JP3363432B2 - データ符号化システム - Google Patents

データ符号化システム

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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は一般にデータ符号化
システムに関して、特に、MTR(maximum transition
run)コードとして知られるタイプのコードを実現する
システムに関する。
【0002】
【従来の技術】チャネル・コードは、入力データ・ビッ
トを符号化プロセスによりチャネル・ビットにマップす
るもので、記録チャネルに供給されるビット・ストリー
ムの特性を改善するために、一般に使用される。こうし
たコードのコード率は、通常m/nとして指定され、チ
ャネル・ビットnに対するデータ・ビットの数mの比率
を示す。MTRコードは、データが磁気ディスクまたは
テープなどの磁気記録媒体上に記録されるときに、磁気
記録チャネルに供給されるデータの特性を改善するため
に使用される、特定タイプのチャネル・コードである。
MTRコードにより、記録媒体上の磁化パターン内で発
生し得る連続遷移の数が、"j"により示される特定の数
に制限される。NRZI(非ゼロ復帰反転)記録形式と
共に使用される場合、MTRコードはチャネル・ビット
・シーケンス内の連続1の最大数を制限する。このj制
約は、データ回復においてエラーを低減する好ましい結
果をもたらす。より詳細には、距離利得、すなわち記録
パターン間の最小ユークリッド距離の増加を提供するこ
とにより、または最も起こりそうなエラー事象を除去す
ることにより、ビット・エラー性能が改善され、その結
果、データ回復側のシーケンス検出器におけるエラーの
可能性を低減する。例えば、E2PR4部分応答チャネ
ルなどにおける、高次部分応答整形及び最尤シーケンス
検出と共に使用される場合、j=2を有するMTRコー
ドは、2.2dBの距離利得を示す。j=2を有するM
TRコードはまた、書込みフレンドリであり、ユーザ・
データの非常に高いデータ率でのディスクへの書込みを
可能にする。従って、高コード率MTRコードの設計は
非常に興味深いものであり、特に、例えばディスク・ド
ライブで使用される高次部分応答チャネルにおいてそう
である。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】j制約に加え、MTR
コードはまた一般に、連続0の最大数を"k"に制限する
ことにより、タイミング回復及び利得制御を支援し、こ
うしたコードは通常、MTR(j、k)コードとして指
定される。j=2を有するMTR(j、k)コードが、
米国特許第5859601号で述べられている。コード
率6/7MTR(2、8)コードが、Brickner及びMoon
により、IEEE Transactions on Magnetics、Vol.33、N
o.5、September 1997、"Design of a Rate 6/7 Maxmum
TransitionRun Code"で提案されている。このコードは
準破局的であり、シーケンス検出器において、非常に長
いパス・メモリを要求する。準破局的コードは、一連の
ビット列1100を含む符号化ビット・シーケンスを含
み、これらのビット・シーケンスは、シーケンス検出器
内でユークリッド距離を累積せず、従って符号化ビット
・シーケンスが不正に識別されがちで、好ましくない。
準破局的エラー事象は、j=3を有するコード率16/
17MTR(2、8)コードにおいて回避される。これ
については、1998年11月のGLOBECOM'9
8会議で公表されたTakushiらによる論文"Turbo-EEPRM
L:An EEPR4 Channel with an Error-Correcting Post-P
rocessor Designed for 16/17 Rate Quasi-MTR code"で
議論されているが、この論文では詳細な実施例について
述べられていない。コード率16/19MTR(2、
7)コードについても、Brickner及びMoonにより、IEEE
Transactions on Magnetics、Vol.32、No.5、Septembe
r 1996、"Maxmum TransitionRun Code for Data Stroge
System"で言及されているが、こうしたコードを高価な
ルックアップ・テーブルに頼ることなく実現する問題
は、解決されていない。
【0004】
【課題を解決するための手段】本発明の1態様によれ
ば、一連のmビット・データ・ワードを符号化して、磁
気記録チャネルへ供給するための一連のnビット・コー
ド・ワード(n>m)を生成する方法が提供される。こ
の方法は、各mビット・データ・ワードを複数のビット
・ブロックに区分化するステップと、mビット・データ
・ワードから導出される結果のビット・シーケンスがn
ビット・シーケンスを構成するように、前記ブロックの
少なくとも1つを有限状態符号化方式に従い符号化する
ステップと、違反訂正の少なくとも1ステージにより、
前記nビット・コード・ワードを生成するステップとを
含み、違反訂正の前記のまたは各ステージが、nビット
・シーケンス内の1つ以上の所定の位置において、複数
の禁止ビット・パターンのいずれかの発生を検出し、そ
のようにして検出された禁止ビット・パターンを、それ
ぞれの代替ビット・パターンにより置換するステップを
含み、一連の前記nビット・コード・ワードにおいて、
所与の値の連続ビットの最大数が第1の所定数j(j≧
2)に制限され、他の値の連続ビットの最大数が第2の
所定数kに制限されるように、前記有限状態符号化方式
及び前記禁止及び代替ビット・パターンが予め決定され
る。
【0005】従って本発明の実施例では、入力データ・
ワードを区分化し、次にj、k制約を満足するように、
符号化及び違反訂正を適用することにより、MTRコー
ドが実現される。この区分化ブロックの実現は、MTR
コードを獲得する利点を提供する一方で、符号器を劇的
に単純化し、高コード率コードの実現を効率的に可能に
する。本発明を具現化する符号化方法は、拡張ルックア
ップ・テーブルを要求することなく、比較的少ない論理
ゲートにより実現され、効率的で低コストの符号器/復
号器システムを提供する。
【0006】前述のように、入力データ・ワードを複数
のブロックに区分化した後、これらのブロックの少なく
とも1つが、有限状態符号化方式に従い符号化される。
後述の例から明らかなように、ここで使用される有限状
態コードはブロック・コードである。ブロック・コード
は1状態コードであるという点で、有限状態コードの特
殊なケースである。2つ以上のブロックが符号化される
場合、異なる有限状態コードが異なるブロックに対して
使用され得る。
【0007】本発明の好適な実施例では、準破局的エラ
ー伝播が回避されるように、禁止及び代替ビット・パタ
ーンが定義される。これは更に別の制約を課することに
より達成され、それにより、一連の前記nビット・コー
ド・ワードにおいて、前記所与の値の2連続ビットのシ
ーケンスに続き、前記他の値の2連続ビットを伴う4ビ
ット周期を有する周期的ビット・ストリング内の最大ビ
ット数が、第3の所定の数qに制限される。従って、シ
ーケンス検出において距離を累積しない符号化ビット・
シーケンスの最大長が、qに制限され、それに従いシー
ケンス検出器内のパス・メモリ長が制限される。
【0008】後述のように、"1"が磁気遷移を表し、"
0"が遷移無しを表すNRZI記録形式に従う実施例で
は、所与の値の前記ビットが値"1"のビットであり、j
及びkがそれぞれ一連の連続1及び0の最大長を表す。
【0009】本発明の好適な実施例は、非常に高コード
率のMTRコードの効率的な実現を可能にし、コード率
16/19及びコード率16/17のコードの例が以下
で詳述されるが、当業者であれば、ここで開示される技
術にもとづき、他の例を設計することができよう。
【0010】ここでは本発明を具現化する方法に関連し
て、フィーチャが述べられるが、対応するフィーチャ
は、本発明を具現化する装置によっても提供され得る。
特に、更に本発明の別の態様によれば、一連のmビット
・データ・ワードを符号化して、磁気記録チャネルへ供
給するための一連のnビット・コード・ワード(n>
m)を生成する装置が提供される。この装置は、各mビ
ット・データ・ワードを複数のビット・ブロックに区分
化する手段と、mビット・データ・ワードから導出され
る結果のビット・シーケンスがnビット・シーケンスを
構成するように、前記ブロックの少なくとも1つを有限
状態符号化方式に従い符号化する符号器手段と、違反訂
正の少なくとも1ステージにより、前記nビット・コー
ド・ワードを生成する違反訂正手段とを含み、違反訂正
の前記のまたは各ステージが、nビット・シーケンス内
の1つ以上の所定の位置において、複数の禁止ビット・
パターンのいずれかの発生を検出し、そのようにして検
出された禁止ビット・パターンを、それぞれの代替ビッ
ト・パターンにより置換する手段を含み、一連の前記n
ビット・コード・ワードにおいて、所与の値の連続ビッ
トの最大数が第1の所定数j(j≧2)に制限され、他
の値の連続ビットの最大数が第2の所定数kに制限され
るように、前記有限状態符号化方式及び前記禁止及び代
替ビット・パターンが予め決定される。
【0011】
【発明の実施の形態】図1は、MTR制約j=2を満足
する全てのビット・シーケンスを生成する3状態権利解
決有限状態遷移図(FSTD)を示す。この有限状態遷
移図は、全ての可能な権利解決表現の最小数の状態を有
するという点で、j=2に固有である。こうした有限状
態遷移図は、"シャノン・カバー"として知られる。従っ
て、図1はj=2におけるシャノン・カバーを示す。ビ
ット・シーケンスは、ラベル付けされた状態1、2また
は3のいずれかにおいて開始し、連続的に矢印に沿って
移動することにより、シャノン・カバーから生成され
る。実線で示される矢印は値"0"のビットを示し、点線
で示される矢印は値"1"のビットを示す。この図の調査
は、生成され得る全てのビット・シーケンスが、最大j
=2の連続1を有することを示す。この図を参照して、
本発明の第1の実施例により実現されるコードについて
述べることにする。
【0012】一般に、MTRコードを使用するディスク
・ドライブなどのデータ記憶システムでは、入力データ
がMTRコードに従い符号化され、符号化ビット・シー
ケンスが生成されて、記録チャネルに供給される。記録
チャネルは一般に、合理的な係数を有する一般化部分応
答チャネルである。記録側において、こうしたシステム
の主な要素は、リード−ソロモン符号器、MTR符号
器、プレコーダ、及び記録媒体上に記録するためにアナ
ログ記録波形を磁気ヘッドに供給する書込み前置補償回
路である。データ回復側では、前置増幅、自動利得制
御、ローパス・フィルタリング、サンプリング及び部分
応答等化の後、サンプル・ストリームがビタビ復号器な
どのシーケンス検出器に供給される。シーケンス検出器
は、不正なシーケンス検出を生じるエラーにより、違法
コード・ワードを含み得る符号化ビット・ストリームの
推定を生成する。逆前置符号化の後、オリジナル・デー
タの回復のために、推定コード・ワード・シーケンスが
MTR復号器に供給され、続いてエラーがリード−ソロ
モン復号器により訂正される。
【0013】図2は、こうしたデータ記憶システム内で
使用され得る、本発明の第1の実施例に従うMTR符号
器4の形式の符号器装置のブロック図である。この実施
例は、j=2、k=9及びq=14を有するコード率1
6/19MTRコードを実現し、ここではMTR(j、
k/q)形式に従い、MTR(2、9/14)コードと
して表すことにする。図示のように、MTR符号器4
は、3入力符号器5、6及び7の形式の符号器手段を含
み、それぞれが有限状態符号化方式を実現する。第1の
符号器5は、6ビット・データ入力5a及び7ビット出
力5bを有するコード率6/7ブロック符号器である。
第2の符号器6は、6ビット・データ入力6a及び7ビ
ット出力6bを有するコード率6/7の2状態符号器で
ある。第1の符号器出力5bの最後のビット・ライン
は、2状態符号器6の1ビット入力6cに接続されて、
後述のように状態Sをセットする。第3の符号器7は、
4ビット・データ入力7a及び5ビット出力7bを有す
るコード率4/5ブロック符号器である。装置は更に、
左置換ユニット8及び右置換ユニット9の形式の違反訂
正手段を含む。第1の符号器出力5bの右側の4ビット
・ライン、及び第2の符号器出力6bの左側の3ビット
・ラインは、図示のように、左置換ユニット8の入力を
形成する。第2の符号器出力6bの右側の4ビット・ラ
イン、及び第3の符号器出力7bの5ビット・ライン
は、右置換ユニット9の入力を形成する。第1の符号器
出力5bの左側の3ビット・ライン、ユニット8の7ビ
ット出力8b、及びユニット9の9ビット出力9bは一
緒に、装置の19ビット出力を形成する。
【0014】MTR符号器4を使用する記録システムの
動作において、初期に直列リード−ソロモン符号化ビッ
ト・ストリーム形式の記録データが、直並列変換器(図
示せず)により、16ビット並列形式に変換される。結
果の16ビット・データ・ワードは、次に符号化のため
にMTR符号器4に供給される。特に、各データ・ワー
ドの16ビットが、符号器入力5a、6a及び7aの1
6ビット・ラインに供給され、従ってこれらは入力ワー
ドをそれぞれ6ビット、6ビット及び4ビットの3つの
ブロックに区分化する役目をする。符号器5乃至7は後
述のように、入力ブロックをそれぞれの符号化方式に従
い符号化する。入力ブロックはそれにより、第1、第2
及び第3のサブコード・ワードを、それぞれ出力5b、
6b及び7b上に生成するように符号化され、結果的
に、オリジナル16ビット・データ・ワードが19ビッ
ト・シーケンスに変換される。左右の置換ユニット8及
び9は、以下で詳述するように、それらの入力に供給さ
れるビット・シーケンス内の禁止ビット・パターンを検
出し、こうした禁止パターンを代替ビット・パターンに
より置換することにより、符号化制約の違反をチェック
する。この違反訂正ステージの後、入力データ・ワード
に対する19ビット・コード・ワードが、装置の出力を
形成する19ビット・ライン上に現れる。
【0015】符号器5により実現されるコード率6/7
ブロック・コードは、次のように構成される。図1を参
照すると、シャノン・カバー内の状態2から開始し、シ
ーケンスが状態1または2で終了するように、7つの遷
移を発生することにより、57通りの潜在的な7ビット
・サブコード・ワードが生成される。このセット内の5
7通りのワードは、j=2制約を満足するシーケンスを
獲得するように、自由に連結され得る。ワードのこのセ
ットは、図1の状態2から開始し、状態3で終了するこ
とにより生成される11通りの7ビット・ワードを増補
される。11通りのワードの最初の2ビットは、00、
01または10のいずれかであり、最後の3ビットは常
に011である。16進形式では、これらの11通りの
ワードは、03、0B、13、23、43、1B、2
B、4B、33、53及び5Bである。これは合計68
通りの潜在的なサブコード・ワード、すなわちコード率
6/7コードを構成するために要求されるよりも4つ多
いワードを提供する。64通りのサブコード・ワードの
最終セットを獲得するために、ワード00、01、4C
及び33は廃棄される。従って、符号器5内において、
各6ビット入力ブロックは7ビット・サブコード・ワー
ドにマップされる。入力ブロックから符号器内で定義さ
れるサブコード・ワードへの特定のマッピングは、設計
選択の問題であり、システムの動作にとって決定的でな
い。
【0016】符号器6はコード率6/7の2状態コード
を実現し、符号器5からの第1のサブコード・ワードの
最後のビットが、符号器6の現状態Sを決定する。この
コードは次のように構成される。前述の68通りのワー
ドの同一の初期リストから、6通りのワード00、4
C、33、19、56及び06を廃棄することにより、
62通りの状態独立サブコード・ワードが獲得される。
これらの62通りの状態独立サブコード・ワードに割当
てられる62通りの6ビット入力ブロックは、好適に
は、符号器の論理技法ができるだけ単純となるように選
択される。再度、データ・ブロックからサブコード・ワ
ードへの特定の1対1のマッピングは、設計選択の問題
である。2つの残りの入力ブロックの1つは、S=0の
場合、サブコード・ワード56にマップされ、S=1の
場合、サブコード・ワード33にマップされる。最後の
残りの入力ブロックは、S=0の場合、サブコード・ワ
ード4Cにマップされ、S=1の場合、サブコード・ワ
ード06にマップされる。
【0017】第3の符号器7により実現されるコード率
4/5ブロック・コードは、次のように構成される。図
1のシャノン・カバー内の状態2から開始し、状態1ま
たは状態2で終わる5つの遷移を発生することにより、
合計17通りの潜在的なサブコード・ワードが生成され
得る。これらは00、01、02、04、05、06、
08、09、0A、0C、0D、10、11、12、1
4、15及び16である。勿論、これらの内で00は、
コード率4/5コードに必要な16通りのサブコード・
ワードを獲得するために、廃棄される。このコード率4
/5ブロック・コードは、Brickner及びMoonによる前記
の論文で開示されている。
【0018】第1のコード率6/7コードのいずれのサ
ブコードも、11からは開始せず、コード率4/5コー
ドのいずれのサブコード・ワードも、11で終了しな
い。従って、19ビット・コード・ワードの境界にまた
がるj=2制約の違反は、可能でない。しかしながら、
符号器5及び6により出力される2つの7ビット・サブ
コード・ワード間の境界において、または符号器6の7
ビット出力と符号器7の5ビット出力の間の境界におい
て、違反は発生し得る。これは置換ユニット8及び9に
より実現される違反訂正ステージにおいて、次のように
処理される。
【0019】禁止ビット・パターン及びそれらを左置換
ユニット8において置換する代替パターンが、下記の表
13で定義される。そこでは符号器5乃至7により出力
される19ビット・シーケンスが、y1、y2
3、..、y18、y19により表される。
【表13】
【0020】同様に、禁止ビット・パターン及びそれら
を右置換ユニット9において置換する代替パターンが、
下記の表14で定義される。
【表14】
【0021】これらの表において、左列内の太字で示さ
れたパターンは、置換が実行されるべきか否かを決定す
るのに十分なパターンに該当する。
【0022】各置換ユニット8、9が禁止ビット・パタ
ーンを検出し、置換した後、サブコード・ワード境界に
おけるj制約の違反が訂正される。更に、置換によりk
及びqがそれぞれ9及び14に低減され、それによりシ
ーケンス検出器において要求されるパス・メモリを短縮
し、タイミング回復及び利得制御を支援する。
【0023】従って、MTR符号器4は、コード率16
/19MTR(2、9/14)コードを実現し、これは
高コード率に加え、高効率を有する。コードの効率は、
容量(最大可能コード率)に対するコード率の比率とし
て定義される。現符号化制約に関連付けられる容量は
0.877210と計算され、現コードに対する効率は
95.99%となる。区分化ブロック構造は、符号化装
置の特に単純な実現を可能にし、従って、後述の対応す
る復号器装置についても同様であることが理解できよ
う。符号器及び復号器装置の実現のために、369個の
2進入力論理ゲートが必要とされるに過ぎないことが判
明している。1例として、MTR符号器4として特に好
適なブール論理設計を、本明細書の末尾に詳細に示す。
距離を累積しない符号化シーケンスの最大長は、q=1
4に制限され、それにより準破局的エラー伝播が回避さ
れる。記録システムにおいて要求されるマグネットの最
大長は、k+1=10であり、記録チャネル内の逆プレ
コーダの出力における最大7ビット、8ビット及び26
ビット・サイズのエラー・バーストは、MTR復号器の
出力、すなわちリード−ソロモン復号器への入力におい
て、それぞれ高々2バイト、3バイト及び4バイトに影
響することが示されている。
【0024】図3は、前述のMTR符号器4を使用する
システムのMTR復号器11の形式の、復号器装置の実
施例を示す。当業者であれば、MTR復号器11の動作
は、MTR符号器のこれまでの詳述から明らかであろ
う。手短に言えば、MTR復号器11は左右の逆置換ユ
ニット12及び13を含み、それらはそれぞれの入力1
2a及び13a及び出力12b及び13bを有する。出
力12b及び13bのビット・ラインは図示のように、
第1及び第2のコード率6/7ブロック復号器14及び
15、及びコード率4/5ブロック復号器16の形式の
復号器手段に接続される。入力19ビット・コード・ワ
ードの最初の3ビットは、図示のように復号器14に供
給され、コード・ワードの最後の2ビットは、復号器1
6に供給される。左側の逆置換ユニット12は、表1の
右側に示されるビット・パターンを検出し、それらをこ
の表の左側に示されるビット・パターンにより置換す
る。同様に、右側の逆置換ユニット13は、表2の右側
に示されるビット・パターンを検出し、それらをこの表
の左側に示されるビット・パターンにより置換する。こ
れらの表の右側の列内において太字で示されるパターン
は、置換が実行されるべきか否かを決定するのに十分な
パターンに該当する。復号器14、15及び16は、符
号器5、6及び7によりそれぞれ実行されたマッピング
の逆マッピングを実行し、復号器14、15及び16の
出力14b、15b及び16bが集合的に16ビット・
ラインを構成し、そこにオリジナル16ビット・データ
・ワードが出力される。前述の通り、勿論、MTR復号
器11への17ビット入力が違法コード・ワードの場合
が存在する。これらの場合、MTR符号器出力は、復号
器論理をできるだけ単純化するように選択されることが
好ましい。1例として、MTR復号器11として特に好
適なブール論理設計を、本明細書の末尾に詳細に示す。
【0025】次に図4乃至図6を参照することにより、
本発明の第2の実施例について述べることにする。図4
は、MTR制約j=3の場合のシャノン・カバーを示
し、この図から生成されるあらゆるシーケンスは、4つ
以上の連続1を有さない。この図を参照しながら、図5
に示される符号器装置の動作を説明することにする。
【0026】図5は、コード率16/17MTRコード
を実現するMTR符号器20の形式の、符号器装置のブ
ロック図を示し、そこでは符号化出力内の連続1の最大
数が4である。しかしながら、これらの最大遷移ランが
符号化ビット・シーケンス内で発生し得る位置は制限さ
れ、他の全ての位置では、連続1の最大数は3である。
より詳細には、コードは4つの1のランがビット位置y
8、y9、y10、y11において、及びコード・ワード境界
すなわちビット位置y16、y17、y1、y2において発生
し得るように構成される。従って、可能な17の位置の
2つにおいては、j=4であり、他の15の位置におい
てはj=3である。このコードは、ここでは周期l=1
7を有するMTR(3/4(2))コードと呼ばれ、こ
れは17の可能な位置の2つにおいてj=4であり、そ
れ以外ではj=3であり、4つの1の最大ランがl=1
7ビット毎に発生し得ることを意味する。このj制約に
加え、装置20により実現されるコードは、追加の制約
k=14及びq=22を満足する。
【0027】図示のように、MTR符号器20は、8ビ
ット入力21a及び9ビット出力21bを有するコード
率8/9ブロック符号器21の形式の、有限状態符号器
手段を含む。装置は更に、参照番号22及び23で示さ
れる2つの4ビット入力を有し、これらはそれぞれ、入
力16ビット・コード・ワードの最初の及び最後の4ビ
ットを受信する。この実施例における違反訂正手段は、
参照番号24で示され、違反訂正の3つのステージを実
行する。第1のステージは、17ビット並列入力25a
を有する第1の置換ユニット25により実現される。こ
こで17ビット並列入力は、入力22の4ビット・ライ
ンと、符号器出力21bの9ビット・ラインと、入力2
3の4ビット・ラインとから成る。第1の置換ユニット
25は、参照番号25bで示される17ビット出力を有
する。第2の違反訂正ステージは、第2の左置換ユニッ
ト26と、第2の右置換ユニット27とにより実現され
る。第1の置換ユニット25の出力25bの最初の8ビ
ット・ラインは、第2の左置換ユニット26への入力を
形成し、出力25bの最後の8ビット・ラインは、第2
の右置換ユニット27への入力を形成する。出力25b
の異なるグループのビット・ラインのこの接続は、17
ビット・シーケンスをそれぞれ8ビット、1ビット及び
8ビットの3つのブロックに区分化する役目をする。こ
こで2つの8ビット・ブロックは図示のように、第2の
左右の置換ユニット26及び27に供給される。第2の
左右の置換ユニット26及び27は、それぞれ出力26
b及び27bを有し、これらは第1の置換ユニット出力
25bの9番目のビット・ラインと共に、第3の違反訂
正ステージへの17ビット入力を形成する。このステー
ジは第3の置換ユニット28により実現され、第3の置
換ユニット28は、符号器装置の出力を形成する17ビ
ット出力28bを有する。
【0028】動作において、直並列変換器(図示せず)
からの16ビット・データ・ワードが、入力22、21
a及び23の16ビット・ラインに供給され、従ってこ
れらが入力ワードを、それぞれ4ビット、8ビット及び
4ビットの3つのブロックに区分化する役目をする。符
号器21は8ビット入力ブロックを後述の符号化方式に
従い符号化し、9ビット・サブコード・ワードをその出
力21b上に生成する。従って、入力16ビット・デー
タ・ワードから導出されて、第1の置換ユニットの入力
25aに供給される結果のビット・シーケンスは、17
ビット・シーケンスである。以下で詳述するように、符
号化制約の違反が違反訂正の3つのステージにより検出
されて、訂正され、入力データ・ワードとしての17ビ
ット・コード・ワードが、出力28b上に現れる。
【0029】符号器21により実現されるコード率8/
9コードは、次のように構成される。図4を参照する
と、この図の状態3から開始し、状態1または2で終了
する9つの遷移を発生することにより、249通りのサ
ブコード・ワードが獲得される。この249ワードのセ
ットに、11で開始または終了せず、パターン0111
10をその中心に有する6つの9ビット・サブコード・
ワードが追加される。16進形式において、これらのワ
ードは03C、0BC、13C、03D、0BD及び1
3Dである。最後のサブコード・ワードは、1EFすな
わち111101111として選択される。図5の符号
器出力21b上の各9ビット・サブコード・ワードは、
第1の置換ユニットへの入力25aにおいて、前後にそ
れぞれ4つの非符号化ビットを伴うので、9ビット・サ
ブコード・ワード1EFをその中心すなわちビット位置
5乃至y13に有する、正に256通りの可能な17ビ
ット・シーケンスが存在する。これらの全てのシーケン
スは、第1の置換ユニット24により禁止ビット・シー
ケンスとして検出され、下記の表15に従い、それぞれ
の代替ビット・パターンにより置換される。再度、下記
の表において、太字のパターンは、置換または逆置換が
実行されるべきか否かを決定するのに十分なパターンに
該当する。
【表15】
【0030】第1の置換ユニット25により出力される
17ビット・シーケンスの最初の8ビットは、第2の左
置換ユニット26により受信され、これが禁止ビット・
パターンを検出し、それらを下記の表16に従い置換す
る。
【表16】
【0031】第1の置換ユニット25により出力される
17ビット・シーケンスの最後の8ビットは、第2の右
置換ユニット27により受信され、これが禁止ビット・
パターンを検出し、それらを下記の表17に従い置換す
る。ここで表5は、表4の鏡像であることが理解されよ
う。
【表17】
【0032】違反訂正の第2のステージの後、第3の置
換ユニット28がその17ビット入力内の禁止ビット・
パターンを検出し、それらを下記の表18に従い置換す
る。
【表18】
【0033】違反訂正の3つのステージにより禁止ビッ
ト・パターンが検出され、置換された後、j制約のあら
ゆる違反が訂正される。更に、置換によりk及びqがそ
れぞれ11及び22に低減され、パス・メモリを短縮
し、タイミング回復及び利得制御を支援する。
【0034】このようにMTR符号器20は、周期l=
17を有するコード率16/17MTR(3/4
(2)、14/22)コードを実現し、これは高コード
率に加え、高効率を有する。周期l=17を有するj=
3/4(2)制約の容量は、0.950352である。
この値は、周期l=17、k=14及びq=22と共
に、j=3/4(2)を満足する制約システムの容量の
上限を提示し、現コードの効率の計算において使用され
得る。従って、効率の下限は99.03%である。区分
化ブロック構造は、符号化装置の特に単純な実現を可能
にし、従って後述の対応する復号器装置についても同様
である。符号器及び復号器装置は、713個の2進入力
論理ゲートにより実現されることが判明している。1例
として、MTR符号器20として特に好適なブール論理
設計を、本明細書の末尾に詳細に示す。距離を累積しな
い符号化シーケンスの最大長は、q=22に制限され、
それにより準破局的エラー伝播が回避される。記録シス
テムにおいて要求されるマグネットの最大長は、k+1
=15であり、逆プレコーダの出力における最大18ビ
ットのサイズのエラー・バーストは、MTR復号器の出
力において、それぞれ高々4バイトに影響するだけであ
る。
【0035】図6は、図5のMTR符号器20を使用す
るシステムのMTR復号器30の形式の、復号器装置の
実施例を示す。再度、当業者であれば、復号器装置の動
作は、符号化プロセスのこれまでの詳述から明らかであ
ろう。手短に言えば、復号器装置30は、符号器装置の
3つの違反訂正ステージに対応する逆置換の3つのステ
ージを含む。第3の逆置換ユニット31は、17ビット
入力31a及び17ビット出力31bを有し、この出力
は図示のように、それぞれ8ビット、1ビット及び8ビ
ット・ラインのグループに区分化される。この逆置換ユ
ニットは、表6の右側に示されるビット・パターンを検
出し、それらをこの表の左側に示されるパターンにより
置換する。逆置換の第2のステージは、第2の左右の逆
置換ユニット32及び33により実現され、これらはそ
れぞれ8ビット出力32b及び33bを有する。ユニッ
ト32は、表4の右側に示されるビット・パターンを検
出し、それらをこの表の左側に示されるビット・パター
ンにより置換する。同様に、ユニット33は、表5によ
り定義される逆置換を実行する。出力32b及び33b
は、第3の逆置換ユニットの出力31bの中央ビット・
ラインと共に、最後の逆置換ステージへの入力を形成す
る。これは表3で定義される逆置換を実行する第1の逆
置換ユニット34により実現される。ユニット34の1
7ビット出力が図示のように、それぞれ4ビット、9ビ
ット及び4ビット・ラインのグループに区分化される。
9ビット・ラインのグループは、コード率8/9ブロッ
ク復号器35への入力を形成し、これは図5のブロック
符号器21により実行されたマッピングの逆マッピング
を実行する。ブロック復号器の8ビット出力は、逆置換
ユニット34からの2つの4ビット・ラインのグループ
と共に、装置の16ビット出力を形成し、そこにオリジ
ナル16ビット・データ・ワードが出力される。既に述
べたように、違法入力コード・ワードの場合のMTR復
号器出力は、復号器論理をできるだけ単純化するように
選択される。1例として、MTR復号器30として特に
好適なブール論理設計を、本明細書の末尾に詳細に示
す。
【0036】MTR符号器4及びMTR復号器11のブ
ール論理設計 このセクションは、前述のコード率16/19MTR
(2、9/14)コードの符号器4及び復号器11のた
めの、高効率ブール論理を示す。符号器及び復号器は、
合計369個の2進入力論理ゲートにより実現される。
以下では、演算〜、&及び|は、それぞれブール演算N
OT、AND及びORを意味する。符号器論理におい
て、x(1)乃至x(16)は、図2のMTR符号器入
力(すなわち5a、6a及び7a)に供給される16ビ
ットを、左から右に向けて表す。k1は入力6cの1ビ
ットを表し、y(1)乃至y(19)は、図2のMTR
符号器出力の19ビットを左から右に向けて表す。復号
器論理では、y(1)乃至y(19)は、図3の入力ワ
ードの19ビットを左から右に向けて表し、yy(1)
乃至yy(19)は、図3の復号器14乃至16への1
9ビットの入力を左から右に向けて表し、z(1)乃至
y(16)は、同様に図3の16ビットのMTR復号器
出力を左から右に向けて表す。
【0037】符号器論理:
【表19】
【表20】
【0038】復号器論理:
【表21】
【表22】
【0039】MTR符号器20及びMTR復号器30の
ためのブール論理設計 このセクションは、前述のコード率16/17MTR
(3/4(2)、14/22)コードの符号器20及び
復号器30のための、高効率ブール論理を示す。符号器
及び復号器は、合計713個の2進入力論理ゲートによ
り実現される。再度、演算〜、&及び|は、それぞれブ
ール演算NOT、AND及びORを意味する。符号器論
理において、x(1)乃至x(16)は、図5のMTR
符号器入力(すなわち22、21a及び23)の16ビ
ット・ラインに供給される16ビットを、左から右に向
けて表す。a1乃至a17は、第1の置換ユニットの1
7ビットの出力25bを左から右に向けて表し、y
(1)乃至y(17)は、17ビットのMTR符号器出
力28bを左から右に向けて表す。復号器論理では、y
(1)乃至y(17)は、図6の入力ワードの17ビッ
トを左から右に向けて表し、d1乃至d17は、第3の
逆置換ユニット31の17ビット出力31bを左から右
に向けて表し、e1乃至e17は、第1の逆置換ユニッ
ト34への17ビット入力を左から右に向けて表し、f
1乃至f17は、第1の逆置換ユニット34の17ビッ
ト出力を左から右に向けて表し、z(1)乃至y(1
6)は、16ビットのMTR復号器出力を左から右に向
けて表す。
【0040】符号器論理:
【表23】
【表24】
【表25】
【0041】復号器論理:
【表26】
【表27】
【表28】
【0042】以上、本発明の好適な実施例について述べ
てきたが、本発明の範囲から逸れることなく、これらの
実施例に対する多くの変更及び変形が可能であることが
理解されよう。
【0043】まとめとして、本発明の構成に関して以下
の事項を開示する。
【0044】(1)一連のmビット・データ・ワードを
符号化して、磁気記録チャネルへ供給するための一連の
nビット・コード・ワード(n>m)を生成する方法で
あって、各mビット・データ・ワードを複数のビット・
ブロックに区分化するステップと、mビット・データ・
ワードから導出される結果のビット・シーケンスがnビ
ット・シーケンスを構成するように、前記ブロックの少
なくとも1つを有限状態符号化方式に従い符号化するス
テップと、違反訂正の少なくとも1ステージにより、前
記nビット・コード・ワードを生成するステップとを含
み、違反訂正の前記のまたは各ステージが、nビット・
シーケンス内の1つ以上の所定の位置において、複数の
禁止ビット・パターンのいずれかの発生を検出し、検出
された禁止ビット・パターンを、それぞれの代替ビット
・パターンにより置換するステップを含み、一連の前記
nビット・コード・ワードにおいて、所与の値の連続ビ
ットの最大数が第1の所定数j(j≧2)に制限され、
他の値の連続ビットの最大数が第2の所定数kに制限さ
れるように、前記有限状態符号化方式及び前記禁止及び
代替ビット・パターンが予め決定される、方法。 (2)一連の前記nビット・コード・ワードにおいて、
前記所与の値の2連続ビットのシーケンスに続き、前記
他の値の2連続ビットを伴う4ビット周期を有する周期
的ビット・ストリング内の最大ビット数が、第3の所定
数qに制限されるように、前記禁止及び代替ビット・パ
ターンが予め定義される、前記(1)記載の方法。 (3)前記所与の値のビットが値"1"のビットである、
前記(1)または(2)記載の方法。 (4)m=16及びn=19であって、各16ビット・
データ・ワードをそれぞれ6ビット、6ビット及び4ビ
ットの第1、第2及び第3のブロックに区分化するステ
ップと、第1のブロックをコード率6/7ブロック・コ
ードに従い符号化して、第1のサブコード・ワードを生
成し、第2のブロックをコード率6/7の2状態コード
に従い符号化して、第2のサブコード・ワードを生成
し、第1のサブコード・ワードの最後のビットが前記2
状態コードの状態を決定し、第3のブロックをコード率
4/5ブロック・コードに従い符号化して、第3のサブ
コード・ワードを生成し、前記結果のビット・シーケン
スが19ビット・シーケンスを構成するステップと、前
記19ビット・シーケンス内において、第1及び第2の
サブコード・ワード間の境界にまたがる第1の複数の禁
止ビット・パターンのいずれかの発生を検出するステッ
プと、前記19ビット・シーケンス内において、第2及
び第3のサブコード・ワード間の境界にまたがる第2の
複数の禁止ビット・パターンのいずれかの発生を検出す
るステップと、検出された禁止ビット・パターンを、そ
れぞれの代替ビット・パターンにより置換するステップ
とを含む違反訂正の単一ステージにより、19ビット・
コード・ワードを生成するステップとを含む、前記
(1)乃至(3)のいずれかに記載の方法。 (5)j=2の下でシャノン・カバーの状態2から開始
し、状態1または2で終了する7つの遷移により、シャ
ノン・カバーから生成され、16進形式で00、01及
び4Cにより表されるワードを廃棄することにより取り
残される54通りの7ビット・ワードと、16進形式で
03、0B、13、23、43、1B、2B、4B、5
3及び5Bにより表される10通りの7ビット・ワード
とを含む、64通りのサブコード・ワードのセットか
ら、前記第1のサブコード・ワードが選択され、j=2
の下でシャノン・カバーの状態2から開始し、状態1ま
たは2で終了する7つの遷移により、シャノン・カバー
から生成され、16進形式で00及び19により表され
るワードを廃棄することにより取り残される55通りの
7ビット・ワードと、16進形式で03、0B、13、
23、43、1B、2B、4B、33、53及び5Bに
より表される11通りの7ビット・ワードとを含む、6
6通りのサブコード・ワードのセットから、前記第2の
サブコード・ワードが選択され、前記第2のブロックの
第1の所定値に対して、前記第1のサブコード・ワード
の前記最後のビットが0か1かに従い、第2のサブコー
ド・ワードがそれぞれ56または33として選択され、
前記第2のブロックの第2の所定値に対して、前記第1
のサブコード・ワードの前記最後のビットが0か1かに
従い、第2のサブコード・ワードがそれぞれ4Cまたは
06として選択され、前記第3のサブコード・ワード
が、16進形式で01、02、04、05、06、0
8、09、0A、0C、0D、10、11、12、1
4、15及び16により表される16通りの5ビット・
サブコード・ワードのセットから選択される、前記
(3)または(4)記載の方法。 (6)j=2、k=9及びq=14であって、前記第1
の複数の禁止ビット・パターンが、前記19ビット・シ
ーケンスの第4ビット乃至第10ビットのビット・パタ
ーンを含み、前記第1の複数の禁止ビット・パターン及
びそれぞれの代替ビット・パターンが、表1に従い定義
され、前記第2の複数の禁止ビット・パターンが、前記
19ビット・シーケンスの第11ビット乃至第19ビッ
トのビット・パターンを含み、前記第2の複数の禁止ビ
ット・パターン及びそれぞれの代替ビット・パターン
が、表2に従い定義される、前記(2)または(5)記
載の方法。 (7)m=16及びn=17であって、各16ビット・
データ・ワードをそれぞれ4ビット、8ビット及び4ビ
ットの第1、第2及び第3のブロックに区分化するステ
ップと、前記第2のブロックをコード率8/9ブロック
・コードに従い符号化して、サブコード・ワードを生成
し、前記結果のビット・シーケンスを17ビット・シー
ケンスに構成するステップと、違反訂正の3つのステー
ジにより17ビット・コード・ワードを生成するステッ
プとを含み、前記3つのステージが、前記17ビット・
シーケンス内において、第1の複数の禁止17ビット・
パターンのいずれかの発生を検出し、検出された禁止ビ
ット・パターンを、それぞれの代替ビット・パターンに
より置換し、次に17ビット・シーケンスをそれぞれ8
ビット、1ビット及び8ビットの第4、第5及び第6の
ブロックに区分化する第1のステージと、前記第4のブ
ロック内において、第2の複数の禁止8ビット・パター
ンのいずれかの発生を検出し、前記第6のブロック内に
おいて、第3の複数の禁止8ビット・パターンのいずれ
かの発生を検出し、検出された禁止ビット・パターン
を、それぞれの代替ビット・パターンにより置換する第
2のステージと、第2のステージから生じた17ビット
・パターン内において、第4の複数の禁止17ビット・
パターンのいずれかの発生を検出し、検出された禁止ビ
ット・パターンを、それぞれの代替ビット・パターンに
より置換する第3のステージとを含む、前記(1)乃至
(3)のいずれかに記載の方法。 (8)j=3の下でシャノン・カバーの状態3から開始
し、状態1または2で終了する9つの遷移により、シャ
ノン・カバーから生成される249通りの9ビット・ワ
ードと、16進形式で03C、0BC、13C、03
D、0BD、13D及び1EFにより表される7通りの
9ビット・ワードとを含む、256通りのサブコード・
ワードのセットから、前記サブコード・ワードが選択さ
れる、前記(3)または(7)記載の方法。 (9)j=4、k=14及びq=22であって、前記第
1の複数の禁止ビット・パターン及びそれぞれの代替ビ
ット・パターンが、表3に従い定義され、前記第2及び
第3の複数の禁止ビット・パターン及びそれぞれの代替
ビット・パターンが、それぞれ表4及び表5に従い定義
され、前記第4の複数の禁止ビット・パターン及びそれ
ぞれの代替ビット・パターンが、表6に従い定義され、
一連の前記17ビット・コード・ワードにおいて、値"
1"の4連続ビットのランが、前記コード・ワードの第
8ビットまたは第16ビットで開始する位置においての
み発生し得、他の全ての位置において、値"1"の連続ビ
ットの最大数が3である、前記(2)または(8)記載
の方法。 (10)コード・ワードが磁気記録媒体上に記録され、
そこから再生される磁気記録チャネルに、一連の前記n
ビット・コード・ワードを供給するステップと、前記記
録媒体から再生された一連の前記コード・ワードを復号
化し、一連の前記mビット・データ・ワードを復元する
ステップとを含む、前記(1)乃至(9)のいずれかに
記載の方法。 (11)一連のmビット・データ・ワードを符号化し
て、磁気記録チャネルへ供給するための一連のnビット
・コード・ワード(n>m)を生成する装置(4、2
0)であって、各mビット・データ・ワードを複数のビ
ット・ブロックに区分化する手段(5a、6a、7a;
21a、22、23)と、mビット・データ・ワードか
ら導出される結果のビット・シーケンスがnビット・シ
ーケンスを構成するように、前記ブロックの少なくとも
1つを有限状態符号化方式に従い符号化する符号器手段
(5、6、7;21)と、違反訂正の少なくとも1ステ
ージにより、前記nビット・コード・ワードを生成する
違反訂正手段(8、9;25、26、27、28)とを
含み、違反訂正の前記のまたは各ステージが、nビット
・シーケンス内の1つ以上の所定の位置において、複数
の禁止ビット・パターンのいずれかの発生を検出し、検
出された禁止ビット・パターンを、それぞれの代替ビッ
ト・パターンにより置換する手段を含み、一連の前記n
ビット・コード・ワードにおいて、所与の値の連続ビッ
トの最大数が第1の所定数j(j≧2)に制限され、他
の値の連続ビットの最大数が第2の所定数kに制限され
るように、前記有限状態符号化方式及び前記禁止及び代
替ビット・パターンが予め決定される、装置。 (12)一連の前記nビット・コード・ワードにおい
て、前記所与の値の2連続ビットのシーケンスに続き、
前記他の値の2連続ビットを伴う4ビット周期を有する
周期的ビット・ストリング内の最大ビット数が、第3の
所定数qに制限されるように、前記違反訂正手段(8、
9;25、26、27、28)において、前記禁止及び
代替ビット・パターンが予め定義される、前記(11)
記載の装置。 (13)前記所与の値のビットが値"1"のビットであ
る、前記(11)または(12)記載の装置。 (14)m=16及びn=19であって、前記区分化手
段(5a、6a、7a)が、各16ビット・データ・ワ
ードをそれぞれ6ビット、6ビット及び4ビットの第
1、第2及び第3のブロックに区分化するように構成さ
れ、前記符号器手段が、前記第1のブロックを符号化し
て、第1のサブコード・ワードを生成するコード率6/
7ブロック符号器(5)と、第2のブロックを符号化し
て、第2のサブコード・ワードを生成するコード率6/
7の2状態符号器(6)と、第3のブロックを符号化し
て、第3のサブコード・ワードを生成するコード率4/
5ブロック符号器(7)とを含み、第1のサブコード・
ワードの最後のビットが前記2状態符号器の入力に供給
されて、その状態を決定し、前記結果のビット・シーケ
ンスが19ビット・シーケンスであり、前記違反訂正手
段(8、9)が、前記19ビット・シーケンス内におい
て、第1及び第2のサブコード・ワード間の境界にまた
がる第1の複数の禁止ビット・パターンのいずれかの発
生を検出し、前記19ビット・シーケンス内において、
第2及び第3のサブコード・ワード間の境界にまたがる
第2の複数の禁止ビット・パターンのいずれかの発生を
検出し、検出された禁止ビット・パターンを、それぞれ
の代替ビット・パターンにより置換する、違反訂正の単
一ステージにより、19ビット・コード・ワードを生成
するように構成される、前記(11)乃至(13)のい
ずれかに記載の装置。 (15)j=2の下でシャノン・カバーの状態2から開
始し、状態1または2で終了する7つの遷移により、シ
ャノン・カバーから生成され、16進形式で00、01
及び4Cにより表されるワードを廃棄することにより取
り残される54通りの7ビット・ワードと、16進形式
で03、0B、13、23、43、1B、2B、4B、
53及び5Bにより表される10通りの7ビット・ワー
ドとを含む、64通りのサブコード・ワードのセットか
ら、前記第1のサブコード・ワードを選択するように、
前記コード率6/7ブロック符号器(5)が構成され、
j=2の下でシャノン・カバーの状態2から開始し、状
態1または2で終了する7つの遷移により、シャノン・
カバーから生成され、16進形式で00及び19により
表されるワードを廃棄することにより取り残される55
通りの7ビット・ワードと、16進形式で03、0B、
13、23、43、1B、2B、4B、33、53及び
5Bにより表される11通りの7ビット・ワードとを含
む、66通りのサブコード・ワードのセットから、前記
第2のサブコード・ワードを選択するように、前記コー
ド率6/7の2状態符号器(6)が構成され、前記第2
のブロックの第1の所定値に対して、前記第1のサブコ
ード・ワードの前記最後のビットが0か1かに従い、前
記2状態符号器(6)が第2のサブコード・ワードをそ
れぞれ56または33として選択するように構成され、
前記第2のブロックの第2の所定値に対して、前記第1
のサブコード・ワードの前記最後のビットが0か1かに
従い、前記2状態符号器(6)が第2のサブコード・ワ
ードをそれぞれ4Cまたは06として選択するように構
成され、前記コード率4/5ブロック符号器(7)が前
記第3のサブコード・ワードを、16進形式で01、0
2、04、05、06、08、09、0A、0C、0
D、10、11、12、14、15及び16により表さ
れる16通りの5ビット・サブコード・ワードのセット
から選択するように構成される、前記(13)または
(14)記載の装置。 (16)j=2、k=9及びq=14であって、前記第
1の複数の禁止ビット・パターンが、前記19ビット・
シーケンスの第4ビット乃至第10ビットのビット・パ
ターンを含み、前記第1の複数の禁止ビット・パターン
及びそれぞれの代替ビット・パターンが、表7に従い定
義され、前記第2の複数の禁止ビット・パターンが、前
記19ビット・シーケンスの第11ビット乃至第19ビ
ットのビット・パターンを含み、前記第2の複数の禁止
ビット・パターン及びそれぞれの代替ビット・パターン
が、表8に従い定義されるように、前記違反訂正手段
(8、9)が構成される、前記(12)または(15)
記載の装置。 (17)m=16及びn=17であって、前記区分化手
段(21a、22、23)が、各16ビット・データ・
ワードをそれぞれ4ビット、8ビット及び4ビットの第
1、第2及び第3のブロックに区分化するように構成さ
れ、前記符号器手段が、前記第2のブロックを符号化し
て、サブコード・ワードを生成するコード率8/9ブロ
ック符号器(21)を含み、前記結果のビット・シーケ
ンスが17ビット・シーケンスであり、前記違反訂正手
段(25、26、27、28)が違反訂正の3つのステ
ージにより、17ビット・コード・ワードを生成するよ
うに構成され、前記3つのステージが、前記17ビット
・シーケンス内において、第1の複数の禁止17ビット
・パターンのいずれかの発生を検出し、検出された禁止
ビット・パターンを、それぞれの代替ビット・パターン
により置換し、次に17ビット・シーケンスをそれぞれ
8ビット、1ビット及び8ビットの第4、第5及び第6
のブロックに区分化する第1のステージと、前記第4の
ブロック内において、第2の複数の禁止8ビット・パタ
ーンのいずれかの発生を検出し、前記第6のブロック内
において、第3の複数の禁止8ビット・パターンのいず
れかの発生を検出し、検出された禁止ビット・パターン
を、それぞれの代替ビット・パターンにより置換する第
2のステージと、第2のステージから生じた17ビット
・パターン内において、第4の複数の禁止17ビット・
パターンのいずれかの発生を検出し、検出された禁止ビ
ット・パターンを、それぞれの代替ビット・パターンに
より置換する第3のステージとを含む、前記(11)乃
至(13)のいずれかに記載の装置。 (18)j=3の下でシャノン・カバーの状態3から開
始し、状態1または2で終了する9つの遷移により、シ
ャノン・カバーから生成される249通りの9ビット・
ワードと、16進形式で03C、0BC、13C、03
D、0BD、13D及び1EFにより表される7通りの
9ビット・ワードとを含む、256通りのサブコード・
ワードのセットから、前記サブコード・ワードを選択す
るように、前記コード率8/9ブロック符号器(21)
が構成される、前記(13)または(17)記載の装
置。 (19)j=4、k=14及びq=22であって、前記
第1の複数の禁止ビット・パターン及びそれぞれの代替
ビット・パターンが、表9に従い定義され、前記第2及
び第3の複数の禁止ビット・パターン及びそれぞれの代
替ビット・パターンが、それぞれ表10及び表11に従
い定義され、前記第4の複数の禁止ビット・パターン及
びそれぞれの代替ビット・パターンが、表12に従い定
義され、一連の前記17ビット・コード・ワードにおい
て、値"1"の4連続ビットのランが、前記コード・ワー
ドの第8ビットまたは第16ビットで開始する位置にお
いてのみ発生し得、他の全ての位置において、値"1"の
連続ビットの最大数が3であるように、前記違反訂正手
段(25、26、27、28)が構成される、前記(1
2)または(18)記載の装置。 (20)先行する前記のいずれかに記載の符号器装置
(4、20)と、一連の前記nビット・コード・ワード
を磁気記録媒体上に記録し、前記コード・ワードを前記
記録媒体から再生する手段を含む記録チャネルと、前記
記録媒体から再生された一連の前記nビット・コード・
ワードを復号化し、一連の前記mビット・データ・ワー
ドを復元する復号器装置(11、30)とを含む、デー
タ記憶システム。
【図面の簡単な説明】
【図1】MTR制約j=2の場合の有限状態遷移図であ
る。
【図2】コード率16/19MTRコードにおいて、本
発明を具現化する符号器のブロック図である。
【図3】本発明を具現化するシステムにおいて、図2の
符号器と共に使用される復号器のブロック図である。
【図4】MTR制約j=3の場合の有限状態遷移図であ
る。
【図5】コード率16/17MTRコードにおいて、本
発明を具現化する別の符号器のブロック図である。
【図6】本発明を具現化するシステムにおいて、図5の
符号器と共に使用される復号器のブロック図である。
【符号の説明】
4、20 符号器 11、30 復号器
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 FI G11B 20/18 572 G11B 20/18 572B H03M 13/01 H03M 13/01 (72)発明者 ジョナサン・ディ・コーカー アメリカ合衆国55906、ミネソタ州ロチ ェスター、アッパー・メドー・レーン 102 (72)発明者 エバンゲロス・エス・エレフセリオウ スイス、チューリッヒ シィ・エイチ− 8038、ベラリアストラッセ 53 (72)発明者 リチャード・エル・ガルブライス アメリカ合衆国55902、ミネソタ州ロチ ェスター、サウス・ウエスト、ウェンデ ィ・レーン 5225 (72)発明者 トッド・トルアックス アメリカ合衆国55992、ミネソタ州ザン ブロタ、サウス・メインストリート 866 (56)参考文献 特開 平11−339400(JP,A) 国際公開98/44633(WO,A1) B.Bricker & J.Moo n,Design of a Rate 6/7 Maximum Trans ition Run Code,IEE E TRANSACTIONS ON MAGNETICS,米国,1997年 9 月,VOL.33,NO.5,2749−2751 J.Moon & B.Bricke r,Maximum Transiti on Run Codes for D ata Storage System s,IEEE TRANSACTION S ON MAGNETICS,米国, IEEE,1996年 9月,VOL.32, NO.5,3992−3994 (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) H03M 7/14 G06F 11/10 330 G11B 20/14 341

Claims (20)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】一連のmビット・データ・ワードを符号化
    して、磁気記録チャネルへ供給するための一連のnビッ
    ト・コード・ワード(n>m)を生成する方法であっ
    て、 各mビット・データ・ワードを複数のビット・ブロック
    に区分化するステップと、 mビット・データ・ワードから導出される結果のビット
    ・シーケンスがnビット・シーケンスを構成するよう
    に、前記ブロックの少なくとも1つを有限状態符号化方
    式に従い符号化するステップと、 違反訂正の少なくとも1ステージにより、前記nビット
    ・コード・ワードを生成するステップとを含み、違反訂
    正の前記のまたは各ステージが、nビット・シーケンス
    内の1つ以上の所定の位置において、複数の禁止ビット
    ・パターンのいずれかの発生を検出し、検出された禁止
    ビット・パターンを、それぞれの代替ビット・パターン
    により置換するステップを含み、 一連の前記nビット・コード・ワードにおいて、所与の
    値の連続ビットの最大数が第1の所定数j(j≧2)に
    制限され、他の値の連続ビットの最大数が第2の所定数
    kに制限されるように、前記有限状態符号化方式及び前
    記禁止及び代替ビット・パターンが予め決定される、方
    法。
  2. 【請求項2】一連の前記nビット・コード・ワードにお
    いて、前記所与の値の2連続ビットのシーケンスに続
    き、前記他の値の2連続ビットを伴う4ビット周期を有
    する周期的ビット・ストリング内の最大ビット数が、第
    3の所定数qに制限されるように、前記禁止及び代替ビ
    ット・パターンが予め定義される、請求項1記載の方
    法。
  3. 【請求項3】前記所与の値のビットが値"1"のビットで
    ある、請求項1または請求項2記載の方法。
  4. 【請求項4】m=16及びn=19であって、 各16ビット・データ・ワードをそれぞれ6ビット、6
    ビット及び4ビットの第1、第2及び第3のブロックに
    区分化するステップと、 第1のブロックをコード率6/7ブロック・コードに従
    い符号化して、第1のサブコード・ワードを生成し、第
    2のブロックをコード率6/7の2状態コードに従い符
    号化して、第2のサブコード・ワードを生成し、第1の
    サブコード・ワードの最後のビットが前記2状態コード
    の状態を決定し、第3のブロックをコード率4/5ブロ
    ック・コードに従い符号化して、第3のサブコード・ワ
    ードを生成し、前記結果のビット・シーケンスが19ビ
    ット・シーケンスを構成するステップと、 前記19ビット・シーケンス内において、第1及び第2
    のサブコード・ワード間の境界にまたがる第1の複数の
    禁止ビット・パターンのいずれかの発生を検出するステ
    ップと、前記19ビット・シーケンス内において、第2
    及び第3のサブコード・ワード間の境界にまたがる第2
    の複数の禁止ビット・パターンのいずれかの発生を検出
    するステップと、検出された禁止ビット・パターンを、
    それぞれの代替ビット・パターンにより置換するステッ
    プとを含む違反訂正の単一ステージにより、19ビット
    ・コード・ワードを生成するステップとを含む、請求項
    1乃至請求項3のいずれかに記載の方法。
  5. 【請求項5】j=2の下でシャノン・カバーの状態2か
    ら開始し、状態1または2で終了する7つの遷移によ
    り、シャノン・カバーから生成され、16進形式で0
    0、01及び4Cにより表されるワードを廃棄すること
    により取り残される54通りの7ビット・ワードと、1
    6進形式で03、0B、13、23、43、1B、2
    B、4B、53及び5Bにより表される10通りの7ビ
    ット・ワードとを含む、64通りのサブコード・ワード
    のセットから、前記第1のサブコード・ワードが選択さ
    れ、 j=2の下でシャノン・カバーの状態2から開始し、状
    態1または2で終了する7つの遷移により、シャノン・
    カバーから生成され、16進形式で00及び19により
    表されるワードを廃棄することにより取り残される55
    通りの7ビット・ワードと、16進形式で03、0B、
    13、23、43、1B、2B、4B、33、53及び
    5Bにより表される11通りの7ビット・ワードとを含
    む、66通りのサブコード・ワードのセットから、前記
    第2のサブコード・ワードが選択され、 前記第2のブロックの第1の所定値に対して、前記第1
    のサブコード・ワードの前記最後のビットが0か1かに
    従い、第2のサブコード・ワードがそれぞれ56または
    33として選択され、前記第2のブロックの第2の所定
    値に対して、前記第1のサブコード・ワードの前記最後
    のビットが0か1かに従い、第2のサブコード・ワード
    がそれぞれ4Cまたは06として選択され、 前記第3のサブコード・ワードが、16進形式で01、
    02、04、05、06、08、09、0A、0C、0
    D、10、11、12、14、15及び16により表さ
    れる16通りの5ビット・サブコード・ワードのセット
    から選択される、請求項3または請求項4記載の方法。
  6. 【請求項6】j=2、k=9及びq=14であって、 前記第1の複数の禁止ビット・パターンが、前記19ビ
    ット・シーケンスの第4ビット乃至第10ビットのビッ
    ト・パターンを含み、前記第1の複数の禁止ビット・パ
    ターン及びそれぞれの代替ビット・パターンが、表1に
    従い定義され、 【表1】 前記第2の複数の禁止ビット・パターンが、前記19ビ
    ット・シーケンスの第11ビット乃至第19ビットのビ
    ット・パターンを含み、前記第2の複数の禁止ビット・
    パターン及びそれぞれの代替ビット・パターンが、表2
    に従い定義される、請求項2または請求項5記載の方
    法。 【表2】
  7. 【請求項7】m=16及びn=17であって、 各16ビット・データ・ワードをそれぞれ4ビット、8
    ビット及び4ビットの第1、第2及び第3のブロックに
    区分化するステップと、 前記第2のブロックをコード率8/9ブロック・コード
    に従い符号化して、サブコード・ワードを生成し、前記
    結果のビット・シーケンスを17ビット・シーケンスに
    構成するステップと、 違反訂正の3つのステージにより17ビット・コード・
    ワードを生成するステップとを含み、前記3つのステー
    ジが、 前記17ビット・シーケンス内において、第1の複数の
    禁止17ビット・パターンのいずれかの発生を検出し、
    検出された禁止ビット・パターンを、それぞれの代替ビ
    ット・パターンにより置換し、次に17ビット・シーケ
    ンスをそれぞれ8ビット、1ビット及び8ビットの第
    4、第5及び第6のブロックに区分化する第1のステー
    ジと、 前記第4のブロック内において、第2の複数の禁止8ビ
    ット・パターンのいずれかの発生を検出し、前記第6の
    ブロック内において、第3の複数の禁止8ビット・パタ
    ーンのいずれかの発生を検出し、検出された禁止ビット
    ・パターンを、それぞれの代替ビット・パターンにより
    置換する第2のステージと、 第2のステージから生じた17ビット・パターン内にお
    いて、第4の複数の禁止17ビット・パターンのいずれ
    かの発生を検出し、検出された禁止ビット・パターン
    を、それぞれの代替ビット・パターンにより置換する第
    3のステージとを含む、請求項1乃至請求項3のいずれ
    かに記載の方法。
  8. 【請求項8】j=3の下でシャノン・カバーの状態3か
    ら開始し、状態1または2で終了する9つの遷移によ
    り、シャノン・カバーから生成される249通りの9ビ
    ット・ワードと、16進形式で03C、0BC、13
    C、03D、0BD、13D及び1EFにより表される
    7通りの9ビット・ワードとを含む、256通りのサブ
    コード・ワードのセットから、前記サブコード・ワード
    が選択される、請求項3または請求項7記載の方法。
  9. 【請求項9】j=4、k=14及びq=22であって、 前記第1の複数の禁止ビット・パターン及びそれぞれの
    代替ビット・パターンが、表3に従い定義され、 【表3】 前記第2及び第3の複数の禁止ビット・パターン及びそ
    れぞれの代替ビット・パターンが、それぞれ表4及び表
    5に従い定義され、 【表4】 【表5】 前記第4の複数の禁止ビット・パターン及びそれぞれの
    代替ビット・パターンが、表6に従い定義され、 【表6】 一連の前記17ビット・コード・ワードにおいて、値"
    1"の4連続ビットのランが、前記コード・ワードの第
    8ビットまたは第16ビットで開始する位置においての
    み発生し得、他の全ての位置において、値"1"の連続ビ
    ットの最大数が3である、請求項2または請求項8記載
    の方法。
  10. 【請求項10】コード・ワードが磁気記録媒体上に記録
    され、そこから再生される磁気記録チャネルに、一連の
    前記nビット・コード・ワードを供給するステップと、 前記記録媒体から再生された一連の前記コード・ワード
    を復号化し、一連の前記mビット・データ・ワードを復
    元するステップとを含む、請求項1乃至請求項9のいず
    れかに記載の方法。
  11. 【請求項11】一連のmビット・データ・ワードを符号
    化して、磁気記録チャネルへ供給するための一連のnビ
    ット・コード・ワード(n>m)を生成する装置(4、
    20)であって、 各mビット・データ・ワードを複数のビット・ブロック
    に区分化する手段(5a、6a、7a;21a、22、
    23)と、 mビット・データ・ワードから導出される結果のビット
    ・シーケンスがnビット・シーケンスを構成するよう
    に、前記ブロックの少なくとも1つを有限状態符号化方
    式に従い符号化する符号器手段(5、6、7;21)
    と、 違反訂正の少なくとも1ステージにより、前記nビット
    ・コード・ワードを生成する違反訂正手段(8、9;2
    5、26、27、28)と を含み、違反訂正の前記のまたは各ステージが、nビッ
    ト・シーケンス内の1つ以上の所定の位置において、複
    数の禁止ビット・パターンのいずれかの発生を検出し、
    検出された禁止ビット・パターンを、それぞれの代替ビ
    ット・パターンにより置換する手段を含み、 一連の前記nビット・コード・ワードにおいて、所与の
    値の連続ビットの最大数が第1の所定数j(j≧2)に
    制限され、他の値の連続ビットの最大数が第2の所定数
    kに制限されるように、前記有限状態符号化方式及び前
    記禁止及び代替ビット・パターンが予め決定される、装
    置。
  12. 【請求項12】一連の前記nビット・コード・ワードに
    おいて、前記所与の値の2連続ビットのシーケンスに続
    き、前記他の値の2連続ビットを伴う4ビット周期を有
    する周期的ビット・ストリング内の最大ビット数が、第
    3の所定数qに制限されるように、前記違反訂正手段
    (8、9;25、26、27、28)において、前記禁
    止及び代替ビット・パターンが予め定義される、請求項
    11記載の装置。
  13. 【請求項13】前記所与の値のビットが値"1"のビット
    である、請求項11または請求項12記載の装置。
  14. 【請求項14】m=16及びn=19であって、 前記区分化手段(5a、6a、7a)が、各16ビット
    ・データ・ワードをそれぞれ6ビット、6ビット及び4
    ビットの第1、第2及び第3のブロックに区分化するよ
    うに構成され、 前記符号器手段が、前記第1のブロックを符号化して、
    第1のサブコード・ワードを生成するコード率6/7ブ
    ロック符号器(5)と、第2のブロックを符号化して、
    第2のサブコード・ワードを生成するコード率6/7の
    2状態符号器(6)と、第3のブロックを符号化して、
    第3のサブコード・ワードを生成するコード率4/5ブ
    ロック符号器(7)とを含み、第1のサブコード・ワー
    ドの最後のビットが前記2状態符号器の入力に供給され
    て、その状態を決定し、前記結果のビット・シーケンス
    が19ビット・シーケンスであり、 前記違反訂正手段(8、9)が、前記19ビット・シー
    ケンス内において、第1及び第2のサブコード・ワード
    間の境界にまたがる第1の複数の禁止ビット・パターン
    のいずれかの発生を検出し、前記19ビット・シーケン
    ス内において、第2及び第3のサブコード・ワード間の
    境界にまたがる第2の複数の禁止ビット・パターンのい
    ずれかの発生を検出し、検出された禁止ビット・パター
    ンを、それぞれの代替ビット・パターンにより置換す
    る、違反訂正の単一ステージにより、19ビット・コー
    ド・ワードを生成するように構成される、請求項11乃
    至請求項13のいずれかに記載の装置。
  15. 【請求項15】j=2の下でシャノン・カバーの状態2
    から開始し、状態1または2で終了する7つの遷移によ
    り、シャノン・カバーから生成され、16進形式で0
    0、01及び4Cにより表されるワードを廃棄すること
    により取り残される54通りの7ビット・ワードと、1
    6進形式で03、0B、13、23、43、1B、2
    B、4B、53及び5Bにより表される10通りの7ビ
    ット・ワードとを含む、64通りのサブコード・ワード
    のセットから、前記第1のサブコード・ワードを選択す
    るように、前記コード率6/7ブロック符号器(5)が
    構成され、 j=2の下でシャノン・カバーの状態2から開始し、状
    態1または2で終了する7つの遷移により、シャノン・
    カバーから生成され、16進形式で00及び19により
    表されるワードを廃棄することにより取り残される55
    通りの7ビット・ワードと、16進形式で03、0B、
    13、23、43、1B、2B、4B、33、53及び
    5Bにより表される11通りの7ビット・ワードとを含
    む、66通りのサブコード・ワードのセットから、前記
    第2のサブコード・ワードを選択するように、前記コー
    ド率6/7の2状態符号器(6)が構成され、 前記第2のブロックの第1の所定値に対して、前記第1
    のサブコード・ワードの前記最後のビットが0か1かに
    従い、前記2状態符号器(6)が第2のサブコード・ワ
    ードをそれぞれ56または33として選択するように構
    成され、前記第2のブロックの第2の所定値に対して、
    前記第1のサブコード・ワードの前記最後のビットが0
    か1かに従い、前記2状態符号器(6)が第2のサブコ
    ード・ワードをそれぞれ4Cまたは06として選択する
    ように構成され、 前記コード率4/5ブロック符号器(7)が前記第3の
    サブコード・ワードを、16進形式で01、02、0
    4、05、06、08、09、0A、0C、0D、1
    0、11、12、14、15及び16により表される1
    6通りの5ビット・サブコード・ワードのセットから選
    択するように構成される、請求項13または請求項14
    記載の装置。
  16. 【請求項16】j=2、k=9及びq=14であって、 前記第1の複数の禁止ビット・パターンが、前記19ビ
    ット・シーケンスの第4ビット乃至第10ビットのビッ
    ト・パターンを含み、前記第1の複数の禁止ビット・パ
    ターン及びそれぞれの代替ビット・パターンが、表7に
    従い定義され、 【表7】 前記第2の複数の禁止ビット・パターンが、前記19ビ
    ット・シーケンスの第11ビット乃至第19ビットのビ
    ット・パターンを含み、前記第2の複数の禁止ビット・
    パターン及びそれぞれの代替ビット・パターンが、表8
    に従い定義されるように、前記違反訂正手段(8、9)
    が構成される、請求項12または請求項15記載の装
    置。 【表8】
  17. 【請求項17】m=16及びn=17であって、 前記区分化手段(21a、22、23)が、各16ビッ
    ト・データ・ワードをそれぞれ4ビット、8ビット及び
    4ビットの第1、第2及び第3のブロックに区分化する
    ように構成され、 前記符号器手段が、前記第2のブロックを符号化して、
    サブコード・ワードを生成するコード率8/9ブロック
    符号器(21)を含み、前記結果のビット・シーケンス
    が17ビット・シーケンスであり、 前記違反訂正手段(25、26、27、28)が違反訂
    正の3つのステージにより、17ビット・コード・ワー
    ドを生成するように構成され、前記3つのステージが、 前記17ビット・シーケンス内において、第1の複数の
    禁止17ビット・パターンのいずれかの発生を検出し、
    検出された禁止ビット・パターンを、それぞれの代替ビ
    ット・パターンにより置換し、次に17ビット・シーケ
    ンスをそれぞれ8ビット、1ビット及び8ビットの第
    4、第5及び第6のブロックに区分化する第1のステー
    ジと、 前記第4のブロック内において、第2の複数の禁止8ビ
    ット・パターンのいずれかの発生を検出し、前記第6の
    ブロック内において、第3の複数の禁止8ビット・パタ
    ーンのいずれかの発生を検出し、検出された禁止ビット
    ・パターンを、それぞれの代替ビット・パターンにより
    置換する第2のステージと、 第2のステージから生じた17ビット・パターン内にお
    いて、第4の複数の禁止17ビット・パターンのいずれ
    かの発生を検出し、検出された禁止ビット・パターン
    を、それぞれの代替ビット・パターンにより置換する第
    3のステージとを含む、請求項11乃至請求項13のい
    ずれかに記載の装置。
  18. 【請求項18】j=3の下でシャノン・カバーの状態3
    から開始し、状態1または2で終了する9つの遷移によ
    り、シャノン・カバーから生成される249通りの9ビ
    ット・ワードと、16進形式で03C、0BC、13
    C、03D、0BD、13D及び1EFにより表される
    7通りの9ビット・ワードとを含む、256通りのサブ
    コード・ワードのセットから、前記サブコード・ワード
    を選択するように、前記コード率8/9ブロック符号器
    (21)が構成される、請求項13または請求項17記
    載の装置。
  19. 【請求項19】j=4、k=14及びq=22であっ
    て、 前記第1の複数の禁止ビット・パターン及びそれぞれの
    代替ビット・パターンが、表9に従い定義され、 【表9】 前記第2及び第3の複数の禁止ビット・パターン及びそ
    れぞれの代替ビット・パターンが、それぞれ表10及び
    表11に従い定義され、 【表10】 【表11】 前記第4の複数の禁止ビット・パターン及びそれぞれの
    代替ビット・パターンが、表12に従い定義され、 【表12】 一連の前記17ビット・コード・ワードにおいて、値"
    1"の4連続ビットのランが、前記コード・ワードの第
    8ビットまたは第16ビットで開始する位置においての
    み発生し得、他の全ての位置において、値"1"の連続ビ
    ットの最大数が3であるように、前記違反訂正手段(2
    5、26、27、28)が構成される、請求項12また
    は請求項18記載の装置。
  20. 【請求項20】先行する請求項のいずれかに記載の符号
    器装置(4、20)と、 一連の前記nビット・コード・ワードを磁気記録媒体上
    に記録し、前記コード・ワードを前記記録媒体から再生
    する手段を含む記録チャネルと、 前記記録媒体から再生された一連の前記nビット・コー
    ド・ワードを復号化し、一連の前記mビット・データ・
    ワードを復元する復号器装置(11、30)とを含む、
    データ記憶システム。
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