JP3087342B2 - 適応型フィルタ - Google Patents

適応型フィルタ

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JP3087342B2
JP3087342B2 JP03119547A JP11954791A JP3087342B2 JP 3087342 B2 JP3087342 B2 JP 3087342B2 JP 03119547 A JP03119547 A JP 03119547A JP 11954791 A JP11954791 A JP 11954791A JP 3087342 B2 JP3087342 B2 JP 3087342B2
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  • Filters That Use Time-Delay Elements (AREA)
  • Cable Transmission Systems, Equalization Of Radio And Reduction Of Echo (AREA)
  • Signal Processing For Digital Recording And Reproducing (AREA)

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
信号から、干渉成分を除去するための適応型フィルタに
関するものである。
【0002】
【従来の技術】光ディスクなどの記録再生系において
は、符号の最小反転間隔や最大反転間隔が制限されたラ
ンレングス制限符号が用いられることが多い。例えば図
6に示すような符号化表をもつ(2,7)RLLCは、
“1”のランレングスが1に、“0”のランレングスが
2から7に制限された変調符号である。ここで更に、
“1”を符号の反転に対応させるNRZI記録をとるこ
とによって、同一の符号が3ビットから8ビット連続す
るようなランレングス制限符号となる。また、コンパク
トディスクには、EFM変調のNRZI記録が採用され
ており、再生信号中には同一の符号が3ビットから11
ビット連続して現れる。
【0003】一般に、光ディスクにおいてはある限度以
下の大きさの記録ピットを形成することが困難となるた
め、最小符号反転間隔の大きい符号を用いることで、記
録ピットの大きさの下限を規定できるという利点があ
る。また、記録符号の周波数帯域を制限できることか
ら、磁気テープや磁気ディスクなどの磁気記録にも用い
られることがある。
【0004】ランレングス制限符号を用いた場合にも、
記録密度がある程度高いときには、再生符号のパターン
に応じた干渉によって、正しいデータの復元が困難にな
る。この様な場合、符号間に生じた波形歪を除去するた
め、再生回路中に等化器を設けることによって信号系列
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。
【0005】従来用いられている適応フィルタの構成を
図5に示す。入力端子1より入力された等化前の信号
は、サンプリング回路2によって、チャネルビットレー
トに等しいサンプルレートで標本化される。標本化され
た信号は、遅延素子15,乗算器11,加算器12から
構成されるトランスバーサルフィルタ4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。同時にこ
の出力信号は、タップ利得の更新に用いる誤差信号を取
り出すために誤差抽出回路7に入力される。
【0006】タップ利得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。判定器13は、この波形歪の残る信号から二値判定
を行い、基準となる振幅をもつ二値信号を出力する。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
と判定器13の出力信号との差によって得られる誤差信
号のパワーを最小にする方向に変化させる。このため、
タップ利得係数が適正な値に収束した後には、フィルタ
出力信号は判定器出力として与えた2値をとる。
【0007】誤差信号は、参照信号として与えられる適
当な時間遅延されたフィルタの入力信号と共に相関器1
9に送られる。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20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11に与えられる。
【0008】
【発明が解決しようとする課題】高いデータ転送速度の
必要な記録再生系においては、再生信号処理回路での高
速処理が必要となる。しかし、従来方式の適応フィルタ
はチャネルビットレートに等しい動作速度が必要であ
り、高転送速度に対応できる回路の実現が困難であっ
た。
【0009】本発明の目的は、以上の様な問題点に対
し、チャネルビットレートの1/2以下の動作周波数を
もつ乗算器を用いて良好に動作する適応フィルタを提供
することにある。
【0010】
【課題を解決するための手段】本発明は、ランレングス
制限符号によって変調された、波形歪を有する信号を等
化するための適応型トランスバーサルフィルタにおい
て、入力信号をチャネルビットレートに等しい周波数で
サンプリングするサンプリング回路と、前記サンプリン
グ回路の出力信号を2系統に交互に割り振るシリアル/
パラレル変換回路と、前記シリアル/パラレル変換回路
の出力信号をそれぞれ入力とし、周波数特性を変換させ
て出力する、同一のタップ利得係数をもち、並列動作す
る係数可変の2組のトランスバーサルフィルタと、前記
2組のトランスバーサルフィルタの出力信号を入力と
し、シリアルデータに変換して出力するパラレル/シリ
アル変換回路と、前記パラレル/シリアル変換回路の出
力信号を入力とし、基準となる振幅レベルとの差を判定
誤差信号として出力する誤差抽出回路と、前記パラレル
/シリアル変換回路の出力信号を入力とし、符号反転位
置を検出する符号反転検出回路と、前記サンプリング回
路,前記誤差抽出回路,および前記符号反転検出回路の
出力信号を入力とし、前記誤差抽出回路の出力信号の内
で、符号反転位置の直前と直後のチャネルビットにあた
る信号と前記シリアル/パラレル変換回路の出力信号と
の相関によって、前記トランスバーサルフィルタのタッ
プ利得を制御する係数制御回路とを有することを特徴と
する。
【0011】
【作用】チャネルビットレートより低いサンプリングレ
ートで標本化した信号を入力とするトランスバーサルフ
ィルタでは、チャネルビットの全ての符号が、特定の2
値レベルをとるように等化することはできない。しか
し、ランレングス制限符号は、符号の反転位置を特定で
きれば復号が可能である。
【0012】本発明では、チャネルビットレートの1/
2のサンプリングレートに相当する標本点のデータを入
力とするトランスバーサルフィルタ2組を並列に用い、
符号反転の前後のビットのみが特定の2値レベルをとる
ように、部分的に等化する方法をとっている。これによ
って、トランスバーサルフィルタに設けられた乗算器の
動作周波数をチャネルビットレートの1/2の周波数に
抑えながら、再生データの正確な判定が可能な適応フィ
ルタを実現できる。
【0013】
【実施例】次に図1から図4を参照して、本発明の実施
例を説明する。
【0014】図1は一実施例を示すブロック図である。
この適応型フィルタは、入力信号をチャネルビットレー
トに等しい周波数でサンプリングするサンプリング回路
2と、サンプリング回路の出力信号を2系統に交互に割
り振るシリアル/パラレル変換回路3と、シリアル/パ
ラレル変換回路の出力信号をそれぞれ入力とし、周波数
特性を変換させて出力する、同一のタップ利得係数をも
ち、並列動作する係数可変の2組のトランスバーサルフ
ィルタ4−1,4−2と、2組のトランスバーサルフィ
ルタの出力信号を入力とし、シリアルデータに変換して
出力するパラレル/シリアル変換回路5と、パラレル/
シリアル変換回路の出力信号を入力とし、基準となる振
幅レベルとの差を判定誤差信号として出力する誤差抽出
回路7と、パラレル/シリアル変換回路5の出力信号を
入力とし、符号反転位置を検出する符号反転検出回路8
と、サンプリング回路2,誤差抽出回路7,および符号
反転検出回路8の出力信号を入力とし、誤差抽出回路7
の出力信号の内で、符号反転位置の直前と直後のチャネ
ルビットにあたる信号とシリアル/パラレル変換回路3
の出力信号との相関によって、トランスバーサルフィル
タ4−1,4−2のタップ利得を制御する係数制御回路
9とを有している。
【0015】入力端子1より入力された信号は、サンプ
リング回路2によってチャネルビットレートに等しい周
波数で標本化される。標本化された信号はシリアル/パ
ラレル変換回路3によって2系統に交互に割り振られ、
遅延量2Tの遅延素子10と乗算器11,および加算器
12によって構成されるタップ利得可変のトランスバー
サルフィルタ4−1,4−2に入力され、周波数特性を
変えて出力される。ここでTは、チャネルビット1ビッ
トの占める時間である。2T間隔で各々のトランスバー
サルフィルタから出力された信号は、パラレル/シリア
ル変換回路5によって時間T間隔のシリアルデータに変
換され、出力端子6から取り出される。
【0016】パラレル/シリアル変換回路5の出力信号
は、誤差抽出回路7に設けられた判定器13によって2
値判定され、基準レベルとの差が誤差信号として出力さ
れる。また、同時にパラレル/シリアル変換回路5の出
力信号は、判定器13,遅延量Tの遅延素子15,EX
・OR回路16,OR回路17によって構成される符号
反転検出回路8にも送られ、符号反転の直前と直後のビ
ットが現れたとき、制御信号をアクティブにする。
【0017】係数制御回路9では、符号反転検出回路か
ら出力される制御信号がアクティブのとき、それに対応
する誤差信号と参照信号との相関強度によって、トラン
スバーサルフィルタのタップ利得係数を制御する。タッ
プ利得係数の制御アルゴリズムには、従来と同様の方式
を用いることができる。
【0018】図2に係数制御回路の一例を示す。図の係
数制御回路は、シリアル/パラレル変換回路3,遅延素
子10,15,スイッチ18,相関器19,および積分
器20によって構成されている。スイッチ18は符号反
転検出回路8から入力される制御信号がアクティブのと
きに閉じられ、誤差抽出回路7から出力される誤差信号
の内、符号反転の直前と直後のビットに相当する誤差信
号のみをシリアル/パラレル変換回路3に入力する。図
1の符号反転検出回路8を用いた場合には、制御信号が
誤差信号,および参照信号より時間Tだけ遅れるため、
誤差信号および参照信号の入力部には時間Tの遅延素子
15が設けられている。スイッチ18が開かれていると
きには、シリアル/パラレル変換回路3に入力される誤
差信号は0となる。
【0019】それぞれの相関器19には、パラレルデー
タに変換されて遅延された参照信号と誤差信号とが入力
され、両者の積が出力される。更に相関器出力は対応す
るタップ毎に加算,積分され、トランスバーサルフィル
タのタップ利得係数として、トランスバーサルフィルタ
4−1,4−2に送られる。2系統のトランスバーサル
フィルタには同一のタップ利得係数が与えられるため、
両者は同一の周波数特性をとる。スイッチ18が開かれ
ているときは、相関器19に入力される誤差信号は0と
なるため、タップ利得係数は変化しない。
【0020】図3に各部の波形を示して動作概要を説明
する。図3(a)はランレングス制限符号によって符号
化された記録データの例である。同一の符号は最短でも
3つ連続して現れる。チャネルビット1ビットの占める
時間はTである。再生信号は図3(b)に示すように、
波形歪を伴って得られる。磁気テープや磁気ディスクの
場合には、再生信号は(b)に示す波形の微分波形とし
て得られるが、再生アンプに積分特性をもたせることに
よって、(b)と同様の波形は容易に得られる。
【0021】図3(c)の信号は、サンプリング回路2
によって標本化され、シリアル/パラレル変換回路3に
よって2系統に分けられた内の1系統である。この信号
がトランスバーサルフィルタ4−1の入力信号となる。
他の1系統のトランスバーサルフィルタ4−2には、時
間Tだけずれた点で標本化された信号が入力される。図
3(d)はトランスバーサルフィルタの出力信号を示し
たものである。トランスバーサルフィルタの入出力信号
は、共にサンプリング間隔2Tの信号として扱われるた
め、従来例に比較してフィルタの処理速度は1/2とな
る。2系統のトランスバーサルフィルタの出力信号は、
パラレル/シリアル変換回路5によってまとめられ、図
3(e)に示すように、T間隔の信号として出力され
る。誤差抽出回路7は図3(e)の信号列の振幅から2
値のデータ判定を行うと共に、誤差信号(f)を出力す
る。
【0022】図3(g)には符号反転検出回路8から出
力される制御信号を示す。符号反転検出回路8はパラレ
ル/シリアル変換回路5の出力(e)の符号変化を検出
し、制御信号(g)を符号変化直後から時間2Tだけア
クティブにする。係数制御回路9に設けられたスイッチ
18は、制御信号がアクティブのとき閉じられ、誤差信
号を相関器19に送る。スイッチ18に送られる誤差信
号は、誤差抽出回路7の出力(f)を時間Tだけ遅延し
たものだから、符号反転直前と直後のチャネルビットの
信号にあたる。相関器には誤差信号と共に、標本化され
た入力信号が参照信号として入力される。タップ利得係
数は両者の相関によって、従来例と同様に制御される。
【0023】図4は、誤差抽出回路7−1,7−2,符
号反転検出回路8を共に並列回路として構成したときの
ブロック図である。この構成では、誤差信号,制御信号
は、2系統の並列信号のまま処理される。そのため、ト
ランスバーサルフィルタの動作周波数だけでなく、それ
以外の回路の動作周波数も1/(2T)以下に抑えるこ
とができる。
【0024】符号反転検出回路8は、並列信号として入
力されるフィルタの出力信号から、符号反転位置を検出
し、符号反転の直前と直後のビットで制御信号をアクテ
ィブにするように働く。ただし2系統の制御信号は、符
号反転検出のためにそれぞれ時間T,時間2Tだけ遅れ
る。
【0025】係数制御回路9にはスイッチ18−1,1
8−2が2系統設けられ、並列入力された2系統の参照
信号と誤差信号は並列のまま処理される。ただし、誤差
信号と参照信号の入力部には、符号反転の検出時間遅れ
を補償するための遅延素子10,15が設けられてい
る。相関器の入力に設けられたスイッチ18−1,18
−2は、図1の回路と同様に符号反転検出回路8から入
力される制御信号がアクティブのときに限り閉じられ
る。相関器19の出力は、対応するタップ毎に加算,積
分されタップ利得係数としてトランスバーサルフィルタ
4−1,4−2に与えられる。
【0026】
【発明の効果】本発明によって、適応フィルタの動作周
波数を上げることなく、従来より高いデータ転送レート
を実現できる。
【図面の簡単な説明】
【図1】一実施例を示す系統図である。
【図2】係数制御回路の例を示す系統図である。
【図3】回路の動作を説明するための図である。
【図4】他の実施例を示す系統図である。
【図5】従来技術を説明するための系統図である。
【図6】従来技術を説明するための図である。
【符号の説明】
1 入力端子 2 サンプリング回路 3 シリアル/パラレル変換回路 4 トランスバーサルフィルタ 5 パラレル/シリアル変換回路 6 出力端子 7 誤差抽出回路 8 符号反転検出回路 9 係数制御回路 11 乗算器 13 判定器 18 スイッチ 19 相関器 20 積分器
フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 FI H03H 21/00 H03H 21/00 H04B 3/06 H04B 3/06 D (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) H03H 17/00 601 G11B 7/00 G11B 20/10 321 H03H 15/00 H03H 17/06 635 H03H 21/00 H04B 3/06

Claims (1)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】ランレングス制限符号によって変調され
    た、波形歪を有する信号を等化するための適応型トラン
    スバーサルフィルタにおいて、入力信号をチャネルビッ
    トレートに等しい周波数でサンプリングするサンプリン
    グ回路と、前記サンプリング回路の出力信号を2系統に
    交互に割り振るシリアル/パラレル変換回路と、前記シ
    リアル/パラレル変換回路の出力信号をそれぞれ入力と
    し、周波数特性を変換させて出力する、同一のタップ利
    得係数をもち、並列動作する係数可変の2組のトランス
    バーサルフィルタと、前記2組のトランスバーサルフィ
    ルタの出力信号を入力とし、シリアルデータに変換して
    出力するパラレル/シリアル変換回路と、前記パラレル
    /シリアル変換回路の出力信号を入力とし、基準となる
    振幅レベルとの差を判定誤差信号として出力する誤差抽
    出回路と、前記パラレル/シリアル変換回路の出力信号
    を入力とし、符号反転位置を検出する符号反転検出回路
    と、前記サンプリング回路,前記誤差抽出回路,および
    前記符号反転検出回路の出力信号を入力とし、前記誤差
    抽出回路の出力信号の内で、符号反転位置の直前と直後
    のチャネルビットにあたる信号と前記シリアル/パラレ
    ル変換回路の出力信号との相関によって、前記トランス
    バーサルフィルタのタップ利得を制御する係数制御回路
    とを有することを特徴とする適応型トランスバーサルフ
    ィルタ。
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