JP2015049923A

JP2015049923A - マルチレベル符号化及び復号化のシステム及び方法

Info

Publication number: JP2015049923A
Application number: JP2014129940A
Authority: JP
Inventors: パン，ル; Lu Pan; ル，ル; Lu Lu; シア，ハイタオ; Haitao Xia
Original assignee: LSI Corp
Current assignee: LSI Corp
Priority date: 2013-08-30
Filing date: 2014-06-25
Publication date: 2015-03-16
Also published as: EP2843662A1; EP2843662B1; TW201513102A; US9047882B2; EP2843662B8; KR20150026784A; CN104424957A; US20150062734A1; CN104424957B

Abstract

【課題】同じ全体的な符号化率において改善されたビットエラーレート性能を提供する。【解決手段】記憶システム２００が、データセットを保持するように動作可能な記憶媒体と、データセットを記憶媒体に書き込むとともにデータセットを記憶媒体から読み出すように動作可能な読み出し／書き込みヘッドアセンブリ２２０と、データセットが記憶媒体に書き込まれる前に、該データセットを複数の異なる符号化率で符号化するように動作可能で、記憶媒体から取り出された前記データセットを復号化するとともに、低符号化率で符号化された復号化値を、高符号化率で符号化された値を復号化するときに適用するように動作可能なマルチレベル符号器及び復号器を有する読み出しチャネル２０２と、を備える。【選択図】図２

Description

本発明の様々な実施の形態は、データ処理のシステム及び方法を提供し、より詳細には、データ処理システムにおいてデータを符号化及び復号化するシステム及び方法を提供する。

記憶システム、携帯電話システム、及び無線送信システムを含む、様々なデータ処理システムが開発されている。それらのシステムでは、データが何らかの媒体を介して送信機から受信機に転送される。例えば、記憶システムにおいて、データは、送信側（すなわち書込み機能）から、記憶媒体を介して受信側（すなわち読取り機能）に送信される。情報はデジタルデータの形態で記憶及び送信されるので、誤りが生じ、この誤りは、訂正されない場合、データを破損し情報を使用不可能にする可能性がある。任意の転送の有効性は、様々な要因によって生じる、データ内の任意の損失によって影響される。データは、例えば、下流においてエラーを検出及び訂正することを可能にするパリティビットをこのデータに追加して、エラー訂正を可能にするように符号化及び復号化することができる。

本発明の様々な実施形態は、マルチレベル符号化及び復号化のシステム及び方法を提供する。

記憶システムは、データセットを保持するように動作可能な記憶媒体と、前記データセットを前記記憶媒体に書き込むとともに前記データセットを前記記憶媒体から読み出すように動作可能な読み出し／書き込みヘッドアセンブリと、前記データセットが前記記憶媒体に書き込まれる前に、該データセットを複数の異なる符号化率で符号化するように動作可能なマルチレベル符号器と、前記記憶媒体から取り出された前記データセットを復号化するとともに、低符号化率で符号化された復号化値を、高符号化率で符号化された値を復号化するときに適用するように動作可能なマルチレベル復号器と、を備える。

本概要は、本発明の幾つかの実施形態の概要のみを提供する。「一実施形態では」、「一実施形態によれば」、「様々な実施形態では」、「１つ又は複数の実施形態では」、「特定の実施形態では」等は、概して、その言い回しの後に続く特定の特徴、構造又は特性が本発明の少なくとも１つの実施形態に含まれ、本発明の２つ以上の実施形態に含まれる場合もあることを意味する。重要なことには、このような言い回しは必ずしも同じ実施形態を指すとは限らない。この発明の概要は、本発明の幾つかの実施形態の概要のみを提供する。更なる実施形態は以下の詳細な説明、添付の特許請求の範囲、及び添付の図面において開示される。

本明細書の残りの部分で説明する図面を参照することにより、本発明の様々な実施形態の更なる理解を実現することができる。図面において、同様の参照符号が幾つかの図面の全てにわたって類似の構成要素を指すのに用いることができる。図面において、同様の参照符号は幾つかの図面を通じて類似した構成要素を指すのに用いられる。

本発明の幾つかの実施形態によるマルチレベル符号化及び復号化によって２次元シンボル間干渉を削減することができる磁気記憶媒体及びセクターデータ方式の図である。本発明の幾つかの実施形態によるマルチレベル符号化及び復号化を有する読み出しチャネルを備える記憶システムを示す図である。本発明の幾つかの実施形態による記憶媒体上の２次元パターンに記憶されたシンボルの間のシンボル間干渉を示す状態グラフである。図４Ａは、本発明の幾つかの実施形態によるマルチレベル符号器を示す図である。図４Ｂは、本発明の幾つかの実施形態によるマルチレベル復号器を示す図である。本発明の幾つかの実施形態によるマルチレベル符号器によって符号化されたデータの記憶媒体上の記録パターンを示す図である。本発明の幾つかの実施形態による第１の検出及び復号化レベル後のチャネルモデルを示す図である。本発明の幾つかの実施形態による第２の検出及び復号化レベル後のチャネルモデルを示す図である。本発明の１つ又は複数の実施形態によるマルチレベルデータ符号化の方法を示す流れ図である。本発明の１つ又は複数の実施形態によるマルチレベルデータ復号化の方法を示す流れ図である。

本発明の様々な実施形態は、符号化されるデータが細分され、その結果得られた各データ群が異なる符号化率で符号化され、幾つかの群からの復号化されたデータが他の群の復号化をガイドするのに用いられるマルチレベル符号化及びマルチレベル復号化を有するデータ処理システムを提供する。幾つかの実施形態では、マルチレベル符号化は、様々な符号化率の幾つかの部分符号を用いた並列符号化方式である。ここで、符号化率は、特定の数の入力シンボルに対して符号化された出力シンボルがいくつ生成されるのかを規定する。マルチレベル符号化及び復号化は、任意のデータ処理システムにおいて用いられて、利益をもたらすことができる。これらの利益は、ハードディスクドライブ等の磁気記憶デバイスにおけるトラック間干渉（ＩＴＩ）を含むシンボル間干渉（ＩＳＩ）の削減等であるが、これらに限定されるものではない。磁気記憶では、記録密度が増大するにつれて、２次元シンボル間干渉、すなわち、隣接するデータトラックにおけるビット間又はシンボル間の干渉が増大する。マルチレベル符号化を用いると、全ての部分符号からのビットが、２次元磁気記録媒体上に交互に記録される。マルチレベル符号化及び復号化は、種々のレベルにおける復号器間で軟情報、すなわち値確率を利用する。低符号化率の部分符号からのマルチレベル復号化結果は、シンボル間干渉を削減するように次のレベルの検出器をガイドするのに用いられ、検出が改善される。これは、レベルごとに２次元シンボル間干渉を削減し、擬似２次元検出を提供し、それによって、同じ全体的な符号化率において改善されたビットエラーレート性能を提供する。

図１を参照すると、本発明の幾つかの実施形態による、２次元シンボル間干渉をマルチレベル符号化及び復号化によって削減することができる磁気記憶媒体１００が示されている。破線として示された一例示のデータトラック１１６及びそれに隣接する２つのデータトラック１１８、１２０が示されている。これらのトラック１１６、１１８、１２０は、サーボウェッジ１１２、１１４内に書かれたサーボデータによって分離されている。２つのトラック１１６、１２０及び２つのサーボウェッジ１１２、１１４が示されているが、数百個のウェッジ及び数万本のトラックを所与の記憶媒体上に含むことができることに留意すべきである。

サーボウェッジ１１２、１１４は、記憶媒体１００上の所望のロケーションの上方における読み出し／書き込みヘッドアセンブリの制御及び同期に用いられるサーボデータ１３０を含む。特に、サーボデータ１３０は、一般に、プリアンブルパターン１３２と、その後に続くサーボアドレスマーク１３４と、その後に続くグレイコード１３６、バーストフィールド１３８、及び繰り返し可能ランアウト（ＲＲＯ）フィールド１４０とを含む。サーボデータセットは、２つ以上のフィールドのバースト情報を有することができることに留意すべきである。さらに、サーボフィールドには、種々の情報を含むことができることに留意すべきである。サーボデータビットパターン１３０ａと１３０ｂとの間には、ユーザーデータ領域１４２が設けられている。ユーザーデータ領域１４２は、記憶媒体１００に記憶される１つ又は複数のデータセットを含むことができる。これらのデータセットは、ユーザー同期情報を含むことができ、このユーザー同期情報のうちの幾つかは、ユーザーデータ領域１４２内のデータの処理が開始することができる基準点を定めるマークとして用いることができる。

動作中、記憶媒体１００は、当該記憶媒体から情報を検知するセンサーに対して回転される。読み出し動作では、センサーは、ウェッジ１１２（すなわち、サーボデータ期間中）からサーボデータ検知し、これに続いて、ウェッジ１１２とウェッジ１１４との間のユーザーデータ領域（すなわち、ユーザーデータ期間中）からユーザーデータを検知し、次いで、ウェッジ１１４からサーボデータを検知する。書き込み動作では、センサーは、ウェッジ１１２からサーボデータを検知し、次いで、ユーザー同期（sync）マーク１４４及びユーザープリアンブル１４６によって提供されるユーザーデータ領域におけるロケーション情報を用いて、ウェッジ１１２とウェッジ１１４との間のユーザーデータ領域にデータを書き込む。

単一のデータトラック１１６内のシンボル間の干渉は、本明細書では、１次元シンボル間干渉と呼ばれる。トラック１１６内のシンボルに対するトラック１２０内のシンボルからの干渉、又はトラック１１６内のシンボルに対するトラック１１８内のシンボルからの干渉等の近接するトラックにおけるシンボル間の干渉は、本明細書では、２次元シンボル間干渉又はトラック間干渉と呼ばれる。「シンボル」という用語は、本明細書では、値がデータ検出器において検出されるデータのオブジェクトを指すのに用いられる。シンボルは、様々な実施形態において単一のビット又は複数のビットとすることができる。本明細書に開示されるマルチレベル符号化及び復号化は、トラック間（例えば、１２０及び１１６、１１８及び１１６）でレベルごとに２次元シンボル間干渉を削減し、擬似２次元検出及び同じ全体的な符号化率における改善されたビットエラーレート性能を提供する。

図２を参照すると、記憶システム２００が、本発明の幾つかの実施形態によるマルチレベル符号化及び復号化の一例示の適用形態として示されている。記憶システム２００は、マルチレベル符号器及び復号器を有する読み出しチャネル回路２０２を備える。記憶システム２００は、例えば、ハードディスクドライブとすることができる。記憶システム２００は、前置増幅器２０４、インターフェースコントローラー２０６、ハードディスクコントローラー２１０、モーターコントローラー２１２、スピンドルモーター２１４、ディスクプラッター２１６、及び読み出し／書き込みヘッドアセンブリ２２０も備える。インターフェースコントローラー２０６は、ディスクプラッター２１６への／からのデータのアドレス指定及びタイミングを制御する。ディスクプラッター２１６上のデータは、読み出し／書き込みヘッドアセンブリ２２０がディスクプラッター２１６の上方に適切に位置決めされたときに検出することができる磁気信号群からなる。１つの実施形態では、ディスクプラッター２１６は、長手記録方式又は垂直記録方式のいずれかに従って記録された磁気信号含む。

通常の読み出し動作では、読み出し／書き込みヘッドアセンブリ２２０は、モーターコントローラー２１２によってディスクプラッター２１６上の所望のデータトラックの上方に正確に位置決めされる。モーターコントローラー２１２は、ハードディスクコントローラー２１０の指示の下、ディスクプラッター２１６上の適切なデータトラックに読み出し／書き込みヘッドアセンブリ２２０を移動させることによって、ディスクプラッター２１６に対して読み出し／書き込みヘッドアセンブリ２２０を位置決めするとともにスピンドルモーター２１４を駆動する。スピンドルモーター２１４は、決定されたスピン速度（ＲＰＭ）でディスクプラッター２１６をスピンさせる。読み出し／書き込みヘッドアセンブリ２２０が適切なデータトラックに隣接して位置決めされると、ディスクプラッター２１６がスピンドルモーター２１４によって回転されるにつれて、ディスクプラッター２１６上のデータを表す磁気信号が読み出し／書き込みヘッドアセンブリ２２０によって検知される。この検知された磁気信号は、ディスクプラッター２１６上の磁気データを表す連続した微小アナログ信号として提供される。この微小アナログ信号は、読み出し／書き込みヘッドアセンブリ２２０から前置増幅器２０４を介して読み出しチャネル回路２０２に転送される。前置増幅器２０４は、ディスクプラッター２１６からアクセスされた微小アナログ信号を増幅するように動作可能である。次に、読み出しチャネル回路２０２が、受信されたアナログ信号を復号化及びデジタル化して、ディスクプラッター２１６に本来書き込まれた情報を再生する。このデータは、読み出しデータ２２２として受信回路に提供される。受信された情報の処理の一部として、読み出しチャネル回路２０２は、マルチレベル復号化を実行する。書き込み動作は、前述の読み出し動作の実質的に逆であり、書き込みデータ２２４が読み出しチャネル回路２０２に提供される。このデータは、次に、マルチレベル符号器を用いて符号化され、ディスクプラッター２１６に書き込まれる。そのようなマルチレベル符号器及び復号器は、図３〜図７に関して以下に開示されるものに沿って実施することができる。幾つかの実施形態では、マルチレベル符号化及び復号化は、図８及び図９に関して以下に開示される流れ図に沿って実行される。

例えば安価なディスクの冗長アレイ又は独立ディスクの冗長アレイ（ＲＡＩＤ：redundant array of inexpensive disks又はredundantarray of independent disks）に基づく記憶システム等のより大型の記憶システムに、記憶システム２００を統合することができることに留意するべきである。このようなＲＡＩＤ記憶システムは、複数のディスクを論理ユニットとして結合し、冗長性を通じて安定性及び信頼性を増大させる。データは、種々のアルゴリズムに従って、ＲＡＩＤ記憶システムに含まれる複数のディスクにわたって拡散させることができ、ＲＡＩＤ記憶システムが単一のディスクであるかのように、オペレーティングシステムがアクセスすることができる。例えば、データはＲＡＩＤ記憶システム内の複数のディスクにミラーリングすることもできるし、複数の技法において複数のディスクにわたってスライスし分散させることもできる。ＲＡＩＤ記憶システム内の少数のディスクが故障するか又は利用不可能になる場合、誤り訂正技法を用いて、ＲＡＩＤ記憶システム内の他のディスクからのデータの残りの部分に基づいて、欠落データを再生することができる。ＲＡＩＤ記憶システム内のディスクは、限定ではないが、記憶システム２００等の個別の記憶システムとすることができ、互いに近接して配置することもできるし、セキュリティを増大させるために、より広範に分散させることもできる。書込み動作において、書込みデータがコントローラーに提供され、コントローラーは、例えば書込みデータのミラーリング又はストライピングによって、ディスクにわたって書込みデータを記憶する。読取り動作において、コントローラーはディスクからデータを検索する。次に、コントローラーは、ＲＡＩＤ記憶システムが単一のディスクであるかのように、結果としての読取りデータを生成する。

さらに、記憶システム２００を、ディスクプラッター２１６によって提供された記憶装置に加えてデータを記憶するのに用いられるソリッドステートメモリを含むように変更することができることに留意するべきである。このソリッドステートメモリは、ディスクプラッター２１６と並列に用いて追加の記憶装置を提供することができる。そのような場合、ソリッドステートメモリは情報を受信し、その情報を読取りチャネル回路２０２に直接提供する。代替的に、ソリッドステートメモリはキャッシュとして用いることができ、この場合、ディスクプラッター（platter）２１６によって提供されるよりも高速のアクセス時間を提供する。そのような場合、ソリッドステートメモリはインターフェースコントローラー２０６と読取りチャネル回路２０２との間に配置することができ、ここで、要求されたデータがソリッドステートメモリ内で利用可能でないとき、又はソリッドステートメモリが新たに書き込まれたデータセットを保持するのに十分な記憶装置を有していないとき、ソリッドステートメモリはディスクプラッター２１６へのパススルーとして動作する。本明細書において提供される開示に基づいて、当業者であれば、ディスクプラッター２１６及びソリッドステートメモリの双方を含む様々な記憶システムを認識するであろう。

図３を参照すると、状態グラフ３００が、本発明の幾つかの実施形態に従って磁気記憶媒体上に２次元パターンで記憶されたシンボルの間のシンボル間干渉を示している。状態グラフ３００おいて、円（例えば、３０２、３０４）は、磁気記憶媒体上に記憶されたシンボルを表し、２つの円の間の線（例えば、３０６）は、それらの円によって表わされる２つのシンボルの間のシンボル間干渉を表す。シンボル間干渉は、データトラック３１６上において、ターゲットのシンボル３１０と、その先行するシンボル３１２及び後続のシンボル３１４との間で発生する。シンボル間干渉は、ターゲットのシンボル３１０と、近接したトラック３３４、３３６上の近接したシンボル３２０、３２２、３２４、３２６、３３０、３３２との間で発生する。ターゲットのシンボル３１０の値を検出するとき、８つの近接したシンボル３１２、３１４、及び３２０〜３３２の影響が、マルチレベル符号化及び復号化によって簡単で効果的な方法で考慮される。特に、マルチレベル符号化及び復号化は、記録媒体上の任意の２次元パターンのシンボルに適用することができ、図３に示す規則的な格子との使用に限定されるものではない。

図４Ａを参照すると、本発明の幾つかの実施形態によるマルチレベル符号器４００が示されている。記憶されるデータは、入力４０２において直並列変換器４０４によって受信される。この直並列変換器は、このデータを分割データ４０６ｕ_１、４１４ｕ_２、及び４２２ｕ_３に分離する。入力４０２におけるデータは、任意の内容を有することができ、任意の好適なソースから得ることができる。幾つかの実施形態では、分割データ４０６、４１４、及び４２２は、入力４０２におけるデータの非重複部分である。幾つかの実施形態では、直並列変換器４０４は、入力４０２におけるシンボルを異なる分割データ信号４０６、４１４、又は４２２にストリームにして交互に送るマルチプレクサーとして動作する。幾つかの実施形態では、入力４０２におけるデータは、メモリ内に集約され、ストリーム分離よりもメモリアクセス技法を用いて直並列変換器４０４によって分離される。直並列変換器４０４は、入力４０２におけるデータを複数の分割データ信号４０６、４１４、及び４２２に分割する任意の回路部を備えることができる。本明細書において提供される開示に基づくと、当業者であれば、本発明の種々の実施形態に関して用いることができる様々な直並列変換器を認識するであろう。さらに、マルチレベル符号器及び復号器は、本明細書における例示の実施形態に開示される３つのレベルに限定されるものではない。

分割データ４０６、４１４、及び４２２は、データ符号器４１０、４１６、４２４においてそれぞれ異なる符号化率で符号化され、符号化データ４１２、４２０、４２６が得られる。データ符号器４１０、４１６、４２４は、当該技術分野で知られているような低密度パリティ検査符号器回路又はリードソロモン符号器回路とすることができるが、これらに限定されるものではない。本明細書において提供される開示に基づくと、当業者であれば、本発明の種々の実施形態に関して用いることができる様々なデータ符号器回路を認識するであろう。幾つかの実施形態では、データ符号器４１０、４１６、４２４は、パリティシンボル又は検査シンボルをデータに追加して、対応するデータ復号器が、パリティシンボル又は検査シンボルに基づいて、データの取り出されたコピー内のエラーを検出及び訂正することを可能にする。幾つかの実施形態では、データ符号器４１０、４１６、４２４は、同じ符号化アルゴリズムを異なる符号化率を用いて適用する。他の幾つかの実施形態では、データ符号器４１０、４１６、４２４は、異なる符号化アルゴリズムを適用する。符号器１４１０は、分割データ４０６を符号化率Ｒ_１で符号化し、符号器２４１６は、分割データ４１４を符号化率Ｒ_２で符号化し、符号器３４２４は、分割データ４２２を符号化率Ｒ_３で符号化する。ここで、Ｒ_１＜Ｒ_２＜Ｒ_３である。幾つかの実施形態では、Ｒ_１＝０．２５、Ｒ_２＝０．５、及びＲ_３＝０．７５である。

データ符号器４１０、４１６、４２４からの符号化データ４１２、４２０、４２６は、並直列変換器４３０によってマージ又は再結合されて、符号化データ４３２が得られる。符号化データ４３２は、入力４０２におけるデータを符号化したものであり、複数の符号化率を用いてマルチレベル符号器４００において符号化されている。符号化データ４３２は、入力４０２におけるものと同じ順序とすることができるが、これに限定されるものではない。符号化データ４３２は、所望される場合、更に処理することができ、記憶デバイスに記憶することができる。この記憶デバイスは、ハードディスクドライブプラッター等の磁気記録媒体等であるが、これらに限定されるものではない。

図４Ｂを参照すると、本発明の幾つかの実施形態によるマルチレベル復号器４４０が示されている。記憶装置から取り出された符号化データ４３２に基づくアナログ信号４５０は、アナログ／デジタル変換器４５２によってサンプリングされ、一連のデジタルサンプル４５４が得られる。幾つかの実施形態では、アナログ信号４５０は、記憶媒体に対して配置された読み出し／書き込みヘッドアセンブリ（図示せず）から得られる。本明細書において提供される開示に基づくと、当業者であれば、アナログ信号４５０を得ることができる様々なソースを認識するであろう。アナログ／デジタル変換器回路４５２は、アナログ信号４５０を対応する一連のデジタルサンプル４５４に変換する。アナログ／デジタル変換器回路４５２は、アナログ入力信号に対応するデジタルサンプルを生成することが可能な、当該技術分野で知られている任意の回路とすることができる。本明細書において提供される開示に基づくと、当業者であれば、本発明の種々の実施形態に関して用いることができる様々なアナログ／デジタル変換器回路を認識するであろう。

デジタルサンプル４５４は、幾つかの実施形態では、等化器回路４５６に提供される。等化器回路４５６は、等化アルゴリズムをデジタルサンプル４５４に適用して、等化出力４５８を得る。本発明の幾つかの実施形態では、等化器回路４５６は、当該技術分野で知られているようなデジタル有限インパルス応答フィルター回路である。

この場合も、取り出されたシンボルの値は、シンボル間干渉に起因してそれに近接したビットによる影響を受ける。３タップ２次元等化器４５６の出力からの等化サンプル４５８は、以下のように表すことができる。

式中、ｙ_ｍ，ｎは、記憶媒体上のロケーションｍ，ｎにおいて記録されたシンボルの等化サンプルであり、ｍは、トラックインデックスであり、ｎは、シンボルインデックスであり、Ｔは、ターゲットのシンボル及びそれに近接したシンボルの重みを表し、ｕは、ターゲットのシンボル及びそれに近接したシンボルを表す。トラックオフセット値ｉ及びシンボルオフセット値ｊは、ターゲットのシンボル（ここで、ｉ＝ｊ＝０）及びそれに近接した８つのシンボルを参照するのに用いられる。トラック間干渉を有しない１次元の場合、ｉは０になる。

等化サンプル４５８は、直並列変換器４６０に提供される。この直並列変換器は、等化サンプル４５８を分割データ４６２、４７４、及び４８６に分離する。分割データ４６２は、符号化率Ｒ_１で符号化された分割データ４０６ｕ_１に対応する等化サンプルを含む。分割データ４７４は、符号化率Ｒ_２で符号化された分割データ４１４ｕ_２に対応する等化サンプルを含む。分割データ４８６は、符号化率Ｒ_３で符号化された分割データ４２２ｕ_３に対応する等化サンプルを含む。幾つかの実施形態では、直並列変換器４６０は、等化サンプル４５８におけるシンボルを異なる分割データ信号４６２、４７４、又は４８６にストリームにして交互に送るマルチプレクサーとして動作する。幾つかの実施形態では、等化サンプル４５８は、メモリ内に集約され、ストリーム分離よりもメモリアクセス技法を用いて直並列変換器４６０によって分離される。直並列変換器４６０は、等化サンプル４５８を複数の分割データ信号４６２、４７４、及び４８６に分割する任意の回路部を備えることができる。本明細書において提供される開示に基づくと、当業者であれば、本発明の種々の実施形態に関して用いることができる様々な直並列変換器を認識するであろう。さらに、マルチレベル符号器及びマルチレベル復号器は、本明細書における例示の実施形態に開示される３つのレベルに限定されるものではない。

複数のデータ検出器４６４、４７６、４８８が、マルチレベル復号器４４０に備えられている。データ検出器４６４、４７６、４８８は、データ検出アルゴリズムを入力データセットに適用してデータセットの値を検出するように動作可能である。本発明の幾つかの実施形態では、データ検出器４６４は、当該技術分野で知られているようなビタビアルゴリズムデータ検出器回路である。本発明の他の実施形態では、データ検出器４６４は、当該技術分野で知られているような最大事後データ検出器回路である。一般的な語句「ビタビデータ検出アルゴリズム」又は「ビタビアルゴリズムデータ検出器回路」は、任意のビタビ検出アルゴリズム若しくはビタビアルゴリズム検出器回路、又はそれらの変形形態を意味するようにそれらの最も広い意味で用いられることに留意されたい。この変形形態には、双方向ビタビ検出アルゴリズム又は双方向ビタビアルゴリズム検出器回路が含まれるが、これらに限定されるものではない。また、一般的な語句「最大事後データ検出アルゴリズム」又は「最大事後データ検出器回路」は、任意の最大事後検出アルゴリズム若しくは検出器回路、又はそれらの変形形態を意味するようにそれらの最も広い意味で用いられる。この変形形態には、単純化（simplified）最大事後データ検出アルゴリズム及び対数最大値（max-log）最大事後データ検出アルゴリズム、又は対応する検出器回路が含まれるが、これらに限定されるものではない。本明細書において提供される開示に基づくと、当業者であれば、本発明の種々の実施形態に関して用いることができる様々なデータ検出器回路を認識するであろう。完了すると、データ検出器４６４、４７６、４８８は、軟データを含む検出出力４６６、４７８、４９０を提供する。「軟データ」という語句は、本明細書において用いられるとき、信頼性データの各インスタンスが、対応するビット位置又はビット位置群が正確に検出されている尤度を示す、当該信頼性データを意味するようにその最も広い意味で用いられる。本発明の幾つかの実施形態では、軟データ又は信頼性データは、当該技術分野で知られているような対数尤度比データである。

複数のデータ復号器４６８、４８０、４９２も、マルチレベル復号器４４０に備えられている。様々な実施形態において用いられるデータ復号器４６８、４８０、４９２は、データ符号器４１０、４１６、４２４によって実行された符号化の逆を行う任意のタイプの復号器とすることができ、この任意のタイプの復号器は、低密度パリティ検査復号器又はリードソロモン復号器等であるが、これらに限定されるものではない。これらのデータ復号器はそれぞれ、データが符号化されたときに異なる符号化率で符号化されたデータを復号化するように動作可能である。本明細書において提供される開示に基づくと、当業者であれば、本発明の種々の実施形態に関して用いることができる様々なデータ復号器回路を認識するであろう。データ復号器４６８、４８０、４９２は、データ復号化アルゴリズムを復号器の入力４６６、４７８、４９０に可変の数のローカルな復号化反復で適用する。幾つかの実施形態では、データ復号器４６８、４８０、４９２及びそれらの対応するデータ検出器４６４、４７６、４８８は、可変の数のグローバルな検出／復号化反復も実行し、検出器（例えば、４６４）は、前のグローバルな反復中に生成された復号器（例えば、４６８）からの復号化出力からのガイドを用いて、データ検出アルゴリズムを分割データ入力４６２に適用する。

直並列変換器４６０からの符号化率Ｒ_１の分割データ４６２は、データ検出器４６４に提供され、このデータ検出器は、データ検出アルゴリズムを分割データ４６２に適用して検出値４６６を得る。検出値４６６は、復号器４６８に提供され、この復号器は、データ復号化アルゴリズムを検出値４６６に適用して、符号器４１０において実行された符号化の逆を行い、軟復号器出力４７２及び硬判定出力４７０

を得る。軟復号器出力４７２は、各シンボルの各可能な値についての尤度情報を含み、硬判定出力４７０は、各シンボルの最尤値を含む。したがって、硬判定出力４７０

は、正確に又はデータ検出器４６４及び復号器４６８が求めることができる最大限度で、分割データ４０６ｕ_１に対応する。

軟復号器出力４７２は、幾つかの実施形態では、データ検出器４７６がデータ復号器４８０からの軟情報を適用して分割データ４７４の検出プロセスをガイドするのと同じ方法でデータ検出器４７６によって用いられる。例えば、軟復号器出力４７２は、近接したシンボルが＋１の値を有することを示している場合であって、かつ、特定のシステムにおける＋１の値を有するシンボルによるシンボル間干渉がターゲットのシンボルに対して与える影響が判明しているとすると、その干渉値がターゲットのシンボルの軟出力から差し引かれて、干渉が除去される。幾つかの実施形態では、干渉値は、検出器から出力される前に検出器において軟値から差し引かれる。これによって、干渉するシンボルの判定が正しい限り、干渉は除去される。

直並列変換器４６０からの符号化率Ｒ_２の分割データ４７４は、データ検出器４７６に提供され、このデータ検出器は、データ検出アルゴリズムを分割データ４７４に適用して検出値４７８を得る。データ検出プロセス中、データ検出器４７６は、復号器４６８からの軟復号器出力４７２に基づいて、近接したシンボルからの分割データ４７４に対する影響を反転する。分割データ４０６ｕ_１は、最低符号化率Ｒ_１で符号化されているので、分割データ４７４よりも大きな冗長レベルを有する。このより大きな冗長レベルによって、シンボル間干渉が、軟復号器出力４７２及び硬判定出力４７０を得る第１の復号化レベルにおいて解消されない場合であっても、軟復号器出力４７２及び硬判定出力４７０が正しい尤度は高くなる。したがって、分割データ４７４内のシンボルに対する分割データ４６２内のシンボルからの干渉は、データ検出器４７６において解消又は削減することができる。

検出値４７８は、復号器４８０に提供され、この復号器は、データ復号化アルゴリズムを検出値４７８に適用して、符号器４１６において実行された符号化の逆を行い、軟復号器出力４８４及び硬判定出力４８２

を得る。軟復号器出力４８４は、各シンボルの各可能な値についての尤度情報を含み、硬判定出力４８２は、各シンボルの最尤値を含む。したがって、硬判定出力４８２

は、分割データ４１４ｕ_２に対応する。

直並列変換器４６０からの符号化率Ｒ_３の分割データ４８６は、データ検出器４８８に提供され、このデータ検出器は、データ検出アルゴリズムを分割データ４８６に適用して検出値４９０を得る。データ検出プロセス中、データ検出器４８８は、復号器４８０からの軟復号器出力４８４に基づいて、近接したシンボルからの分割データ４８６に対する影響を反転する。分割データ４７４ｕ_２は、分割データ４８６の符号化率Ｒ_３よりも低い符号化率Ｒ_２で符号化されているので、分割データ４８６よりも大きな冗長レベルを有する。したがって、分割データ４８６内のシンボルに対する分割データ４７４及び分割データ４６２内のシンボルからの干渉は、データ検出器４８８において解消又は削減することができる。

検出値４９０は、復号器４９２に提供され、この復号器は、データ復号化アルゴリズムを検出値４９０に適用して、符号器４２４において実行された符号化の逆を行い、硬判定出力４９４

を得る。硬判定出力４９４は、各シンボルの最尤値を含む。したがって、硬判定出力４９４

は、分割データ４２２ｕ_３に対応する。

硬判定出力４８２及び４９４を得る復号化の低符号化率レベルは、それよりも前のレベルに少なくとも部分的に依存するが、検出動作及び復号化動作は、幾つかの実施形態では、少なくとも部分的に並列に実行することができる。例えば、検出器４７６及び復号器４８０における幾つかの検出及び復号化の反復は、検出器４６４及び復号器４６８がまだ分割データ４６２に対して操作している間に実行することができ、復号器４６８からの軟復号器出力４７２は、データが収束して復号化が復号器４６８において完了すると直ちにデータ検出器４７６において適用される。他の幾つかの実施形態では、データが収束して復号化が復号器４６８において完了する前において、少なくとも１つの反復が復号器４６８において完了して軟復号器出力４７２が利用可能になると直ちに、復号器４６８からの軟復号器出力４７２は、データ検出器４７６において適用される。更に他の実施形態では、各レベル又は各ステージは、復号化が前のレベルステージにおいて完了するまで開始を待機する。ここで、マルチレベル復号器４４０の幾つかの実施形態における復号器ステージは、データ検出器及びデータ復号器を備える。

データ復号器４６８、４８０、４９２からの硬判定出力４７０、４８２、４９４は、並直列変換器４９６によってマージ又は再結合されて、硬判定４９８が得られる。この硬判定は、マルチレベル符号器４００に提供される、入力４０２におけるデータに対応する。硬判定４９８は、所望される場合には更に処理することができ、使用のために出力することができる。例えば、幾つかの実施形態では、マルチレベル符号化及び復号化は、セクター単位で実行され、セクターのデータが３つの全ての復号器４６８、４８０、４９２において収束すると、復号化されたセクター全体が硬判定４９８として出力される。

図５を参照すると、本発明の幾つかの実施形態による、マルチレベル符号器によって符号化されたデータの記憶媒体上の記録パターン５００が示されている。直並列変換器４０４及び並直列変換器４３０は、データを図５におけるようなパターンで記憶媒体上に記録する順序で、データを異なる符号化率で符号化される部分に分割する。これによって、マルチレベル復号器は、低レベルの復号化からの軟情報を後続のレベルの復号化に適用して、シンボル間干渉の影響を解消又は削減することが可能になる。したがって、異なる符号化率で符号化されたデータは、ディスクに書き込まれるときに、低符号化率で符号化されたシンボルの値を求めることができるとともに、それらのシンボルが高符号化率で符号化された近接したシンボルに対して与える干渉を解消又は削減することができるようにインターリーブされる。符号化率Ｒ_１で符号化されたシンボルは、番号１としてマーキングされた円（例えば、５０２）によって図５に表され、符号化率Ｒ_２で符号化されたシンボルは、番号２としてマーキングされた円（例えば、５０４）によって表され、符号化率Ｒ_３で符号化されたシンボルは、番号３としてマーキングされた円（例えば、５０６）によって図５に表されている。幾つかの実施形態では、記録パターンは、最高符号化率で符号化されたシンボルを交互のトラック５１０、５１２、５１４及びそれらの間に在るトラック５１６、５１８上に配置し、低符号化率で符号化されたシンボルを交互にする。しかしながら、マルチレベル符号化及び復号化は、図５に示すパターンに限定されるものではなく、検出プロセス中に２次元シンボル間干渉の影響を削減する任意の記録パターンとともに用いることができる。

したがって、直並列変換及び並直列変換は、各シンボルが磁気記憶媒体上に記憶されるロケーションに少なくとも部分的に基づいている。例えば、データが、符号化率３を割り当てられたトラック（例えば、５１２）に書き込まれているデータセクターに完全に対応する場合、そのデータは、符号器３４２４によって符号化率３で全て符号化され、直並列変換器４０４は、入力４０２からの全てのシンボルをデータストリーム４２２に送る。データが、符号化率１及び２に割り当てられたトラック（例えば、５１６）に書き込まれているデータセクターに完全に対応する場合、直並列変換器４０４は、入力４０２からの各連続シンボルをデータストリーム４０６又はデータストリーム４１４に交互に送る。データが２つの隣接するトラックに及ぶ場合、直並列変換器４０４は、入力４０２からのシンボルを、それらのターゲットの記憶装置ロケーションに従って、データストリーム４０６、４１４、４２２のそれぞれに送り、図５に示すパターン、又は取り出されたデータの値を検出するときの２次元シンボル間干渉の影響を削減する他の任意のパターンを得る。

図６を参照すると、チャネルモデル６００が、第１の検出レベル及び第１の復号化レベル後に残っている２次元シンボル間干渉を示している。特に、符号化率Ｒ_２及びＲ_３で符号化されたシンボルに対する符号化率Ｒ_１で符号化されたシンボルの影響が解消されている。符号化率Ｒ_１で符号化されたシンボルからの解消された２次元シンボル間干渉は、破線（例えば、６０２）によって示されている。

図７を参照すると、チャネルモデル７００が、第２の検出レベル及び第２の復号化レベル後に残っている１次元シンボル間干渉を示している。特に、符号化率Ｒ_３で符号化されたシンボルに対する符号化率Ｒ_１及びＲ_２で符号化されたシンボルの影響が解消されている。符号化率Ｒ_１及びＲ_２で符号化されたシンボルからの解消された２次元シンボル間干渉は、破線（例えば、７０２）によって示されている。したがって、マルチレベル符号化及びマルチレベル復号化は、２次元検出器を必要とすることなく２次元シンボル間干渉を解消又は削減する。低符号化率及びより大きな冗長性のために、高符号化率の符号化シンボルのシンボル間干渉が低符号化率の符号化シンボルに対して解消されない場合であっても、符号化率Ｒ_１及びＲ_２で符号化されたシンボルも、マルチレベル符号化及び復号化からの利益を受ける。したがって、ビットエラーレート性能は、全体的な符号化率を高くすることなく改善される。

図８を参照すると、流れ図８００が、本発明の１つ又は複数の実施形態によるマルチレベルデータ符号化の方法を開示している。流れ図８００によると、データ入力が受信される（ブロック８０２）。このデータ入力は、複数のデータセグメントに分割される（ブロック８０４）。データ入力は、再結合されて記憶媒体上に記録されるとき、異なる符号化率（coderate）で符号化されているシンボルが、マルチレベル検出プロセス中に２次元シンボル間干渉を解消することを可能にするパターンで点在するように分割される。データセグメントのそれぞれは異なる符号化率で符号化されて、符号化データセグメントが得られる（ブロック８０６）。この符号化データセグメントは結合されて、符号化データ出力が得られる（ブロック８０８）。この符号化データ出力は、その後、磁気ハードディスクプラッター等の記憶媒体上に記録することができる。

図９を参照すると、流れ図９００が、本発明の１つ又は複数の実施形態によるマルチレベルデータ復号化の方法を開示している。流れ図９００を追っていくと、符号化されたデータのサンプルが、それぞれが異なる符号化率で符号化されている複数のデータセグメントに分割される（ブロック９０２）。最低符号化率（coderate）で符号化されたデータセグメントの値が求められる（ブロック９０４）。幾つかの実施形態では、これは、データ検出プロセス及びデータ復号化プロセスを実行することを含む。データ検出プロセスは、ビタビ検出アルゴリズム又は最大事後検出アルゴリズム等であるが、これらに限定されるものではなく、データ復号化プロセスは、低密度パリティ検査復号化アルゴリズム又はリードソロモン復号化アルゴリズム等であるが、これらに限定されるものではない。次に高い符号化率で符号化されたデータセグメントの値が求められ、次に低い符号化率のシンボルから干渉が取り去られる（ブロック９０６）。全てのレベルが復号化されたか否か、すなわち、より高い符号化率で符号化されたデータセグメントが残っているか否かについての判断が行われる（ブロック９０８）。全てのレベルが復号化されていない場合、プロセスは、次に高い符号化率で符号化されたデータセグメントについてブロック９０６を続ける。全てのレベルが処理されると、各異なる符号化率で符号化されたデータセグメントの値が結合され、復号化データが得られる（ブロック９１０）。この復号化データは、その後、出力することもできるし（ブロック９１２）、更に処理することもできる。

上記のアプリケーションにおいて論述した様々なブロックは、他の機能とともに集積回路に実装することができることに留意すべきである。そのような集積回路は、所与のブロック、システム若しくは回路の機能の全て、又はブロック、システム若しくは回路のサブセットの機能の全てを含むことができる。また、ブロック、システム又は回路の要素を複数の集積回路にわたって実装することができる。そのような集積回路は、当該技術分野において知られている任意のタイプの集積回路とすることができる。この任意のタイプの集積回路には、モノリシック集積回路、フリップチップ集積回路、マルチチップモジュール集積回路及び／又は混合信号集積回路が含まれるが、これらに限定されるものではない。本明細書において論述されたブロック、システム又は回路の様々な機能を、ソフトウェア又はファームウェアのいずれかで実装することができることにも留意すべきである。そのような幾つかの場合には、システム全体、ブロック全体又は回路全体を、そのソフトウェア等価物又はファームウェア等価物を用いて実装することができる。他の場合には、所与のシステム、ブロック又は回路の一部分をソフトウェア又はファームウェアで実装することができる一方、他の部分はハードウェアで実装される。

結論として、本発明は、マルチレベル符号化及びマルチレベル復号化のシステム、デバイス、方法及び構成を提供する。本発明の１つ又は複数の実施形態の詳細な説明が上記で与えられたが、本発明の趣旨から逸脱することなく、様々な代替形態、変更形態及び均等物が当業者には明らかであろう。したがって、上記の説明は本発明の範囲を限定するものとして解釈されるべきではなく、本発明の範囲は添付の特許請求の範囲によって規定される。

図１
１００磁気記憶媒体
１１６データトラック
１１８データトラック
１２０データトラック
１１２、１１４サーボウェッジ
１３０サーボデータ
１３０ａ、１３０ｂ Servo Data サーボデータ
１３０ａ，１３０ｂサーボデータビットパターン
１３２プリアンブルパターン
１３２ Preamble プリアンブル
１３４サーボアドレスマーク
１３６ Gray code グレイコード
１３８ Burst バースト
１４０繰り返し可能ランアウト（ＲＲＯ）フィールド
１４２ User Data ユーザーデータ
１４２ユーザーデータ領域
１４４ユーザー同期（sync）マーク
１４４ User Sync Mark ユーザー同期マーク
１４６ User Preamble ユーザープリアンブル
１４６ユーザープリアンブル
図２
２００記憶システム
２０２読み出しチャネル回路
２０２読取りチャネル回路
２０２Read Channel With Multi-Level Encoder And Decoder マルチレベル符号器及び復号器を有する読み出しチャネル
２０４ Preamp 前置増幅器
２０６ Interface Controller インターフェースコントローラー
２１０ Hard Disk Controller ハードディスクコントローラー
２１２ Motor Controller モーターコントローラー
２１４ Spindle Motor スピンドルモーター
２１６ Disk Platter ディスクプラッター
２２０ Read/Write Head 読み出し／書き込みヘッド
２２２ Read Data 読み出しデータ
２２４ Write Data 書き込みデータ
図３
３００状態グラフ
３０２，３０４状態グラフ３００おいて、円
３０６２つの円の間の線
３１６データトラック
３１０ターゲットのシンボル
３１２先行するシンボル
３１４後続のシンボル
３３４，３３６近接したトラック
３２０、３２２、３２４、３２６、３３０、３３２近接したシンボル
図４
Ｒ１符号化率
Ｒ２符号化率
Ｒ３符号化率
４００マルチレベル符号器
４０２入力
４０４ Serial To Parallel Converter 直並列変換器
４０６ｕ１、４１４ｕ２、及び４２２ｕ３分割データ
４１０、４１６、４２４データ符号器
４１０、４１６、４２４ Encoder 符号器 Rate 符号化率
４１２、４２０、４２６符号化データ
４３０ Parallel To Serial Converter 並直列変換器
４３２符号化データ
４４０マルチレベル復号器
４５０アナログ信号
４５２ Analog To Digital Converter アナログ／デジタル変換器
４５４デジタルサンプル
４５６等化器回路
４５６ Equalizer 等化器
４５８等化出力
４６０ Serial To Parallel Converter 直並列変換器
４６２、４７４、及び４８６分割データ
４６４、４７６、４８８データ検出器
４６４、４７６、４８８ Detector 検出器
４６６、４７８、４９０軟データを含む検出出力
４６８、４８０、４９２データ復号器
４６８、４８０、４９２ Decoder 復号器
４７０硬判定出力
４７２軟復号器出力
４７４分割データ
４７６データ検出器
４７８検出値
４８０復号器
４８２硬判定出力
４８４軟復号器出力
４８６分割データ
４８８データ検出器
４９０検出値
４９２復号器
４９４硬判定出力
４９６ Parallel To Serial Converter 並直列変換器
４９８硬判定
図５
５００記録パターン
５０２番号１としてマーキングされた円
５０４番号２としてマーキングされた円
５０６番号３としてマーキングされた円
５１０、５１２、５１４交互のトラック
５１６、５１８交互のトラックの間に在るトラック
５１２符号化率３を割り当てられたトラック
５１６符号化率１及び２に割り当てられたトラック
図６
６００チャネルモデル
６０２破線
図７
７００チャネルモデル
７０２破線
図８
８００流れ図
８０２ Receive Data Inputデータ入力を受信（ブロック８０２）
８０４ Divide Data Input Multiple Data Segments データ入力を複数のデータセグメントに分割する（ブロック８０４）
８０６ Encode Each Of The Data Segments At A Different Code Rate, YieldingEncoded Data Segments データセグメントのそれぞれを異なる符号化率で符号化し、符号化データセグメントを得る（ブロック８０６）
８０８ Combine Encoded Data Segments To Yield Encoded Data Output 符号化データセグメントを結合して、符号化データ出力を得る（ブロック８０８）
図９
９００流れ図
９０２ Divide Encoded Data Samples Into Multiple Data Segments, Each HavingBeen Encoded At A Different Code Rate 符号化データサンプルを、それぞれが異なる符号化率で符号化されている複数のデータセグメントに分割する（ブロック９０２）
９０４ Determine Values Of Data Segment Encoded At Lowest Data Rate 最低符号化率（coderate）で符号化されたデータセグメントの値を求める（ブロック９０４）
９０６ Determine Values Of Data Segment Encoded At Next Higher Data Rate,Subtracting Out Interference From Symbols At Lower Data Rate 次に高い符号化率で符号化されたデータセグメントの値を求め、低符号化率のシンボルからの干渉を取り去る（ブロック９０６）
９０８ All Levels Decoded? 全てのレベルは復号化されたか？（ブロック９０８）
９１０ Combine Values Of Data Segments Encoded At Each Different Data Rate,Yielding Decoded Data 各異なる符号化率で符号化されたデータセグメントの値を結合し、復号化データを得る（ブロック９１０）
９１２ Output Decoded Data 復号化データを出力する

Claims

記憶システムであって、
データセットを保持するように動作可能な記憶媒体と、
前記データセットを前記記憶媒体に書き込むとともに前記データセットを前記記憶媒体から読み出すように動作可能な読み出し／書き込みヘッドアセンブリと、
前記データセットが前記記憶媒体に書き込まれる前に、該データセットを複数の異なる符号化率で符号化するように動作可能なマルチレベル符号器と、
前記記憶媒体から取り出された前記データセットを復号化するとともに、低符号化率で符号化された復号化値を、高符号化率で符号化された値を復号化するときに適用するように動作可能なマルチレベル復号器と、
を備える、記憶システム。
前記マルチレベル符号器は、前記データセット内の異なる符号化率で符号化されたシンボルが前記記憶媒体上でインターリーブされるように、前記データセットを複数の異なる符号化率で符号化するように動作可能である、請求項１に記載の記憶システム。
前記記憶媒体上に保持される前記データセット内の前記各シンボルは、前記複数の符号化率のうちの異なる１つで符号化された前記データセット内の少なくとも１つの他のシンボルに隣接して記録される、請求項２に記載の記憶システム。
前記低符号化率で符号化された復号化値を、高符号化率で符号化された値を復号化するときに適用することは、トラック間干渉を削減する、請求項２に記載の記憶システム。
前記マルチレベル符号器は、前記データセットを、前記異なる符号化率で符号化される複数のデータセグメントに分割するように動作可能な直並列変換器を備える、請求項１に記載の記憶システム。
前記マルチレベル符号器は、前記複数の符号化率のうちの異なる１つで入力データを符号化するようにそれぞれ動作可能な複数のデータ符号器を備える、請求項１に記載の記憶システム。
前記マルチレベル符号器は、前記複数の異なる符号化率で符号化されたデータセグメントを結合して符号化データセットを得るように動作可能な並直列変換器を備える、請求項１に記載の記憶システム。
前記マルチレベル復号器は、前記データセットを、前記複数の符号化率のうちの異なる１つでそれぞれ符号化される複数のデータセグメントに分割するように動作可能な直並列変換器を備える、請求項１に記載の記憶システム。
前記マルチレベル復号器は、前記複数の符号化率のうちの最も低いもので符号化された前記複数のデータセグメントのうちの第１のものを復号化するように動作可能な第１の復号器、及び第１の検出器を更に備える、請求項８に記載の記憶システム。
前記マルチレベル復号器は、前記複数の符号化率のうちの次に最も低いもので符号化された前記複数のデータセグメントのうちの第２のものを復号化するように動作可能な第２の復号器、及び第２の検出器を更に備え、前記第２の検出器は、前記第１の復号器からの復号化値に基づいて前記複数のデータセグメントのうちの前記第２のものにおけるシンボル間干渉を解消するように動作可能である、請求項９に記載の記憶システム。
前記マルチレベル復号器は、前記複数の符号化率のうちの最も高いもので符号化された前記複数のデータセグメントのうちの第３のものを復号化するように動作可能な第３の復号器、及び第３の検出器を更に備え、前記第３の検出器は、前記第２の復号器からの復号化値に基づいて前記複数のデータセグメントのうちの前記第３のものにおけるシンボル間干渉を解消するように動作可能である、請求項１０に記載の記憶システム。
前記マルチレベル復号器は、前記複数の異なる符号化率で符号化されたデータセグメントの復号化値を結合して符号化データセットを得るように動作可能な並直列変換器を備える、請求項１に記載の記憶システム。
前記マルチレベル符号器及び前記マルチレベル復号器は、集積回路として実施される、請求項１に記載の記憶システム。
マルチレベル符号器であって、
データを、該データの記憶パターンに基づいて複数のデータセグメントに分割し、記憶されるときに、前記複数のデータセグメント内のシンボルがインターリーブされるようにするよう動作可能な直並列変換器と、
前記複数のデータセグメントのうちの１つを異なる符号化率でそれぞれ符号化するように動作可能な複数のデータ符号器と、
前記複数のデータ符号器のそれぞれからの符号化出力を結合して符号化データ出力を得るように動作可能な並直列変換器と、
を備える、マルチレベル符号器。
前記複数のデータ符号器は、低密度パリティ検査符号器を含む、請求項１４に記載のマルチレベル符号器。
前記直並列変換器は、シンボルが記憶されるときに該シンボルをインターリーブして、前記符号化率のうちの１つで符号化されたシンボルが前記符号化率のうちの別のもので符号化された少なくとも１つのシンボルに隣接するようにするよう動作可能である、請求項１４に記載のマルチレベル符号器。
マルチレベル復号器であって、
データを、それぞれが異なる符号化率で符号化された複数の符号化データセグメントに分割するように動作可能な直並列変換器と、
複数の復号器ステージであって、各復号器ステージは、前記複数の符号化データセグメントのうちの１つを復号化して、複数の復号器出力を得るように動作可能であり、前記複数の復号器ステージのうちの少なくとも１つは、前記異なる符号化率のうちの低いものに関連付けられた復号器ステージからの復号器出力に基づいて干渉を解消するように動作可能である、複数の復号器ステージと、
前記複数の復号器出力を結合して復号化データを得るように動作可能な並直列変換器と、
を備える、マルチレベル復号器。
前記複数の復号器ステージはそれぞれ、値が正しく検出されたことの尤度を計算するように動作可能な検出器と、エラーを検出して訂正するように動作可能な復号器とを備える、請求項１７に記載のマルチレベル復号器。
前記複数の復号器ステージのうちの前記少なくとも１つにおける前記検出器は、前記異なる符号化率のうちの前記低いものに関連付けられた前記復号器ステージからの前記復号器出力に基づいて干渉値を取り去ることによって、干渉を解消するように動作可能である、請求項１８に記載のマルチレベル復号器。
前記複数の復号器ステージのうちの前記少なくとも１つにおける前記検出器は、ターゲットのシンボルに隣接して記憶されたシンボルの復号化値に基づいて干渉値を取り去ることによって前記ターゲットのシンボルの干渉を解消するように動作可能である、請求項１８に記載のマルチレベル復号器。