JP2765374B2 - 適応フィルタ制御方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、符号間干渉の発生した
光ディスクの再生信号から、干渉成分を除去するための
適応フィルタの特性制御に関する。

【０００２】

【従来の技術】光ディスクでは、記録再生系を通過した
信号に生じた波形歪を除去するために、再生回路中に等
化器を設けることによって記録系列中の符号間干渉の補
償が行われる。記録再生系における伝達特性が変化する
場合や、伝達特性が特定できない場合には、再生された
信号から波形歪を推定して等化器の特性を決定するとい
う、適応等化の方法がとられる。

【０００３】等化器の応答特性は、出力として得られる
再生信号が適当なパーシャルレスポンス等化特性をもつ
ように設定することによって、高密度記録を行った場合
にも低いエラーレートを実現できる。パーシャルレスポ
ンス等化とは、信号中の符号間干渉量を適当に操作する
ことによって、疑似的に多値の判定を行う代わりに信号
の周波数帯域を制限する方式である。再生信号等化で
は、例えば高周波成分の強調を抑え、雑音によるエラー
レートの増加を防ぐ目的で用いられる。例えばパーシャ
ルレスポンス等化方式の中のＰＲ（１，１）等化を用い
た場合には、二値信号を疑似的に三値信号として等化す
ることによって、信号の所要帯域を約半分に抑えること
ができる。

【０００４】従来用いられている適応フィルタの構成を
図４に示す。等化前の信号は、入力端子１より入力され
る。入力信号は、遅延素子３、乗算器４、加算器５から
構成されるトランスバーサルフィルタ２によって、波形
歪を取り除かれ、出力端子６より出力される。この出力
信号は、タップ利得の更新に用いる誤差信号を取り出す
ためにフィードバックされる。

【０００５】タップ係数が最適な値に設定されていない
場合、出力端子からは波形歪の残った信号が出力され
る。ＰＲ（１，１）方式による三値等化を行う場合に
は、三値判定回路７によって、この波形歪の残る信号Ｒ
から三値判定を行い、基準レベル発生回路８が基準とな
る振幅をもつ三値信号Ｄを出力する。タップ利得係数
は、トランスバーサルフィルタの出力信号Ｒと基準レベ
ル発生回路８の出力信号Ｄとの差によって得られる誤差
信号Ｅのパワーを最小にする方向に変化させる。このた
め、タップ係数が適正な値に収束した後には、フィルタ
出力信号は基準レベル発生回路の出力として与えた三値
をとる。

【０００６】誤差信号は、適当な時間遅延されたフィル
タの入力信号と共に相関器１２に送られ、相関器は両者
の相関強度を出力する。相関器の出力信号は積分器１３
によって積分されタップ利得係数として各タップの乗算
器に与えられる。

【０００７】以上の例では、波形歪をもった再生信号の
みを用いて、データの判定と誤差信号の出力を行ってい
るため、歪が大きい場合には判定器の出力そのものに誤
りが生じ、正しい出力が得られなくなる。これを避ける
ために、多くの場合、入力信号には同期信号に続いてあ
らかじめ決められたパターンをもつトレーニング信号が
付加される。タップ利得係数は、同期信号に続いて得ら
れる再生信号がトレーニング信号のパターンに一致する
方向に修正される。図５には、トレーニング信号を用い
て係数の更新を行う回路例を示す。

【０００８】トランスバーサルフィルタ２、相関器１２
および積分器１３の構成は、図４の例と同様である。同
期信号検出回路１９は、トランスバーサルフィルタの出
力Ｒを監視し、トレーニング信号に先行して現れる同期
信号を検出した時点から一定時間、再生信号に含まれる
ものと同じトレーニングパターンの発生を、トレーニン
グ信号発生回路２０に促す。基準レベル発生回路８はト
レーニング信号を三値信号Ｄに変換して出力し、更に減
算器９がトランスバーサルフィルタ出力信号ＲとＤとの
差としてＥ１を出力する。それらと同時に、トレーニン
グ信号が出力されている間、同期信号検出回路からの信
号によってスイッチ１１が閉じられることで、参照誤差
信号Ｅ２を相関器１１に出力する。一方、トレーニング
信号以外の信号が入力されている期間にはスイッチは開
かれ、相関器の誤差信号入力Ｅ２を０にすることによっ
て、係数の更新は禁止される。

【０００９】本来トランスバーサルフィルタによる等化
は、線形歪の除去を目的としている。このため、線形歪
のみで構成される波形歪は、再生信号中から効果的に取
り除かれる。しかし、例えば光ビームを用いて熱記録を
行う光ディスクの場合には、記録ピットを連続して形成
すると、図６の斜線で示すようなピット間の重なりが生
ずる。このため、再生信号は単一のピットによる再生信
号２２の重ね合わせによって得られる破線２４の様な波
形とならず、実線２３のような再生振幅をもつ。ここに
現れる非線形歪成分は、トランスバーサルフィルタによ
って取り除くことができないため出力信号中に残され、
エラーレート悪化の要因となる。

【００１０】再生信号中に含まれる非線形成分は、図６
に示したピットの重なりによる成分の他に、記録媒体上
の熱の流れによって、記録ピットの前縁と後縁の大きさ
が変わるために現れる成分も知られている。しかし、こ
の非線形成分は特願平１−３２２３４０に示されるよう
な記録パワー制御によって取り除くことができる。

【００１１】

【発明が解決しようとする課題】光記録や光磁気記録で
は、記録媒体の形状や磁化の方向を変化させることによ
って情報の蓄積を行っているため、記録密度が高くなる
と入出力特性に非線形性が現れる。

【００１２】一方、再生信号の等化を行うトランスバー
サルフィルタ回路は、再生信号の遅延，係数の乗算，加
算といった、線形操作のみによって構成されているた
め、信号が非線形歪を有する場合にはその成分を取り除
くことができない。従って、ここで通常の係数制御方法
を用いた場合には、この非線形性による影響によって等
化能力が著しく低下し、判定誤差の増加を招くという欠
点があった。

【００１３】本発明の目的は、以上の様な問題点に対
し、非線形歪による影響を受けにくい係数制御方法を提
供し、フィルタ出力信号の判定誤差を低く抑えることに
ある。

【００１４】

【課題を解決するための手段】本発明は、光ディスクの
再生信号にパーシャルレスポンス等化を施して出力信号
を生成する適応トランスバーサルフィルタにおいて、前
記出力信号が正か負の最大振幅をもつ符号で、かつ直前
および直後の符号とともに一致する場合に、前記出力信
号を係数制御に用いる参照信号から除外することを特徴
とする適応フィルタ制御方法である。

【００１５】

【作用】光ディスクのディジタル記録系における非線形
歪は、主に図６に示したような記録ピットの重複に起因
するため、同一符号の連続が生じた場合に特徴的に現れ
る。一方、再生信号の判定においては、同一符号が連続
している場合よりも、符号が反転している場合にその反
転位置を特定する方が困難で、符号間干渉によるビット
シフトなどの影響を受け易い。

【００１６】本発明では、比較的符号間干渉による影響
を受け易く、かつ非線形歪による影響の少ない、符号の
反転位置前後の誤差信号を用いてタップ係数を制御す
る。これによって、データ判定で重要となる符号反転の
前後において良好な等化特性を有する。

【００１７】

【実施例】次に図１から図３を参照して、本発明の実施
例を説明する。

【００１８】図１は一実施例を示すブロック図である。
トランスバーサルフィルタ２は従来例と同様に構成され
る。トランスバーサルフィルタの出力信号Ｒから三値判
定回路７によって三値判定された信号は基準レベル発生
回路８によって基準となる振幅をもつ三値信号Ｄに変換
される。出力信号Ｒは三値信号Ｄとともに減算器９に入
力され、出力誤差信号Ｅ１が取り出される。

【００１９】これと同時に誤差信号選択回路１０は、三
値判定回路の出力信号から有効な誤差信号の出力されて
いるタイミングを抽出し、選択信号Ｓを出力する。スイ
ッチ１１は選択信号Ｓによって動作し、有効な誤差信号
のみを参照誤差信号Ｅ２として相関器１２に送るように
働く。Ｓがアクティブとなった場合にはスイッチ１１が
閉じられ、相関器の入力Ｅ２はＥ１に等しくなる。その
結果、タップ係数は誤差信号と入力信号の相関によって
適応制御される。一方、選択信号が非アクティブの場合
にはスイッチ１１が開放され、各相関器に入力される参
照誤差信号Ｅ２が０となるためにトランスバーサルフィ
ルタ２のタップ係数は変化しない。

【００２０】図２は三値判定回路７、基準レベル発生回
路８、および誤差信号選択回路１０の実施例の詳細を示
すブロック図である。三値判定回路７はトランスバーサ
ルフィルタの出力信号Ｒを入力として、抵抗Ｒ９，Ｒ１
０，Ｒ１１によって決まるスレッショルドレベルに基づ
いて判定を行う。三値判定回路の出力信号Ｔ１，Ｔ２
は、入力Ｒのレベルに応じて、Ｔ１，Ｔ２ともに非アク
ティブ、Ｔ１のみアクティブ、Ｔ１，Ｔ２ともにアクテ
ィブの三通りの状態をとり得る。基準レベル発生回路８
はＴ１，Ｔ２の各状態に応じて基準となる振幅をもつ三
値信号Ｄを発生する。信号のレベルは抵抗Ｒ１〜Ｒ８に
よって規定される。誤差信号選択回路１０では、誤差信
号Ｅ１を参照誤差信号Ｅ２として使用するか否かが判定
される。Ｔ１が３回以上連続して非アクティブとなって
いる場合、あるいはＴ２が３回以上連続してアクティブ
となっている場合には、誤差信号Ｅ１を参照誤差から除
外するためにＳが非アクティブとされる。

【００２１】この構成では誤差信号選択回路１０に単位
時間Ｔの時間遅れがあるため、減算器９とスイッチ１１
との間には遅延素子３が必要となる。またこれに伴い、
相関器に入力されるフィルタ入力信号の遅延量も時間Ｔ
だけ多くなる。

【００２２】図３にはトレーニング信号が付加されてい
る記録信号に対して、本方式の等化方法を適用する場合
のブロック図を示す。同期信号検出回路１９は従来例と
同様にトランスバーサルフィルタからの出力信号Ｒを監
視し、同期信号に続いて現れるトレーニング期間の間、
トレーニング信号の発生を促す。トレーニング信号発生
回路２０の出力は減算器９に送られ、誤差信号Ｅ１を取
り出すのに使われると同時に、誤差信号選択回路１０に
渡される。

【００２３】誤差信号のフィードバック経路に設けられ
たスイッチ１１は、誤差信号選択回路１０と同期信号検
出回路１９の両者の出力が共にアクティブのときに限っ
て閉じられ、トレーニング信号期間中でかつ誤差信号選
択回路に設けられた条件を満たす誤差信号のみによっ
て、係数の制御が行われる。入力信号の波形歪が大き
く、再生信号から得られる判定誤差が大きい場合に有効
である。

【００２４】この回路においては、係数の制御がトレー
ニング信号のみによって行われる。そのため、ＲＬＬ符
号などの記録符号を用いる場合には、トレーニング信号
も同様のＲＬＬ則を満たしている方が、より好ましい。
また、トレーニング信号を実データ記録の際に同時に行
う方が、トレーニング信号と実データとに同一の記録条
件が与えられる点で望ましい。

【００２５】以上の実施例においては三値のパーシャル
レスポンス等化信号を用いる場合について説明したが、
三値以外のパーシャルレスポンス信号を用いる場合にも
同様な回路によって実現できる。

【００２６】

【発明の効果】本発明の制御方法を用いることによっ
て、適応フィルタに入力される光ディスク再生波形に非
線形歪が多い場合にも、判定誤りの少ない良好な等化出
力を取り出すことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例を示す系統図。

【図２】三値判定回路，基準レベル発生回路および誤差
信号選択回路の詳細を示す系統図。

【図３】本発明の他の実施例を示す系統図。

【図４】従来の適応フィルタの構成を示す系統図。

【図５】従来の別の適応フィルタの構成を示す系統図。

【図６】非線形歪の発生原因を説明するための図。

【符号の説明】

１ 入力端子 ２ トランスバーサルフィルタ ６ 出力端子 ７ 三値判定回路 ８ 基準レベル発生回路 ９ 減算器 １０ 誤差信号選択回路 １２ 相関器 １３ 積分器 １９ 同期信号検出回路 ２０ トレーニング信号発生回路 ２１ 記録ピット ２２ 単一ピット応答波形 ２３ 再生波形

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 光ディスクの再生信号にパーシャルレス
   ポンス等化を施して出力信号を生成する適応トランスバ
   ーサルフィルタにおいて、前記出力信号が正か負の最大
   振幅をもつ符号で、かつ直前および直後の符号とともに
   一致する場合に、前記出力信号を係数制御に用いる参照
   信号から除外することを特徴とする適応フィルタ制御方
   法。