JP2765375B2 - 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】従来用いられている適応フィルタの構成を
図６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、フィルタの係数の更新に用いる誤差信号を取り
出すために相関器１２にフィードバックされる。

【０００４】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。判定
回路７は、この波形歪の残る信号Ｒから二値判定を行
い、基準となる振幅をもつ二値信号Ｄを出力する。係数
は、トランスバーサルフィルタの出力信号Ｒと判定回路
７の出力信号Ｄから誤差演算回路８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、係数が適正な値に収束した後には、フィルタ出力
信号Ｒは判定回路出力Ｄとして与えた２値をとる。

【０００５】誤差信号Ｅ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１
３によって積分されトランスバーサルフィルタの各タッ
プの係数として乗算器４に与えられる。

【０００６】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回路の出力そのものに
誤りが生じ、正しい係数制御が行えなくなる。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７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。

【０００７】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６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、再生信号とに含まれ
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。また、同時にスイッチ１
１−３を閉じることで、誤差信号演算回路から出力され
る信号Ｅ１を誤差信号Ｅ２として相関器１２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１１−３は開かれ、相関器へ入力さ
れる誤差信号Ｅ２を０にすることによって、係数の更新
は禁止される。

【０００８】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９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２６の重ね合わせによって得られる破線２８の様な波
形とならず、実線２７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。

【０００９】再生信号中に含まれる非線形成分は、図９
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。

【００１０】ピットの重なりの影響による非線形成分の
影響を受けにくいトランスバーサルフィルタの係数制御
方法には、特願平２−３３９１７５に示されるような方
法がある。この方法では図８に示すような回路によっ
て、符号の変化する直前あるいは直後の誤差信号のみを
用いて係数制御が行われる。トランスバーサルフィルタ
２からの出力信号は判定回路７によって２値判定された
後、誤差演算回路８に入力されるとともに誤差信号選択
回路１０にも入力される。誤差信号選択回路では、直前
あるいは直後に符号の反転があるか否かを検出し、反転
の前後の符号に対応する誤差信号に対してスイッチ１１
−３を閉じるための制御信号Ｓをアクティブにする。ス
イッチが閉じられている期間は誤差演算回路によって出
力されるＥ１は誤差信号Ｅ２として相関器に送られ、係
数制御に用いられる。一方、スイッチ１１−３が開かれ
ている期間は相関器への誤差信号入力は０となり、係数
変化が抑制される。これによって、トランスバーサルフ
ィルタの係数は同一符号が連続するときの再生振幅によ
らず、符号反転前後の誤差のみに最小にするように収束
する。

【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】非線形歪による影響を受けにくい適応等化
方式としては、図８に示したような符号反転前後の誤差
信号のみを用いて係数制御を行う方法がある。しかし、
この方法で適応等化を行った場合には、最適な係数に安
定するまでの収束時間が、従来の制御方法に比較して増
大するという欠点があった。

【００１４】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く、かつ高速な収束
特性をもつ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。

【００１５】

【課題を解決するための手段】本発明は、光ディスクの
２値再生信号を等化するための適応トランスバーサルフ
ィルタにおいて、前記トランスバーサルフィルタの出力
信号の符号が、少なくとも直前あるいは直後の符号のい
ずれかと異なる場合には出力信号中から誤差演算回路に
よって取り出した判定誤差を用い、他の場合には出力信
号と同一の符号をもつ疑似誤差信号を用いてタップ係数
の更新を行うことを特徴とする適応フィルタ制御方法で
ある。

【００１６】

【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９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。

【００１７】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。また、同一の符
号が連続する場合には、疑似誤差信号を用いることによ
って、常に出力信号の振幅を大きくするような係数の制
御が行われる。これによって収束速度を犠牲にすること
無く、非線形歪による影響が少ない出力信号を得ること
ができる。

【００１８】

【実施例】次に図１から図５を参照して、本発明の実施
例を説明する。

【００１９】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。出力信号から判定回路７によって二値判定された信
号Ｄは、出力信号中の判定誤差を取り出すために誤差演
算回路８に送られると共に、出力信号と同一の符号をも
つ疑似誤差信号Ｅ２を発生する疑似誤差発生回路９，誤
差信号を係数制御に用いるか否かを判定する誤差信号選
択回路１０にも送られる。誤差信号選択回路は判定回路
７の出力Ｄを入力として、Ｄの符号の変化に応じて誤差
選択信号Ｓをアクティブにする。

【００２０】出力信号の符号が変化する前後では誤差選
択信号Ｓがアクティブになり、相関器１２に送られる誤
差信号Ｅ３として誤差演算回路８の出力Ｅ１が選択され
る。これによってトランスバーサルフィルタ２の係数
は、出力信号中の符号変化前後の信号振幅が判定回路の
出力信号Ｄによって定められる一定の振幅に近づくよう
に制御される。

【００２１】一方、出力信号に同一の符号が連続して現
れている場合には、誤差選択信号Ｓは非アクティブとな
り、スイッチ１１−１では誤差信号Ｅ３として疑似誤差
信号Ｅ２が選択される。疑似誤差信号Ｅ２は出力信号と
同一の符号をもつから、この領域ではトランスバーサル
フィルタの係数は出力信号の振幅を大きくする方向に制
御される。このように誤差信号を切り替えることによっ
て出力信号中の不要な高周波成分を速やかに減衰させ、
良好な再生特性を得ることができる。

【００２２】図２は疑似誤差発生回路，および誤差信号
選択回路の詳細と、その周辺の回路との接続関係を示す
ブロック図である。疑似誤差発生回路からは、判定回路
の出力Ｄが正か負かに応じて、スイッチ１１−２が切り
替えられ、それぞれ＋ε，−εが出力される。εの大き
さは一定値で１０^-5程度に選ばれる。誤差信号選択回路
内では入力Ｄから２段の遅延と排他的論理和１７によっ
て符号反転の前後が検出される。誤差選択信号Ｓは、入
力Ｄの符号変化の前後で単位時間Ｔ遅れてアクティブに
なる。

【００２３】誤差信号選択回路には単位時間Ｔの時間遅
れがあるため、誤差演算回路，および疑似誤差発生回路
の出力段にはそれぞれ遅延素子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。

【００２４】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の出力は誤差演算回路８に送られ、出力信号中の
判定誤差Ｅ１を取り出すのに使われると同時に、疑似誤
差発生回路９，および誤差信号選択回路１０に渡され
る。

【００２５】誤差信号のフィードバック経路に設けられ
たスイッチ１１−１は、誤差信号選択回路の出力Ｓに応
じて誤差演算回路の出力Ｅ１が疑似誤差発生回路の出力
Ｅ２を選択する。出力信号がトレーニング信号の期間に
は、同期信号検出回路１９からの制御信号によって更に
スイッチ１１−３も閉じられるため、選択された信号は
誤差信号Ｅ３として相関器１２に送られ、係数制御に用
いられる。出力信号がトレーニング信号以外の期間では
スイッチ１１−３は開放され、係数の更新は禁止され
る。

【００２６】このような構成をとることによって、トラ
ンスバーサルフィルタの係数は、トレーニング信号期間
中の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。

【００２７】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、トレーニング信号の記録を実データ記録と同時に
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。

【００２８】図４には疑似誤差信号として直前の誤差信
号に等しい絶対値をもち、出力信号と同じ符号をもつ信
号を用いる場合の実施例について示す。判定回路７，誤
差演算回路８，誤差信号選択回路１０の構成は図２の実
施例の場合と同様である。疑似誤差発生回路には、判定
回路の出力信号Ｄとともに、誤差信号Ｅ３も入力され
る。疑似誤差発生回路内部では、誤差信号Ｅ３から絶対
値出力回路２３によってその絶対値のみが抽出され、乗
算器２２によって判定回路の出力Ｄと同一の符号をつけ
た信号が出力される。これによって、係数の収束の初期
段階では疑似誤差信号として大きな値を、収束が進み出
力信号中の判定誤差が小さくなった段階ではそれに応じ
た小さな疑似誤差信号を出力することによって、高精度
な係数制御を実現できる。

【００２９】図５には疑似誤差信号として誤差信号の絶
対値の平均に等しい絶対値をもち、出力信号と同じ符号
をもつ信号を用いる場合の実施例について示す。疑似誤
差発生回路に入力された誤差信号Ｅ３からは、絶対値出
力回路２３と平均値演算回路２４によって平均化された
誤差信号の振幅が出力される。疑似誤差信号の出力を平
均化することで、出力信号中に含まれるノイズの影響を
低減することができる。

【００３０】

【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、係数の収束速度を犠牲にするこ
となく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】本発明の第１の実施例を示すブロック図。

【図２】図１の実施例における要部を詳しく示すブロッ
ク図。

【図３】本発明の第２の実施例を示すブロック図。

【図４】本発明の第３の実施例を示すブロック図。

【図５】本発明の第４の実施例を示すブロック図。

【図６】従来の適応フィルタの構成を示すブロック図。

【図７】従来の別の適応フィルタの構成を示すブロック
図。

【図８】従来の更に別の適応フィルタの構成を示すブロ
ック図。

【図９】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 判定回路 ８ 誤差演算回路 ９ 疑似誤差発生回路 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 ２２ 乗算器 ２３ 絶対値出力回路 ２４ 平均値演算回路 ２５ 記録ピット ２６ 単一ピット応答波形 ２７ 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２値再生信号を等化するた
   めの適応トランスバーサルフィルタにおいて、前記トラ
   ンスバーサルフィルタの出力信号の符号が、少なくとも
   直前または直後の符号のいずれかと異なる場合には出力
   信号中から誤差演算回路によって取り出した判定誤差を
   用い、他の場合には出力信号と同一の符号をもつ疑似誤
   差信号を用いてタップ係数の更新を行うことを特徴とす
   る適応フィルタ制御方法。