JP3259302B2

JP3259302B2 - 出力信号復号方法および装置

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Publication number: JP3259302B2
Application number: JP01281892A
Authority: JP
Inventors: 秀樹澤口; 康英大内; 直喜佐藤; 洋介堀
Original assignee: Hitachi Ltd
Current assignee: Hitachi Ltd
Priority date: 1992-01-28
Filing date: 1992-01-28
Publication date: 2002-02-25
Anticipated expiration: 2017-02-25
Also published as: US5392316A; US5568330A; JPH05206872A

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は変更された形式でチャネ
ルの出力に現われる２進符号列｛a(n)｝の復号方法、お
よび、これを実現するための装置に関する。特に、本発
明は符号間干渉が多項式1-D(n)あるいは1+D(1) (D(n)は
ｎ符号前の符号値を表わす）によって記述されるパーシ
ャル・レスポンス・クラスの通信チャネルまたは記録装
置の記録／再生チャネルから受信される、前記のような
符号列の最尤列推定（ＭＬＳＥ）による復号に関する。

【０００２】

【従来の技術】パーシャル・レスポンス信号方式は、符
号間干渉の処理を改善し、一定のチャネルの帯域幅を、
より効率的に利用することができる。パーシャル・レス
ポンス（ＰＲ）システムでは、符号間干渉が認められる
と、受信装置はこの干渉を考慮して情報を復元する。Ｐ
Ｒ信号方式の通信は、ナイキストレートの送信伝送を可
能にし、符号の誤り確率と使用可能な伝送信号スペクト
ラムの間に良好な釣合いを与える技術である。そのイン
パルス応答特性を1+D(1)、1-D(n)によって記述されるパ
ーシャル・レスポンス方式は、クラスＩ（デュオバイナ
リ）、クラスIVと呼ばれる。

【０００３】最尤列推定（Maximum Likelihood Sequenc
e Estimation）、特にビタビ（Viterbi）アルゴリズム
は、符号間干渉が存在する場合、受信装置で符号列の検
出を改善する有効な手段である。最尤列推定およびビタ
ビ・アルゴリズムに関する論文として、G.D.Forney,"Th
e Viterbi Algorithm",Proceedings of the IEEE,Vol.6
1,No.3,March 1973, pp.268-278（”ザビタビアル
ゴリズム”，プロシーディングスオブザアイ・イ
ー・イー・イー）、おょび、G.Ungerbock,"Adaptive Ma
ximum-likelihood Receiver for Carrer-modulated Dat
a TransmissionSystems",IEEE Transactions on Commun
ications",Vol.COM-22,No.5,May 1974,pp.624-638（”
アダプティブマキシマムライクリィフッドレシー
バフォーキャリアモジュレーテッドデータト
ランザクションシステム”，アイ・イー・イー・イー
トランザクションオンコミュニィケーション）が
ある。また、これらの論文はＭＬＳＥ受信装置またはそ
の一部の基本的な形式を示す。

【０００４】パーシャル・レスポンス信号方式に関連し
たＭＬＳＥまたはビタビ・アルゴリズムの利用について
は、既に、H.Kobayashi,"Application of Probabilisti
c Decoding to Digital Magnetic Recording Systems",
IBM Journal of Research and Development,Vol.15,No.
1,January 1971,pp.64-74（”アプリケーションオブ
プロバビィリスティックデコーディングトゥデ
ィジタルマグネティックレコーディングシステム
ズ”，アイ・ビー・エムジャーナルオブリサーチ
アンドデベロプメント）の論文が、前述の２つの適用
領域に関し示唆している。最尤列推定の問題は、次のよ
うに表現される。受信された列{Z(n)}（ただし、ｎは不
連続な受信列の発生順序を示す整数）が与えられると、
すべての起こりうる送信列{X(n)} の中から、{Z(n)}が
受信される見込みが最も大きいものを選択する。すなわ
ち、ある送信列{X(n)} を仮定した条件で{Z(n)}が受信
される確率Ｐ[{Z(n)}/{X(n)}]が最大となるように{X
(n)}を選択する。この場合、符号列{X(n)}は、互いに独
立に検出されるのではなく、前後関係で検出される。最
尤列推定はビタビ・アルゴリズムの動的プログラミング
形式を用いて、効率的に行うことができる。ビタビ・ア
ルゴリズムは、選択される符号列{X(n)}の残存列のセッ
ト、および各々がその列の尤度を表わす計量を維持す
る。これらの計量の特性の一つは、その絶対値が無限に
大きくなりうる点である。

【０００５】特開昭60-47538「出力信号復号方法」で
は、パーシャル・レスポンス信号に対して、２つの残存
列のみを使用して、これら残存列に関連した２つの計量
の差のみを計算し、記憶することで、送信チャネルから
受信し、または記録装置で読み取った時間的に不連続な
２進符号列を表わす信号の確実かつ高速な復号方法およ
び装置を、小規模の回路で提供する手段を提供してい
る。この発明では、従来は、２つの経路の計量の処理を
必要とした１つの計量差の処理が、より少ない計算およ
び記憶資源ですむため、簡単さと効率が得られ、計量差
は経路の計量のように無制限に大きくなることはありえ
ない。その信頼性は、検出された列が最尤列推定によっ
て選択されるという事実によって得られる。この発明で
は、パーシャル・レスポンス・クラス４チャネルの場
合、インターリービングおよびパイプライニングにより
簡略なかつ高速な動作を実現する手段を与えており、リ
ミッタ判断回路により、計量差および残存列の計算を容
易に行うことを可能としている。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】本発明はパーシャル・
レスポンス・チャネルを通じて、変更された形式でチャ
ネルの出力に現われる２進符号列｛a(n)｝の最尤復号方
法を、最小の遅延時間で高速、かつ最小限の回路規模で
実現するための回路構成方法および装置を提供すること
を第一の目的とする。

【０００７】一方で最尤列推定による復号は、ランダム
な雑音などによる間歇的な信号欠陥に対しては高い復号
信頼度を有するが、バースト的、連続的な受信信号のレ
ベル低下が発生した状況では、その動作は極めて不安定
なものとなり、その前後の正常信号に対しても、復号誤
りの伝パンを起こすため、その復号信頼度は著しく低下
する。

【０００８】本発明の第２の目的、入力レベル低下など
の異常に対して、復号装置の性能を悪化させることなく
適切に対処させるための方法、また、正常信号に対して
早期に復号器動作を復旧させる方法と装置構成を提供す
る。これによって、最尤列推定による復号器を、実際の
通信または記録再生チャネルにおいて、常時、正常な動
作状態を維持し、効果的かつ効率的に利用することが可
能となる。

【０００９】

【課題を解決するための手段】最尤列推定において、こ
れを実現する構成回路規模では、選択される最尤列の候
補となる残存列を保持するための記憶装置が、大きな部
分を占める。本発明では、この残存列の記憶管理を効率
的に行うことによって、復号器の回路規模を最小限に抑
え、簡略かつ高速に動作させる方法と装置構成を提供し
ている。実際の最尤列推定では、符号を表わす信号が入
力されるごとに、新しい残存列の対と新しい計量差の計
算処理と決定を行ってから、その信号に対する仮判定
と、それ以前の仮の判定を受けた信号に対する最終判定
を行う。したがって、最終判定された時点から前の信号
は、既に確定された復号結果を得ており、これを復号器
内部に保持する必要はない。

【００１０】また仮判定を受けている信号に対しても、
暫定的に２進符号のいずれかを割り当てておき、最終判
定が下されたときに、これを改めて修正し、最終判定と
すればよい。以上の点を利用して簡便に残存列の記憶管
理を行う。さらに、仮判定に対して、最終判定がなされ
るまでの遅延時間を有限な時間に制限するため、符号を
表わす入力信号に対して、ラン・レングス制限を受けた
符号を用いる。

【００１１】このラン・レングス制限を受けた符号を用
いていることを前提とすると、これを管理することによ
り、制限をうけているべき仮判定に対して、最終判定が
なされるまでの遅延時間の長さを検査することによっ
て、信号の連続的なレベル低下や異常を検知できる。最
尤列推定では、前後関係において信号を観測し符号検出
を行うから、継続的な信号レベル低下の把握も信頼度は
高い。これとラン・レングス制限とを照らし、異常を検
知した場合は、最尤列推定による復号を速やかに停止さ
せ、正常な状態が得られるまで、復号器の内部状態を初
期化して待機する。

【００１２】正常な信号状態を検出するため、従来の固
定スライスレベル検出と等価な方法と装置をもってこれ
を行う。異常状態中の復号結果には、出現頻度のより高
い２進符号の何れか一方の記号を割当て、あわせて、復
号誤りが含まれることを示す警告信号を発して、復号後
段の処理を含めて最大の復号信頼度が得られるよう努め
る。

【００１３】

【作用】復号器に入力される信号のうち、仮判定を受け
ている信号に対し、暫定的に２進符号のいずれかを割り
当てておけば、最終判定が下されたときに、これを改め
て修正し、最終判定とすればよい点に着目すれば、記憶
する残存列は一本で済む。後は、最終判定での修正のた
め、仮判定が記憶されている位置のみを記憶管理する装
置と、そこのみを書き改める装置とで、容易に正しい復
号結果が得られる。

【００１４】また、最終判定された時点で、そこから以
前の信号は、確定された復号結果を既に得ており、これ
を復号器内部に保持する必要がないこと、および、ラン
・レングス制限うけた符号を使用することを前提とする
ことで、仮判定から最終判定までの最大遅延時間を制限
できることから残存列を記憶する記憶装置の長さの必要
十分な最小値を規定できる。また、仮判定が記憶されて
いる位置を管理するための装置規模も必要十分な最小値
を規定できる。

【００１５】さらに、このラン・レングス制限符号の使
用による最終判定までの遅延時間制限の利用によって異
常を検知し、復号器の追従を防げば、異常部分の信号情
報を用いた信頼度の低い最尤列推定を停止して、正常な
復号状態への復号誤りの波及を防止できる。これによっ
て、復号の信頼度悪化を防止できるのみならず、仮判定
が記憶されている位置を管理するための装置の実用上規
模を限定することができる。

【００１６】特に、正常状態に復帰する場合、復号器内
部を初期化して復号を再開することは、異常状態からそ
れ以前の信頼度の低い最尤列および、これに関わる計量
（尤度）情報を切り捨てる働きがあり、正常な信号入力
に対して、的確に復号器を追従させて、最終的な復号信
頼度を最大限に維持する。

【００１７】

【実施例】（実施例１）図１は本発明の基本的構成を示
す。本実施例の復号器の機能は、送信チャネルから受信
し、あるいは、記憶装置から読み取った時間的不連続な
２進符号列を表す信号サンプル値をビタビ・アルゴリズ
ムによる最尤列推定によって、符号列へと変換し出力す
ることである。

【００１８】まず、本発明の背景となる復号系の全体構
成を図９において説明する。通信チャネルまたは記録装
置の記録再生チャネルが、多項式1-D(n)（D(n)はｎ符号
個前のチャネル入力符号列値を表す）によって記述され
たパーシャル・レスポンス・クラス４の伝送特性をもつ
チャネルである場合、符号列送受信で同期が完全にとら
れた状態でのチャネルの出力信号サンプル値は、理想的
には {+A,0,-A}（Ａは信号出力絶対値）の３値となる。

【００１９】さらに、1-D(n)伝送特性チャネルでは、出
力信号サンプル値y(k)（ｋはサンプル時刻およびサンプ
ルの順番を示す整数値）を (n-1)符号おきに順次抜き出
して得られる信号サンプル値系列｛…y(k-n),y(k),y(k+
n),y(k+2n)…｝において、+Aと-A信号値は、交互に出現
する。本実施例において、1-D(n)伝送特性チャネルから
の全出力信号サンプル値９００ y(k)は、９０１の多重
化装置によって、入力側から順次１サンプル値ずつ、ｎ
列の出力列に規則正しい順序で繰返し分配される。こう
して全出力信号サンプル値y(k)は、 (n-1)符号おきに抽
出され、インターリーブされた、ｎ列の互いに独立な信
号サンプル値系列９０３に分離される。そして、その各
々の信号サンプル値系列９０３が、ｎ個並列に用意され
た本発明により提供される復号器９００の個々の入力と
して供給される。

【００２０】個々の復号器９００では、入力信号サンプ
ル値列のレベルに対して最尤列推定を実行する。復号器
９００では、理想的な1-D(n)伝送特性チャネル出力が、
入力信号サンプル列として与えられたとすれば、サンプ
ル値が+Aまたは-Aのタイミングに符号 "1"を、また、サ
ンプル値が 0であれば、このタイミングに符号 "0"を割
当てた符号列を、入力信号値列に対して最大尤度を有す
る最尤列とみなし、検知する。この点においては、従来
の復号器において、所定値以上の大きさをもつレベル信
号値に対して符号 "1"を、それ以下のレベル信号値に対
して符号 "0"を割り当てる機能と類似している。ただ
し、本発明における復号器９００では、入力信号サンプ
ル値９０３の前後関係において最尤列を推定する。すな
わち、サンプル値中で+Aと-Aのサンプル値出現が本来交
互に起こりうる1-D(n)伝送特性チャネル出力の規則的性
質を利用することによって、復号器内の残存符号列を２
列とし、お互いの列の尤度差を拡大して、符号列検出の
性能を向上させている。

【００２１】ビタビ・アルゴリズムにより、これを実現
する方法は、日本国特許特開昭60-47538 「出力信号復
号方法」に開示されている。検出された符号列（各復号
器９００の出力である独立復号系列９０４）は、複合化
装置９０５によって、もとの全サンプル値系列９０２の
順序に対応するように統合され、復号系列９０６として
出力される。

【００２２】図２において、この符号列復号方法を簡単
に説明する。図２の入力信号サンプル列 y(k) ２０１に
対して、最尤列推定による残留符号列を表わすため状態
遷移図２０２を用いる。この状態遷移図２０１におい
て、状態+Aは入力信号サンプル列 y(k) として、正のパ
ルス信号値(+A)が現われたことを示す。また、同様に状
態-Aは入力信号サンプル列 y(k) として、負のパルス信
号値(-A)が現われたことを示す。このように、各時刻に
おいて、２状態をとりうる状態遷移図２０１を用いて、
通信チャネルや記憶装置の記録再生チャネルへのあらゆ
るの入力符号列に対し、雑音や外乱のない理想的な1-D
(n)伝送特性チャネルを通じて得られ信号サンプル列 y
(k)のあらゆる組合せを表現できる。

【００２３】最尤列推定は、実際には雑音や外乱を含む
信号サンプル列 y(k)から、この列が、状態遷移図２０
２の示す全ての信号サンプル列 y(k)の組合わせの中の
どれに最も近いかを判断し、状態遷移図２０２上に最終
的に一本だけ、推移を決定する。この決定した推移は、
信号サンプル列 y(k)を観測した結果から、実際に通信
チャネルや記憶装置の記録再生チャネルに入力された確
率が最も高い最尤符号列２０３を示し、これを復号結果
とすれば、最も誤り率の低い復号を実現することにな
る。

【００２４】状態遷移図２０２上、一つの信号サンプル
による１状態推移の仕方としては、状態遷移図２０２中
に示すように、４通りが考えられる。状態+Aから状態+A
への推移（ブランチ２０２ａ）は、前出のパルス信号値
の極性（正）が変化しないことを示し、前出パルス信号
の極性が、正ならば、次のパルス極性は負とならなけれ
ばならない1-D(n)伝送特性チャネルの出力信号の特性を
考えれば、パルス信号が検出されない、すなわち、この
推移の発生時刻ｋに復号器に入力された信号サンプル値
y(k)は、０であったことを示す。また、状態+Aから
状態-Aへの推移（ブランチ２０２ｂ）は、信号サンプル
値 y(k)が、−Ａであったことを示す。

【００２５】同様に状態-Aから状態-Aへの推移（ブラン
チ２０２ｃ）は、前出のパルス信号値の極性（負）が変
化しないことを示し、前出パルス信号の極性が、負なら
ば、次のパルス極性は正とならなければならない1-D(n)
伝送特性チャネルの出力信号の特性を考えれば、パルス
信号が検出されない、すなわち、この推移の発生時刻ｋ
に復号器に入力された信号サンプル値 y(k)は、０であ
ったことを示す。また、状態-Aから状態+Aへの推移（ブ
ランチ２０２ｄ）は、信号サンプル値 y(k)が、０であ
ったことを示す。

【００２６】各時刻の入力サンプル信号に対して、この
４通りのうちの１つの状態遷移が決定し、復号結果をう
る。最終的に各状態遷移において唯一選択されたブラン
チにより表される最尤列は、各時刻の信号サンプル値y
(k)とブランチに与えられた信号の理想値との自乗誤差
の累積が最も小さくなるような、連続するブランチの選
択によって与えられる。これを満足するブランチ選択を
動的プログラミング形式を用いて効率的に行なうのが、
ビタビ・アルゴリズムである。このためには、基本的
に、各時刻において状態遷移上、２つの状態のそれぞれ
に至る２本の最尤列を記録する装置と、それぞれ２本の
最尤列に対して継続的に計算された２つの累積自乗誤差
（メトリック、または、計量）を記録する装置を必要と
する。特開昭60-47538 「出力信号復号方法」では、２つ
のメトリックそのものではなく、メトリックの差を直接
計算することにより、演算量を低減し、また、無限に増
大する２つのメトリックを差の形式で有限かつ単一の計
量として記録できる手段を提供している。

【００２７】図２において、具体的な実信号波形２００
からサンプルされた、入力信号サンプル列 y(k) ２０１
に対して、状態遷移図２０２上での最尤列遷移の例を示
す。

【００２８】ここに、見られるように、２つの状態に至
る状態遷移の選択のパターンは、２０３ａ、２０３ｂ、
２０３ｃの３通りに分類される。２０３ａの状態遷移
は、その時刻の入力信号サンプルが、正のパルス（＋
Ａ）である可能性があることを示す仮判定である。同様
に、２０３ｂの状態遷移は、その時刻の入力信号サンプ
ルが、負のパルス（−Ａ）である可能性があることを示
す仮判定である。

【００２９】また、２０３ｃの状態遷移は、その時刻の
入力信号サンプルが０であることを示している。したが
って、２０３ｃの状態遷移パターンが選択されたとき
は、その時刻の入力信号サンプルに対して、ただちに復
号結果として、ビット”０”を決定できる。

【００３０】また、２０３ａの状態遷移の後に、０回以
上の２０３ｃの出現をおいて、これと反対の２０３ｂの
状態遷移が現れた場合には、前出の２０３ａの仮判定に
対しては、ただちに、状態-Aから状態+Aのブランチが確
定され、この時刻の入力信号サンプルに対しては、正の
極性パルス（＋Ａ）が確定し、ビット”１”を決定でき
る。逆に２０３ａの仮判定に対して、後に、これと同じ
２０３ａの状態遷移が現れたときは、状態-Aから状態-A
のブランチが確定され、ビット”０”が決定される。同
様にして、２０３ｂの状態遷移の後に、０回以上の２０
３ｃの出現をおいて、逆向きの２０３ａの状態遷移が現
れた場合には、前出の２０３ｂの仮判定に対しては、た
だちに、状態+Aから状態-Aのブランチが確定され、この
時刻の入力信号サンプルに対しては、負の極性パルス
（−Ａ）が確定し、ビット”１”を決定できる。逆に２
０３ｂの仮判定に対して、後に同じ向きの２０３ｂの状
態遷移が現れたときは、状態-Aから状態-Aのブランチが
確定され、ビット”０”が決定される。入力信号サンプ
ル y(k) に対して、その時の状態遷移パターンが、２０
３ａ、２０３ｂ、２０３ｃの３通りのいずれをとるか
は、次の条件に従がって判断する。

【００３１】 y(k) - y(p) ＞ THU … ２０２ａの場合（１） THL ＜ y(k) - y(p) ≦ THU … ２０２ｃの場合（２） y(k) - y(p) ≦ THL … ２０２ｂの場合（３）ここで、サンプル信号値 y(p) は、前出の２０３ａまた
は２０３ｂ出現時の入力信号サンプルを表し、 THUは上
限閾値レベルを、 THLは下限閾値レベルをそれぞれ表
す。ただし THU ＝０ … ２０２ａ前出のとき（４）＋Ａ … ２０２ｂ前出のとき（５） THL ＝ −Ａ … ２０２ａ前出のとき（６）０ … ２０２ｂ前出のとき（７）となるように設定される。このような、方法で状態遷移
を選択するアルゴリズムは、ビタビ・アルゴリズムによ
る最尤列推定と完全に等価であることが導かれる。

【００３２】本発明では、本方法をできる限り、少ない
ハードウェア資源により、効率良く、しかも高速に、実
現するための手段を第一に提供する。図１に示した基本
実施例では、入力信号１００を入力ラッチ１０３に保持
し、この値からピークホールド回路１０４が保持する値
を、減算回路１０５によって減算する。

【００３３】この部分は、上式（１）〜（３）の判断を
実行するための演算 y(k) - y(p)を実現する回路機能の
構成である。すなわち、入力ラッチ１０３には、入力信
号のサンプルタイミング（復号器への入力符号の到来タ
イミング）を示すクロック１０１をトリガとして、これ
に同期して時々刻々到来する入力信号y(k)が次々に保持
され、ピークホールド回路１０４には、その直前に上式
（１）または（３）いずれかの条件を満たすと判断され
たときの入力信号y(p)（ピーク信号値であると仮判断さ
れた信号値）が保持される。この減算結果は、比較器１
０９ａおよび比較器１０９ｂの両者に同時に供給され、
比較器１０９ａでは式（１）の判定、比較器１０９ｂで
は式（３）の判定をそれぞれ実行する。各比較器の他方
の入力に供給される閾値は、上限閾値 THUが閾値レジス
タ１０６ａに、下限閾値 THUが閾値レジスタ１０６ｂ
に、それぞれ二つずつ記憶されており、閾値レジスタ１
０６ａの内容（＋Ａ，０）はレジスタ切換え器１０７ａ
によって一方が選択され、比較器１０９ａに供給され
る。このときのレジスタ切換え器１０７ａにおける切換
え条件は、上式（４）（５）による。このときの選択
基準は、上式（１）の条件２０２ａと上式（３）の条件
２０２ｃのどちらが、その直前までに現われているかで
あるが、この二つの状態をとりうる情報を保持し、記憶
するのがピーク極性ホールド回路１１２である。この内
容を参照し選択信号１０８によりレジスタ切換え器１０
７ａを式（４）（５）に基づいて動作させる。同様に、
閾値レジスタ１０６ｂの内容（０，−Ａ）はレジスタ切
換え器１０７ｂによって一方が選択され、比較器１０９
ｂに供給される。レジスタ切換え器１０７ｂにおける切
換え条件は、上式（６）（７）による。ここでの選択
も、ピーク極性ホールド回路１０９の記憶状態により、
この内容を参照した選択信号１０８により、レジスタ切
換え器１０７ｂを式（６）（７）に基づいて動作させ
る。以上までの回路機能構成によって、上式（１）〜
（３）に示す演算比較操作は実現可能であり、入力信号
サンプル y(k) に対して、（１）の条件が満たされたと
判断されれば、比較器１０９ａの出力であるピーク信号
１１０ａがオン状態となり、y(k)が正極性のピークと仮
判断される。また、入力信号サンプル y(k) に対して、
（３）の条件が満たされたと判断されれば、比較器１０
９ｂの出力であるピーク信号１１０ｂがオン状態とな
り、y(k)が負極性のピークと仮判断される。条件（２）
と判断されれば、いずれの出力、ピーク信号１１０ａ，
１１０ｂともにＯＦＦ状態である。

【００３４】上記の復号アルゴリズムによれば、条件
（１）または条件（３）が満たされたときは、そのとき
の入力信号サンプル y(k) は、正または負極性のピーク
信号と仮判断されたものとして、ピークホールド回路１
０４に保持されなければならない。ピークホールド信号
生成回路１１１ａは、ピークホールド回路１０４に対し
て、その時の入力信号y(k)を保持することを指示するホ
ールド信号１２０を生成するための論理回路であり、ピ
ーク信号１１０ａまたはピーク信号１１０ｂがオン状態
のときサブクロック１０２を通過させ、ピーク信号１１
０ａとピーク信号１１０ｂが両者ともにオフのときは、
これを遮断する論理機能を有する。この出力をピークホ
ールド回路１０４のトリガとして、ホールド信号１２０
により供給する。サブクロック１０２は、クロック１０
１信号とズレた位相をもつ同周期のクロック信号であ
り、y(k)が入力ラッチ１０３に保持されている間、すな
わちクロック１０１の１クロック周期内に、このy(k)に
ついての上記演算比較処理を終了し、ピークホールド信
号生成回路１１１ａを通じてホールド信号１２０をピー
クホールド回路１０４に供給し、y(k)をy(p)として保持
する動作を完了しなければならない。

【００３５】また、ピークホールド回路１０４に保持さ
れるy(p)が条件（１）と条件（３）のうち、いずれの判
断によるか（仮のピーク判定の極性が正負のどちらか）
を合わせて記録するためにピーク極性ホールド回路１１
２を設け、２つの選択条件を出力Ｑのオン、オフ状態に
対応付けて記録する。この、ピーク極性ホールド回路１
１２の記録状態が示す条件に対して、オン状態となるピ
ーク信号１１０ａまたは１１０ｂの条件が異なるか否か
を判断するのがピーク極性判定回路１１１ｂである。こ
のピーク極性判定回路１１１ｂは、ピーク極性ホールド
回路１１２の出力Ｑが条件（１）を示す状態にあり、ピ
ーク信号１１０ｂがオン状態にある場合、または、出力
Ｑが条件（３）を示す状態にあり、ピーク信号１１０ａ
がオン状態にある場合に、サブクロック１０２を通過さ
せ、それ以外の場合は遮断する論理機能を持つ。ピーク
極性判定回路１１１ｂの出力は、ピーク極性ホールド回
路１１２のトリガとして供給され、このトリガ信号によ
ってピーク極性ホールド回路１１２の出力Ｑは反転す
る。このようにして、ピーク極性ホールド回路１１２の
出力Ｑは、常に、その直前までにピーク信号１１０ａま
たは１１０ｂのどちらが最後にオン状態となったか、す
なわち、ピークホールド回路１０４に保持される信号y
(p)は、条件（１）と条件（３）のいずれによるもので
あるかを、出力Ｑのオンとオフ状態に対応させて表して
いる。この機能を実現するピーク極性ホールド回路１１
２は、閾値レジスタ１０６ａ，１０６ｂの内容を選択す
るレジスタ切換器１０７ａ，１０７ｂの選択信号１０８
として参照される。したがって、入力信号y(k)に対する
演算比較によるピーク極性ホールド回路１１２の更新お
よび、それに伴うレジスタ切換器１０７ａ，１０７ｂの
切換え動作は、次の入力信号y(k)の比較処理が開始され
るまでに完了している必要がある。以上の動作から、本
実施例の提供する復号器の動作速度（復号処理可能な入
力信号y(k)の最小時間間隔）は、入力信号y(k)が入力ラ
ッチ１０３に保持されてから後、演算比較処理を経て、
ホールド信号１２０の帰還路を通じ、ピークホールド回
路１０４に保持が完了するまでの回路動作時間によって
制限される。あるいは、ピーク極性ホールド回路１１２
の更新が完了し、レジスタ切換器１０７ａ，１０７ｂの
動作が完了するまでの選択信号１０８による帰還路の動
作完了時間によって制限を受ける場合もありうる。

【００３６】以上の演算比較処理の結果、出力されるピ
ークホールド信号生成回路１１１ａの出力信号とピーク
極性判定回路１１１ｂの出力信号を用いて符号列への変
換を行なう。この具体例を図３に示す。

【００３７】ピークホールド信号生成回路１１１ａの出
力信号にクロック信号が生じたときの入力信号y(k)は、
ピーク信号として仮判定された（符号”１”に相当す
る）信号であり、これが真のピーク信号か否か判断さ
れ、符号”１”か”０”か、が最終的に決定できるの
は、次にピークホールド信号生成回路１１１ａの出力信
号にクロック信号が生じたときである。例えば、図３
（ａ）のように、仮判定されたピーク信号３０１に対し
て、次にピークホールド信号生成回路１１１ａの出力信
号にクロック信号３０２が生じたとき、このクロック信
号３０２に対して、ピーク極性判定回路１１１ｂの出力
信号にクロック信号３０３が生じていれば、仮判定され
たピーク信号３０１に対しては、符号”１”が決定され
る。この場合の最尤列推定は、状態遷移３０４のように
なり、選択パス３０６が決定されるからである。

【００３８】また、図３（ｂ）のように、クロック信号
３０２に対して、ピーク極性判定回路１１１ｂの出力信
号にクロック信号が生じなければ、状態遷移３０７のよ
うになり、選択パス３０９が決定されるから、仮判定さ
れたピーク信号３０１に対しては、符号”０”が決定さ
れる。このように、次のピーク信号（ピークホールド信
号生成回路１１１ａの出力信号）が発生するごとに、ピ
ーク極性判定回路１１１ｂの出力信号を参照して、一つ
前のピーク信号（一つ前にピークホールド信号生成回路
１１１ａ出力信号が発生したときのサンプル信号値）
が、”１”か”０”かを判断する。このためには、図３
においては、カウントクロックパルス３１０の数をカウ
ントして、１１１ａのパルス発生後、何サンプルの信号
が復号器に入力されたかを復号器に入力されるクロック
数をカウントすることで調べておく。仮判定されたピー
ク信号３０１に対しては、暫定的に復号結果として符
号”０”を与えておき、（ａ）のように次のピーク信号
でピークホールド信号生成回路出力クロック信号３０２
とともにピーク極性判定回路出力クロック信号３０３が
生じたとき、ピーク信号３０１がそこから何サンプル前
の信号であったかを、カウントしておいたカウントクロ
ックパルス３１０の数を参照することによって知り、こ
れに対応するビット位置に復号結果として符号”１”を
与え直す。（ｂ）のように、ピーク極性判定回路出力ク
ロック信号３０３が生じなければ、復号結果として符
号”１”を与え直すことは行わず復号結果として符号”
０”を確定する。以上の操作を行ったのち、次の復号を
継続するため、ピークホールド信号生成回路出力クロッ
ク信号３０２発生からのクロック１０１の数を数え始め
る。ピークホールド信号生成回路出力クロック信号３０
２が発生しなかったサンプル信号には、直ちに復号結果
として符号”０”を確定する。このように、判定を過去
数サンプルビットさかのぼるため、図１の基本実施例で
は、ひとつ前のピーク信号が何サンプル前に出現したか
をカウンタ１１３に記録しておく。すなわち、カウンタ
１１３は、ピークホールド信号生成回路１１１ａの出力
信号により、リセットがかけられ、クロック１０１をカ
ウントする。これを参照することによって、最新のピー
ク信号（現在ピークホールド回路１０４に保持されてい
る信号値）は何サンプルビット以前に出現したかを知る
ことができる。この情報を利用し、復号では、十分に長
い０セットをかけたシフトレジスタ１１５を用意し、ク
ロック１０１に同期させて、これをシフトさせながら、
ピーク極性判定回路１１１ｂの出力にクロックが認めら
れたときに、カウンタ１１３が示すビット位置にビッ
ト”１”を挿入する。このため、カウンタ１１３の内容
をビット位置信号に変換するデコーダ１１４を用意し、
ピーク極性判定回路１１１ｂの出力をシフトレジスタ１
１５への書込み信号１１８として、書込み信号１１８が
発生したときに、デコーダ１１４がしめすシフトレジス
タ１１５のビット位置に”１”を書き込む。上記の説明
において、仮判定ピークに対し、ビット”１”が決定し
た場合の操作である。これに対してビット”０”が確定
したときは、カウンタ１１３のリセットのみ行なわれ、
シフトレジスタ１１５への書込みは行なわれない。こう
して、最終的にシフトレジスタ１１５からの、フロービ
ットを復号結果１２７とする。

【００３９】本発明の特徴は、個々の復号器への入力信
号サンプル値y(k)として、ラン・レングス制限を満たす
ような変調方式を送信チャネルまたは記録再生チャネル
への入力符号列として用いる点にある。通常、通信チャ
ネルや記録再生チャネルでは、チャネル出力の受信信号
から、送信との同期信号および同期タイミングを検出す
るため、出力信号サンプル値y(k)に無制限に無信号状態
０が続かないように、連続０ラン長が常に決められた最
大符号長以下となることを目的として、チャネル入力符
号列に制限をあたえたランレングス・リミテッド・コー
ドが使用される。復号器への入力信号サンプル値の連続
０ラン長が最大ｍ符号長に押さえられるコードを使用し
た場合、（ｍ＋１）個の入力信号サンプル値のうち、最
低１サンプルは、ビット”１”に相当するピーク信号で
ある。したがって、第１図の実施例において、仮判定ピ
ークがあらわれ、これがピークホールド回路１０４に保
持されて（カウンタ１１３にリセットがかけられて）か
ら、次のピーク信号が現れ、再びカウンタ１１３にリセ
ットがかけられ、仮判定ピークに対する最終判定が行わ
れるまでのビットサンプル数は、（ｍ＋１）ビット以下
に抑えられる。また、仮判定ピークに対する最終判定が
終了すれば、それ以前の信号に対しての復号は、すでに
決定している。したがって、この部分を復号器内のシフ
トレジスタ１１５に記録しておく必要はなく、ただちに
復号結果１２７として出力してよい。したがって、本発
明では、シフトレジスタ１１５の記憶ビット長の最小値
を、使用するランレングス・リミテッド・コードの最大
０ラン長ｋ（ビット）によって制限できることを特徴と
し、この（ｋ＋１）ビット以上の長さの記憶ビット長を
もつシフトレジスタ１１５を用いて、ビタビ復号器を構
成することによって、確実な復号を行うことができる復
号器を提供する。このように、復号器内のシフトレジス
タ１１５の記憶ビット長を確実に制限できることは、復
号器へのサンプル信号入力から、その復号結果を得るま
での遅延時間を常に一定に保証することを意味し、復号
結果を用いて、復号器前段のアンプの利得や、サンプラ
のタイミングを補正する場合の帰還動作時間を最短しか
も一定に保証できる。第１図の基本実施例においては、
入力信号がパーシャル・レスポンス・クラス４に属する
チャネルの出力信号である場合を例としているが、本発
明は、他のクラスに属するチャネル出力に対しても容易
に適用可能である。たとえば、多項式1+D で記述される
パーシャル・レスポンス・クラス１に属するチャネルの
出力信号に対しては、シフトレジスタ１１５に書き込ま
れるビット”０”とビット”１”の情報を反転し、レジ
スタ１０６aと１０６ｂを置き替えれば容易に適用でき
る。これらの点は、以後の実施例においても同様であ
る。

【００４０】（実施例２）図４の実施例は、図１の実施
例に、ランレングス・リミテッド・コードの制約条件を
併用することでエラーの数を低減し、復号誤り率を向上
させる機能を付加したものである。

【００４１】この機能を説明するため、ビタビ復号器に
おけるエラー発生の具体例を図５に示す。図５では、本
来、再生信号５００の如く観測されるべき信号上にドロ
ップアウトや雑音などによる比較的大きな信号欠陥が加
わったことによって、観測信号５０１のように再生信号
が観測された場合を一例として示している。さらに、こ
こでは、復号器に入力される符号列はランレングス制限
を受けており、その最大０ラン長は、３ビット長である
と制限されているものとする。

【００４２】本例において、復号器内にサンプルピーク
信号５０２がピークホールドされ、正極性のパルスピー
クとして仮判定を受けると、図１の実施例において示し
た復号器では、それ以降のピーク極性判定のためにレベ
ル差Ａ（Ａは正規の信号ピーク振幅絶対値）をもつ二つ
のスライスレベル、上限スライスレベル５０３ａと下限
スライスレベル５０３ｂを設定していることになる。こ
れ以降の判定においては、上限スライスレベル５０３ａ
を超えるサンプル信号レベルが現われれば、それを新た
な正極性のパルスピークとして、仮判定し、下限スライ
スレベル５０３ｂを下回るサンプル信号レベルが現われ
れば、これを、負極性のパルスピークとして仮判定す
る。二つのレベルの中間であれば、パルス無しを確定す
る。

【００４３】図５の例においては、サンプルピーク信号
５０２以降に欠陥の極めて小さなサンプル信号が到来す
れば、その最尤列推定のための正規状態遷移５０７は、
サンプルピーク信号５０２においてはブランチ５０２ａ
が、そして、サンプルピーク信号５０４においてはブラ
ンチ５０４ａが選択されて、最尤列５０８は、正しい復
号結果に対応するものが決定される。この場合、サンプ
ルピーク信号５０２に、かなり大きな信号欠陥が生じて
も、その前後から正しい復号が容易である。これに対し
て、本例の観測信号５０１のように、サンプルピーク信
号５０２、５０３と連続するピーク信号に信号欠陥が生
じた場合は、サンプルピーク信号５０２と５０３のレベ
ルが双方低下することによって、推定状態遷移５０９の
ように、サンプルピーク信号５０４に対して、選択をブ
ランチ５０４ｂのように誤る。この誤った選択は、前の
仮判定ピークであるサンプルピーク信号５０２（ブラン
チ５０２ｂ）にも影響を与え、結果的に決定された最尤
列５０８には、サンプル信号５０２と５０４に２ビット
の誤りが生ずる。

【００４４】このように、図１の基本実施例が提供する
復号器では、最尤復号による復号誤り率向上効果を得る
ことが可能であるが、この種の例に見られるように、連
続する信号欠陥による信号振幅レベルの低下（連続的に
無信号に近い状態）には効果が小さく、欠陥の生じた信
号のみならず、その前後の、信号欠陥の小さな正常に近
い信号に対しても、誤った復号結果を導くことが起こ
る。この誤り伝搬現象の影響をできるだけ抑え、本発明
の提供する復号器の復号誤り特性低下を抑える効果をも
つ復号方法および復号器構成を提供するのが本実施例の
目的である。

【００４５】このため、復号器に入力される信号符号列
のランレングス制約を利用する。すなわち、図５におい
て、サンプル信号５０２が入力されてから、この場合の
最大０ランビット長３ビット＋１ビットの間（ランレン
グス範囲５０６）に、再びサンプル信号のホールドが復
号器内で起こらなかった場合、（上限スライスレベル５
０３ａを超えるサンプル信号レベルや下限スライスレベ
ル５０３ｂを下回るサンプル信号レベルが現われなかっ
た場合）、本来、この間に新たなピーク信号が検出さ
れ、仮判定を受けて復号器内部にホールドされるべきと
ころが、信号欠陥のレベル低下により検出されなかった
ものとみなし、復号器にとって好ましくない信号の異常
状態が発生したと検知する。

【００４６】このとき、仮判定を受けているサンプル信
号５０２に対しては、復号結果としてビット”１”を割
当てて、パルスピークを検出したと判断する。このよう
に、ランレングス範囲５０６を超えても、仮判定のピー
ク信号（サンプル信号５０２）への復号が決定しない場
合、このサンプル信号５０２は、ランレングス範囲５０
６内のサンプル信号列の中では、最大のレベルをもつ信
号である。さらに、サンプル信号５０２は、それ以前の
サンプル信号情報から、正極性のパルスピーク信号であ
る可能性が高いと判断されているサンプル値であるか
ら、ランレングス範囲５０６には、少なくとも１つは正
極性ピークが発生するという本実施例でのランレングス
制限を考えれば、サンプル信号５０２に対して復号結
果”１”を割り当てる操作は、真の復号結果に対する誤
り率を小さくする手段として妥当なものである。

【００４７】サンプル信号５０２が、負極性のピーク信
号である仮判定を受けている場合も同様の理由によって
復号結果”１”を割り当てる。以上のような機能を設け
ることによって、通常のビタビ復号では、２ビット生ず
る誤りを１ビットに低減することができる。図４の実施
例では、図１の基本実施例に、この機能を実現する手段
を付加している。使用するランレングス制限符号の最大
０ランビット長をｋとし、カウンタ４００では、０から
少なくともｋ＋２までをカウントする。ｋ＋２がカウン
トされたということは、信号のレベル低下の異常が起こ
ったことを意味する。したがって、カウンタ４００の出
力をｋ＋２との一致回路４０１で判断して一致した場合
には、強制書き込み信号４０２をシフトレジスタ１１５
に出す。あるいは、一致回路４０１によらず、デコーダ
１１４のｋ＋２ビット目の出力を強制書き込み信号４０
２としてもよい。ただし、この場合は、デコーダ１１４
出力確定の後に、強制書き込み信号４０２のシフトレジ
スタ１１５入力が行われるように、タイミング調整を要
する。以上の機能を有する復号器を構成するためには、
図１の基本実施例より、１ビット記録ビット長が長い
（ｋ＋２）ビット長のシフトレジスタ１１５を要する。
以上の機能を復号器にもたせることによって、信号レベ
ル低下以前のサンプル信号値に対する復号誤りの波及
を、最も確度の高い方法によって防止することができ
る。

【００４８】（実施例３）図４の実施例おいて問題にし
たような信号上の連続的な欠陥によるレベルの低下は、
記録再生チャネルの出力信号上では、記録媒体上の種々
の欠陥によって、しばしば生ずる現象であり、そのレベ
ル低下の長さや大きさは記録密度が増加するに従い極め
て大きくなる。また、通信チャネルにおいても伝送速度
が増すことにより、種々の通信路上の妨害要因が与える
影響時間は長くなる。このように、受信信号に無信号状
態に近い状況が長く続いた場合、白色ランダム雑音には
高い効果を発揮するビタビ復号器による最尤列推定も、
有効には働かず、むしろ結果的に大きく復号誤り率を悪
化させる原因となる。したがって、この無信号状態が発
生している状況では、ビタビ復号の結果は、極めて信頼
度が低く、直接参照することはできない。

【００４９】図６の実施例は、このような無信号の状態
に近い入力サンプル信号に対し、その状態を検知して、
これに復号結果”０”を割当て、ビタビ復号器を異常な
信号状態に追従させない機能を有することを特徴とする
ものである。図４の実施例で示したように、強制書き込
み信号４０２は、入力信号の異常状態を検知した信号で
ある。したがって、この信号４０２によって、カウンタ
４００にも、リセットをかけ、同時に状態レジスタ６０
０にセットをかけて異常状態にあることを記録する。ゲ
ート６０１は、この状態レジスタ６００の出力を参照
し、セット状態にあるときは、クロック１０１のカウン
タ４００への供給を停止する。

【００５０】状態レジスタ６００のリセットは、リセッ
ト信号１１７による。こうして、正常にピークが検出さ
れるまでの間、カウンタ４００の機能を停止する。この
方法をとることによって、カウンタ４００のカウント範
囲を０から（Ｋ＋２）カウントまでと最小の規模に制限
することができる。こうして、デコーダ１１４の出力を
０にしておけば、正常な信号状態に復帰し、リセット信
号１１７および書き込み信号１１８が出力された以降か
らビタビ復号器の機能を正常に復帰させることが可能と
なる。同様の機能は、ゲート６０１を設ける替わりに、
状態レジスタ６００のセット出力によって、デコーダ出
力を全てをオフにする方法によっても実現できる。

【００５１】図６の実施例では、異常状態が検知された
間、状態レジスタ６００の出力がセット状態にある間の
入力サンプル信号には、ビット”０”が復号結果として
出力される。したがって、状態レジスタ６００の出力を
復号結果とあわせて出力し、誤りの警告信号６０２を出
すことが可能である。復号されるデータが、画像データ
などの場合、警告信号６０２が出力された復号結果に対
しては、前後の正常なデータから補間操作などによって
データの品質低下を抑えることが可能である。また、警
告信号６０２が発生している状況では、レベル低下によ
るビット”１”を”０”と誤る一過性の誤りが生じてい
る可能性が極めて高いので、この種の誤りと警告信号６
０２による誤り発生個所の限定によって、誤り訂正符号
による復号誤り訂正能力を向上させ、結果的にデータの
信頼度を向上させることが可能である。より正確に警告
信号６０２を出力するためには、警告信号６０２の出力
をｋビット前にまでさかのぼらなくてはならない。この
ためには、復号結果１２７後にｋビットの遅延を設け、
警告信号６０２も状態レジスタ６００リセット後ｋビッ
ト余分に出力させるための機能を要する。

【００５２】以上までの実施例によって、予期出来ない
長さの入力信号異常（レベル低下）に対して、ビタビ復
号を正常に対処し、その効果を最大限に維持するための
必要十分な手段を最小かつ適正な回路規模で実現するこ
とができる。

【００５３】（実施例４）図７の実施例は、上記実施例
において問題としてきた入力信号異常（連続的なレベル
低下）に対して、その影響を後に残すことなく、できる
だけ速やかに、しかも適切に、この状態から復帰するた
めの手段を与えるものである。最尤復号は、入力信号を
系列でみた場合に最も復号される確率の高い復号結果を
与えるものであった。したがって、連続的なレベル低下
（パーシャル・レスポンス・クラス４信号の場合２ビッ
ト以上の連続レベル低下）によって信号系列の情報が分
断されてしまえば、分断前の信号情報を復号器内部に保
持して、これを分断後の信号系列推定に用いても意味を
もたない。図６の実施例で提供されるビタビ復号器は、
入力信号の異常を検知して、カウンタ４００そのもの或
いは、これに関わる機能を停止することで、この間の復
号器動作を中断させて、その影響を最小限に抑えるもの
であった。本実施例では、入力信号の異常検知ととも
に、ビタビ復号器の内部状態をクリアする手段を提供す
る。入力信号の異常とともに、復号器内部に保持される
これまでの信号系列に関する情報は、正常状態復帰後に
は有益なものとはならない。第６図実施例において、信
号系列に関する情報とは、ピークホールド回路１０４と
ピーク極性ホールド回路１１２に保持される内容であ
り、より基本的な最尤列推定に立ち返れば、追跡する二
つの系列に関わる計量（メトリック）である。最尤列推
定を行う上で系列上連続的な信号欠陥が発生した場合に
は、推定評価の基準となる、この二つの計量は信頼度を
著しく失う。系列が分断されてしまった場合には、この
信頼度の低い計量に基づいて推定を進めるよりは、計量
を初期化し、新たに推定を開始した方が、後の復号の信
頼度は、高くなる。例えば、図６の実施例において入力
信号として図５のサンプル信号５０２が入力されると、
分断が生ずるそれ以降で、ピークホールド回路１０４内
部に保持されるのは、大きな歪や信号欠陥が加わった信
頼度の低い正極性ピークの値である。このことも一因と
なって直後の信号検出の異常は生じており、実際の受信
信号でも、信号レベルの落ちこみは、その前後から徐々
に開始される。したがって、分断後の復号開始時に、こ
れを保持しておくことは、確率的に見て後の復号にとっ
て不利である。分断後の正常復帰した復号器は、復号開
始時と全く同じ環境と見做されるから、それ以前の信号
系列情報は必要としない。しかも、正極性と負極性のパ
ルスのどちらが最初に現われるかは、全く等確率であ
る。したがって、このときの比較器１０９ａの上限比較
閾値レベル（図５の５０３ａ）と比較器１０９ｂの下限
比較閾値レベル（図５の５０３ｂ）は、それぞれ＋Ａ／
２と−Ａ／２（Ａは正規ピークの絶対値）に設定するの
が望ましく、これは、最尤列の二つの系列に関わる計量
（又はそれらの計量差）を０にすることと等価である。

【００５４】すなわち、復号開始時の最初のピーク検出
のみは、スライスレベル検出器を設けたことと同等とな
り、速やかに復号器が復帰する。

【００５５】図７では、このための手段を提供する。本
実施例では図６の強制書き込み信号４０２が出力され、
異常が検知された時点で、選択回路７００を切り替えて
ピークホールド回路１０４にホールド更新値レジスタ７
０１の値を保持するように、ホールド信号７０２を出力
する。ホールド更新値レジスタ７０１は、二つの信号値
を保持し、レジスタ切り替え器７０３により、ピーク極
性ホールド回路１１２の出力を参照して、その出力状態
が正極性を示している場合には、＋Ａ／２の値を、また
負極性を示している場合には、−Ａ／２の値を選択する
ようにする。いずれの場合も比較器１０９ａの上限比較
閾値レベル（図５の５０３ａ）と比較器１０９ｂの下限
比較閾値レベル（図５の５０３ｂ）が、それぞれ＋Ａ／
２と−Ａ／２（Ａは正規ピークの絶対値）に設定される
ようにピークホールド回路１０４の内容を更新する。同
様の目的のための手段は、ホールド更新値レジスタ７０
１の値を１つとし、ピーク極性ホールド回路１１２の出
力状態を強制書き込み信号４０２によって、正極性状態
または負極性状態のどちらかに強制的に設定する手段を
設けて、ホールド更新値レジスタ７０１内には＋Ａ／２
または−Ａ／２の値を記録しておくことでも実現でき
る。このときは、レジスタ切り替え器７０３は不要であ
る。また、上記の状態設定は、復号開始時の復号器状態
設定としても有効であり、カウンタ４００をリセットし
た上で、強制書き込み信号４０２を加えてやれば、初期
設定が完了する。この方法での初期設定では、復号デー
タ前の擬似データが不要となる。このような初期設定を
行わない場合には、復号前に、最低でも、２つ以上のパ
ルス信号を含む擬似入力データが必要となるか、あるい
は、復号結果の開始数ビットに誤りが含まれることを許
容しなければならないが、本実施例によってこれらは不
要となる。

【００５６】磁気記録再生チャネルの場合、具体的に磁
気ディスク装置の再生系では、あらかじめ、再生信号の
出力が一定レベル以下に連続的に低下しないかをチェッ
クし、これが認められた場合、対応する記録媒体上の部
分の欠陥などによる不良として、その不良な記録個所の
アドレスを登録しておき、記録／再生に使用しない方法
が取られる（欠陥登録機能）。このような装置に、最尤
復号器を適用した場合、論理的には、不良個所が無視さ
れても、復号器への信号入力は、物理的に継続される。
したがって、復号器には、この信号入力に追従すること
なく、不良個所終了とともに、直ちに復号動作を開始す
るための機能が必須である。上記実施例によれば、容易
にこれは実現される。不良個所を読み取り中は、装置よ
り容易にこれを検知できるから、この検知信号が得られ
ている間、強制書き込み信号４０２の送出とカウンタ４
００のリセットを継続的に行う。検知信号が止まり、正
常個所の読み取りが開始される直前に、この操作を解除
して、入力信号を待機する状態に復号器をセットする。
本発明は、このような、欠陥登録機能を有する装置に対
して、ビタビ復号（最尤復号）器を正常に適用する手段
を提供する。

【００５７】（実施例５）図１０は、図７の実施例と同
様の機能を有する別の実施例である。図１０では、固定
スライスレベルの識別器７１０を別に設けて、正常復帰
時の最初の信号検出を行うことを特徴とする。すなわ
ち、入力ラッチ１０３の出力を別の二つの比較器７１０
ａと７１０ｂに入力する。比較器７１０ａは、固定レベ
ル＋A/2より、入力レベルが大きいとき出力がオン状態
となる。すなわち、入力信号の正極性パルスを検知した
ときオン状態となる固定スライスレベルの識別を行う。
比較器７１０ｂは、固定レベル−A/2 より、入力レベル
が小さいとき出力がオン状態となる。すなわち、入力信
号の負極性パルスを検知したときオン状態となる固定ス
ライスレベルの識別を行う。切り替え器７１１ａと７１
１ｂを設け、これらは警告信号６００を参照して、これ
が異常を示しているときは、１１０ａに替えて比較器出
力７１１ａを、また１１０ａに替えて比較器出力７１１
ａをそれぞれ選択し、ピークホールド信号生成回路１１
１ａとピーク極性判定回路１１１ｂに入力する。警告信
号６０２が正常状態にあるときは、通常通りに１１０ａ
と１１０ｂがピークホールド信号生成回路１１１ａとピ
ーク極性判定回路１１１ｂに入力される。本実施例は、
ビタビ復号器に、固定スライスレベル識別器を併設し、
正常時と異常時に、これらを切り替えて用いる実施例で
ある。

【００５８】（実施例６）図８の実施例は、異常状態を
さらに早期に復帰させる別の実施例である。本実施例で
は、信号振幅の回復を出来るだけ、早期に的確に補足す
る手段を付加する。図７の状態レジスタ６００が異常を
示している間、適切なビット数の信号到来をリングカウ
ンタ８００で数えては、カウンタが０リセットごとに切
り替え信号を８０２を送出して、複数用意したホールド
更新値レジスタ８０１を切り替え器８０３により段階的
に切り替えて使う。これら複数のホールド更新値レジス
タ７０１には、段階的に、許容できる大きさまでＡの値
を小さくしたものを用意しておき、これを順次選択して
する操作をリセット信号１１７が現われるまで繰り返
す。リセット信号１１７が現われたら、ホールド更新値
レジスタ７０１は、正規のレジスタに選択を戻す。これ
により、信号振幅の正常復帰を早く検知して、復号器の
復帰を早めることができる。切り替え信号８０２を復号
器前段の増幅器利得を制御する信号として用い、段階的
に利得を増して、減衰した信号振幅を部分的に増幅する
手段も同様にありうる。

【００５９】

【発明の効果】本発明により、パーシャルレスポンスチ
ャネル出力からビタビ・アルゴリズムによる最尤符号列
により符号検出する復号器に対して、高速動作に対応可
能でかつ最も簡略な構成方法と装置が提供される。ま
た、信号の継続的な著しい劣化が発生する可能性のある
実際のチャネル出力に対し、これに復号器が追従して、
復号性能を著しく損なうことが避けられ、正常な信号に
対して的確に復号動作を追従できる復号方式と装置が提
供される。

【図面の簡単な説明】

【図１】基本実施例説明図

【図２】符号列復号方法の原理を説明するための図

【図３】基本実施例における復号動作を説明するための
図

【図４】第２の実施例説明図

【図５】基本実施例における復号誤り具体例を説明する
ための図

【図６】第３の実施例説明図

【図７】第４の実施例説明図

【図８】第５の実施例説明図

【図９】本発明の背景と全体構成を示す図

【図１０】第６の実施例説明図

【符号の説明】

１００…入力信号、１０１…クロック、１０２…サブク
ロック、１０３…入力ラッチ、１０４…ピークホールド
回路、１０５…減算回路、１０６ａ，１０６ｂ…しきい
値レジスタ、１０７ａ，１０７ｂ…レジスタ切り替え
器、１０８…選択信号、１０９ａ，１０９ｂ…比較器、
１１０ａ，１１０ｂ…ピーク信号、１１１ａ…ピークホ
ールド信号生成回路、１１１ｂ…ピーク極性判定回路、
１１２…ピーク極性ホールド回路、１１３…カウンタ、
１１４…デコーダ、１１５…シフトレジスタ、１１７…
リセット信号、１１８…書き込み信号、１２０…ホール
ド信号、１２７…復号結果、４００…カウンタ、４０１
…一致回路、４０２…強制書き込み信号、６００…状態
レジスタ、６０１…クロックゲート、６０２…警告信
号、７０１…ピーク値レジスタ、７０２…強制ホールド
信号、７０３…切り替え器、７０４…選択信号、８００
…クロックカウンタ、８０２…選択信号、８０１…切り
替え信号、８０３…レジスタ選択回路、７１０…固定レ
ベル識別回路、７１１ａ，７１１ｂ…識別器、７１１
ａ，７１１ｂ…識別器出力。

フロントページの続き (72)発明者堀洋介神奈川県小田原市国府津2880番地株式会社日立製作所小田原工場内 (56)参考文献特開平４−276362（ＪＰ，Ａ) 特許3135646（ＪＰ，Ｂ２) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) H03M 13/00 G11B 20/00 H04L 25/00

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】復号器を備えたパーシャル・レスポンス
（クラス１またはクラス４）通信または記録装置チャネ
ルにおいて、２進符号列に基づく出力信号の離散的タイ
ミング値から元の符号列を、チャネルの出力から前記復
号器への入力信号の離散的タイミング値列が、等振幅間
隔の３値レベルのチャネル出力信号列のいずれに最大尤
度で適合するかを最尤列推定アルゴリズムによって識別
することにより、最尤復号する方法であって、現入力信号値に対して、当該現入力信号値が入力される
以前の入力信号値列から、前記現入力信号値が最大また
は最小レベル信号値のいずれかへの尤度が高いことを０
または１いずれかの２進符号で示した仮判定信号と、前
記現入力信号値が入力される直前に尤度が仮判定された
入力信号に対して、前記直前に尤度が仮判定された入力
信号以前の入力信号値列から、前記直前に尤度が仮判定
された入力信号値が最大または最小レベル信号値である
ことを確定する判定信号とを出力し、前記仮判定信号をシフトレジスタに入力し、信号入力に
同期して前記シフトレジスタに記憶された仮判定信号を
ビットシフトし、前記仮判定信号の出力から次の仮判定
信号出力までの前記シフトレジスタへの入力信号値の数
をカウントし、前記シフトレジスタに記憶された仮判定
信号の前記カウント結果に対応するビット位置の内容
を、前記判定信号出力に応じて変更することを特徴とす
る出力信号復号方法。
【請求項２】請求項１の出力信号復号方法において、復
号によって検出される符号列がラン・レングス制限（最
大０ランビット長ｋ）をもつ２進符号列を使用すること
によって、（ｋ＋１）ビット以上の情報を記憶できる復
号列記憶のためのシフトレジスタを用い、０から（ｋ＋
１）個以上の入力信号値の数をカウントすることを特徴
とする出力信号復号方法。
【請求項３】請求項１の出力信号復号方法において、復
号によって検出される符号列がラン・レングス制限（最
大０ランビット長ｋ）をもつ２進符号列を使用すること
によって、（ｋ＋２）ビット以上の情報を記憶できる復
号列記憶のためのシフトレジスタを用い、０から（ｋ＋
２）個以上の入力信号値の数をカウントし、このカウン
ト数が（ｋ＋２）以上のいずれかの数値に一致したこと
を検査して一致信号を出力し、この一致信号によって、
このカウント結果に対応する前記シフトレジスタのビッ
ト位置の内容を変更することを特徴とする出力信号復号
方法。
【請求項４】請求項３の出力信号復号方法において、入
力信号値の正常／異常状態を記録し、一致信号の出力に
よってこれに異常状態を、また仮判定信号の出力によっ
てこれに正常状態を記録し、この内容が異常状態を示す
間、入力信号値の数をカウントすることを停止すること
を特徴とする出力信号復号方法。
【請求項５】請求項３の出力信号復号方法において、入
力信号値の正常／異常状態を記録し、一致信号の出力に
よってこれに異常状態を、また仮判定信号の出力によっ
てこれに正常状態を記録し、この内容が異常状態を示す
間、入力信号値のカウント数に対応するシフトレジスタ
のビット位置の内容を変更することを停止することを特
徴とする出力信号復号方法。
【請求項６】請求項４または請求項５の出力信号復号方
法において、一致信号の出力とともに、入力信号値のカ
ウント数を初期化することを特徴とする出力信号復号方
法。
【請求項７】請求項４乃至請求項６のうちいずれかに記
載の出力信号復号方法において、入力信号値の正常／異
常状態を記録する手段を用い、この記録状態を復号結果
とともに出力することを特徴とする出力信号復号方法。
【請求項８】請求項４乃至請求項６のうちいずれかに記
載の出力信号復号方法において、一致信号の出力ととも
に、固定の比較レベルをもつ比較検出器を用いて、次の
最大レベルまたは最小レベル信号を検出することを特徴
とする出力信号復号方法。
【請求項９】請求項４乃至請求項６のうちいずれかに記
載の出力信号復号方法において、一致信号の出力ととも
に、仮判定信号および判定信号を最尤列推定に基づいて
出力する手段の内部状態を、固定の比較レベルをもつ比
較検出器と等価なものとする状態設定を行い、次の最大
レベルまたは最小レベル信号を検出することを特徴とす
る出力信号復号方法。
【請求項１０】請求項４乃至請求項６のうちいずれかに
記載の出力信号復号方法において、入力信号値の正常／
異常状態の記録を参照し、これが異常を示している間、
仮判定信号および判定信号を最尤列推定に基づいて出力
する手段の内部状態を、固定の比較レベルをもつ比較検
出器と等価なものとする状態設定を行い、次の最大レベ
ルまたは最小レベル信号を検出することを特徴とする出
力信号復号方法。
【請求項１１】請求項４乃至請求項６のうちいずれかに
記載の出力信号復号方法において、入力信号値の正常／
異常状態の記録を参照し、これが異常を示している間、
固定の比較レベルをもつ比較検出器を用いて、次の最大
レベルまたは最小レベル信号を検出することを特徴とす
る出力信号復号方法。
【請求項１２】請求項４乃至請求項１１のうちいずれか
に記載の出力信号復号方法において、復号器外部から強
制的に信号を加えることにより、一致信号を出力させる
ことを特徴とする出力信号復号方法。
【請求項１３】復号器を備えたパーシャル・レスポンス
（クラス１またはクラス４）通信または記録装置チャネ
ルにおいて、２進符号列に基づく出力信号の離散的タイ
ミング値から元の符号列を、チャネルの出力から前記復
号器への入力信号の離散的タイミング値列が、等振幅間
隔の３値レベルのチャネル出力信号列のいずれに最大尤
度で適合するかを最尤列推定アルゴリズムによって識別
することにより、最尤復号する装置であって、現入力信号値に対して、当該現入力信号値が入力される
以前の入力信号値列から、前記現入力信号値が、最大ま
たは最小レベル信号値のいずれかへの尤度が高いことを
０または１いずれかの２進符号で示した仮判定信号と、
前記現入力信号値が入力される直前に尤度が仮判定され
た入力信号に対して、前記直前に尤度が仮判定された入
力信号以前の入力信号値列から、前記直前に尤度が仮判
定された入力信号値が最大または最小レベル信号値であ
ることを確定する判定信号とを出力手段とを有し、前記２進符号で示された仮判定信号を記憶し信号入力に
同期してその記憶内容をビットシフトする１本のシフト
レジスタと、前記仮判定信号出力から次の仮判定信号出力までの入力
信号値の数をカウントする手段と、前記シフトレジスタに記憶された仮判定信号の前記カウ
ント結果に対応するビット位置の内容を前記判定信号出
力に応じて変更する手段とを有することを特徴とする出
力信号復号装置。
【請求項１４】請求項１３の出力信号復号装置におい
て、復号器によって検出される符号列がラン・レングス
制限（最大０ランビット長ｋ）をもつ２進符号列を使用
することによって、（ｋ＋１）ビット以上の情報を記憶
できる復号列記憶のためのシフトレジスタと、０から
（ｋ＋１）個以上の入力信号値の数をカウントする手段
とを有することを特徴とする出力信号復号装置。
【請求項１５】請求項１３の出力信号復号装置におい
て、復号器によって検出される符号列がラン・レングス
制限（最大０ランビット長ｋ）をもつ２進符号列を使用
することによって、（ｋ＋２）ビット以上の情報を記憶
できる復号列記憶のためのシフトレジスタと、０から
（ｋ＋２）個以上の入力信号値の数をカウントする手段
と、このカウント数が（ｋ＋２）以上のいずれかの数値
に一致したことを検査して一致信号を出力する手段とを
有し、この一致信号によって、このカウント結果に対応
する前記シフトレジスタのビット位置の内容を変更する
手段とを有することを特徴とする出力信号復号装置。
【請求項１６】請求項１５の出力信号復号装置におい
て、入力信号値の正常／異常状態を記録する手段と、一
致信号の出力によってこれに異常状態を、また仮判定信
号の出力によってこれに正常状態を記録する手段とを有
し、この内容が異常状態を示す間、入力信号値の数をカ
ウントすることを停止する手段を有することを特徴とす
る出力信号復号装置。
【請求項１７】請求項１５の出力信号復号装置におい
て、入力信号値の正常／異常状態を記録する手段と、一
致信号の出力によってこれに異常状態を、また仮判定信
号の出力によってこれに正常状態を記録する手段とを有
し、この内容が異常状態を示す間、入力信号値のカウン
ト数に対応するシフトレジスタのビット位置の内容を変
更することを停止する手段を有することを特徴とする出
力信号復号装置。
【請求項１８】請求項１６または請求項１７の出力信号
復号装置において、一致信号の出力とともに、入力信号
値のカウント数を初期化することを特徴とする出力信号
復号装置。
【請求項１９】請求項１６乃至請求項１８のうちいずれ
かに記載の出力信号復号装置において、入力信号値の正
常／異常状態を記録する手段より、この記録状態を復号
結果とともに出力することを特徴とする出力信号復号装
置。
【請求項２０】請求項１６乃至請求項１８のうちいずれ
かに記載の出力信号復号装置において、一致信号の出力
とともに、固定の比較レベルをもつ比較検出器を用い
て、次の最大レベルまたは最小レベル信号を検出する手
段を有することを特徴とする出力信号復号装置。
【請求項２１】請求項１６乃至請求項１８のうちいずれ
かに記載の出力信号復号装置において、一致信号の出力
とともに、仮判定信号および判定信号を最尤列推定に基
づいて出力する手段の内部状態を、固定の比較レベルを
もつ比較検出器と等価なものとする状態設定の手段を有
し、次の最大レベルまたは最小レベル信号を検出する手
段を有することを特徴とする出力信号復号装置。
【請求項２２】請求項１６乃至請求項１８のうちいずれ
かに記載の出力信号復号装置において、入力信号値の正
常／異常状態の記録を参照し、これが異常を示している
間、仮判定信号および判定信号を最尤列推定に基づいて
出力する手段の内部状態を、固定の比較レベルをもつ比
較検出器と等価なものとする状態設定の手段を有し、次
の最大レベルまたは最小レベル信号を検出する手段を有
することを特徴とする出力信号復号装置。
【請求項２３】請求項１６乃至請求項１８のうちいずれ
かに記載の出力信号復号装置において、入力信号値の正
常／異常状態の記録を参照し、これが異常を示している
間、固定の比較レベルをもつ比較検出器を用いて、次の
最大レベルまたは最小レベル信号を検出する手段を有す
ることを特徴とする出力信号復号装置。
【請求項２４】請求項１６乃至請求項２３のうちいずれ
かに記載の出力信号復号装置において、復号器外部から
強制的に信号を加えることにより、一致信号を出力させ
る手段を有することを特徴とする出力信号復号装置。
【請求項２５】復号器を備えたパーシャル・レスポンス
（クラス１またはクラス４）通信または記録装置チャネ
ルにおいて、２進符号列に基づく出力信号の離散的タイ
ミング値から元の符号列を最尤列の検出によって復号す
る回路であって、チャネル出力から復号への入力信号の離散的タイミング
値列が、等振幅間隔の３値レベルのチャネル出力信号列
のいずれに最大尤度で適合するかを最尤列推定アルゴリ
ズムによって識別し、現入力信号値に対して、当該現入力信号値が入力される
以前の入力信号値列から、前記現入力信号値が、最大ま
たは最小レベル信号値のいずれかへの尤度が高いことを
０または１いずれかの２進符号で示した仮判定信号と、前記現入力信号値が入力される直前に尤度が仮判定され
た入力信号に対して、前記直前に尤度が仮判定された入
力信号以前の入力信号値列から、前記直前に尤度が仮判
定された入力信号値が最大または最小レベル信号値であ
ることを確定する判定信号とを出力する手段を有し、前記２進符号で示された仮判定信号を記憶し信号入力に
同期してその記憶内容をビットシフトする１本のシフト
レジスタと、前記仮判定信号出力から次の仮判定信号出力までの入力
信号値の数をカウントする手段と、前記シフトレジスタに記憶された仮判定信号の前記カウ
ント結果に対応するビット位置の内容を前記判定信号出
力に応じて変更する手段とを有することを特徴とする集
積回路。
【請求項２６】請求項２５の集積回路において、復号器
によって検出される符号列がラン・レングス制限（最大
０ランビット長ｋ）をもつ２進符号列を使用することに
よって、（ｋ＋１）ビット以上の情報を記憶できる復号
列記憶のためのシフトレジスタと、０から（ｋ＋１）個
以上の入力信号値の数をカウントする手段とを有する構
成を特徴とする集積回路。
【請求項２７】請求項２５の集積回路において、復号器
によって検出される符号列がラン・レングス制限（最大
０ランビット長ｋ）をもつ２進符号列を使用することに
よって、（ｋ＋２）ビット以上の情報を記憶できる復号
列記憶のためのシフトレジスタと、０から（ｋ＋２）個
以上の入力信号値の数をカウントする手段と、このカウ
ント数が（ｋ＋２）以上のいずれかの数値に一致したこ
とを検査して一致信号を出力する手段とを有し、この一
致信号によって、このカウント結果に対応する前記シフ
トレジスタのビット位置の内容を変更する手段とを有す
る構成を特徴とする集積回路。
【請求項２８】請求項２７の集積回路において、入力信
号値の正常／異常状態を記録する手段と、一致信号の出
力によってこれに異常状態を、また仮判定信号の出力に
よってこれに正常状態を記録する手段とを有し、この内
容が異常状態を示す間、入力信号値の数をカウントする
ことを停止する手段を有する構成を特徴とする集積回
路。
【請求項２９】請求項２７の集積回路において、入力信
号値の正常／異常状態を記録する手段と、一致信号の出
力によってこれに異常状態を、また仮判定信号の出力に
よってこれに正常状態を記録する手段とを有し、この内
容が異常状態を示す間、入力信号値のカウント数に対応
するシフトレジスタのビット位置の内容を変更すること
を停止する手段を有する構成を特徴とする集積回路。
【請求項３０】請求項２８または請求項２９の集積回路
において、一致信号の出力とともに、入力信号値のカウ
ント数を初期化する手段を有する構成を特徴とする集積
回路。
【請求項３１】請求項２８乃至請求項３０のうちいずれ
かに記載の集積回路において、入力信号値の正常／異常
状態を記録する手段より、この記録状態を復号結果とと
もに出力する手段を有する構成を特徴とする集積回路。
【請求項３２】請求項２８乃至請求項３０のうちいずれ
かに記載の集積回路において、一致信号の出力ととも
に、固定の比較レベルをもつ比較検出器を用いて、次の
最大レベルまたは最小レベル信号を検出する手段を有す
る構成を特徴とする集積回路。
【請求項３３】請求項２８乃至請求項３０のうちいずれ
かに記載の集積回路において、一致信号の出力ととも
に、仮判定信号および判定信号を最尤列推定に基づいて
出力する手段の内部状態を、固定の比較レベルをもつ比
較検出器と等価なものとする状態設定の手段を有し、次
の最大レベルまたは最小レベル信号を検出する手段を有
する構成を特徴とする集積回路。
【請求項３４】請求項２８乃至請求項３０のうちいずれ
かに記載の集積回路において、入力信号値の正常／異常
状態の記録を参照し、これが異常を示している間、仮判
定信号および判定信号を最尤列推定に基づいて出力する
手段の内部状態を、固定の比較レベルをもつ比較検出器
と等価なものとする状態設定の手段を有し、次の最大レ
ベルまたは最小レベル信号を検出する手段を有する構成
を特徴とする集積回路。
【請求項３５】請求項２８乃至請求項３０のうちいずれ
かに記載の集積回路において、入力信号値の正常／異常
状態の記録を参照し、これが異常を示している間、固定
の比較レベルをもつ比較検出器を用いて、次の最大レベ
ルまたは最小レベル信号を検出する手段を有する構成を
特徴とする集積回路。
【請求項３６】請求項２８乃至請求項３５のうちいずれ
かに記載の集積回路において、復号器外部から強制的に
信号を加えることにより、一致信号を出力させる手段を
有する構成を特徴とする集積回路。
【請求項３７】請求項１乃至請求項１２のうちいずれか
に記載の出力信号復号方法を用いることを特徴とする受
信装置。
【請求項３８】請求項１３乃至請求項２４のうちいずれ
かに記載の出力信号復号装置を搭載することを特徴とす
る受信装置。
【請求項３９】請求項２５乃至請求項３６のうちいずれ
かに記載の集積回路を搭載することを特徴とする受信装
置。
【請求項４０】請求項１乃至請求項１２のうちいずれか
に記載の出力信号復号方法を用いることを特徴とする記
憶装置。
【請求項４１】請求項１３乃至請求項２４のうちいずれ
かに記載の出力信号復号装置を搭載することを特徴とす
る記憶装置。
【請求項４２】請求項２５乃至請求項３６のうちいずれ
かに記載の集積回路を搭載することを特徴とする記憶装
置。
【請求項４３】入力信号値列の離散的タイミング値列
が、少なくとも３値レベルのチャネル出力信号列のいず
れに最大尤度で適合するかを最尤列推定アルゴリズムに
よって判定し２進符号列に復号する復号方法であって、前記入力信号列が入力される以前の入力信号値列に基づ
いて現在入力されている信号値を前記３値のレベルのい
ずれか一つとする仮判定信号を形成し、当該仮判定信号が形成される直前に仮判定された入力信
号を以前の入力信号値列に基づいて前記３値のレベルの
いずれか一つとして決定する判定信号を形成し、前記最尤列推定アルゴリズムにより判定された２進復号
列をシフトレジスタに入力し、当該シフトレジスタへの
入力信号に同期してその記憶内容をビットシフトし、前
記仮判定信号から次の仮判定信号までの判定信号の数を
カウントし、前記シフトレジスタに記憶された仮判定信
号の前記カウント結果に対応するビット位置の内容を、
前記判定信号出力に応じて変更することを特徴とする復
号方法。