなり、そのパスが誤って選択される場合がある。 When the equalized signal X [t] at time t is given, the path metric P 4 [t] corresponding to the state S4 is represented by path metrics P 3 [t−1], P 5 [t−1], and Updated based on branch metrics B 34 [t], B 54 [t]. In the method of calculating the branch metric with the reference value fixed, the route of S0 → S1 → S3 → S4 should be selected originally, and it corresponds to the route of S1 → S3 → S5 → S4 due to the influence of the difference in resolution. The path metric to be performed may be smaller and the path may be selected incorrectly.
上記に対し、本実施形態では、分解能ずれの影響を受ける枝の参照値が固定値ではなく、所定の範囲内から等化信号に応じて選択された値となる。例えば、状態S3からS4への遷移に対応する枝では、参照値は固定値0.33(図11)ではなく、等化信号に応じて0.23から0.43までの値を取る。このため、等化信号の分布にずれが生じても、ブランチメトリックB34が不当に大きくなることを防ぐことができる。参照値選択回路44が、参照値として選択可能な範囲の中で、入力する等化信号との差が最小になる値を参照値として選ぶことで、ビタビ検出器40は、等化信号に応じて、参照値として選択可能な値のうちで尤度を最も大きくする参照値に基づいてパス選択を行うことになる。このようにすることで、パス選択の選択誤りを減らすことができ、データの判定誤りを減らすことができる。
On the other hand, in the present embodiment, the reference value of the branch affected by the resolution shift is not a fixed value but a value selected from a predetermined range according to the equalization signal. For example, in the branch corresponding to the transition from the state S3 to S4, the reference value is not the fixed value 0.33 (FIG. 11) but takes a value from 0.23 to 0.43 depending on the equalization signal. For this reason, even if a shift occurs in the distribution of the equalized signal, it is possible to prevent the branch metric B 34 from becoming unduly large. The reference
続いて本発明の第2実施形態について説明する。図4は、本発明の第2実施形態のデータ再生装置を示している。本実施形態のデータ再生装置は、図1に示す第1実施形態のデータ再生装置の構成に加えて、係数制御回路50と、等化目標生成回路60と、仮判定回路70とを有する。A/D変換器10、同期クロック抽出回路20の動作は、第1実施形態と同様である。また、ビタビ検出器40の動作も第1実施形態と同様である。参照値選択回路44は、第1実施形態と同様に、特定の枝に対応する参照値を、等化信号に応じて、所定の範囲内から選択する。
Next, a second embodiment of the present invention will be described. FIG. 4 shows a data reproducing apparatus according to the second embodiment of the present invention. The data reproducing apparatus according to the present embodiment includes a
係数制御回路50は、等化回路30における等化パラメータを制御する。等化回路30と係数制御回路50とは、適応等化器を構成する。等化回路30が出力する等化信号は、ビタビ検出器40と、仮判定回路70とに入力される。仮判定回路70は、等化信号に基づいて、スライサによりデータ判定を行う。スライサによる判定は、ビタビ検出器40を用いた判定に比して検出誤りが発生する確率は大きくなる。しかし、ビタビ検出器40に比して、少ない遅延量で判定結果を得ることができる。
The
以下では、仮判定回路70は、スライスレベルを±0.2の2箇所に設け、3値判定を行ってデータ系列を推定するものとして説明する。図5に、3値判定した結果を基にして仮判定を行うための状態遷移図を示す。2箇所に設けたスライスレベルのうちで、0.2を上回るときを「1」、−0.2を下回るときを「−1」、中間を「0」と表記する。仮判定回路70は、等化信号が1、0、−1の何れであるかを判断し、その判定結果に応じて、逐次、図5に示す状態遷移に従って状態に関する情報を更新する。仮判定回路70は、等化目標生成回路60に、内部状態更新に関するデータを出力する。
Hereinafter, the
等化目標生成回路60は、内部状態更新の情報に基づいて、係数制御回路50に、等化目標値を与える。等化目標値は、内部状態の遷移を表す枝に対応して定められている。等化目標値は、少なくとも一部の枝について、等化目標に幅を持たせることができるように、等化目標値として取り得る値の上限と下限とで定義する。等化目標生成回路60は、等化目標が所定の範囲のうちから選択された値となる枝については、等化目標として取り得る値の上限と下限とを係数制御回路50に渡す。等化目標生成回路60は、等化目標が単一の値となる枝については、その単一の値を等化目標の上限及び下限として係数制御回路50に渡す。
The equalization
図6に、等化目標値と状態遷移とを関連付けて示す。例えば、状態S2からS1に遷移する枝は、等化目標が単一の値に定まらず、所定の幅(−0.6〜0.0)を有している。等化目標生成回路60は、状態S2からS1に遷移する枝について、上限0.0、下限−0.6を、等化目標値として係数制御回路50に出力する。一方、状態S1から状態S3に遷移する枝については、等化目標は単一の値(0.0)である。等化目標生成回路60は、状態S1からS3に遷移する枝について、上限0.0、下限0.0を、等化目標値として係数制御回路50に出力する。
FIG. 6 shows the equalization target value and the state transition in association with each other. For example, the branch that transitions from the state S2 to S1 has a predetermined width (−0.6 to 0.0) without the equalization target being set to a single value. The equalization
図7に、等化回路30と係数制御回路50とで構成される適応等化器を示す。等化回路30は、1サンプリング周期遅延する遅延回路31、乗算器32、及び、加算器33を有するトランスバーサルフィルタである。係数制御回路50は、遅延回路31、等化誤差選択回路51、相関器52、及び、積分器53を有する。係数制御回路50は、等化目標生成回路60から入力する等化目標値と、等化信号とに基づいて等化誤差を生成し、その等化誤差が小さくなるように等化回路30における乗算器32の係数を制御する。各乗算器32の係数の初期値は、再生信号が標準的な波形のときに、等化信号がPR(1,2,2,1)に近い波形となるように定められている。
FIG. 7 shows an adaptive equalizer including an
等化誤差選択回路51は、等化目標生成回路60から、等化目標の上限Dmax[t]と、下限Dmin[t]とを受け取る。等化誤差選択回路51は、遅延回路31により1サンプリングクロック分遅延した等化信号E[t]と、等化目標の上限Dmax[t]、下限Dmin[t]とから、下記式により、等化誤差ε[t]を生成する。
等化誤差選択回路51は、等化信号E[t]が等化目標値の上限と下限との範囲内にあるときは、等化誤差0を出力する。等化誤差選択回路51は、等化信号E[t]が等化目標値の上限よりも大きいときは、等化信号E[t]と等化目標値の上限との差を、等化誤差として出力する。また、等化誤差選択回路51は、等化信号E[t]が等化目標値の下限よりも小さいときは、等化信号E[t]と等化目標値の下限との差を、等化誤差として出力する。なお、等化誤差選択回路51は、等化目標が単一の値とき、つまり、等化目標値の上限と下限とが等しいときは、等化信号E[t]と等化目標値との差を等化誤差として出力する。
The equalization
各相関器52は、遅延回路31により遅延したサンプリング後の再生信号と、等化誤差との相関を算出する。各相関器52は、再生信号と等化誤差とに正の相関があるときは負の値を出力し、負の相関があるときは正の値を出力する。各積分器53は、各相関器52の出力を積分する。各積分器53は、積分した値により、等化回路30の乗算器32における係数を増減する。
Each
係数制御回路50は、等化目標値の値が単一の値で、Dmax[t]とDmin[t]とが一致しているときは、通常の適応等化器と同様に、等化信号を等化目標値に近づけるように働く。一方、等化目標に幅があり、等化信号が等化目標値の上限と下限との間にあるときは、等化誤差ε[t]が0となるので、係数制御回路50は、係数を変化させない。従って、適応等化器は、例えば再生信号の分解能にずれが生じた場合でも、ずれを強制的に補正せず、ずれを強制的に補正することでノイズを強調することを回避できる。
When the value of the equalization target value is a single value and Dmax [t] and Dmin [t] coincide with each other, the
本実施形態では、少なくとも一部について等化目標に幅を持たせ、等化信号が等化目標の幅の範囲内にあるときは、等化誤差を0とみなして、等化回路30における各乗算器32の係数を制御する。等化目標に幅を持たせることで、分解能が70%や60%の再生信号が入力された場合でも、図2に示すようなヒストグラムを持つ等化信号を得るための係数を、自動的に得ることが可能となる。また、再生信号の分解能に緩やかな変動が現れる場合でも、適切な等化信号を得ることができる。その結果、第1実施形態に比して、ビタビ検出器40における判定誤りを更に低減することができる。
In the present embodiment, the equalization target has a width at least partially, and when the equalization signal is within the range of the equalization target width, the equalization error is regarded as 0, and each
なお、第2実施形態では、仮判定回路70を用い、仮判定回路70でデータ判定を行って等化目標値を生成する例について説明した。しかし、等化目標値の生成に際して、仮判定回路70は必ずしも必要ではなく、仮判定回路70を用いずに等化目標値を生成することも可能である。図8に、データ再生装置の別例を示す。図8に示す構成のデータ再生装置は、ビタビ検出器40が出力する判定データを用いて等化目標値を生成する点と、等化目標生成に遅延が生じるのに伴う遅延量の補正が必要な点を除き、図4に示すデータ再生装置と同様な動作を行う。
In the second embodiment, the example in which the
等化目標生成回路60には、仮判定回路70からの内部状態に関するデータに代えて、遅延回路31を介して、判定データの3ビット分が与えられる。ビタビ検出器40が、最短マーク長を2Tとして判定することで、連続する3ビットのデータとしては、(000,001,011,111,110,100)の6種類のみが現れる。等化目標生成回路60は、これら6種類を、それぞれS0,S1,S3,S5,S4,S2として扱い、第2実施形態における動作と同様に、図6の状態遷移図に基づいて等化目標値を生成する。等化目標値生成までの遅延は、図7に示された適応等化器の中で、等化目標値の入力遅れに合わせて、等化誤差選択回路51に入力される等化信号の遅延量を増やすこと、及び、相関器52のそれぞれに入力されるサンプリング後の再生信号の遅延量を増やすことで補正可能である。
Instead of data relating to the internal state from the
以上、本発明をその好適な実施形態に基づいて説明したが、本発明のデータ再生装置及び再生方法は、上記実施形態にのみ限定されるものではなく、上記実施形態の構成から種々の修正及び変更を施したものも、本発明の範囲に含まれる。 Although the present invention has been described based on the preferred embodiments, the data reproducing apparatus and the reproducing method of the present invention are not limited to the above embodiments, and various modifications and changes can be made to the configuration of the above embodiments. Changes are also included in the scope of the present invention.
10:A/D変換器
20:同期クロック抽出回路
30:等化回路
31:遅延回路
32:乗算器
33:加算器
40:ビタビ検出器
41:ブランチメトリック演算回路
42:パスメトリック演算回路
43:パスメモリ
44:参照値選択回路
50:係数制御回路
51:等化誤差選択回路
52:相関器
53:積分器
60:等化目標生成回路
70:仮判定回路
10: A / D converter 20: synchronous clock extraction circuit 30: equalization circuit 31: delay circuit 32: multiplier 33: adder 40: Viterbi detector 41: branch metric calculation circuit 42: path metric calculation circuit 43: path Memory 44: Reference value selection circuit 50: Coefficient control circuit 51: Equalization error selection circuit 52: Correlator 53: Integrator 60: Equalization target generation circuit 70: Temporary determination circuit
Claims (11)
前記等化信号と参照値とに基づいて、前記等化信号に対して最大の尤度が得られるデータ列を再生データとして出力する最尤検出器と、
前記参照値のうちの少なくとも一部が所定の範囲で選択可能であり、該選択可能な参照値について、前記等化信号に応じて、前記所定の範囲の中から前記参照値を選択する参照値選択回路とを備えるデータ再生装置。 Equalization means for performing equalization processing on an input signal having a predetermined characteristic and generating an equalized signal;
A maximum likelihood detector that outputs, as reproduction data, a data string that provides the maximum likelihood for the equalized signal based on the equalized signal and a reference value;
At least a part of the reference value is selectable within a predetermined range, and the reference value for selecting the reference value from the predetermined range is selected for the selectable reference value according to the equalization signal. A data reproducing apparatus comprising a selection circuit.
前記等化目標値のうちの少なくとも一部は所定の範囲の中から選択可能であり、前記等化パラメータ制御回路は、前記所定の範囲から選択可能な等化目標値について、前記等化信号に応じて、前記等化目標値の範囲の中から等化目標を選択し、該選択した等化目標に基づいて前記等化パラメータを制御する、請求項1乃至4の何れか一に記載のデータ再生装置。 The equalization means performs an equalization process on the input signal, an equalization target generation circuit that generates an equalization target value based on a result of data discrimination of the equalization signal, and the equalization target An equalization parameter control circuit for controlling an equalization parameter in the equalization process based on a value and the equalization signal;
At least a part of the equalization target value can be selected from a predetermined range, and the equalization parameter control circuit uses the equalization target value selectable from the predetermined range as the equalization signal. 5. The data according to claim 1, wherein an equalization target is selected from the range of the equalization target value and the equalization parameter is controlled based on the selected equalization target. Playback device.
前記等化信号と参照値とに基づいて、前記等化信号に対して最大の尤度が得られるデータ列を再生データとして出力するステップと、
前記参照値のうちの少なくとも一部が所定の範囲で選択可能であり、該選択可能な参照値について、前記等化信号に応じて、前記所定の範囲の中から前記参照値を選択するステップとを有するデータ再生方法。 Performing an equalization process on an input signal having a predetermined characteristic to generate an equalized signal;
Outputting, as reproduction data, a data string that provides the maximum likelihood for the equalized signal based on the equalized signal and a reference value;
Selecting at least a part of the reference value within a predetermined range, and selecting the reference value from the predetermined range for the selectable reference value according to the equalization signal; A data reproduction method comprising:
前記等化信号をデータ判別した結果に基づいて、前記等化処理における等化目標値を生成するステップと、
前記等化目標値のうちの少なくとも一部は所定の範囲の中から選択可能であり、前記所定の範囲から選択可能な等化目標値について、前記等化信号に応じて、前記等化目標値の範囲の中から等化目標を選択し、該選択した等化目標に基づいて、前記等化処理における等化パラメータを制御するステップとを含む、請求項9に記載のデータ再生方法。 Generating the equalized signal comprises:
Generating an equalization target value in the equalization process based on a result of data discrimination of the equalization signal;
At least a part of the equalization target value can be selected from a predetermined range, and the equalization target value selectable from the predetermined range is determined according to the equalization signal. The method for reproducing data according to claim 9, further comprising: selecting an equalization target from the range and controlling an equalization parameter in the equalization process based on the selected equalization target.
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