JP3762831B2 - Information recording / reproducing circuit and information recording / reproducing apparatus using the same - Google Patents

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Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、高密度かつ高信頼度なデジタル情報記録再生を実現するための情報記録再生方法、情報記録再生回路及びこれを用いた情報記録再生装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
高密度情報記録再生系・装置において、記録媒体から得られる低品質な記録再生信号からのデータ再生の信頼度を向上させるためには、最尤系列推定方法あるいは最尤シーケンス検出(MLSD: Maximum-Likelihood Sequence Detection) を用いたデータ復号技術が広く普及しており、これは、通信分野における畳み込み符号等の誤り訂正復号方式の有効な手段として、以前より幅広く用いられている技術である。
【0003】
この最尤シーケンス検出は、復号データがもつ記憶性あるいは相関性を利用し、復号符号系列を時系列的に推定することで、復号符号系列における誤り発生確率を最小化する技術であり、再生信号系列 {Y(n)}(nは離散的信号発生順序・時刻を示す整数) が復号入力に与えられるとき、全ての起こりうる記録情報(符号)系列 {X(n)}の中から、 信号系列 {Y(n)} が再生される見込み(尤度)が最も大きい系列(最尤シーケンス)を選択し、これを復号情報(符号)系列 {Z(n)} として出力する。すなわち、最尤シーケンス復号器は、ある再生信号系列 {Y(n)} の全系列が与えられたとき、ある記録情報(符号)系列 {X(n)} を仮定した条件の下で、該再生信号系列 {Y(n)} が受信再生される事後事前確率 P[{Y(n)}/{X(n)}] が最大となるように、記録情報(符号)系列{X(n)}を選択して、復号情報(符号)系列 {Z(n)} の最尤系列推定を行うものである。このとき、記録情報(符号)系列{X(n)}は、互いに独立に推定されるのではなく、その前後関係で推定される。このような最尤シーケンス検出は、起こりうる全ての記録情報(符号)系列 {X(n)} が等確率で記録される条件、換言すれば、各記録情報(符号)系列 {X(n)} の発生確率に関する情報が復号時に一切与えられない条件の下で、正復号確率 P[{X(n)}&{Z(n)}](記録情報(符号)系列 {X(n)}と復号情報(符号)系列 {Z(n)} が一致する確率)を最大として、最良復号誤り確率の復号を提供する。
【0004】
この最尤シーケンス検出は、動的プログラミング形式によるビタビ・アルゴリズム(Viterbi Algorithm)などを用いて、効率よく実現される。最尤シーケンス検出やビタビ・アルゴリズムに関する論文として、ジー.デー.フォーネイ,”ザ ビタビ アルゴリズム”,プロシーディングス オブ アイ・イー・イー・イー(G.D.Forney, "The Viterbi Algorithm", Proceedings of the IEEE), vol.61, No.3, March 1973, pp.268-278、および、ジー.アンガーボック,”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 トランスミッション システム”,アイ・イー・イー・イー トランザクション オン コミュニケーション(G.Ungerbock, "Adaptive Maximum-Likelihood Receiver for Carrer-Modulated Data Transnission Systems", IEEE Transactions on Communications), vol.COM-22, No.5, May 1974, pp.624-638があり、これら論文は、最尤シーケンス検出を用いた受信再生装置または、その一部の基本的な形式を示す。また、実際的なビタビ・アルゴリズムの実現手段は、フイ−リング ロウ,”インプリメンティング ザ ビタビ アルゴリズム”,アイ・イー・イー・イー シグナル プロセッシング マガジン(Hui-Ling Lou,"Implementing the Vitrbi Algoithm", IEEE Signal Processing Magazine), Sept.1995, pp.42-52、および、ジー.フェットウェイス エンド エイチ.メイア,”ハイ−スピード パラレル ビタビ デコーディング: アルゴリズム アンド ブイ・エル・エス・アイ アーキテクチャ”,アイ・イー・イー・イー コミュニケーションシグナル マガジン(G.Fettweis and H.Meyr, "High-Speed Parallel Viterbi Decoding: Algorithm and VLSI-architecture", IEEE Communications Magazine), May 1991,pp.46-55などに詳しい。
【0005】
このような最尤系列推定方法や最尤シーケンス検出技術は、情報通信系や伝送系への応用を通じて急速に普及・発展し、情報伝送の信頼性を確保し、通信の品質を維持する上で大きな役割を果たしている。また、米国特許第203413等に開示されるように、高密度情報再生系に対しても、広く応用がなされており、パーシャルレスポンス伝送波形等化技術と最尤シーケンス検出技術とを組み合わせたPRML(Partial-Response Maximum-Likelihood) 方式は、代表的な公知技術として、実用化が著しい。
【0006】
こうした、最尤シーケンス検出技術を用いたデータ復号技術において、さらなる耐雑音性能の向上や復号信頼度の向上を図るため、従来からは、トレリス符号化・変調技術やさらに拡張されたパーシャルレスポンス伝送等化技術の積極的適用が試みられている。上記のように、最尤シーケンス検出では、再生信号系列の前後関係から受信再生される見込み(尤度)が最も大きい系列(最尤シーケンス)を選択し、これを最も確からしい復号情報(符号)系列として出力し、復号結果とする。このため、上記のような公知技術では、符号化・変調技術や拡張パーシャルレスポンスによって、記録符号系列や記録再生系の情報伝送路上に様々な拘束条件や記憶要素を付加して、復号データの相関を増加させ、全記録符号系列に対する再生信号系列間のユークリッド信号距離(尤度差)を増加させることにより、該尤度差の雑音に対する識別余裕を拡大することを意図している。
【0007】
また、情報記録再生装置や情報伝送装置において所望の復号信頼性を確保するため、誤り訂正符号化技術が積極的に導入されており、リードソロモン符号をはじめとする、極めて誤り訂正能力の高い、かつ、実用性の高い符号化方式・復号方式の開発され、これが高密度情報記録再生系や高速情報伝送系に導入されるに至り、上記の最尤シーケンス検出技術等との組み合わせにより、データ復調の信頼性は、飛躍的に向上してきた。
【0008】
【発明が解決しようとする課題】
高記録密度化が進む情報記録再生系の下では、ますます、再生信号の品質は劣化し、そのデータ復調の信頼性は低下する。従って、従来からの最尤シーケンス検出を用いたデータ再生手段においても、さらに耐雑音性能を向上させることが要求されている。前述のようなトレリス符号化・変調技術や拡張パーシャルレスポンス伝送等化技術の応用は、受信信号列のユークリッド信号距離拡大による利得を生む一方で、送信符号列や伝送信号列上への様々な拘束条件の付加によって、記録情報(符号)系列における冗長性の増加を招く。このため、磁気ディスク装置などの高速・高密度情報記録再生系への適用においては、この記録情報系列の冗長性増加による記録情報量の損失や、狭帯域記録再生系信号伝送路を介しての多大な信号帯域損失による再生信号劣化が生じて、必ずしも効果的な手法とはならない。さらに、このような手法では、しばしば、過大かつ複雑な記録符号処理回路や付加回路が要求され、また、増加した復号データの相関を考慮するため、最尤シーケンス検出による復号器は、指数関数的な回路規模の要求を避けることができず、多大なハードウエア資源が要求される。また、最尤シーケンス検出技術では、再生信号系列の前後関係から検出することで高い信頼性を提供することができるが、検出誤りが生じた場合には、これによりシーケンス誤りによる復号誤り伝搬が生じて、しばしば、バースト的な連続した符号誤り波及を発生させる。これは、併せて用いられる誤り訂正符号の訂正能力の著しい損失を招き、また、記録再生系・記録再生装置全体でのデータ復調信頼性を低下させている。また、これに起因して、誤り訂正符号により最尤シーケンス検出によるデータ復号の信頼性を向上させるには、極めて強力な誤り訂正能力が要求されるようになる。これは、誤り訂正符号の構成複雑化と冗長度の増加を助長して、やはり、効果的かつ経済的な高信頼度データ復号手段の実現を妨げることになる。
【0009】
本発明の課題は、このような最尤シーケンス検出技術による情報記録再生信号のデータ復号において、最尤復号誤り率(復号信頼度)を効率よく改善し、かつ、簡便・簡略な手段やハードウエア資源・回路により、これを実現する手段を提供することである。本発明では、最尤シーケンス復号方法と誤り訂正符号化技術を積極的かつ効果的に組み合わせることによって、符号化の冗長度を低く抑え、かつ、簡易な実現構成を維持しながら、より高いデータ復号信頼度を達成する情報記録再生方法、情報記録再生回路及びこれを用いた情報記録再生装置の実現手段を提供する。
【0010】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するため、本発明では、従来と異なり、最尤シーケンス復号方法における復号シーケンス誤りの特性を積極的に活用する。一般に誤り訂正符号化は、対象となる符号誤り事象に関する情報を予め知り得た上で符号構成や復号されることにより、訂正能力を向上させる、あるいは、訂正処理を簡略化することが可能となる。本発明では、最尤シーケンス復号方法に誤り訂正符号化・復号手段を連接させることによって、該最尤シーケンス復号方法における復号誤り事象の特性を活用し、低冗長度の誤り訂正符号化を用いて、高効率な誤り訂正・高い信頼性改善を実現する手段を提供する。
【0011】
最尤シーケンス復号における復号誤り事象は、受信(再生)信号列間のユークリッド信号距離に対応する、各送信(記録)符号系列間の尤度差に依存して発生確率が決まるため、シーケンス復号誤りの復号符号誤りパターンには、その発生確率頻度において大きな偏りが生ずる。本発明では、このことに着目し、さらに、このような高発生頻度の特定の復号符号誤りパターン(符号誤りシンドローム)による誤り事象が最尤復号誤り確率を支配していることから、シーケンス復号誤りの内、発生頻度確率の高い復号符号誤りパターン(符号誤りシンドローム)を有するシーケンス誤りに対して、限定して誤り訂正処理する誤り訂正符号化方法を、この最尤シーケンス復号と組み合わせる手段を提供する。このように訂正処理する復号符号誤りパターン(符号誤りシンドローム)を限定することによって、誤り訂正符号化方法は、極めて簡易で、かつ、低冗長度のもので構成できる。また、発生頻度の高い復号誤り事象から、優先的に訂正処理を行うことにより、最尤復号における誤り確率を効率良く改善することができる。
【0012】
さらに、最尤シーケンス復号からの復号符号系列上では、ランダム雑音状況下において、上記のような復号符号誤りパターン(符号誤りシンドローム)を有するシーケンス復号誤り事象(バースト的符号誤り事象)が、ランダムに分布していることに着目する。すなわち、復号誤り確率を支配するシーケンス状のランダム誤り事象が短い発生間隔で集中することは極めて希である性質を利用する。このことから、各シーケンス復号誤り事象の平均的発生間隔に比して、最尤復号誤り確率を改善するに有意な、限定された復号符号系列区間(復号符号系列ブロック)内で、所定の個数の誤り事象までのみ、上記の誤り訂正処理を行うよう誤り訂正符号化方法を与える。すなわち、該誤り訂正符号化方法は、特定の復号符号誤りパターン(符号誤りシンドローム)に従う平均的なランダム誤り事象のみを検出訂正することを目的として構成することができ、公知技術に対してさらに低い冗長性と簡易な構成をもって実現することが可能となる。本発明では、以上のように構成される誤り訂正符号化による誤り符号を記録再生するデータ符号内に挿入付加し、これを用いた復号符号誤り訂正処理を、最尤復号誤り特性を効果的に活用できるよう、最尤シーケンス復号器の復号出力に直結した誤り訂正復号器を設けて実施することにより、効率の良い誤り訂正符号化冗長度のもので、最も効果的な最尤復号誤り確率を改善する手段をしている。
【0013】
以上のように、本発明では、最尤シーケンス復号方法における復号シーケンス誤りの特性を活用し、誤り訂正符号化・復号方法と最尤シーケンス復号とを効率良く連接させた積極的組み合わせの手段により、復号信頼度を効果的に向上する情報記録再生方法と情報記録再生回路・情報記録再生装置の実現方法を提供している。さらに、本発明では、上記のような最尤シーケンス復号方法における復号シーケンス誤りが、ある特定の記録符号列・復号符号系列パターンに依存して発生することに着目し、あるいは、記録符号系列に対する符号化変調処理を積極的に用いて、高い頻度の該復号符号誤りパターン(符号誤りシンドローム)誤り事象の発生個所を復号符号系列上で限定することにより、該誤り訂正符号化・復号方法を、さらに簡素に高い信頼性で実現する手段を提供する。また、ランダム雑音要因のバースト誤り訂正を目的とする第二の誤り訂正符号化方式と該誤り訂正符号化方式を相補的に組み合わせることにより、該誤り訂正符号化・復号方法による誤り検出を活用し、誤り符号位置の存在個所を限定した第二の誤り訂正符号化・復号方法を実施することによって、本発明の提供する情報記記録再生方法や情報記録再生回路・情報記録再生装置のデータ復調信頼性を、さらに効率よく、かつ、効果的に改善する手段を開示している。
【0014】
【発明の実施の形態】
本発明の実施の形態は、デジタルデータの再生における最尤シーケンス復号・検出方法(最尤系列推定方法)および、これを用いた復号器・復号装置の使用に深く関わり、この最尤シーケンス復号と原理は、一般にビタビ・アルゴリズム等を用いて広く実現される。本発明の実施形態を示すため、先ず、図10〜図12を用いて、ビタビ・アルゴリズムによる最尤シーケンス復号器の概略を説明する。一般に情報記録再生系における情報処理の流れは、情報伝送系におけるそれと類似した関係にあり、共通した処理構成要素と流れを用いて説明することができる。
【0015】
図10(a)は、この情報伝送系および記録再生系における情報系列の一般的な流れの概略を示すものである。送信または、記録過程において、送信または記録情報である送信符号系列{X(k)}100(kは、系列上の時刻を示す自然数)は、符号器102により所定の拘束条件を付加された後、変調器103により、チャネル104を介して伝達可能となるようなアナログまたはデジタル形式の信号情報系列に変換され、チャネル104に出力される。チャネル104は、伝送または記録媒体およびトランスデューサ・センサなどから構成される情報伝送媒体であり、特に情報記憶再生装置では、変調器103は、記録情報である送信符号系列{X(k)} 100を記録信号系列に変換・処理し、記録ヘッドに供給する操作を行い、チャネル104は、記録ヘッド・情報記憶媒体・再生ヘッドを含む記録再生系に相当する。また、伝送過程における信号には、付加雑音105が加わり、これが受信または、再生過程において、受信(復号入力)信号系列{Y(k)}107から元の情報への復号を不確定なものにする。受信または、再生過程では、チャネル104から出力される信号に対して、受信信号処理回路106による信号増幅・フィルタリング・波形等化などの所定の処理を施した後、得られた受信(復号入力)信号系列{Y(k)}107から復号符号系列{Z(k)}109への復号を、最尤シーケンス復号器108を介して行う。この最尤シーケンス復号器108では、元の送信または記録情報である送信符号系列{X(k)}100に対応し、これに対して最も確からしい復号符号系列{Z(k)}109の推定を行う。
【0016】
最尤シーケンス復号器108に対して、符号器102から受信信号処理回路106までの前段処理過程にあたる情報伝送系101には、様々な記憶要素が存在しうる。例えば、符号器102では、畳み込み符号やトレリス符号などを用いて復号誤り検出・訂正などを行うため、あるいは、ランレングス制限など伝送過程で必要な何等かの拘束条件を伝送符号に与えるために、有限個の記憶要素に順次貯えられる符号器102の入出力符号の畳込み処理や写像処理によって意図的に送信符号系列{X(k)}100に冗長性が付加される場合がある。また、変調器103から受信信号処理回路106までの伝送過程では、自然または意図的な符号間干渉などの付加によるチャネル上の記憶要素が存在する場合がある。情報伝送系101の各々の過程において、こうした記憶要素が存在する場合、受信信号系列{Y(k)}107の各々の値は、対応する送信符号系列{X(k)}100の各々の値との一対一対応ではなく、各時刻における送信符号系列{X(k)}100の履歴に依存した該記憶要素内の状態との対応において決定される。最尤シーケンス復号器108では、こうした情報伝送系101上の該記憶要素が保持する内部状態の推移を推定し、伝送系の記憶性(冗長性)を活用することによって、雑音に対する復号処理の信頼度や品質を向上させ、送信符号系列{X(k)}100に対し、より正確な復号符号系列{Z(k)}109のを受信・再生側において提供することができる。
【0017】
図10(c)は、図10(b)に示された伝送路チャネルモデルにおける受信信号系列{Y(k)}107と送信符号系列{X(k)}100および情報伝送系101上の記憶要素内の状態との対応関係を示したマルコフ状態遷移図モデルの一例である。この状態遷移図例では、情報伝送系101が、図10(b)に示すような、3つの1ビット遅延記憶要素110a〜110c(D1、D2、D3)によるモデルで等価的に表すことができる場合を仮定する。そして、受信信号系列{Y(k)}107の各時刻kにおける値は、これら1ビット遅延記憶要素110a〜110c内に保持される送信符号系列{X(k)}の直前3時刻の符号ビットの履歴と、加減演算要素111a〜111cとによって、以下の線形な畳み込み演算の関係によって決定されるものとする。
【0018】
Y(k) = X(k) + X(k-1) - X(k-2) - X(k-3)
送信符号系列{X(k)}100には、2進符号(X(k)=+1または、-1)が仮定され、3ビットの該遅延記憶要素の各内容の組み合わせによって、情報伝送系101は、合計8つの状態をとりうる。このようにモデル化される情報伝送系101は、クラス4拡張パーシャルレスポンス(EPR4:Extended Partial Response Class 4 )チャネルと呼ばれ、磁気記録再生系の情報伝送(記録再生系)チャネルにおいて、しばしば用いられる。これに関しては、米国特許第203413に詳しく開示される。また、このクラス4拡張パーシャルレスポンスチャネルが有する上述の畳み込み演算チャネル特性の表現に対しては、しばしば、パーシャルレスポンス特性多項式G(D) = 1+D-D2-D3 =(1-D)(1+D)2 (Dkはkビット遅延演算子を示す)が用いられる。高密度記録を実現する磁気記録再生系などでは、様々な適用条件に合わせ、一般に特性多項式G(D) = (1-D)(1+D)n(nは適切な自然数)により特徴づけられるパーシャルレスポンスチャネルが積極的に適用される。このようなパーシャルレスポンスチャネルは、直流周波数成分と伝送所要帯域(最高伝送・記録周波数の1/2)におけるヌル周波数特性を許容するため、低域遮断特性や狭帯域周波数特性を有する高密度磁気記録再生系への適用には好適である。
【0019】
最尤シーケンス復号器108において、上述の情報伝送系101が有する記憶性(冗長性)を利用した最尤系列推定を行うためには、情報伝送系101上の該記憶要素内部の保持状態の推移を規定して、記述する必要がある。図10(c)の状態遷移図は、送信符号系列{X(k)}が1ビット伝送される毎に、図10(b)に示すクラス4拡張パーシャルレスポンスチャネル情報伝送系101の各記憶要素内の保持状態がどのように推移し、かつ、どのような受信信号系列{Y(k)}107が、信号期待値{E(k)}として受信されるか、その全ての場合の遷移過程を表現するものである。この図における8つの状態Sj(j=0,1,2,〜,7)と、情報伝送系101上の1ビット遅延記憶要素D1、D2、D3(図10(b)110a〜c)内に保持される2進送信符号{X(k)}(X(k)=+1または-1)の内容との対応関係は、図10(c)中の対応表に示す通りである。任意の送信符号系列{X(k)}100が与えられるとき、その送信符号系列および受信信号期待値系列は、この状態遷移図上の一意の遷移パス系列が示す(遷移枝矢印系列に付記される){X(k)}および{E(k)}によって表現される。図10(d)は、この状態遷移パス系列の時間的推移を表現するため、図10(c)の状態遷移図を横軸・時間軸方向に展開したトレリス(格子)線図の表現である。各時刻kに対応する遷移状態は、Sj(k)(即ち、S0(k),S1(k),S2(k),〜, S7(k))と表記され、これは、時刻kにおける送信符号X(k)の入力により確定される該記憶要素 D1、D2、D3内の符号保持の状態を示す。また、各時刻kにおいて、状態Si(k-1) から状態Sj(k)への遷移を示す各々の枝矢印(ブランチ)には、状態Siから状態Sjへの状態遷移が起こるための送信符号X(i,j)(言い換えれば、この遷移が確定されたときの復号符号)及び、この遷移に起こるとき、伝送チャネルから出力される受信信号期待値E(i,j)がX(i,j)/E(i,j)の形式で付記される。(時不変な情報伝送系101では、状態遷移の構造は時間的に一定であり、時刻kにより変化しない。したがって、X(i,j)及びE(i,j)も、時刻kよって変化せず、状態Si及び状態Sjのみに依存して決まる一定値である。時変な場合にも、以下の議論は、容易に一般できる。)この図により、各時刻kにおける送信符号{X(k)}と、これによる状態遷移パス及び受信信号期待値{E(k)}との対応関係が明確に表現できる。例えば、図10(f)の例に示されるように、時刻k〜(k+4)において連接する5つの状態遷移パス(ブランチ)112aが表現するパス系列112は、5ビットの送信符号系列{+1,+1,-1,+1,-1}とこれによる情報伝送系101チャネル状態遷移S0(k-1)→S1(k)→S3(k+1)→S6(k+2)→S5(k+3)→S2(k+4)の遷移過程とを表現しており、このときのチャネル出力される受信信号系列の期待値は、{+2,+4,0,-2,0}であることが表現される。
【0020】
このような情報伝送系101の状態遷移を考慮しながら、最尤シーケンス復号器108における最尤系列推定では実際に観測された雑音の重畳する受信信号系列{Y(n)}と状態遷移図上の各パスにおける受信信号期待値{E(n)}との誤差量を評価し、受信信号系列{Y(n)}全体での誤差総和が最も小さくなる状態遷移パスの推移を一意に確定して、この確定パスに対する送信符号系列{X(n)}を復号系列{Z(n)}として出力する。これは、いわゆる最小自乗法の原理に基づく、パターンマッチングの手法を用いた信号(符号)系列の推定に他ならない。ビタビ・アルゴリズムは、受信信号系列 適さない復号符号系列の候補を順次棄却し、最も受信信号系列に適合する復号符号系列を唯一生き残らせる方法により、この連続時系列信号に対するパターンマッチング処理を、有限のハードウェア資源(時系列信号情報を貯える記憶素子)と有限の処理遅延時間内において、実時間で効率良く実現するための手段を提供する。
次に、このビタビ・アルゴリズムによる最尤シーケンス復号(最尤復号、または、ビタビ復号)を具体的に実現する手段を説明する。ここでは、対象となる情報伝送系101の一例として、図10(b)に示したEPR4チャネルを仮定し、図10(c)の2進送信符号系列によるEPR4伝送路チャネルの状態遷移図および図10(d)のトレリス線図を引用して、ビタビ復号処理の概略と基本的構成を説明する。以下の本明細書では、上述の2進送信符号列によるEPR4伝送チャネルの例に基づき実施例の説明を行うが、ビタビ・アルゴリズムは、図10(b)のような状態遷移モデルにより記述されるあらゆる事象に対し、確率的に尤も高い最尤事象推移を推定する、すなわち、最尤遷移系列推定に帰着されるあらゆる問題に対して適用することができる。また、以下の実施例説明は、EPR4伝送チャネルが有する特定の性質や制限に依存するものではなく、先に述べた様々な形態による記憶要素を有した、様々な状態遷移図で記述される情報伝送系チャネルやモデルに対しても、なんら制約なく、同様の方法で対象となるチャネルやモデルに拡張し、容易に適用することが可能な一般的実施形態を開示している。
【0021】
ここでは、まず、該EPR4チャネルに対し、トレリス線図上の一時刻kにおける状態遷移過程を規定した図10(d)に着目する。ビタビ復号は、この特定のトレリス線図による状態遷移の規定に従い、時刻kにおける受信(復号入力)信号値Y(k)を入力する毎に、これと各状態遷移パスブランチ(矢印)に対応する受信信号期待値{E(i,j)}との誤差を評価することにより、各時刻において、状態S0(k)〜S7(k)の各々に遷移するパスブランチを、一本ずつに絞り込み、選択する処理を繰り返す。このため前時刻(k-1) までの同様な処理の繰り返しによって選択された、各状態S0(k-1)〜S7(k-1)に遷移する連接パスブランチ系列の履歴が、各状態に対して1本ずつの生き残りパス系列P0(k-1)〜P7(k-1)として記憶される。また、各状態S0(k-1)〜S7(k-1)に至る該生き残りパス系列P0(k-1)〜P7(k-1)の各々に対し、各パス系列上に示された受信信号期待値系列{E(k)}と実際の受信信号系列{Y(k)}との間での累積誤差(パスメトリック)M0(k-1)〜M7(k-1)が各々評価され、該生き残りパス系列の各々の確からしさを示す計量(尤度)として、同時に記憶される。この時刻(k-1)までの各状態S0(k-1)〜S7(k-1) に対する生き残りパス系列P0(k-1)〜P7(k-1)及びパスメトリックM0(k-1)〜M7(k-1)の内容は、次の時刻kでの以下に記述された処理により、新たな生き残りパス系列P0(k)〜P7(k)及びパスメトリック M0(k)〜M7(k)へと更新され、これが毎時刻の再帰的処理として繰り返される。図10(e)に示すように、トレリス線図上の各々の状態に注目するとき、時刻kにおける状態Sn(k)(n=0,1,〜,7)への遷移過程として、状態Si(k-1)と状態 Sj(k-1)(i,j=0,1,〜,7)の何れかからの遷移の可能性がある場合には、具体的処理の手順は以下のようにまとめられる。
【0022】
(1)時刻kにおいて入力された受信信号値Y(k) に対して、状態Si(k-1)と状態 Sj(k-1)からの各遷移パスに対応する受信信号期待値E(i,n)とE(j,n) とを用いて、各遷移パスブランチに対応する自乗誤差値(ブランチメトリック)BM(i,n)(k)とBM(j,n)(k)を以下のように計算する。
【0023】
状態Si(k-1)からSn(k)への遷移ブランチメトリック:
BM(i,n)(k) = [Y(k)-E(i,n)]^2
状態Sj(k-1)からSn(k)への遷移ブランチメトリック:
BM(j,n)(k) = [Y(k)-E(j,n)]^2
自乗誤差によるメトリックは、受信信号系列{Y(k)}に重畳する雑音系列が独立な白色ガウス雑音である場合の最尤系列推定に対する最適な尤度の計量を与えることが知られている。復号の実現条件により、絶対値誤差などの他の誤差評価値を用いることもできる。
【0024】
(2)状態Si(k-1)とSj(k-1)の各々から、状態Sn(k)に遷移するパス系列に対して、尤度比較のための累積誤差(パスメトリック)PM(i,n)(k)とPM(j,n)(k) とを計算する。このため、前時刻(k-1)までの処理によって評価された、状態Si(k-1)とSj(k-1)への生き残りパスPi(k-1)とPj(k-1)に対応するパス系列累積誤差(パスメトリック)Mi(k-1)とMj(k-1)の各々に対して、(1)で計算された、状態遷移ブランチメトリックBM(i,n)(k)とBM(j,n)(k)を、それぞれ新たに累積する以下のような加算演算を行う。
【0025】
状態Si(k-1)からSn(k)へのパスメトリック:
PM(i,n)(k) = Mi(k-1)+BM(i,n)(k)
状態Sj(k-1)からSn(k)へのパスメトリック:
PM(j,n)(k) = Mj(k-1)+BM(j,n)(k)
さらに、この2つパス遷移に対するパスメトリックPM(i,n)(k)、PM(j,n)(k)の値を大小比較し、尤度比較を行う。各パス系列の累積誤差であるパスメトリックが、より小さな方の遷移パスを、時刻kの状態Sn(k)に至る、より確かで尤度の高いパス系列として選択し、他方を棄却する。さらに、比較されたパスメトリックPM(i,n)(k)とPM(j,n)(k)の内、選択されたパス側のパスメトリック値を用いて、状態Sn(k)に遷移する生き残りパス系列の新たなパスメトリックの値として、Mn(k)の内容を更新する。
【0026】
状態Sn(k)に至る生き残りパスメトリック:
Mn(k)=Min[PM(i,n)(k) , PM(j,n)(k)]
Min[・]は、最小値を選択する演算(3)時刻kの状態Sn(k)に対する生き残りパス系列履歴 Pn(k)を更新する。Pn(k)には、現時刻kから有限時間Dまで以前に遡る生き残りパス上の(D+1)個の遷移状態の接続情報が時間順序で記憶される。例えば、Pn(k)={Sn(k), Si(k-1), Sj(k-2),〜, Sl(k-D+1), Sm(k-D)}なる記憶内容を参照することによって、時刻kまでの処理で選択された、状態Sn(k)に至る生き残りパス系列上の状態遷移は、Sm(k-D)→Sl(k-D+1)→Sj(k-2)→Si(k-1)→Sn(k)の順序で連接し、推移するものであることが示される。(2)によって、時刻kでの状態Sn(k)への生き残り遷移パスが、Si(k-1)からの遷移パスであるか、或いは、Sj(k-1)からの遷移パスであるかが選択確定されると、その選択処理により決定された状態Sn(k)への新たな生き残りパス系列履歴Pn(k)は、前時刻(k-1)までの状態 Si(k-1)と Sj(k-1)に対する生き残りパス系列の履歴Pi(k-1)とPj(k-1)のうち、選択されたパス側状態の生き残りパス系列履歴を用いて、以下のように更新される。
【0027】
状態Sn(k)に至る生き残りパス系列履歴:
Pn(k)={Sn(k),Pi(k-1)}(Si(k-1)からの遷移パス選択のとき)
={Sn(k),Pj(k-1)}(Sj(k-1)からの遷移パス選択のとき)
上記の更新処理は、選択された状態遷移パスに応じてPi(k-1)、またはPj(k-1)を選択し、この時間的な記憶位置を一時刻ずつ過去に移動させて、最も過去の記憶内容 ((D+2)番目の要素)をビタビ復号の結果として取り出した後、最新時刻の記憶位置に新たな遷移状態Sn(k)を追加したものをPn(k)の記憶内容として、転記する操作を意味する。公知技術において、これは、各時刻毎に記憶内容を順次シフトさせるシフトレジスタのような記憶回路によって一般的に構成され(シフトレジスタ交換法)、また、様々な記憶回路を用いた構成方法が開示されている。さらに、多くの場合、パス系列履歴Pk(n)への記憶内容としては、選択された遷移状態の情報(状態番号)そのものを記憶する代わりに、選択された遷移状態へのパスブランチに対する送信符号を記憶する。例えば、時刻kにおける状態Sn(k)に対して、状態Si(k-1)からの遷移パスが生き残りパスとして選択された場合、これに対する生き残りパス履歴への記録内容としては、状態Si(k-1)からSn(k)へのパスブランチに対応する送信符号X(i,n)の値を用いることができる。これにより、記憶されたパス履歴情報を参照した場合に、直ちに、生き残りパスが示す送信符号系列{X(n)}を復号符号結果として得ることができる。また、上記(3)の生き残りパス系列履歴情報の更新処理の記述では、状態Sn(k)に至る生き残りパス系列履歴Pn(k)内の時刻kに対する記憶情報(最新時刻に対するパス履歴情報)は、時刻k-1からのパス選択の状態によらず、状態Sn(k)で一定である。したがって、実際に、このパス情報自身は、物理的に格納される必要はなく、この状態Sn(k)に連接する時刻k-1以前の生き残りパス系列履歴情報のみが記憶回路内に物理的に記録されればよい。時刻kに対するパス履歴記憶情報Sn(k)は、このパス履歴情報が状態Sn(k) に至る生き残りパス系列履歴Pn(k)として記憶されている事実(記憶位置情報)により表すことができ、次時刻k+1の処理において、この生き残りパス系列履歴Pn(k)の記憶内容を参照する際に、この時刻kに対するパス履歴記憶情報Sn(k)を補って参照すればよい。上述のように、生き残りパス履歴への記録内容として、選択されたパスブランチに対応する送信符号X(i,n)の値を記憶する場合にも、これは、同様であり、各々の生き残りパス系列履歴Pn(k)において、状態Sn(k)へ至るパス遷移であることによって固定される時刻kから所定時刻以前までの履歴情報(EPR4チャネルの場合は、時刻kから時刻k-2までの3ビット送信符号の履歴)は、生き残りパス系列履歴Pn(k)として記憶されているという記憶位置情報そのものにより示すことで省略し、参照時にこの情報を補うことで、記憶装置のハードウエア量を節約することができる。
【0028】
以上(1)(2)(3)の一連のビタビ復号処理が、各時刻の受信信号値Y(k)が入力される毎に、繰り返し処理される。これを実施するための具体的構成要素は図11(a)の如く示される。(1)のブランチメトリックBM(i,n)(k)及びBM(j,n)(k)の計算は、自乗誤差演算回路201により行う。状態Si(k-1)及びSj(k-1)に対する生き残りパスのパスメトリックMi(k-1)及びMj(k-1)は、メトリック記憶回路202a及び202bに保持されており、メトリック累積加算回路203により(2)におけるパスメトリックPM(i,n)(k)及びPM(j,n)(k)の計算、比較器204によりこれらパスメトリック値の比較演算を行う。比較結果は選択信号205に出力され、メトリック選択回路206は、この選択信号205に従って、パスメトリックPM(i,n)(k)またはPM(j,n)(k)の何れかを選択し、これを用いて、状態Sn(k)への生き残りパスメトリックMn(k)を保持するメトリック記憶回路202cの内容を更新記憶する。一方、状態Si(k-1)及びSj(k-1)に至る生き残りパス履歴Pi(k-1)およびPj(k-1)は、パス履歴記憶回路207a及び207bに記憶されており、(3)における状態Sn(k) への生き残りパス履歴Pn(k)の内容更新処理は、選択信号205により指示されたパス履歴記憶回路207aまたは207bの内容のいずれかをパス履歴選択回路208により選択して参照し、この内容の記憶位置を一時刻分シフトさせて、Pn(k)を保持するパス履歴記憶回路207cの内容として新たに更新記憶する。このとき、パス履歴記憶回路207aまたは207bの末尾の記憶位置から選択された生き残りパス履歴情報が、復号結果(復号符号系列Z(k)109)として出力される。
【0029】
実際のビタビ復号では、最尤系列推定の対象となるトレリス線図の全ての状態に対して、各時刻の受信信号Y(k)に対する上記(1)〜(3)の処理が、それぞれ独立に行なわれる必要がある。従って、実際のビタビ復号器の実施構成では、図11(a)に示した状態Sn(k)に対する処理の実施構成要素を、同一構成において状態数分だけ並列に設ける。例えば、図10(d)のトレリス線図に対しては、図11(b)のビタビ・アルゴリズムによる最尤復号器の構成に示すように、8つの状態 S0(k)〜S7(k)の各々に対して割り当てた図11(a)の実施構成要素を、計8系列並列にして設ける。このとき、生き残りパスメトリックM0(k)〜M7(k)を記憶するメトリック記憶回路202a〜202h、および、生き残りパス系列履歴P0(k)〜P7(k)を記憶するパス履歴記憶回路207a〜207hは、各々の状態S0(k)〜S7(k)に対して、それぞれ1つずつ割り当てられ、これらの参照先は、各状態のトレリス線図上の次段接続状態に従って複数箇所に接続される。例えば、状態Si(k)と状態Sj(k+1)(i,j=0,1,〜7)との間にトレリス線図のパス接続関係が存在するならば、状態Si(k)に割り当てられたメトリック記憶回路202の参照先の一つは、状態Sj(k)に割り当てられたメトリック累積加算器203のうち、ブランチメトリックBM(i,j)(k)との加算を行うものの他方入力となり、また、状態Si(k)に割り当てられたパス履歴記憶回路207の参照先の1つは、状態Sj(k)に割り当てられたパス履歴選択回路208の入力となる。また、実際のトレリス線図上の受信信号期待値E(i,j)の値は、いくつかのパスブランチで共通であることが多いため、このブランチメトリックに対して演算を行う自乗誤差演算回路201も共通化されて、該当する複数のメトリック累積加算器203に入力される構成が実際的に用いられることが多い。以上、図11(b)にまとめられるように、ビタビ復号器構成は、受信信号Y(k)を入力して(1)処理を行うブランチメトリック演算部(BMU)200a、このブランチメトリック出力を用いて(2)処理を実行し、各状態への生き残りパスを選択するパスメトリック比較選択部(ACS演算部)200b、さらに、この選択出力を受けて、(3)処理による生き残りパス履歴を記憶更新を行い、復号結果を絞り込み決定するパスメモリ部(PMU)200cに大別される。以上が、ビタビ・アルゴリズムによる最尤シーケンス復号処理の実施方法および構成方法である。
【0030】
次に、本発明の実施の原理を明らかにするため、図10(d)の該EPR4チャネル上におけるトレリス線図上の状態遷移例を図12に示し、これを用いて、上述の従来ビタビの復号処理における生き残りパス選択から復号結果の確定までの過程を説明する。上述の従来ビタビ復号の実施方法及び構成方法により、各時刻における受信(復号入力)信号系列{Y(k)}107を用いて、トレリス線図上の各時刻・各状態への状態遷移パス(パスブランチ)112aは、常に一本ずつに選択される。こうして、生き残りパス系列113の選択が繰り返して進められることにより、各時刻に生き残ったパス系列は、さらに次第に絞りこまれる。例えば、図12における生き残りパス系列113の履歴が示すように、時刻kおいて各状態へ選択された、各状態への8つの生き残りパス系列は、その後のパス選択により、次第に棄却され、最終的に時刻(k+10)での選択処理の終了時に、連接する生き残りパス系列(太線矢印系列)は一本に収束する、このとき、時刻(k-1)〜(k+8)までの収束した生き残りパス系列が確定最尤パス系列114としてが決定され、これにより、時刻kにおける復号符号Z(k)は、確定最尤パス系列114上に生き残る唯一の状態遷移パス(パスブランチ)112bに割り当てられる送信符号X(i,j)を参照することで決定される。この生き残りパス系列の絞り込み操作(パス棄却)は、前述の復号処理(3)において、選択されたパス履歴Pj(k-1)またはPj(k-1)の内容を一時刻ずつ過去に移動させながら、新たなPk(n)の記憶内容として、転記する操作に他ならない。そして、図11(b)において、生き残りパス系列履歴P0(k)〜P7(k)を記憶するパス履歴記憶回路207a〜207hが十分な記憶長さを有するならば、このパス履歴記憶回路の選択参照と転記を繰り返すことによって、各記憶回路207a〜207hの末尾の記憶位置(最も過去の時刻のパスブランチ選択履歴)の内容は、全て同一の記憶内容に収束一致し、この内容の何れかを参照して復号結果とすることができる。以上のように、最尤シーケンス復号における最尤パス確定の操作は、各時刻において、確定最尤パス系列114上の各状態に至る生き残りパス候補の棄却・選択を繰り返すことによって行われる。最終的に収束し、復号結果として得られる確定最尤パス系列114は、このパス系列上の全時刻での状態遷移パス選択において、より高い尤度を有し、棄却されることなく唯一残った生き残りパス系列である。
【0031】
本発明は、ここまでに示した、従来の最尤シーケンス復号処理における復号誤り事象を効率よく改善し、簡便にして、かつ、より高い信頼性をもたらすために、誤り検出訂正符号化技術を効果的に活用した復号処理方法による情報記録再生方法および情報記録再生装置を実現する手段を提供することを目的とする。図13(a)の第2のトレリス遷移図例は、図12と同様、2進符号送信系列EPR4伝送路チャネルにおける生き残りパス系列113の例を示しており、最尤復号処理過程において、雑音などの不確定性により生ずる復号誤りパス系列と正規パス系列との関係を説明するためのものである。この図において、状態遷移系列S6(k-1)→S5(k)→S3(k+1)→S6(k+2)→S4(k+3)→S0(k+4)→S0(k+5)→S1(k+6)→S3(k+7) のパス遷移で表される正規パス系列115に対して、復号誤り事象(復号誤り系列)を含む確定最尤パス系列114が、状態遷移系列S6(k-1)→S5(k)→S3(k+1)→S6(k+2)→S5(k+3)→S2(k+4)→S4(k+5)→S1(k+6)→S3(k+7)のパス遷移で確定されたとき、この復号誤り事象(復号誤り系列)は、確定最尤パス系列114上、時刻(k+6)の状態S1(k+6)に流入する2つの生き残りパスブランチ候補に対して、誤りパス選択117が生ずることにより起こったものである。即ち、正規パス系列117上の時刻(k+2)における状態S6(k+2) から派生分岐し、時刻(k+6)の状態S1(k+6)に流入する2本の生き残りパスブランチ候補の間において比較選択を誤ることによって、該生き残りパスブランチ候補の一方である正規パス系列115上の部分パス系列S6(k+2)→S4(k+3)→S0(k+4)→S0(k+5)→S1(k+6) (太点線矢印パス系列)が、該生き残りパスブランチ候補の他方のパス系列S6(k+2)→S5(k+3)→S2(k+4)→S4(k+5)→S1(k+6)によって置き換えられて、復号誤りが符号シーケンスの誤りとして発生したものである。復号回路における処理としては、時刻(k+6)での状態S1(k+6)に対する前述の復号処理(2)において、生き残りパスメトリックPM(0,1)(k+6)とPM(4,1)(k+6)の大小判定:
M1(k)=Min[PM(0,1)(k+6) , PM(4,1)(k+6)]
を誤ることによって、PM(0,1)(k+6)の代わりにPM(4,1)(k+6)が選択される。これにより、状態遷移S0(k+5)→S1(k+6)の側の生き残りパス系列の代わりに状態遷移S4(k+5)→S1(k+6)の側の生き残りパス系列が選択判定され、生き残りパス系列履歴を更新記憶する復号処理(3)において、
P1(k+6)={S1(k+6),P4(k+5)}
なるパス履歴置換処理が実行されることにより、シーケンス誤りが生ずる。これにより、時刻(k+5)状態S0(k+5)までの正規パス系列115を有する生き残りパス系列履歴P0(k+5)の内容が棄却され、誤りパス系列116を有する生き残りパス系列履歴P4(k+5)の内容が、生き残りパス系列として選択され、更新されたパス履歴記憶回路に残存する。雑音状況下において、この生き残りパスブランチ候補の選択誤りは、確定最尤パス系列114上の各状態において、一様の確率頻度で発生するものではなく、各状態に流入する当該2つの生き残りパス系列候補が有する受信信号期待値の差の累積総和(信号系列間距離、あるいは、パスメトリック差)が小さいほど、最尤復号処理(2)における比較演算処理の誤りの可能性と頻度は高まる。即ち、2つの生き残りパス系列間のパスメトリック尤度の比較・選択において、パスメトリック間の識別差(尤度差)の期待値が小さく、雑音に対する比較判定の識別余裕が狭まるほど、上述のランダム雑音による復号誤り事象は、より発生しやすくなる。図13(a)の正規パス系列115及び誤りパス系列116の受信信号系列の期待値は、時刻(k+3)から時刻(k*6)までの4ビット時刻において、各々{-4,-2,0,+2}及び{-2,0,-2,0}の識別の差を生じることから、その自乗誤差の累積総和(信号系列間距離)は、16となる。この自乗誤差の累積総和16は、2進符号送信系列EPR4伝送路チャネル上での全ての受信信号系列間で保証される最小の自乗誤差累積量(最小自乗ユークリッド距離、最小自由距離)に等しい。また、雑音下における伝送チャネルの復号信頼度(復号誤り率)を決定するのは、主にこのような最小自乗ユークリッド距離を有する送信符号系列間での誤り事象によるものであることは、伝送・通信理論上よく知られる事実である。図13(a)の例では、状態S1(k+6)におけるこのパスメトリック尤度の比較・選択の誤りによって、生き残りパス履歴P1(k+6)における時刻(k+3)から(k+6)までの4ビットの内容が、誤りパス系列116の内容で置換され、誤り系列事象が発生する。
【0032】
以上の説明による誤り事象の発生過程から、最尤シーケンス復号における復号誤り事象の性質は、以下の如くにまとめられる。
【0033】
(a)最尤シーケンス復号における復号誤り事象は、誤りパス系列の置換によって生ずるため、複数ビットの符号誤りを同時に含み得るシーケンス状の誤り事象が発生する。これにより、単一の復号誤り事象では、復号符号系列上に、部分的に複数の符号誤りが局在・集中するバースト的な符号誤り(局所的な誤り波及)が頻発する。このため、雑音状況下でのランダム復号誤りにおける誤り符号は、復号符号系列上、単一符号誤りがランダムに分布するのでなく、複数誤り符号が局在したバースト誤り事象(即ち、部分符号系列状の誤り事象)がランダムに分散する形態で発生する。
【0034】
(b)シーケンス状、バースト的に発生する符号誤りのパターン、即ち、誤り符号パターン系列(符号誤りシンドローム)は、これに対応する誤りパス系列と正規パス系列の受信信号系列間距離(ユークリッド距離)に依存して、発生確率が異なる。したがって、最尤シーケンス復号における誤り事象は、ある特定の誤り符号パターン系列(符号誤りシンドローム)に発生頻度が偏り、受信信号系列間で最小自乗ユークリッド距離を有する符号系列の間において誤り事象が高頻度で発生する。
【0035】
本発明では、この最尤シーケンス復号における復号誤り事象の2つの基本的性質を利用し、これによる符号誤りを誤り符号検出訂正技術を用いて、効率よく改善する方法を提供する。従来、最尤シーケンス復号に対する誤り符号検出訂正技術においては、(a)によるバースト的な誤り事象の発生(誤り波及)が誤り符号検出訂正能力の低下を招き、これらを所定の確率で完全に検出訂正するため、比較的高い訂正能力を有する複雑な誤り符号検出訂正符号化の方法が用いられた。また、符号系列の交錯(インターリーブ)などのランダマイズ手法によりバースト的な長い連続誤り事象を、複数符号系列上のランダムな単一誤り事象に分割し、その各々を独立の誤り符号検出訂正符号化により検出訂正することにより、比較的簡略な誤り符号検出訂正符号化の方法を並列に用いて、実用的な誤り検出訂正を実現していた。本発明では、(a)のようなバースト的な復号誤り事象発生の性質を、従来のように打ち消すのではなく、これを誤り符号発生位置に関する極めて高い相関情報とみなして積極的に活用することで、従来より効率的な復号誤りの検出訂正を実現する。一般に、誤り訂正符号化は、対象となる符号誤り事象に関する情報を予め知り得た上で符号構成や復号されることにより、訂正能力を向上させる、冗長度をおさえる、あるいは、訂正処理を簡略化することが可能になる。本発明では、最尤復号方法に誤り訂正符号化・復号手段を連接させることによって、該最尤復号方法における復号誤り事象の特性を、誤り訂正符号化・復号に積極的活用し、低冗長度の誤り訂正符号化を用いて、効率よく復号信頼性を改善する。
【0036】
そのため、バースト的、シーケンス状の復号誤り事象の中から、各々の誤り符号パターン系列(符号誤りシンドローム)に着目し、さらに、この誤り符号パターン系列(符号誤りシンドローム)の中から、受信信号系列間距離の大小に依存して決まる発生頻度により誤り符号パターン系列(符号誤りシンドローム)を、高い発生頻度のものから順序付けし、上位のものから検出訂正処理を行うべき誤り符号パターン系列(符号誤りシンドローム)を決定する。このようにして、高発生頻度の誤り符号パターン系列(符号誤りシンドローム)の誤り事象に限定して着目し、高い発生頻度の誤り符号パターン系列(符号誤りシンドローム)事象から優先的に、これを検出訂正する誤り符号検出訂正符号化を施すことにより、簡便にしてかつ低冗長度の誤り符号検出訂正符号化を用いて、所望の復号信頼度の改善を効率良く実施し、あるいは、従来より高い復号信頼性の誤り符号検出訂正符号化技術が実現できる。これにより、高密度かつ高信頼度の情報記録再生方法および情報記録再生装置が実現可能となる。
【0037】
以上のように、本発明を実施する上では、最尤シーケンス復号における高発生頻度を有する特定の誤り事象の誤り符号パターン系列(符号誤りシンドローム)を予め限定して設定し、この誤り符号パターン系列(符号誤りシンドローム)の誤り事象を所定の個数まで検出訂正できる誤り符号検出訂正符号の符号化および復号処理を、送信符号系列および復号符号系列に対して施す。この高発生頻度の誤り符号パターン系列(符号誤りシンドローム)は、生き残りパス履歴においてパス選択誤りによる正規パス系列と誤りパス系列の内容の置換により生起する過程から、前述のように、最尤シーケンス復号におけるパス系列選択誤りが、正規パス系列と誤りパス系列の受信信号系列間の信号系列間距離(ユークリッド距離)に依存した生起確率で発生することを利用して、簡易に推定できる。すなわち、変調処理や意図的な符号処理により、送信符号系列に付加された拘束条件と最尤シーケンス復号処理の対象トレリス遷移図とによって、受信信号系列間の距離構造が予め規定されたならば、多くの場合、最小自乗ユークリッド距離から、順次、大きな自乗ユークリッド距離を有する限定した信号系列の対に着目する、あるいは、最小自乗ユークリッド距離から、これに準ずる小さな自乗ユークリッド距離を有する限定した信号系列の対に着目することにより、この系列間の選択誤りにより生ずる発生頻度の高い誤り符号パターン系列(符号誤りシンドローム)を予め限定し予測することが可能である。そして、この発生頻度の高い誤り符号パターン系列(符号誤りシンドローム)の事象から、順次、誤り検出訂正符号化技術により誤り事象を改善することによって、次善に良い復号誤り率(信頼度)を効率良く得ることができる。図10(c)の例に示されたように、最尤シーケンス復号が適用され、設計されるという事実のもとでは、対象となる情報伝送・記録再生系チャネルは、常に特定のマルコフ状態遷移図により一意に規定され、モデル化される。したがって、上記のように、受信信号系列間のユークリッド距離構造に着目し、探索的・解析的な手法により高発生頻度の誤り符号パターン系列(符号誤りシンドローム)を限定・予測することが可能である。また、受信信号系列間の自乗ユークリッド距離による、この誤り符号パターン系列(符号誤りシンドローム)の推定は、受信信号系列上の雑音要因が加法的白色ガウス雑音とみなされる場合、最も有効であるが、有色性雑音など、これ以外の性質に従う雑音要因の場合も、同種の推定手法を拡張し、規定されたマルコフ状態遷移図上での信号系列間距離構造の確率的変動を評価することにより、これにおいて高頻度で発生する誤り符号パターン系列(符号誤りシンドローム)を限定・予測することが可能である。これについては、既知の伝送・通信理論において説明される手法であり、本発明の範疇を超えるものであるため、ここでは触れない。また、実際の最尤シーケンス復号では、特定の誤り符号パターン系列(符号誤りシンドローム)に対する誤り事象発生頻度の偏りは、極めて顕著であることが多いため、本発明の実施前に最尤シーケンス復号処理を実際あるいは模擬的な手法により、試行的に実施し、その復号符号系列を正規の送信符号系列と照合することにより、実際の統計的頻度から高頻度の誤り符号パターン系列(符号誤りシンドローム)を決定することも有効である。このとき、復号符号系列上の個々の符号誤り事象の分離・区別は、隣接する誤り符号間の正規符号の数が、対象チャネルのチャネルメモリ長整数n(EPR4チャネルの場合n=3)以上、即ち、対象チャネルのマルコフ状態遷移図の状態を規定するビット数以上であるか否かで判断される。2つの誤り符号間にチャネルメモリ長以上の個数の正規符号が存在すれば、この2つの誤り符号は、異なるパス誤り事象によるものであるし、そうでなければ、同一のシーケンス誤り(パス誤り事象)とみなされる。このようにして得られる誤り符号パターン系列(符号誤りシンドローム)の実際の統計的情報を利用することにより、事前に最適な誤り符号検出訂正手段を設計する、動的・可変に誤り符号検出訂正手段の構造を変更する、あるいは、複数の誤り符号検出訂正手段の中から、最適なものを選択するなどして、復号信頼性を最適に改善し、維持することもできる。
【0038】
以上の方法で、誤り符号検出訂正手段に対して決定される高頻度の誤り符号パターン系列(符号誤りシンドローム)の例を以下に示す。図13(a)の生き残りパス系列113において、正規パス系列115と誤りパス系列116は、パス系列上および受信(復号入力)信号系列107上、時刻(k+3)〜時刻(k+6)の4ビット時刻間で異なる系列をとる。先に述べたように、この2つの系列対は、このトレリス遷移図上で最小自乗ユークリッド距離を有する信号系列対であり、この系列間での誤り事象は、最頻の復号誤り事象、最もしばしば発生する復号の誤り符号パターン系列(符号誤りシンドローム)の一つである。すなわち、送信符号系列、あるいは、復号符号系列109上において、これら正規パス系列115と誤りパス系列116は、時刻(k+3)において1ビットのみ反転相異なる符号系列を互いに有し、この2つの符号系列間の差系列を復号誤りパターン系列119と定義して誤り事象、すなわち、誤り符号パターン系列(誤りシンドローム)を記述すると、1ビット復号誤りパターン121aの如く表すことができる。ここで、復号誤りパターン系列119において、0は符号誤りなし、+1は符号“1”を“0”に誤るビット位置、-1は符号“0”を“1”に誤るビット位置を各々示す。即ち、2進符号系列上では、復号誤りパターン系列上の非ゼロ位置が誤り発生箇所の意味を持ち、反転ビット誤りの符号位置を示すポインタとなる。また、非ゼロ極性が同符号である符号位置同士では、互いに同方向の符号誤りが生じ、異符号である符号位置同士では、互いに反対方向の符号誤りが生ずることが示される。このような、復号誤りパターン系列119の表現では、指示される誤り符号の位置において、誤り符号に対する正規符号、または、誤り符号の差異が互いに区別できることになる。生き残りパス系列上113では、同時刻において、異なる送信(復号)符号を示す2本のパスに分岐した後、同送信(復号)符号系列を示す3ビット長の異なるパス系列を経て、同一の状態S1(k+6)に合流する。これは、過去3ビット符号履歴によりチャネル状態が決定されるトレリス線図の定義から自明であり、これが最小自乗ユークリッド距離を有するパス系列対の一つの形態となる。以上のように、2進送信符号によるEPR4伝送系チャネルにおいては、4ビット長の誤りパス系列の置換が、いずれのトレリス線図状態からも高い頻度で生じ、パス選択誤り事象発生のビット時刻(図13(a)の誤りパス系列例では、時刻(k+6)の誤りパス選択検出位置122)を基準として、相対的に3ビット前の復号位置(図13(a)の誤りパス系列例では、時刻(k+3)の位置)の正規符号が1ビット反転誤りを起こす誤りシンドロームの誤り事象が、すなわち、1ビット復号誤りパターン121aを有する誤り事象が、発生頻度の高い誤りパターン系列の一つであると事前に予測できる。一般に、該復号誤りパターンにおいて、誤りビット位置の各符号は、各符号間の複号同順を保って、プラスマイナス両符号をとりえるため、誤りパターン系列(符号誤りシンドローム)としては、各符号の符号を反転させた二組のものが考えられる。本明細書では、一方の記述により、両者を代表させるものとする。
【0039】
また、図13(b)は、図13(a)と同様の2進送信符号によるEPR4伝送系チャネル上の最尤シーケンス検出における正規パス系列115と誤りパス系列116の関係の別の具体例を示したものである。本具体例における誤りパス系列116の発生は、確定最尤パス系列114上の時刻(k+5)の状態S3(k+5)に対する生き残りパス選択処理において、誤りパス選択117が発生したことによるもので、時刻kから時刻(k+5)までの6ビット長のシーケンス誤りとして生ずる。受信(復号入力)信号系列107上の正規パス系列115と誤りパス系列116は、最小自乗ユークリッド距離16をとり、図13(a)における誤り事象と同様に、高い発生頻度で生ずる誤り事象の一つとみなすことができる。この正規パス系列115と誤りパス系列116の関係を復号符号系列109上で比較すると、復号誤りパターン系列119としては、誤り事象発生のビット時刻である時刻(k+5)の誤りパス選択検出位置122を基準として、図13(a)同様に相対的に3ビット前の時刻(k+2)の復号位置までの連続3ビット符号位置(時刻k〜(k+2))の正規符号が反転誤りを起こす誤りシンドロームの復号誤り事象とみることができ、このような、3ビット復号誤りパターン121bを、該チャネルの頻出復号誤り事象と事前に予測することができる。
【0040】
上記図13(a)の1ビット復号誤りパターン121aの復号誤り事象は、対象となるトレリス遷移図上のいずれの状態からも生起し、送信符号系列に依存せず、トレリス遷移図の構造のみで決定される確率的発生頻度の高い復号誤りパターン系列(符号誤りシンドローム)の一つである。一方で、2進送信符号によるEPR4伝送系チャネルでは、特定の送信符号系列に依存し、最小自乗ユークリッド距離をとる信号系列対が存在する。図13(b)は、この例として、3ビット復号誤りパターン121bを示している。このような符号誤りパターンは、送信符号系列上の符号ビットが交互に3ビット以上連続反転するような“…01010…”あるいは“…10101…”なる送信符号系列が、該伝送路チャネルを伝送される場合である。この2つの送信(受信)符号系列のいずれか一方が伝送された場合、送信符号ビットの交互反転が繰り返される符号列部分において、最終ビット位置からnビット前(nは2以上の整数)までの連続符号ビットが全て反転する復号誤りパターンが高い頻度で発生しうる。例えば、送信符号系列“…0010000…”が伝送されるとき、”010”の3ビット符号列部分が上記の符号パターンに合致し、この符号列の当該各ビットを反転させた”…0101000…”が最小ユークリッド距離をとる信号系列対となる。すなわち、復号誤りパターン系列119は、”…0 -1 +1 -1 0 0 0 …”となり、3ビットの連続反転誤りを起こす符号誤りシンドロームの誤りパターン系列(3ビット復号誤りパターン121b)となる。また、送信符号系列“…001010000…”が伝送されるとき、”01010”の5ビット符号列部分が上記の符号パターンに合致し、この符号列の後ろから3ビット(n=2のとき)、4ビット(n=3のとき)、5ビット(n=4のとき)の当該各ビットを反転させた”…001101000…”、”…000101000…”、”…010101000…”の3つの系列が最小ユークリッド距離をとる信号系列対となり、いずれも、発生確率の最も高い復号誤り符号系列となる。すなわち、復号誤りパターン系列(符号誤りシンドローム)は、”…000 -1 +1 -1 000…”、”…00+1 -1 +1 -1 000…”、”…0-1 +1 -1 +1 -1 000…”となり、3〜5ビットの連続交互の反転誤りを起こす符号誤りシンドロームの符号誤りパターン(3〜5ビット符号誤りパターン系列)となる。このように、伝送される送信符号列が連続符号反転パターンを有するとき、その部分列が連続反転ビット誤りとなる誤りパターン事象もまた、最小ユークリッド距離の関係から、1ビット復号誤りパターン121aと同等に確率的発生頻度の高い復号符号誤りパターン系列(符号誤りシンドローム)となりえる。また、逆に、複数ビットの誤り符号位置からなる復号符号誤りパターン系列(符号誤りシンドローム)が仮定されると、この復号符号誤りパターン系列(符号誤りシンドローム)を有する誤り事象の発生個所は、送信符号系列あるいは、復号された復号符号系列を参照することによって、限定されることになる。すなわち、復号符号誤りパターン系列(符号誤りシンドローム)において、符号誤り位置をしめす非ゼロ位置の極性符号は、各符号位置の誤り事象における符号誤りの方向(符号“1”を“0”に誤るか、符号“0”を“1”に誤るかの2つの方向)の相対的関係を規定することから、これにより、当該の復号符号誤りパターン系列(符号誤りシンドローム)の誤り事象が起こり得るか否かは、送信符号系列あるいは、復号された復号符号系列を参照することによって判断される。たとえば、上記の3ビットの連続交互の反転誤りを起こす符号誤りシンドローム”…0 -1 +1 -1 0 …”の誤り事象は、連続3ビットの符号誤りが隣接ビット位置で常に異なる方向に符号誤りを示すということから、送信符号系列上“…010…”あるいは、“…101…”の部分符号列においてのみ生ずることが自明である。一方、復号符号系列上においても、符号誤りシンドローム”…0 -1 +1 -1 0 …”の誤り事象は“…010…”または、“…101…”以外の3ビット部分符号列の個所においては発生しえないことも復号符号系列のみを参照することで判断可能である。この事実を用いて、特定の復号符号誤りパターン系列(符号誤りシンドローム)の誤り事象に対し、誤り符号検出訂正のための符号化を送信符号系列に施す場合、あるいは、この誤り符号検出訂正符号による誤り符号検出訂正処理を復号符号系列に施す場合に、処理対象となる送信符号系列あるいは復号符号系列の符号系列パターンを参照することによって、符号化あるいは訂正処理の対象とする送信・復号符号系列の範囲を限定することができ、これを誤り符号検出訂正符号化や訂正処理の簡略化および訂正効率・性能の向上に役立てることができる。また、上記のように、符号誤りシンドロームがnビットの非ゼロ符号位置を有するとき、各符号位置での符号誤りの方向が規定され、該誤り事象が発生しうる送信符号系列上の符号個所が限定されることから、ランダム符号系列上での発生確率は、1ビット符号誤りに対して、約1/2(n-1)に減少することになる。さらに、変調処理により送信符号系列が、所定の拘束条件を有する場合には、これを加味して、より正確な発生確率が予測される。このような、特定の送信符号系列パターンの出現頻度確率を考慮して、各々の復号符号誤りパターン系列(符号誤りシンドローム)の誤り事象発生確率は、より正確に予測され、最頻の復号符号誤りパターン系列(符号誤りシンドローム)を設定することが可能となる。
【0041】
以上のように、高頻度の復号誤りパターン系列(符号誤りシンドローム)の設定は、対象となる伝送チャネル特性や、符号化・変調処理等により送信符号系列に付加される拘束条件によって異なる。前述の磁気記録再生系チャネル等に用いられる2進送信符号系列EPR4チャネルを含め、一般に、パーシャルレスポンス特性多項式 G(D)=(1-D)(1+D)F(D)(F(D)は、任意の特性多項式)は、しばしば、多くの実用に具せられる伝送チャネルの形態である。この形態の伝送チャネルは、伝送される2進送信符号系列の周波数成分の内、直流成分(同符号の連続系列)と最高記録周波数、すなわち符号伝送周波数成分の1/2の周波数成分(連続反転符号系列)に対して零応答を示す伝送特性上の特徴を有し、上述のEPR4伝送チャネルの例に代表して示されるように、その共通したチャネル状態遷移の構造から、受信信号系列間の最小自乗ユークリッド距離を規定する最頻の復号誤りパターン系列は、1ビット以上の連続反転符号誤り系列である点、かつ、該チャネルを伝送される送信符号系列上の連続反転符号系列の部分に対し、この連続反転符号誤りが最頻の確率で発生する点が共通した特徴となる。したがって、所定の長さまでの連続反転符号誤り系列(隣接誤り符号同士が互いに異符号)を訂正処理できる誤り符号検出訂正符号化の手段を、送信符号系列に施すことにより、本発明は、該伝送チャネルに対して効果的に実施される。一方、送信符号系列上の連続反転符号系列の最大符号長を、符号化変調処理によるランレングス制限等の拘束条件の付加によって、一定符号長以下に制限することにより、この符号長を超える最頻の連続反転符号誤り系列の事象発生を回避することができる。したがって、送信符号系列に対して、このような連続反転符号系列の最大長さを制限する符号化変調処理を予め施すことで、連続反転符号誤り系列の発生符号長の上限を規定し、さらに、この制限された連続反転符号系列の最大長さ以下の連続反転符号誤り系列の誤り事象を対象として、検出・訂正を行う誤り符号検出訂正符号化を施すことによって、高頻度の誤り事象を、より完全かつ効果的に検出・訂正し、誤り符号検出訂正符号の構成を簡素化することができる。このように、予測・限定された複数の高発生頻度の復号誤りパターン系列(符号誤りシンドローム)の誤り事象のうち、一部の復号誤りパターン系列(符号誤りシンドローム)事象の発生は、符号化変調処理を用いて、送信符号系列に対し、この復号誤りパターン系列(符号誤りシンドローム)の生起しうる特定の送信符号系列パターンの出現を排除・禁止することにより回避し、また、その他の復号誤りパターン系列(符号誤りシンドローム)事象の発生は、送信符号系列に対し、この特定の復号誤りパターン系列(符号誤りシンドローム)に対する誤り符号検出訂正符号化を施し、これを検出訂正することで回避することができ、符号化変調処理と誤り符号検出訂正処理を相補的に用いることで、本発明は、より効果的に実施される。この場合、上述のように、比較的長い符号長の復号誤りパターン系列(符号誤りシンドローム)の誤り事象は、符号化変調処理によって回避し、比較的短い復号誤りパターン系列(符号誤りシンドローム)の誤り事象は、誤り検出訂正符号化により訂正されることが適切であり、符号化変調処理にとっては、比較的長い特定送信符号系列パターンの出現を制限することが、符号上の制約や拘束条件を緩和する上で望ましい。また、誤り検出訂正符号化にとっては、比較的短い特定復号誤りパターン系列(符号誤りシンドローム)を検出訂正するよう構成することが望ましく、このような実施形態が、符号化変調と誤り検出訂正符号化の互いの構成を簡素化し、両者による送信符号系列に対する符号冗長度の増加を抑える上で好適となる。
【0042】
また、同類の手法として、符号化変調処理により、最頻の復号誤りパターン系列(符号誤りシンドローム)が生起しうる特定の送信符号系列パターンの発生を、実際の送信符号系列上で、時変あるいは周期的に許容または排除するよう拘束条件を付加することも可能である。この場合、特定の送信符号系列パターンが許容される送信符号系列上の時相の符号に対してのみ、該復号誤りパターン系列(符号誤りシンドローム)の検出訂正を行う誤り符号検出訂正符号化を施し、訂正処理においても、復号符号系列上、これと同期した特定の時相の復号符号のみを対象として、誤り符号検出訂正処理を行うことができる。例えば、図13(b)に示した3ビット復号誤りパターン121bの復号誤りパターン系列(符号誤りシンドローム)の検出訂正を対象とする場合、符号化変調処理により、送信符号系列上、3ビット符号誤りパターンの事象が発生しうる…010…”あるいは、“…101…”の符号パターンの出現(符号パターン開始ビット)を、nビット周期(nは、自然数)でのみ許容する。(具体的には、送信符号系列上、2回連続符号反転の生起の開始をnビット周期でのみ許容する。)これにより、送信符号系列上、上記と同様のnビット周期のビット位置から開始する3ビットの連続符号誤りのみを検出・訂正するよう、誤り訂正位置の対象を絞って誤り符号検出訂正符号を構成することができ、復号符号系列上も訂正処理の対象を上記nビット周期に同期した周期的符号位置に限定して行うことができる。このように、送信符号系列上、周期的に、誤りが生じ易い特定符号パターンの出現を許すことによって、この符号パターンの出現を完全に制限し禁止する場合に比べ、符号化変調処理への制約を緩和して、変調処理による符号冗長度の増加を抑えることができる。また、誤り検出訂正処理は、符号系列上、周期的に施せばよいことから、誤り検出訂正符号を簡素化し、送信符号系列に対する冗長度を、相対的に低く抑えることにつながる。
【0043】
これまでの説明では、送信符号系列100がそのままの形態でチャネル伝送され、最尤シーケンス復号器から出力される復号符号系列もまた、送信符号系列に等しい符号系列に復号出力されるものとして記述されたが、様々な実施形態の伝送チャネルにおいては、伝送チャネル入力前、あるいは、最尤シーケンス復号器内あるいは出力直後の復号系列に対し、プリコード処理、あるいは、ポストコード処理を始めとする様々な符号変換処理・信号処理操作が施される場合が多い。この場合、符号誤りパターン系列(誤りシンドローム)の誤り符号位置は、復号系列上の誤りシーケンスに対して、情報符号と同様の該符号変換処理・信号処理操作により、処理符号位置を写像変換することによって求めることができる。例えば、チャネル上の伝送符号系列に対して、ポストコード処理(1+D*D)(2進符号に対し、+は2を法とする加算)を施した系列を復号符号系列として出力する場合、伝送符号系列に対して有意な符号誤りパターン系列(符号誤りシンドローム)”…0+1-1+1-1+100…”は、同様のポストコード処理を施し、”…0+1-1000-1+1…”なる変換をして、これを復号符号誤りパターン系列(符号誤りシンドローム)として誤り訂正符号化を施せばよい。情報伝送系における符号変換処理は、符号再現性を保証するから、変換の前後において、符号誤りパターン系列(符号誤りシンドローム)や符号系列位置の一対一対応は可能である。従って、伝送符号系列に対する上記実施例処理と等価な処理を、様々な符号処理を施された復号符号系列の上で実行することが可能である。
【0044】
本発明では、上記の実施例のような最尤シーケンス復号に対する誤り符号検出訂正処理を、簡易に、かつ、より効率よく行うため、復号符号系列を所定の符号長の復号符号系列ブロックの単位に分割して、各復号符号系列ブロック内での誤り符号検出訂正を対象とする処理を実施する。これは、前記(a)に述べた雑音状況下でのランダム復号誤り事象の性質に基づくものであり、各々の符号誤り事象を、シーケンス(バースト)誤り事象と見た場合、個々の誤り事象は、復号符号系列上にランダムに分散して発生するとみなされることによる。このようにして、本発明では、雑音要素に起因するランダム復号誤り事象が、ある符号箇所に集中して発生する確率は、極めて希となることに着目し、実用的な復号誤り確率を達成する上で十分となるよう、所定の符号長の復号符号系列ブロックを設定して、この復号符号系列ブロック内で検出訂正処理できる復号誤り事象の数に制限を与える。これによって、送信符号系列上に付加する誤り検出訂正符号の構成を比較的簡易なものとし、誤り検出訂正符号列の符号長(冗長性)を低く抑えて、復号誤り率の実用的な改善を果たすことができる。本発明では、最尤シーケンス復号から連続出力される一連の復号符号系列に対して、この復号符号系列ブロック単位での誤り検出訂正処理が可能となるように、予め誤り検出訂正符号化を施す。すなわち、記録・伝送前の送信符号系列、あるいは、チャネルに供給される伝送(記録)符号系列を、該復号符号系列ブロックに対応する送信または伝送(記録)符号系列ブロックの単位に分割し、各々の送信または伝送(記録)符号系列ブロックに対し、前記の実施例で述べたような限定された特定符号誤りシンドロームの誤り事象を、限定された所定個数まで訂正処理できるよう誤り訂正符号化を施して、訂正処理のための冗長検査符号系列を生成する。そして、これを当該の送信または伝送(記録)符号系列ブロックに対応させて、送信符号系列上に挿入・付加するなどして伝送・記録する。例えば、最尤シーケンス復号の出力における誤り確率が1.0E-3であるならば、復号符号系列ブロック長を逆数オーダーの1000ビット程度とすることで、この中に発生する復号誤り事象の数を平均的に1個程度とすることができる。したがって、伝送(記録)符号系列ブロック長を、これに対応する復号符号系列ブロックが1000ビット以下となるように設定し、各伝送(記録)符号系列ブロックに特定の誤り事象を検出し得る誤り検出訂正符号化を施して、生成される誤り検出訂正の冗長検査符号列(誤り訂正符号系列)を付加することによって、誤り事象の救済と復号誤り率の改善を実施することができる。また、複数の復号符号系列ブロックにまたがる特定符号誤りシンドロームの誤り事象を訂正する場合には、誤り訂正符号化において設定される所定の符号誤りパターン系列(符号誤りシンドローム)として、特定される高頻度の符号誤りパターン系列(符号誤りシンドローム)の部分系列をこれに含めて設定する。
【0045】
一般に、ある復号誤り率の復号系のもと、伝送(記録)符号系列ブロック長を大に設定するほど、付加する誤り訂正符号の検出訂正能力を高めるため、冗長検査符号列(誤り訂正符号系列)の符号長を大とする必要があり、伝送(記録)符号系列ブロック長および冗長検査符号列(誤り訂正符号系列)の構成と長さは、実施形態により各々最適な長さが選択される。本発明において、伝送(記録)符号系列ブロックに対して構成される誤り検出訂正符号化および訂正処理は、巡回冗長符号(CRC:Cycle Redundancy Check)等、公知の誤り検出符号・誤り訂正符号の構成技術により、容易に構成することができる。したがって、特定の符号誤りパターンと訂正個数能力とに対し、低冗長度を有する効果的誤り検出訂正符号の構成方法を提供することは、本発明の範疇を越えるものであるためここでは言及しない。また、上記のように、所定の符号長に分割された伝送(記録)符号系列ブロックの単位で誤り訂正を行うことは、この誤り訂正処理を軟判定処理により実施する場合にさらに有利である。本発明の特定符号誤りシンドロームの誤り事象の訂正を、アナログ符号情報を用いた軟判定処理により行って、訂正符号化の利得を高める方法は、公知の技術から与えることができるが、このときの誤り訂正処理回路の実現規模は、一般に訂正処理の符号長べき乗に比例して増加する。このような誤り訂正処理回路(誤り訂正復号器)の増加に対して、個々の誤り検出訂正処理の符号長を、上記のように伝送(記録)符号系列ブロック単位に限定することによって、誤り訂正処理回路(誤り訂正復号器)の要求回路規模を抑え、現実的規模での実現を提供することができる。以上のように、本発明では、最尤シーケンス復号の復号誤り特性の情報を有効に利用して、低冗長度で、簡便な誤り訂正手段により、効率のよい復号信頼度改善を図る。このため、最尤シーケンス復号器に誤り訂正手段を連接させて、積極的に両者を組み合わせた処理構成をとる。本発明は、前記(a)(b)の最尤シーケンス復号誤りの性質に基づいて、特定の符号誤りシンドロームを有する高頻度の符号誤り事象を、所定の長さの符号系列内で限定された発生個数まで訂正処理する低冗長度の誤り訂正符号を構成することによっており、既存技術による簡易な構成の誤り訂正検出符号を用いて、伝送・記録再生情報の信頼度を上げ得る点が本発明の利点となる。以上が、本発明の実施原理である。
【0046】
図1は、本発明による情報記録再生方法および記録再生装置における情報符号系列の処理の流れを示す第一の基本的実施例である。本実施例において、記録再生される情報符号系列300には、符号化・変調処理回路301(記録符号変調処理)を介して、ランレングス制限などの所定の拘束条件を付加する符号変換処理が施される。この処理により変換出力された記録前の記録符号系列302には、第一の誤り訂正符号化回路(第一の誤り訂正符号器回路)304によって、第一の誤り訂正符号化処理が施される。本実施例では、この第一の誤り訂正符号化回路304は、入力された記録符号系列302に対し、誤り検出訂正のための誤り検査冗長符号列(第一の誤り訂正符号系列)を生成する誤り訂正符号列生成回路304aと生成された検査冗長符号列(第一の誤り訂正符号列)を該記録符号系列302上の所定の符号位置に挿入・付加する誤り訂正符号列挿入回路304bから構成される。前述の本発明実施の原理において説明されたように、本発明における記録再生系チャネルおよび最尤シーケンス復号方法(復号器)の構成から限定される復号符号系列上での特定の高頻度符号誤りパターン事象を所定の符号誤りパターン(符号誤りシンドローム)として予め設定し、誤り訂正符号列生成回路304aは、入力される記録符号系列302を、所定の符号長からなる記録符号系列ブロック302a、302b、302c…の単位に分割し、各々の記録符号系列ブロックに対して、この設定された高頻度の符号誤りパターン(符号誤りシンドローム)の復号誤り事象を、各々の記録符号系列ブロック302a、302b、302c…の符号系列単位の内部で所定の個数まで検出訂正(第一の符号誤り検出訂正処理)をするよう、該記録符号系列ブロックに対して、誤り訂正符号化を施す。実現される誤り訂正符号化が、巡回冗長符号化のように、一般的に、この種の誤り訂正符号化にしばしば用いられる組織的符号化による場合には、各々の記録符号系列ブロック302a、302b、302c…に対応する誤り検査冗長符号列(第一の誤り訂正符号列)303a、303b、303c…が誤り訂正符号列生成回路304aから出力生成される。誤り訂正符号列挿入回路304bは、入力される記録符号系列302を記録符号系列ブロック302a、302b、302c…の単位に分割し、多くの場合、各記録符号系列ブロック302a、302b、302c…の直後の符号位置に、誤り訂正符号列生成回路304aから生成出力される当該記録符号系列ブロックに対応した誤り検査冗長符号列(第一の誤り訂正符号列)303a、303b、303c…を、順次挿入して、これをチャネル記録符号系列305として出力する。この誤り訂正符号列挿入回路304bは、入力される記録符号系列302を記録符号系列ブロック302a、302b、302c…の単位で遅延させる遅延記憶回路によって容易に構成できる。また、実現される誤り訂正符号化が、畳み込み符号化のような組織的符号化による場合には、誤り検査のための冗長度が、各々の記録符号系列ブロック302a、302b、302c…に付加された状態で、誤り訂正符号列生成回路304aから出力され、これをチャネル記録符号系列305として順次出力する。このようにして、記録符号系列302に対して、誤り訂正符号化され、あるいは、誤り検査冗長符号列(第一の誤り訂正符号系列)が付加されたチャネル記録符号系列305が、記録・再生系チャネル306に供給される。記録・再生系チャネル306構成は、具体的に本発明の実施対象となる情報記録再生系により異なるが、一般的には、記録信号処理系306a、記録ヘッド306b、記録媒体306c、再生ヘッド306d、再生信号処理系306eなどによって構成される。一実施例として、記録信号処理系306aは、チャネル記録符号系列305にプリコードなどの所定の符号処理を施す符号処理回路307a、チャネル記録符号系列305を記録信号系列308に変換する符号信号変換回路307b、記録信号系列308に記録信号補正処理などの所定の信号処理を施す記録信号処理回路307c、記録信号増幅器307dなどから構成される。これら記録信号処理系306aを経て出力された記録信号系列306fは、記録ヘッド306bに供給され、これにより、チャネル記録符号系列305は、記録媒体306c上に記録される。
【0047】
以上のような記録過程で記録されたチャネル記録符号系列305の情報は、再生過程では、再生ヘッド306dを用いて、この出力からの再生信号系列306gとして取り出され、再生信号処理系306eに供給されて所定の処理を施される。一実施例として、再生信号処理系306eは、入力される再生信号系列306gを増幅する再生信号増幅器308a、再生信号系列306gの信号振幅変動を補償する可変利得増幅回路308b、再生信号系列306g上の不要な(高域)雑音を除去する(高域遮断)フィルタ回路308c、アナログの再生信号系列306gをデジタル信号値に離散化・量子化するためのサンプリング回路(アナログ/デジタル変換器)308d、再生信号系列306gに対して信号波形等化処理を施すための等化処理回路308eなどから構成され、また、可変利得増幅回路308bに対する利得制御信号308gやサンプリング回路308dに対するサンプルタイミング制御信号308hなどを再生信号系列306gの情報から再生抽出するためのタイミング再生・利得制御回路308fなども、多くの場合、これに含まれる。この再生信号処理系306eにより上記の処理を施された再生信号系列306eは、復号信号系列309として出力され、最尤シーケンス復号回路310の入力として供給される。該最尤シーケンス復号回路310は、前述のような最尤系列推定方法による復号処理を施こして、復号符号系列311を復号結果として出力する。このとき、復号符号系列311には、必要に応じてポストコード処理などの所定の符号処理が施されることもある。該最尤シーケンス復号回路310の出力には、記録過程における第一の誤り訂正符号化回路(第一の誤り訂正符号器回路)304に対応した第一の誤り検出訂正処理回路(第一の誤り訂正復号器回路)313が設けられる。この第一の誤り検出訂正処理回路(第一の誤り訂正復号器回路)313では、記録過程での符号系列ブロック単位である記録符号系列ブロック302a、302b、302c…に同期対応した復号符号系列311上、復号符号系列ブロック311a、311b、311c…の各々に対して、第一の符号誤り検出訂正処理を施す。すなわち、第一の誤り検出訂正処理回路(第一の誤り訂正復号器回路)313では、記録過程での誤り検査冗長符号列(第一の誤り訂正符号系列)303a、303b、303c…に同期対応する復号符号系列311上での復号誤り検査冗長符号列(第一の誤り訂正符号系列)312a、312b、312c…を各々用いて、当該復号符号系列ブロック内に発生した復号誤り事象に対して、所定の第一の符号誤り検出訂正処理を行う。本実施例での構成例において、第一の誤り検出訂正処理回路(第一の誤り訂正復号器回路)313は、符号誤り検査訂正回路313aと誤り検査冗長符号系列除去回路313bから構成される。符号誤り検査訂正回路313aは、入力された復号符号系列311を記録符号系列ブロック302a、302b、302c…(復号符号系列ブロック311a、311b、311c…)および誤り検査冗長符号列303a、303b、303c…(復号誤り検査冗長符号列312a、312b、312c…)に同期したタイミングで分離し、各々の復号符号系列ブロック311a、311b、311c…に当該の復号誤り検査冗長符号列312a、312b、312c…を用いて、第一の符号誤り検出訂正処理に基づく誤り符号検査を行う。誤り検査冗長符号系列除去回路313bは、入力された復号符号系列311を記録符号系列ブロック302a、302b、302c…(復号符号系列ブロック311a、311b、311c…)および誤り検査冗長符号列303a、303b、303c…(復号誤り検査冗長符号列312a、312b、312c…)に同期したタイミングで分離し、復号符号系列311上から、挿入付加されている復号誤り検査冗長符号列312a、312b、312c…を排除した上で、該符号誤り検査訂正回路313aにより誤り検査訂正された後の復号符号系列ブロック311a、311b、311c…のみを、連続符号時系列の訂正復号符号系列314として、所定の符号再生速度で出力する。この誤り検査冗長符号系列除去回路313bは、入力される符号系列を、復号符号系列ブロック311a、311b、311c…の単位で遅延させる遅延記憶回路によって容易に構成できる。また、実現される誤り訂正符号化方式が非組織的符号化による場合は、誤り検査のための冗長度は、各々の復号符号系列ブロック311a、311b、311c…に内在する形態となるため、第一の誤り検出訂正処理回路(第一の誤り訂正復号器回路)313は、入力される復号符号系列311を、復号符号系列ブロック311a、311b、311c…に分離して、各々の復号符号系列ブロックに所定の誤り訂正処理を施し、誤り訂正処理後の該復号符号系列ブロックを、連続符号時系列の訂正復号符号系列314として、所定の符号再生速度で出力する。(誤り検査冗長符号系列除去回路313bは、符号誤り検査訂正回路313aに内在する形態となる。)また、後述の公知例のように、復号符号系列ブロック311a、311b、311c…と復号誤り検査冗長符号列312a、312b、312c…とが、分離して記録・再生される情報記録再生系の形態である場合も、第一の誤り検出訂正処理回路(第一の誤り訂正復号器回路)313は、入力される復号符号系列311を、復号符号系列ブロック311a、311b、311c…に分離し、同時に入力される各々の復号符号系列ブロックに対応した復号誤り検査冗長符号列(第一の誤り訂正符号系列)312a、312b、312c…を当該の復号符号系列ブロックに用いて誤り訂正処理を施して、誤り訂正処理後の該復号符号系列ブロックを、連続符号時系列の訂正復号符号系列314として、所定の符号再生速度で出力する。(誤り検査冗長符号系列除去回路313bの機能は不要となる。)最終的に、第一の誤り検出訂正処理回路(第一の誤り訂正復号器回路)313を介して出力される訂正復号符号系列314は、復調処理回路315(記録符号復調処理)に入力され、これを介して、記録過程における符号化・変調処理回路301(記録符号変調処理)での符号変換処理に対応する符号変換処理を施されて、元の情報符号系列300に対応する復号符号系列316が再生される。以上が図1における本発明の第一の基本的実施例の概略である。本発明の実施においては、第一の符号誤り検査訂正処理は、最尤シーケンス復号器310の復号誤り特性を利用することを前提としたものであるため、一般に、図1に示すように、最尤シーケンス復号器310から復号出力された復号符号系列311は、第一の誤り訂正符号化回路(第一の誤り訂正符号器回路)304に対して、論理的に符号順序を変更することなく入力される、あるいは、直接、入力される。前述のポストコードのような処理は、復号符号系列311の符号順序を論理的に置換したり、入替えることなく、各符号に一定の処理を逐次施すのみである。したがって、処理の前後において、復号誤りシンドロームは、一対一対応が可能であり、符号系列上拡散されることはなく、論理的順序を変更するという操作は当たらない。発明の原理から、第一の符号誤り検査訂正処理の手段である第一の誤り訂正符号化回路(第一の誤り訂正符号器回路)304が、復号手段である最尤シーケンス復号器310と連接した構成をとる点が、本発明の構造上の特徴となる。これは、集積回路による本発明実施の場合、しばしば、両者が単一の集積回路上に搭載される実施形態を生む。
【0048】
図2は、図1の第一の基本的実施例における符号系列の流れを説明するための図である。本発明において記録再生される情報符号系列300は、符号化・変調処理回路301での記録符号変調処理によって、記録符号系列302に変換された後、第一の誤り訂正符号化回路(第一の誤り訂正符号器回路)304において、所定の符号長の記録符号系列ブロック302a、302b、302c…に分割され、各々の記録符号系列ブロック302a、302b、302c…に対して誤り検査冗長符号列(第一の誤り訂正符号系列)303a、303b、303c…が生成される。生成された誤り検査冗長符号列(第一の誤り訂正符号系列)303a、303b、303c…は、当該の記録符号系列ブロックに対応する所定の記録位置におかれて、記録符号系列ブロック302a、302b、302c…とともに記録される。誤り検査冗長符号列(第一の誤り訂正符号系列)303a、303b、303c…は、当該の記録符号系列ブロックとの対応をとりながら、ともに再生することができれば、両者は分離された形態で記録再生処理されても構わないが、多くの場合は、一括した符号系列として記録再生処理される。この場合も誤り検査冗長符号列(第一の誤り訂正符号系列)303a、303b、303c…は、記録符号系列302上、当該の記録符号系列ブロックと対応して記録再生される、所定の符号位置に付加することができるが、多くの場合は、当該の記録符号系列ブロックの直前・直後あるいは内部の所定符号位置に挿入・付加される。最も一般的には、各々の誤り検査冗長符号列(第一の誤り訂正符号系列)303a、303b、303c…は、当該の記録符号系列ブロックを参照して生成処理されるから、記録符号系列302上、当該の記録符号系列の直後の符号位置に、各々挿入付加される。これは、再生処理において、各々の誤り検査冗長符号列(第一の誤り訂正符号系列)303a、303b、303c…を用いて、当該の復号符号系列ブロックに対する誤り訂正処理を施す場合にも処理遅延時間を短縮して、最も訂正処理効率がよい。各々の誤り検査冗長符号列(第一の誤り訂正符号系列)303a、303b、303c…は、本発明実施の原理により極めて低い冗長度で、極めて短い符号長の検査冗長符号系列として構成される。したがって、符号化・変調処理回路301により、ランレングス制限などの所定の拘束条件を付加した後の記録符号系列302上に、これを分散して挿入付加しても、この拘束条件を大きく妨げることにはならない。また、誤り検査冗長符号列(第一の誤り訂正符号系列)303a、303b、303c…の構成は比較的簡素で短い符号長であるから、これを構成する際に、例えば、簡単なガード符号をその前後に付加するなどして、所定の拘束条件を満たす誤り検査冗長符号列(第一の誤り訂正符号系列)303a、303b、303c…を生成してすることも可能である。生成される誤り検査冗長符号列(第一の誤り訂正符号系列)303a、303b、303c…が比較的長く、これを挿入・付加することで上記の符号拘束条件を破壊することが問題となる場合には、各々の誤り検査冗長符号列(第一の誤り訂正符号系列)を複数に分割し、所定の記録位置・符号位置に分散させて挿入・付加することで、これを回避することができる。誤り検査冗長符号列(第一の誤り訂正符号系列)303a、303b、303c…を挿入・付加された記録符号系列302は、チャネル記録符号系列305として、記録・再生系チャネル306に供給され、記録処理される。各々の記録符号系列ブロック302a、302b、302c…は、後述のように、再生処理において、単一の最尤シーケンス復号器310によって連続して復号処理される一連の符号系列ブロックである。したがって、通常の記録再生形態において、チャネル記録符号系列305は、この符号順序で、記録再生処理され、記録媒体306c上にも、この符号順序と符号形態で、物理的に連続した記録位置に記録されることになる。媒体上の、このような記録符号形態は、本発明の実施を示す。最尤シーケンス復号器310から出力される復号符号系列311も、チャネル記録符号系列305と同様の符号形態をとり、記録符号系列ブロック302a、302b、302c…に対応する復号符号系列ブロック311a、311b、311c…と、当該の復号符号系列ブロックの直後に、誤り検査冗長符号列(第一の誤り訂正符号系列)303a、303b、303c…に対応する復号誤り検査冗長符号列(第一の誤り訂正符号系列)312a、312b、312c…が付加された符号系列形態をとる。第一の誤り検出訂正処理回路(第一の誤り訂正復号器回路)313では、復号誤り検査冗長符号列(第一の誤り訂正符号系列)312a、312b、312c…を用いて、当該の復号符号系列ブロックに対して第一の誤り符号検出訂正処理を施した後、復号符号系列ブロック311a、311b、311c…のみを、訂正復号符号系列314として出力する。復調処理回路315(記録符号復調処理)では、これに記録符号変調処理に対応する符号変換処理を施されて、元の情報符号系列300に対応する復号符号系列316が再生される。
【0049】
上記の本発明の実施は、対象とする情報記録再生方法や情報記録再生装置および記録再生系チャネルにより、さまざまな形態をとりうる。また、前述のように第一の誤り検出訂正処理に用いる誤り符号検出訂正符号化や訂正処理の手段によっても、図1における発明構成の細部は変更されるが、上記実施例構成の第一の基本的特徴は、第一の誤り訂正符号化回路(第一の誤り訂正符号器回路)304は、記録符号系列302を所定の符号長の符号系列単位である記録符号系列ブロック302a、302b、302c…に論理的に分離し、各々の記録符号系列ブロックに対して、第一の誤り訂正符号化処理を施こした上で、これを出力するという点であり、第一の誤り訂正処理回路(第一の誤り訂正復号器回路)313は、復号符号系列311を所定の符号長の符号系列単位である復号符号系列ブロック311a、311b、311c…に論理的に分離した上で、各々の復号符号系列ブロックに対して、第一の誤り検出訂正処理を施こした上で、これを出力するという点である。第一の誤り訂正符号化回路(第一の誤り訂正符号器回路)304において生成される誤り検出訂正のための検査冗長性、すなわち、誤り検査冗長符号列(第一の誤り訂正符号系列)303a、303b、303c…は、多くの実施例では、図1の如く、記録符号系列302(情報符号列)に付加されるが、これは、互いの対応関係のみを管理する手段を備えることにより、互いに分離して扱われ、異なる記録媒体306cや異なる記録・再生系チャネル306によって記録再生処理されるものであっても構わない。本発明の実施の原理により、第一の誤り訂正符号化回路(第一の誤り訂正符号器回路)304において生成される誤り検出訂正のための検査冗長性、すなわち、誤り検査冗長符号列(第一の誤り訂正符号系列)303a、303b、303c…の大きさは、記録再生される情報符号の大きさに対して極めて微少にできるため、記録符号系列ブロック302a、302b、302c…と誤り検査冗長符号列(第一の誤り訂正符号系列)303a、303b、303c…とを分離して記録・再生処理することが、処理効率やハードウエア的コストあるいは記録再生コストを考慮した場合、合理的となる場合も少なくない。記録符号系列ブロック302a、302b、302c…と誤り検査冗長符号列(第一の誤り訂正符号系列)303a、303b、303c…とを、同一記録媒体306c上の異なる記録位置、同一記録再生装置上の異なる記録媒体306c上、同種の複数の記録再生装置や同種の複数の記録再生手段(例えば、複数の磁気ディスク装置)、あるいは、異種の記録再生装置や記録再生手段(例えば、前者を磁気記録手段・装置、後者を半導体記憶手段・装置)にそれぞれ記録するなど、様々な形態が実施できる。また、分離記録された両者互いの情報を複数のトランスジューサ(再生ヘッド306d)により同時に再生する、あるいは、同一のトランスジューサ(再生ヘッド306d)により時間的に分離して再生するなどの形態も実現しうる。これらは、いずれも対象となる情報記録再生方法や情報記録再生装置の形態、あるいは、異なる情報記録再生方法や情報記録再生装置との組み合わせによって、最も合理的かつ経済的な実施形態が実現される。また、上記実施例構成の第二の基本的特徴は、上記の復号符号系列ブロック311a、311b、311c…の各々の系列は、常に、特定の最尤シーケンス復号器310から物理的に連続して復号出力されるシーケンシャルな符号単位である点であり、この復号符号系列ブロック311a、311b、311c…の単位に対応して、記録符号系列302に対する記録符号系列ブロック302a、302b、302c…の分離方法が決定される点である。
【0050】
図3は、この第二の特徴を明らかにするための第二の基本的実施例であり、複数の記録・再生系チャネル306によって、単一の記録符号系列302を記録再生する場合の本発明実施例を示している。ここでは、上述の対象情報を複数同時に、分離して記録再生処理可能であるような情報記録再生方法や情報記録再生装置の実施形態などを含め、図3のように複数の記録・再生系チャネル306が備えられ、一つの記録再生処理単位に対して、これらが同時動作する実施形態を示している。 このように、単一の情報符号系列300が、マルチプレクサ回路(符号系列選択回路)348aやデマルチプレクサ回路(符号系列選択回路)348bによって、複数の記録・再生系チャネル306によって、分離して記録再生され、各々のチャネル出力が、複数の最尤シーケンス復号器310によって、並列あるいは分離して復号処理されるような情報記録再生方法や情報記録再生装置である場合には、各々の最尤シーケンス復号器310から出力される復号符号系列311に対して、第一の誤り訂正符号化回路(第一の誤り訂正符号器回路)304による第一の誤り検出訂正処理は、論理的に、各々の復号符号系列311の物理的符号出力順序を保持して、独立に施される。これは、前述のように、本発明実施の原理が、該最尤シーケンス復号器310の復号シーケンス誤りの性質を利用するものであるためである。
【0051】
このため、このような場合の多くの実施形態では、図3の如く、各々の記録・再生系チャネル306に接続する最尤シーケンス復号器310の各々の出力に対し、独立に第一の誤り検出訂正処理回路(第一の誤り訂正復号器回路)313を設ける。(符号化・変調処理回路301から、各系列独立に設けてもよい。)そして、各々の最尤シーケンス復号器310からシリアル出力される復号符号系列311に対し、その符号順序を保って、所定の第一の誤り検出訂正処理を施す。このとき、各々の記録・再生系チャネル306に接続する最尤シーケンス復号器310からの復号符号系列311には、それぞれ、独立に、所定符号長の復号符号系列ブロック311a、311b、311c…が設定され、各々の復号符号系列ブロックに所定の第一の誤り検出訂正処理が施される。記録過程においては、情報符号系列300を、複数の記録・再生系チャネル306に供給するため複数の系列に分離したのち、各系列に対して、設けた第一の誤り訂正符号化回路(第一の誤り訂正符号器回路)304を用いて、復号符号系列ブロック311a、311b、311c…に対応する記録符号系列ブロック302a、302b、302c…に各々の系列を分離して、第一の誤り訂正符号化処理を施し、これを、各々の記録・再生系チャネル306に供給して記録処理を行う。本実施例では、第一の誤り訂正符号化回路(第一の誤り訂正符号器回路)304と第一の誤り検出訂正処理回路(第一の誤り訂正復号器回路)313を記録・再生系チャネル306毎に、独立複数設けたが、単一の回路や手段によって、これと等価な処理方法や構成を実現することは可能である。前述のように、本発明では、最尤シーケンス復号器310の復号誤り特性を有効に利用するため、最尤シーケンス復号器310からの復号符号系列311は、符号順序が変更されることなく第一の誤り訂正符号化回路(第一の誤り訂正符号器回路)304に供給される実施形態が有効である。したがって、多くの実施形態では、図1または図3の実施例の如く、最尤シーケンス復号器310からの復号符号系列311の出力は、符第一の誤り訂正符号化回路(第一の誤り訂正符号器回路)304の入力に直結または近接される。両者の間に符号変換処理が存在することによって、多くの場合、第一の誤り訂正符号化処理や第一の誤り検出訂正処理において、設定されるべき符号誤りパターン(符号誤りシンドローム)が増加し、処理が不能となる、あるいは、誤り符号化・訂正処理や第一の誤り訂正符号化回路(第一の誤り訂正符号器回路)304および第一の誤り検出訂正処理回路(第一の誤り訂正復号器回路)313が極めて複雑なものとなるためである。このことから、以上の第一および第二の実施例の形態にみられるように、本発明が適用される情報記録再生において、チャネル記録符号系列395上にランレングス制限などの所定の符号拘束条件や制約条件を付加する記録符号変調処理および記録符号復調処理が必要とされる場合、情報符号系列300に対する該記録符号変調処理は、第一の誤り訂正符号化処理を施す以前に実施し、復号符号系列311に対する該記録符号復調処理は、第一の誤り符号検出訂正処理を施した後に後置されることが効果的な実施形態となる。したがって、本発明の実施においては、第一の符号誤り検査訂正処理は、最尤シーケンス復号器310の復号誤り特性を利用することを前提としたものであるため、一般に、図1に示すように、最尤シーケンス復号器310から復号出力された復号符号系列311は、第一の誤り訂正符号化回路(第一の誤り訂正符号器回路)304に対して、論理的に符号順序を変更することなく入力される、あるいは、直接、入力される。発明の原理から、第一の符号誤り検査訂正処理の手段である第一の誤り訂正符号化回路(第一の誤り訂正符号器回路)304が、復号手段である最尤シーケンス復号器310と連接した構成をとる点が、本発明の構造上の特徴であり、前述のように、集積回路による本発明実施の場合、しばしば、両者が単一の集積回路上に搭載される実施形態を生む。
【0052】
図4は、本発明の第3の基本的実施例を示したものである。本実施例では、記録過程において、情報符号系列300に対する第二の誤り訂正符号化回路(第二の誤り訂正符号器回路)317を、第一の誤り訂正符号化回路(第一の誤り訂正符号器回路)304より前に前置し、第二の誤り訂正符号化処理を施す。また、再生過程においては、この第二の誤り訂正符号化処理に対応した第二の誤り符号検出訂正処理を、出力前の再生符号系列316に施すために、第二の誤り検出訂正処理回路(第二の誤り訂正復号器回路)318を、第一の誤り訂正符号化回路(第一の誤り訂正符号器回路)313より後に後置する。この第二の誤り訂正符号化処理および第二の誤り符号検出訂正処理は、前記までの実施例において、第一の誤り符号検出訂正処理(設定された所定の符号誤りシンドロームの特定誤り符号事象を、所定の発生個数まで検出訂正する処理)において検出訂正不能となる復号誤り事象、あるいは、誤訂正処理された復号誤り事象を救済すること、あるいは、実際の記録再生処理においておこりうるランダム雑音要因以外の予測しえない復号誤り事象を救済して、所望の記録再生信頼度を得ることを目的として備えられる。
【0053】
発明の実施原理により、第一の誤り符号検出訂正処理での訂正対象外とされる符号誤りシンドロームの誤り符号事象の発生確率、および、単一の復号符号系列ブロックにおける所定個数(誤り検出訂正能力)を超える誤り符号事象の発生確率は、相対的に低い発生頻度となることから、本発明では、第一の誤り符号検出訂正処理による誤り訂正不能な復号誤り事象、あるいは、誤訂正処理された復号誤り事象が、複数の復号符号系列ブロック内で連続あるいは頻発して発生する確率は極めて小さいものであることに着目する。したがって、本実施例では、記録過程において、例えば、ディスク装置におけるセクタ単位、テープ装置におけるブロック単位などのような記録再生処理の一動作単位において連続一括して記録再生処理される情報符号系列300上の符号系列単位(記録フレーム)、あるいは、記録符号系列302上の複数の一括の記録符号系列ブロック302a、302b、302c…に対応する情報符号系列300上の符号系列単位を、第二の誤り検出訂正符号化および第二の誤り符号検出訂正処理における処理単位(情報符号フレーム319a、319b、319c…)とする。記録過程において、第二の誤り訂正符号化回路(第二の誤り訂正符号器回路)317では、情報符号系列300上、この各々の情報符号フレーム319a、319b、319c…に対して、第二の誤り訂正符号化処理を施し、あるいは、誤り検査冗長符号列(第二の誤り訂正符号系列)320a、320b、320c…を構成する。再生過程において、第二の誤り検出訂正処理回路(第二の誤り訂正復号器回路)318では、再生符号系列316上、この情報符号フレーム319a、319b、319c…に対応する再生符号フレーム325a、325b、325c…を処理単位として、誤り検査冗長符号列(第二の誤り訂正符号系列)320a、320b、320c…に対応して復号される復号誤り検査冗長符号列(第二の誤り訂正符号系列)326a、326b、326c…を当該の再生符号フレーム325に対して用いながら、第二の誤り符号検出訂正処理を施した後、これを最終的な再生符号系列(1)316aとして出力する。
【0054】
上記のように、第二の誤り訂正符号化処理および第二の誤り符号検出訂正処理は、第一の誤り符号検出訂正処理における対象外あるいは訂正不能な符号り事象を訂正することを目的とし、このような符号誤り事象には、最尤シーケンス復号器310での復号誤り伝播現象によるバースト的な符号誤り事象が多く含まれる。また、所定の個数(第一の誤り符号検出訂正処理の訂正能力)を超えた誤り符号事象発生も複数誤り事象の集合として扱われる他、第一の誤り符号検出訂正処理により誤訂正処理された結果の誤り事象も比較的長い符号誤り事象となる。さらに、記録再生装置の実用上発生するランダム雑音要因以外(記録媒体上の欠陥や再生信号系列の部分的不良)による復号誤り事象も、発生確率は比較的低くも、高密度記録時には、予測の困難な極めて符号長の長いバースト的符号誤り事象を想定する必要がある。このような点から、第二の誤り訂正符号化処理および第二の誤り符号検出訂正処理は、第一の誤り訂正符号化処理および第一の誤り符号検出訂正処理に比べて、様々な符号誤りシンドロームをとる長い符号誤り事象を訂正処理の対象として、リードソロモン符号など比較的強力な誤り訂正符号化訂正方法を適用する必要がある。公知技術において、このような強力な誤り訂正符号化訂正方法では、一般に複雑かつ高い検査冗長度をもつ符号構成が要求され、情報符号系列300に対して、符号化により構成・付加される誤り検査冗長符号列(第二の誤り訂正符号系列)320a、320b、320c…などに要求される冗長性は大となる。本発明では、上記のような第二の誤り訂正符号化処理において訂正対象とされる符号誤り事象の発生確率の性質から、第二の誤り訂正符号化処理および第二の誤り符号検出訂正処理を、第一の誤り訂正符号化処理および第一の誤り符号検出訂正処理に比べて、情報符号系列300上の比較的長い符号列単位(情報符号フレーム319a、319b、319c…および再生符号フレーム325a、325b、325c…に対して施すことができる。これによって、この検査符号冗長度の増加による記録再生効率の低下と誤り訂正符号化および訂正処理の複雑化を回避することができる。本発明では、高頻度で発生するランダムな短符号誤りは、記録符号系列302上、記録符号系列ブロック単位で分散符号化された比較的低冗長度の第一の誤り訂正符号化および誤り検出訂正処理によって訂正処理される。また、比較的低頻度の連続バースト的に発生する長い符号誤りは、長い情報符号フレーム319を訂正処理の単位とする第二の誤り訂正符号化および誤り検出訂正処理によって強力(高冗長度)な誤り訂正符号を用いて訂正処理がなされる。このように、第一の誤り訂正符号化および第一の誤り符号検出訂正処理と、第二の誤り訂正符号化および第二の誤り符号検出訂正処理を相補的に用いることにより、第二の誤り符号検出訂正処理において、広範に分散発生するランダム復号誤りに対する訂正処理への負担や訂正能力の損失を避けることができ、長バースト復号誤り事象に訂正対象の重点をおいた誤り訂正符号化・訂正処理の最適構成も容易なものとなる。これにより、本発明では、記録再生処理全体での誤り訂正効率と復号信頼性の向上を効果的かつ能率良く実現することができ、従来のように、第一の誤り符号検出訂正処理を用いず、第二の誤り符号検出訂正処理のみで同等の復号信頼性を確保しようとする場合に対して、要求される誤り検査冗長度を低く抑えて、情報記録再生における効率的な誤り検出訂正の手段が実現できる。第二の誤り訂正符号化処理における誤り訂正符号の構成方法や第二の誤り符号検出訂正処理は、公知技術により実現しうるものであるためここでは詳述しない。また、第二の誤り訂正符号化処理および第二の誤り符号検出訂正処理に要求される訂正処理能力や誤り訂正符号の構成形態、情報符号フレーム319a、319b、319c…の符号長などは、本発明の対象となる記録再生系チャネルや装置、および、所望の情報記録再生信頼度により、適切な設定をなしえるものである。本実施例に見られるように、本発明が適用される情報記録再生において、チャネル記録符号系列305上にランレングス制限などの所定の符号拘束条件や制約条件を付加する記録符号変調処理および記録符号復調処理が必要とされる場合、第二の誤り訂正符号化における誤り検査冗長符号列は、比較的長いものであるため、符号拘束条件や制約条件を保持するために、情報符号系列300に対する第二の誤り訂正符号化処理を施した後に、該記録符号変調処理を実施し、復号符号系列311に対する該記録符号復調処理を施した後に、第二の誤り符号検出訂正処理を施す実施形態、すなわち、第二の誤り訂正符号化回路(第二の誤り訂正符号器回路)317が符号化・変調処理回路301に対して前置し、第二の誤り符号検出訂正処理回路(第二の誤り訂正復号器回路)318が復調処理回路315に対して後置される形態が、しばしば簡易な実用的実施の形態としてとられる。
【0055】
図5は、図4の第3の基本的実施例における符号系列の流れを説明するための図である。本発明において記録再生される情報符号系列300は、まず、前置される第二の誤り訂正符号化回路(第二の誤り訂正符号器回路)317に入力され、所定の情報符号フレーム319を処理単位として、前述のような第二の誤り訂正符号化処理が施される。第二の誤り訂正符号化が、リードソロモン符号化などによる組織的誤り訂正符号化である場合には、これにより、各々の情報符号フレーム319a、319b、319c…には、誤り検査冗長度である誤り検査冗長符号列(第二の誤り訂正符号系列)320a、320b、320c…がそれぞれ生成され、情報符号系列(1)300a上の当該の情報符号フレーム319に対応する所定の記録位置におかれてともに記録再生される。前記の第一の誤り訂正符号化における誤り検査冗長符号列(第一の誤り訂正符号系列)303a、303b、303c…の場合と同様に、誤り検査冗長符号列(第二の誤り訂正符号系列)320a、320b、320c…は、当該の情報符号フレーム319との対応をとりながら、ともに記録再生することができれば、両者は分離されたままの形態で記録再生処理されても構わない。両者は異なる記録位置、記録媒体、記録装置や記録手段において記録再生されるものであっても、あるいは、異なる記録・再生系チャネルによって記録再生処理されるものであっても、本発明は、実施可能であるが、多くの場合、図5のように両者は、一括した符号系列として記録再生処理される。この場合も誤り検査冗長符号列(第二の誤り訂正符号系列)320a、320b、320c…は、情報符号系列上、当該の情報符号フレーム319と対応して記録再生できれば、所定の符号位置に付加することができるが、多くの場合、当該の情報符号フレーム319の直前・直後あるいは内部の所定符号位置に挿入・付加される。最も一般的には、各々の誤り検査冗長符号列(第二の誤り訂正符号系列)320a、320b、320c…は、当該の情報符号フレーム319を参照して生成処理されるから、情報符号系列(1)300a上、当該の情報符号フレーム319の直後の符号位置に、各々挿入付加される。これは、再生処理において、各々の誤り検査冗長符号列(第二の誤り訂正符号系列)320a、320b、320c…を用いて、当該の情報符号フレーム319に対する第二の誤り符号検出訂正処理を施す場合にも処理遅延を短縮して、最も訂正処理効率がよい。ただし、第二の誤り訂正符号化回路(第二の誤り訂正符号器回路)317に入力される情報符号系列300に、既に何らかの符号上の拘束条件が付加されており、該誤り検査冗長符号列(第二の誤り訂正符号系列)320a、320b、320c…の挿入・付加によって、これが破壊されることが問題となる場合には、各々の誤り検査冗長符号列(第二の誤り訂正符号系列)320a、320b、320c…を複数に分割し、当該の情報符号フレーム319内の所定の記録位置・符号位置に分散させて挿入・付加することで、これを回避することができる。多くの場合は、図5の実施例のように、第二の誤り訂正符号化回路(第二の誤り訂正符号器回路)317から出力される情報符号系列(1)300a上、当該の情報符号フレーム319a、319b、319c…に対応する所定の符号位置に誤り検査冗長符号列(第二の誤り訂正符号系列)320a、320b、320c…を挿入・付加した後に、符号化・変調処理回路301での記録符号変調処理が施される。
図5のように、符号化・変調処理回路301を設けて、符号変換処理を施した場合、所定の符号拘束条件や符号冗長度の付加により、各々の情報符号フレーム319a、319b、319c…は、記録符号系列302上、記録符号フレーム321a、321b、321c…に対応して符号変換される。また、誤り検査冗長符号列(第二の誤り訂正符号系列)320a、320b、320c…は、それぞれ、誤り検査冗長符号変換列(第二の誤り訂正符号系列)322a、322b、322c…に対応して符号変換される。(符号化・変調処理回路301を設けない場合は、情報符号フレーム319a、319b、319c…と記録符号フレーム321a、321b、321c…、誤り検査冗長符号列320a、320b、320c…と誤り検査冗長符号変換列322a、322b、322c…は、一致する。)第一の誤り訂正符号化回路(第一の誤り訂正符号器回路)304は、図1および図2の実施例と同様に、この各々の記録符号フレーム321a、321b、321c…を、記録符号系列ブロックに分離し、その各々に対して、第一の誤り訂正符号化処理を施す。本実施例において、誤り検査冗長符号変換列(第二の誤り訂正符号系列)322a、322b、322c…に対して、第一の誤り訂正符号化処理を施してはいないが、他の実施形態として、この誤り検査冗長符号変換列(第二の誤り訂正符号系列)322a、322b、322c…を含めて、第一の誤り訂正符号化処理および後の第一の誤り符号検出訂正処理を施すものであってもよい。この場合、各々の記録符号フレーム(情報系列部)300a、300b、300c…と当該の誤り検査冗長符号変換列(第二の誤り訂正符号系列)320a、320b、320c…を連接した一つの系列とみなして、所定の長さの記録符号系列ブロック302a、302b、302c…を設定した上で、各々の分離した記録符号系列ブロックに対する第一の誤り訂正符号化処理および第一の誤り符号検出訂正処理を施してもよいし、また、図5のように、該記録符号フレーム(情報系列部)300a、300b、300c…のみを所定の長さの記録符号系列ブロック302a、302b、302c…に分離して、各々に対する第一の誤り訂正符号化処理および第一の誤り符号検出訂正処理を施し、さらに、当該の誤り検査冗長符号変換列(第二の誤り訂正符号系列)320a、320b、320c…に対しても、独立に、場合によっては所定の符号長のブロック単位に分離して、同様の第一の誤り訂正符号化処理および第一の誤り符号検出訂正処理を施してもよい。
【0056】
以上のようにして、誤り検査冗長符号列(第一の誤り訂正符号系列)303a、303b、303c…および誤り検査冗長符号変換列(第二の誤り訂正符号系列)322a、322b、322c…が挿入・付加されたチャネル記録符号系列305が、記録・再生系チャネル306に供給され、記録処理される。通常の記録再生形態において、チャネル記録符号系列305は、この符号順序で、記録再生処理され、記録媒体306c上にも、この符号順序と符号形態で、物理的に連続した記録位置に記録されることになる。媒体上の、このような記録符号形態は、本発明の実施を示す。最尤シーケンス復号器310から出力される復号符号系列311も、チャネル記録符号系列305と同様の符号形態をとり、図2の実施例における復号符号系列311の符号形態に加えて、記録符号フレーム321a、321b、321c…に対応する各々の復号符号フレーム323a、323b、323c…に対して、当該の復号符号フレーム323の直後に、誤り検査冗長符号変換列(第二の誤り訂正符号系列)322a、322b、322c…に対応する復号誤り検査冗長符号変換列(第二の誤り訂正符号系列)324a、324b、324c…が付加された符号系列形態をとる。第一の誤り検出訂正処理回路(第一の誤り訂正復号器回路)313では、各々の復号符号フレーム323a、323b、323c…において、復号誤り検査冗長符号列(第一の誤り訂正符号系列)314a、314b、314c…を用い、当該の復号符号系列ブロックに対する第一の誤り符号検出訂正処理を施す。この後、復号誤り検査冗長符号列(第一の誤り訂正符号系列)312a、312b、312c…を排除して、訂正復号符号系列314を出力する。これに対して、復調処理回路315(記録符号復調処理)では、記録符号変調処理に対応する符号変換処理を施こす。訂正復号符号系列314上の復号符号フレーム323a、323b、323c…は、それぞれ再生符号フレーム325a、325b、325c…に符号変換され、また、復号誤り検査冗長符号変換列(第二の誤り訂正符号系列)324a、324b、324c…は、それぞれ復号誤り検査冗長符号列(第二の誤り訂正符号系列)326a、326b、326c…に符号変換されて、再生符号系列(1)316aが得られる。第二の誤り検出訂正処理回路(第二の誤り訂正復号器回路)318では、再生符号系列(1)316a上、各々の再生符号フレーム325a、325b、325c…に対して、当該の復号誤り検査冗長符号列(第二の誤り訂正符号系列)326a、326b、326c…を用いて、第一の誤り符号検出訂正処理を施した後、正規の再生符号フレーム325a、325b、325c…を得て、再生符号系列316として再生出力する。以上の実施例説明において、第二の誤り訂正符号化の手段が、畳み込み符号化などによる非組織的誤り訂正符号化による場合には、誤り検査冗長度である誤り検査冗長符号列(第二の誤り訂正符号系列)320a、320b、320c…は、このように分離して扱われることなく、各々の情報符号フレーム319a、319b、319c…内に内在して挿入・付加されることになる。したがって、誤り検査冗長符号変換列(第二の誤り訂正符号系列)322a、322b、322c…や、復号誤り検査冗長符号変換列(第二の誤り訂正符号系列)324a、324b、324c…および復号誤り検査冗長符号列(第二の誤り訂正符号系列)326a、326b、326c…は、区別して記録再生処理されるものではなく、第二の誤り検出訂正処理回路(第二の誤り訂正復号器回路)318では、各々の再生符号フレーム325a、325b、325c…に内在する誤り検出冗長度を用いて、各々の再生符号フレームに対する第二の誤り符号検出訂正処理を行った上でこれを再生符号系列316として出力する。
【0057】
一般に、多くの情報記録再生方法や記録再生装置では、上記の第二の誤り訂正符号化処理および第二の誤り符号検出訂正処理の単位は、記録再生処理の制御における利便から、例えば、ディスク装置におけるセクタ単位、テープ装置におけるブロック単位などのような、記録再生処理の一動作単位において連続一括して記録再生処理される情報符号系列300上の符号系列単位(記録フレーム)を、個々の情報符号フレーム319とすることが合理的である。
【0058】
図6(a)は、記録フレームの記録符号形態、すなわち、この実施例における情報符号系列300、および、記録媒体306c上に連続記録されるチャネル記録符号系列305の符号形態を示している。情報符号系列300上、記録フレーム(情報符号部)326には、必要に応じてプリアンブル326a、ポストアンブル326bを付加した構成となり、特に、プリアンブル326aには、該記録フレーム(情報符号部)349の記録位置を示す情報や、信号利得制御・信号タイミング検出をおこなうための情報、記録信号処理系306a・再生信号処理系306eを調整するための学習情報、そして、記録フレーム(情報符号部)349の開始を示す同期情報などが含まれる。本実施例では、この記録フレーム(情報符号部)326が、図5実施例における情報符号フレーム319a、319b、319c…の各々に相当するが、他の実施例では、プリアンブル326aやポストアンブル326bの全部または一部を、この情報符号フレーム319に含めて処理する場合もある。本実施例において、チャネル記録符号系列305上、記録フレーム(情報符号部)326の記録符号変調処理後の当該情報である記録符号フレーム321は、所定の符号長の記録符号系列ブロック302a、302b、302c…に分割される。そして、図2および図5の実施例に示されたように、各々の記録符号系列ブロックに対する誤り検査冗長符号列(第一の誤り訂正符号系列)303a、303b、303c…が、当該の記録符号系列ブロックの対応する所定の符号位置に分割または一括して挿入・付加され、該記録媒体306c上に記録される。本実施例では、各々の誤り検査冗長符号列(第一の誤り訂正符号系列)は、当該の記録符号系列ブロックの直後の符号位置に一括して挿入・付加されて、該記録媒体306c上に記録される。
【0059】
また、図5の実施例に示されるように、記録フレーム(情報符号部)326に、第二の誤り訂正符号化処理および記録符号変調処理によって、誤り検査冗長符号変換列(第二の誤り訂正符号系列)322が構成される場合、当該情報である記録符号フレーム321に対応する所定の符号位置に分割または一括して挿入・付加され、該記録媒体306c上に記録される。本実施例では、各々の誤り検査冗長符号変換列(第二の誤り訂正符号系列)322は、当該の記録符号フレーム321の直後の符号位置に一括して挿入・付加されて、該記録媒体306c上に記録される。図5の実施例に前記したように、他の実施例においては、この誤り検査冗長符号変換列(第二の誤り訂正符号系列)322に対しても、第一の誤り訂正符号化を施して、誤り検査冗長符号列(第一の誤り訂正符号系列)303を付加する場合もあり、また、この誤り検査冗長符号変換列(第二の誤り訂正符号系列)322を記録符号フレーム321に含めて、第一の誤り訂正符号化の対象とする場合もある。また、前述のように、非組織的誤り符号化方法を用いる場合は、誤り検査冗長符号列(第一の誤り訂正符号系列)303a、303b、303c…は、当該の記録符号系列ブロック302a、302b、302c…に含まれる形態となり、あるいは、誤り検査冗長符号変換列(第二の誤り訂正符号系列)322は、記録符号フレーム321に含まれる形態となる。本実施例では、以上のような、チャネル記録符号系列305の記録符号形態により、記録フレーム349は、記録媒体306c上に連続して記録される。
【0060】
図4および図5の実施例において示されたように、本発明において、第二の誤り訂正符号化処理および第二の誤り符号検出訂正処理に対しては、比較的長い符号長の符号誤り事象を検出訂正することを要求される場合が多く、リードソロモン誤り訂正符号化などの、所定の符号長の連続符号系列(情報シンボル)を訂正処理の単位とした誤り訂正符号化が用いられる。したがって、第二の誤り訂正符号化処理の処理対象となる情報符号フレーム319は、このような情報シンボル327(例えばバイト単位)の系列とみなされて扱われることがしばしばである。また、第二の誤り訂正符号化処理および第二の誤り符号検出訂正処理において、より長い符号長の符号誤り事象の検出訂正を、簡易に行うためには、第二の誤り訂正符号化処理の処理対象となる情報符号フレーム319を、情報シンボル単位のインターリーブ処理によって、独立したn本(nは自然数)の情報シンボル系列に分割して、各々の情報シンボル系列に対して、第二の誤り訂正符号化処理を施すことが実用的である。図6(b)は、このようなインターリーブ処理(n=4)される情報符号フレーム319の記録符号形態を示している。第二の誤り訂正符号化処理において、情報シンボル327の系列とみなされる情報符号フレーム319には、(n-1)個おきの情報シンボル327を一連の系列とみなして、各々の系列に対し、誤り検査冗長符号列(第二の誤り訂正符号系列)320が構成される。これにより、第二の誤り訂正符号化処理として同じ訂正能力の誤り訂正符号化を適用しながら、これをn本の情報シンボル327に独立並列に施すことで、第二の誤り符号検出訂正処理のおけるバースト符号誤り訂正処理の最大情報シンボル長をn倍とすることができる。本実施例において、情報符号フレーム319内の各々の情報シンボル327は、4系列のインターリーブ処理によって、同一斜線で示された3個おきの情報シンボル327同士が一つの連続系列とみなされる。そして、第二の誤り訂正符号化処理では、情報シンボル327の4つ系列A,B,C,Dの各々に対して、誤り検査冗長符号列A、B、C、D(第二の誤り訂正符号系列)328a、328b、328c、328dが構成されて、情報符号系列(1)300a上、情報符号フレーム319に、情報シンボル327の単位で、同様のインターリーブ形式で付加される。図6(b)において、各々の誤り検査冗長符号列A、B、C、D(第二の誤り訂正符号系列)328a、328b、328c、328dを構成する情報シンボル327には、情報符号フレーム319内の当該系列の情報シンボル327と同様の斜線が付されている。このようなインターリーブ処理により、情報符号系列(1)300a上、4つの情報シンボル327に連続して発生する符号誤り事象は、論理的に4つの単一の情報シンボル327に分割して訂正処理をすることができ、同じ訂正能力の第二の誤り訂正符号化処理を用いても、4系列を独立並列に訂正することで、4倍の情報シンボル長のバースト符号誤り事象を訂正することができる。
【0061】
また、図6(c)は、このようなインターリーブ処理(n=4)される情報符号フレーム319の記録符号形態、すなわち、チャネル記録符号系列305のおける符号形態を示している。図6(b)の符号形態をとる情報符号系列(1)300に対して、所定の記録符号変調処理を施した後、第一の誤り訂正符号化処理を施すことにより、チャネル記録符号系列305が得られる。本実施例において、記録符号系列ブロック302a、302b、…の符号長は、記録符号変調処理以前の情報符号フレーム319上において、これを構成する連続した自然数個の情報シンボル327の符号列単位に対応するものであることが望ましい。このように、記録符号系列302上、第一の誤り訂正符号化処理および第一の誤り符号検出訂正処理における符号化・訂正処理の符号単位(記録符号系列ブロック302)を、情報符号系列300上、第二の誤り訂正符号化処理および第二の誤り符号検出訂正処理における符号化・訂正処理の符号単位(情報シンボル327)の自然数個から構成される符号系列単位に対応するように構成することは、両者を連動させて誤り訂正符号化する上で好ましい。例えば、第一の誤り符号検出訂正処理によって、当該の記録符号系列ブロック302a、302b、302c、…における誤りを検出できても訂正が不能である場合、この記録符号系列ブロック302a、302b、302c、…に対応する情報符号系列300上および情報符号系列(1)300a上の情報シンボル327や符号に、符号誤りが存在する可能性があることを指示して、第二の誤り符号検出訂正処理において、これらの情報シンボル327や当該の符号に対する消失符号誤り訂正が実現できる。これは、第二の誤り符号検出訂正処理における誤り訂正能力を効率良く改善する。そして、このとき、記録符号系列ブロック302a、302b、302c、…の符号長が、情報符号系列300上の情報シンボル327の連続自然数個の符号単位に対応していることは、誤りを含みうる情報シンボル327を指示する上で、より好ましい。
【0062】
また、記録符号系列302上、第一の誤り訂正符号化処理および第一の誤り符号検出訂正処理における符号化・訂正処理の符号単位(記録符号系列ブロック302)を、記録符号変調処理あるいは記録符号復調処理における符号変換処理の符号処理単位の自然数倍に相当する符号単位に対応させて構成することも、記録符号復調処理による符号誤りの拡散を、隣接する記録符号系列ブロック302に拡大させることを回避するための、より好ましい本発明の構成である。
【0063】
図7は、第二の誤り符号検出訂正処理において、消失誤り訂正を行う場合の実施例を示している。第一の誤り検出訂正処理回路(第一の誤り訂正復号器回路)313において、符号誤り訂正が不能とされた復号符号系列ブロック311a、311b、311c、…に対しては、誤りブロックフラグ328が発行される。誤りポインタ生成回路329は、この誤りブロックフラグ328を入力し、復調処理回路315における記録符号復調処理の符号処理単位を考慮して、誤りブロックフラグ328が指示する誤りの復号符号系列ブロック311a、311b、311c、に対応する符号または情報シンボル327に対し、復調処理回路315から出力される当該の符号または当該の情報シンボル327に同期して、当該の情報シンボル327または符号が誤り事象を含む可能性があることを指示する誤りシンボル・誤り符号消失ポインタ330を発行する。第二の誤り検出訂正処理回路(第二の誤り訂正復号器回路)318では、誤りシンボル・誤り符号消失ポインタ330で指示された情報シンボル327または符号を対象として、消失誤り訂正を実施する。これは、第二の誤り符号検出訂正処理における誤り訂正能力を効率良く改善する。
【0064】
これまでの実施例に述べたように、本発明が提供する誤り訂正符号化を用いた情報記録再生方法や記録再生装置では、最尤シーケンス復号器310による復号誤りの特性を利用し、特定の高頻度誤り事象の復号誤りパターン系列(符号誤りシンドローム)に特化した誤り訂正符号化および誤り符号検出訂正処理を設けて、復号信頼度の改善を図る。この復号誤りパターン系列(符号誤りシンドローム)は、対象となる記録・再生系チャネル306の伝達特性や、符号化・変調処理などによりチャネル記録符号系列305に付加される拘束条件によって異なった形態をとることになる。本発明実施の原理に述べたように、多くの高密度磁気記録再生系チャネルには、図10(b)で示される2進送信符号系列のクラス4拡張パーシャルレスポンス(EPR4)チャネルを含めて、パーシャルレスポンス特性多項式 G(D)=(1-D)(1+D)F(D)(Dは1ビット遅延演算子、F(D)は任意の特性多項式を示す)によって表現される2進符号記録パーシャルレスポンスチャネルが、しばしば適用される。記録信号系列上の2値信号レベルに2進情報符号を割り当てて記録再生を行うとき、このようなパーシャルレスポンスチャネルは、一般的に、図8(a)に示すような伝達周波数特性を有し、記録信号周波数に対して、直流周波数成分と最大記録周波数(記録再生符号伝送所要帯域、伝送ナイキスト周波数、記録再生符号伝送周波数1/Tの半分)におけるヌル周波数特性を許容する、これによって、低域遮断特性や狭帯域伝達周波数特性を要求される高密度磁気記録再生系チャネルへの適用には、好適な伝送特性を有している。この種のパーシャルレスポンスチャネルでは、特性多項式G(D)=(1-D)(1+D)n (自然数n)で表記されるクラス4タイプのチャネル形態が磁気ディスク装置等で積極的に適用されており、n=1の場合はPR4チャネル、n=2の場合は拡張PR4(EPR4)チャネル、n=3の場合は拡張EPR4チャネルと呼ばれて、狭帯域制限された高密度磁気記録再生系チャネルに極めてよく整合する。高い周波数、あるいは、高い記録密度で情報記録される記録再生系チャネルでは、信号伝達周波数特性の高域劣化が極めて大となる、クラス4タイプのパーシャルレスポンスチャネルチャネル特性を適用し、図8(a)に示すように、記録再生系の動作条件に対して次数nを適切に選択することによって、高域劣化の影響の少ない記録再生系チャネルを実現することができる。
【0065】
このような、パーシャルレスポンスチャネルは、図1実施例等において、記録・再生系チャネル305上、主に、再生信号処理系306eの(高域遮断)フィルタ回路308aおよび等化処理回路308eを調整して実現される。そして、この種のパーシャルレスポンスチャネル特性を実現する記録・再生系チャネル306では、図8(a)に示す伝達周波数特性上のヌル周波数特性から、直流周波数成分のみを有する記録信号系列A331a(同一レベル符号値の非反転連続符号系列に相当)および、最大記録周波数(伝送ナイキスト周波数、記録再生符号伝送周波数1/Tの1/2)すなわち、該チャネルの記録再生動作周波数で連続信号レベル反転する記録信号系列B331b(2値レベル符号値の連続反転符号系列に相当)が、記録信号系列306fとして印加され記録再生されたとき、これに対する該記録・再生系チャネル306出力での再生信号系列(復号信号系列311)には、いずれの場合も零値連続信号系列が現れるという特徴を有する。
【0066】
このような記録・再生系チャネル306から出力される復号信号系列311を、最尤シーケンス復号器310を用いて復号した場合、前述のクラス4拡張パーシャルレスポンス(EPR4)チャネルの例に代表して示されたように、その共通したチャネル状態遷移の構造に起因して、再生信号系列(復号信号系列311)間の信号間距離(自乗ユークリッド距離)が小となる、高頻度の復号誤りパターン系列(符号誤りシンドローム)は、1ビット以上の符号長からなる2値レベル符号値の連続反転符号誤りの系列に集中する。すなわち、前述の復号誤りパターン系列(符号誤りシンドローム)の表記に従うならば、nビット(nは自然数)の連続誤り符号を有するnビット連続反転符号誤りパターン系列(nビット連続反転符号誤りシンドローム)332は、“…0 0 +1 -1 +1 0 0…”(下線部は +1 -1 +1…のnビット連続反転符号位置を示す)を表現される。図8(b)には、nビット連続反転符号誤りパターン系列(nビット連続反転符号誤りシンドローム)332に従う符号誤り事象の例(n=4の場合)を示しており、これは、2つのチャネル記録符号系列A332aとチャネル記録符号系列B332b(これを記録する場合に記録信号系列306fとして印加される2つのチャネル記録信号パターンA333aと記録信号パターンB333b)の間で相互に発生する符号誤り事象となる。(復号符号系列上311上、チャネル記録信号パターンA333aをチャネル記録信号パターン系列B332b、または、チャネル記録符号系列A332aをチャネル記録符号系列B332bと復号を誤る。)該記録・再生系チャネル306において、連続誤りの符号長nに対する各々の符号誤り事象の発生頻度は、復号誤りの要因となる雑音等の相関特性や統計的性質による影響を受け変化するが、相対的に短い符号長nのnビット連続反転符号誤りパターン系列(nビット連続反転符号誤りシンドローム)332の符号誤り事象、例えば、符号長3ビット程度までの“…0 +1 0…”,“… 0 +1 -1 0 …”,“… 0 +1 -1 +1 0 …”に相当する符号誤り事象など)が発生確率の上で支配的となる。
【0067】
したがって、該記録・再生系チャネル306に対し、このような所定の符号長nビット(上記例ではn=1、2、3ビット)の連続反転符号系列の誤り事象(nビット連続反転符号誤りパターン系列332に従う2進符号復号誤り事象)を検出訂正可能とするように第一の誤り訂正符号化処理・誤り符号検出訂正処理を、第一の誤り訂正符号化回路(第一の誤り訂正符号器)304および第一の誤り符号検出訂正処理回路(第一の誤り訂正復号器)313において施せば、発生確率の高い復号誤り事象から訂正が行われ、有効な復号信頼度の改善が達成できる。
【0068】
このように、本実施例では、第一の誤り訂正符号化回路(第一の誤り訂正符号器)304において、記録符号系列302に対して構成される誤り検査冗長符号列(第一の誤り訂正符号系列)303は、所定の符号長nビット(上記例ではn=1、2、3ビット)の2値レベル符号値連続反転符号系列の復号誤り事象(nビット連続反転符号誤りパターン系列332に従う2進符号復号誤り事象)を、各々の記録符号系列ブロック302a、302b、302c…内で所定の数i個(iは自然数、多くの場合、複数符号長nが設定され、各誤り事象のいずれかを一つ)以下まで訂正するものとして構成される。また、第一の誤り符号検出訂正処理回路(第一の誤り訂正復号器)313では、復号符号系列311に対して、上記の誤り検査冗長符号列(第一の誤り訂正符号系列)303を用い、上記の所定の符号長nビット(上記例ではn=1、2、3ビット)以下の2値レベル符号値連続反転符号系列の復号誤り事象(nビット連続反転符号誤りパターン系列332に従う2進符号復号誤り事象)を、各々の記録符号系列ブロック302a、302b、302c…内で上記所定の数i個(上記に同じく、設定された複数符号長nの誤り事象のいずれかを一つ)以下まで検出訂正する処理を行う。また、各々の記録符号系列ブロック302a、302b、302c…の符号長は、実際の最尤シーケンス復号器310の復号信頼度から、所望の復号信頼度の改善が得られる符号長を設定する。例えば、当該最尤シーケンス復号器310の復号誤り確率から、当該の復号誤り事象の平均的発生個数が、各々の記録符号系列ブロック302a、302b、302c…(復号符号系列ブロック311a、311b、311c…)内において上記所定個i個以下(上記例では、1個以下)となるよう、記録符号系列ブロック302a、302b、302c…(復号符号系列ブロック311a、311b、311c…)の符号長を設定すれば復号信頼性改善が得られる。また、複数の記録符号系列ブロック302a、302b、302c…(復号符号系列ブロック311a、311b、311c…)にわたる上記の2値レベル符号値連続反転符号系列の復号誤り事象を訂正する場合には、第一の誤り訂正符号化において設定される所定の符号誤りパターン系列(符号誤りシンドローム)として、当該符号誤りパターン系列(符号誤りシンドローム)の部分系列を含めて設定する必要がある。本実施例では、予め設定される所定の符号長n=1、2、3ビットの連続反転符号誤りパターン系列(連続符号誤りシンドローム)の部分列も、またこれに含まれる。
【0069】
また、本実施例では、図8(b)に示したチャネル記録符号系列A332aやチャネル記録符号系列B332bのように、最尤シーケンス復号器310から出力される復号符号系列311は、記録信号系列306fが有する2つの記録信号レベルの各々に2進符号を割り当てた符号形態(2値レベル符号、または、NRZ記録符号表現)によって表現され、この符号形態に基づき、高頻度符号誤りパターンとして、nビット連続反転符号誤りパターン系列(nビット連続反転符号誤りシンドローム)332を規定してる。このnビット連続反転符号誤りパターン系列(nビット連続反転符号誤りシンドローム)332は、復号符号系列311の符号表現形態が異なる場合(例えば、記録信号系列306f上のレベル反転の有無が2進符号に割り当てられて表現される場合)や、前述のように復号符号系列311に何らかのプリコーダ処理が施される場合には、復号符号系列311上、異なった符号パターンとして表現される場合もあるが、いずれの場合の符号誤りパターン系列(符号誤りシンドローム)表現も、原理的に復号符号系列311に対する符号表現・符号処理の逆変換を行って、図8(b)のような記録信号系列306f上における2値レベル符号値の系列誤り事象の表現に変換することにより、本実施例のnビット連続反転符号誤りパターン系列(nビット連続反転符号誤りシンドローム)332と等価なものであることを検査することができる。本発明に記述される第一の誤り訂正符号化処理や第一の誤り符号検出訂正処理において、設定される符号誤りパターン系列(符号誤りシンドローム)は、このような復号符号系列311に対する符号表現・符号処理を通じて、等価変換されるすべての場合を含んでおり、この第一の誤り訂正符号化処理や第一の誤り符号検出訂正処理は、記録信号系列306f上、2値レベル符号値系列により表現される上記に述べた符号誤りと等価な誤り事象に対する誤り訂正符号化と検出訂正処理をすべて含むものである。
【0070】
次に記録符号変調処理・記録符号復調処理を用いた実施例を示す。図8(b)から明らかなように、nビット連続反転符号誤りパターン系列(nビット連続反転符号誤りシンドローム)332の符号誤り事象は、記録信号系列306f上、記録再生符号周期Tの連続した信号レベル反転が(n-1)回以上生ずる系列部分においてのみ発生しうる。例えば、記録信号系列306fの連続信号レベル反転が最大2回までに制限されるなら、図8(b)のようにn=4ビット長、あるいは、これ以上の符号長nのnビット連続反転符号誤りパターン系列332の誤り事象は発生しえない。このことから、符号化・変調処理回路301での記録符号変調処理により、記録信号系列306f上、このような連続信号レベル反転の最大回数を所定回数k(kは自然数)に制限するように記録信号系列302に符号拘束条件を付加することによって、高発生頻度のnビット連続反転符号誤りパターン系列(nビット連続反転符号誤りシンドローム)332の符号誤り事象の最大符号系列長nを、(k+1)以下に制限することができる。この場合、第一の誤り訂正符号化回路(第一の誤り訂正符号器)304において、記録符号系列302に対して構成される誤り検査冗長符号列(第一の誤り訂正符号系列)303は、(k+1)ビット以下の限定された符号長の中から、発生頻度によって、その全て、あるいは、一部を所定符号長nビットとして選択し、この所定の符号長nビットの2値レベル符号値連続反転符号系列の復号誤り事象(nビット連続反転符号誤りパターン系列332に従う2進符号復号誤り事象)を、各々の記録符号系列ブロック302a、302b、302c…内で所定の数i個(iは自然数、多くの場合、各誤り事象のいずれかを一つ)以下まで訂正するものとして構成される。また、第一の誤り符号検出訂正処理回路(第一の誤り訂正復号器)313では、復号符号系列311に対して、上記の誤り検査冗長符号列(第一の誤り訂正符号系列)303を用い、上記の所定の符号長nビット(上記例では3ビット符号長)以下の2値レベル符号値連続反転符号系列の復号誤り事象(nビット連続反転符号誤りパターン系列332に従う2進符号復号誤り事象)を、各々の記録符号系列ブロック302a、302b、302c…内で上記所定の数i個(上記に同じく、各誤り事象のいずれかを一つ)以下まで検出訂正する処理を行う。記録信号系列306fの連続信号レベル反転の最大回数kが2に制限される場合、高発生頻度のnビット連続反転符号誤りパターン系列(nビット連続反転符号誤りシンドローム)332は、高々、3ビット長以下に限定されるから、この全て、あるいは、一部を対象とする第一の誤り訂正符号化・誤り検出訂正を施せばよい。このような実施例は、符号化や訂正処理を簡素化するのに有効である。
【0071】
また、図8(b)から明らかなように、連続記録信号レベル反転の最大回数kが3に制限される符号拘束条件のもとで、チャネル記録符号系列A332aからチャネル記録符号系列B332bへの復号誤りが生じた場合には、記録信号パターンB333bは明らかにこれに反することになるから、この復号誤りの発生は回避できる。復号符号系列311に対して、この符号拘束条件が考慮されるならば、発生する連続反転符号誤りパターン系列の最大符号系列長nを、k=3以下に制限することができる。最尤シーケンス復号器310における最尤系列推定処理においては、該記録符号変調で付加される連続記録信号レベル反転の最大回数kに対する符号制約を考慮し、これに不適な復号符号系列311を最尤系列推定の候補から排除して出力することが容易にできる。この時には、高発生頻度のnビット連続反転符号誤りパターン系列(nビット連続反転符号誤りシンドローム)332の最大符号系列長nを、k以下に制限することができ、第一の誤り訂正符号化・誤り検出訂正の対象となりうる誤り事象をさらに限定できる。
【0072】
この、記録符号変調処理・記録符号復調処理を用いた別の実施例としては、記録符号系列302に対する符号拘束条件を時変的あるいは周期的に与える方法がある。これは、記録符号系列302上のある特定の符号時刻から開始する記録符号系列302のパターンにのみ拘束条件を設ける、あるいは、拘束条件を緩める方法であり、例えば、4ビット長の連続反転符号誤りパターン系列を記録符号変調処理と第一の誤り検出訂正処理により排除しようとする場合、記録符号系列302上のある特定周期をとる符号時刻から開始する連続記録信号レベル反転の最大回数kのみ4を許容し、その他の符号時刻から開始する連続記録信号レベル反転の最大回数kは3までに制限する。前述のように最尤シーケンス復号器310によって、拘束条件を満たさない復号符号系列は候補から排除されるものとするとき、上記の周期的な記録符号変調処理によって、復号符号系列311においても、上の周期の当該の符号時刻に対応する限定された4連続符号個所でのみに4ビット長連続反転符号誤りパターン系列の符号誤り発生が許容され、他の符号時刻に対応する4連続符号個所では、その発生は制限される。したがって、この4ビット長連続反転符号誤りパターン系列が発生しうる周期的に限定された符号個所のみを対象として、4ビット長連続反転符号誤りパターン系列の誤り訂正を行うための第一の誤り訂正符号化・誤り符号訂正処理を施す。このように時変・周期的に、拘束条件を緩めることにより記録符号変調処理における符号冗長度付加の負担を緩めることができ、これを第一の誤り訂正符号化・誤り符号訂正処理で補うことで、記録再生系の総合的な復号信頼度を高める。
【0073】
さらに、図8(b)から明らかなように、上記のような2値レベル符号値連続反転符号系列の復号誤り事象(nビット連続反転符号誤りパターン系列332に従う2進符号復号誤り事象)は、記録符号系列302および復号符号系列311上で、連続記録信号レベル反転が生ずる符号個所においてのみ発生することが明らかであるから、記録符号系列302および復号符号系列311上を参照し、当該の符号系列パターンに対応する符号個所を、当該の連続反転符号系列の復号誤り事象が起こりうる位置として限定することができる。図9(a)は、これを実施するための構成を示すものであり、記録過程では、記録符号系列302を参照して、所定の符号誤りシンドロームが発生しうる特定の符号系列パターンの個所を照合するための符号系列パターン照合回路334、照合された当該符号系列パターンの符号位置を指示する符号系列パターンポインタ335、符号系列パターンポインタ335の情報を受け、当該の符号誤りシンドロームに対する第一の誤り訂正符号化の対象符号位置を指示する符号化ポインタ337、これを発生する符号化ポインタ生成回路336が備えられる。第一の誤り訂正符号化回路(第一の誤り訂正符号器回路)304では、記録符号系列302上の符号化ポインタ337が指示する符号位置を対象として、当該の符号誤りシンドロームに対する第一の誤り訂正符号化を施す。再生過程では、同様に、復号符号系列311を参照して、所定の符号誤りシンドロームが発生しうる特定の符号系列パターンの個所を照合するための符号系列パターン照合回路334、照合された当該符号系列パターンの符号位置を指示する符号系列パターンポインタ335、符号系列パターンポインタ335の情報を受け、当該の符号誤りシンドロームに対する第一の誤り符号検出訂正処理の対象符号位置を指示する訂正ポインタ339、これを発生する訂正ポインタ生成回路338が備えられる。第一の誤り符号検出訂正回路(第一の誤り訂正復号器回路)313では、復号符号系列311上、訂正ポインタ339が指示する符号位置を対象として、当該の符号誤りシンドロームに対する第一の誤り符号検出訂正処理を施す。以上の本発明実施の形態は、第一の誤り訂正符号化に対する記録過程の手段のみを実施するものでもよいし、第一の誤り符号検出訂正処理に対する再生過程の手段のみを実施するものでもよく、これらは、第一の誤り訂正符号化または第一の誤り符号検出訂正処理における構成の簡単化あるいは誤り訂正精度の向上をもたらす。
【0074】
さらに、上記、図8(a)に述べた特徴を有する信号伝達特性特性の記録・再生系チャネル306、すなわち、一般に前述の伝達多項式G(D)で表されるような記録・再生系チャネルでは、図8(c)に示すように、記録信号系列306fの単一の孤立信号レベル反転340に対する再生信号処理系306e出力での応答信号波形を、意図的に位相歪みを与えて時間的前後に傾け、非対称形状応答信号341となるようにすることが、より好ましい。通常、よく用いられ特性多項式G(D)=(1-D)(1+D)n (自然数n)で表記されるクラス4タイプのパーシャルレスポンスチャネルは、いずれも対称な応答信号形状をとるが、これを非対称な応答信号形状とすることで、上述の高発生頻度発生するnビット連続反転符号誤りパターン系列(nビット連続反転符号誤りシンドローム)332の符号長を確率的、相対的に短くすることができる。これは、非対称性によって、再生信号系列間のユークリッド距離が小となる符号系列の組み合わせが確率的に減少するためであり、この事実は、本発明の実施において第一の誤り訂正符号化の誤り訂正効果を向上させ、実現を簡素化するうえでより好ましい。また、このような非対称応答信号波形は、記録・再生系チャネル305上、主に、再生信号処理系306eの(高域遮断)フィルタ回路308aおよび等化処理回路308eを調整して、実現することができ、孤立記録信号レベル反転に対する再生信号処理系306e出力での該応答信号波形を、再生信号系列306gおける該応答信号波形の最小位相推移波形特性に近づけることで、図8(a)の非対称形状応答信号チャネル特性342が示すように、上記のクラス4タイプのパーシャルレスポンスチャネルに比して、対象となる記録・再生系チャネル306の伝達周波数特性との、よりよい整合を図りながらこれを実現することが可能である。高密度磁気記録再生装置において、これを実現するに適したパーシャルレスポンスチャネルの4次伝達多項式としては、G(D)=(1-D)(1+D)(5+4D+2)などがあり、これは、拡張EPR4チャネルと同等のチャネルメモリ数を有して、同等規模の最尤シーケンス復号器310により復号がなされる。
【0075】
また、記録再生装置や記録再生系では、記録再生装置・条件や使用環境条件の違い、さまざまな外乱要因によって、最尤シーケンス復号器310における復号誤り特性は、記録再生系や装置ごと、あるいは、経時的にも変化する場合が多い。また、実際の記録再生装置や系では、非線型な物理現象などに起因して、予期しずらい固有の復号誤り事象が発生することもしばしば起こり得る。このように復号誤り特性にばらつきが生じうる記録再生装置や記録再生系では、第一の誤り訂正符号化・誤り符号検出訂正処理において設定される所定の復号符号誤りパターン(符号誤りシンドローム)を予め固定のものとすることは好ましくない。設定される所定の復号符号誤りパターン(符号誤りシンドローム)として複数のものを容易し、実際の記録再生装置や記録再生系における復号誤り特性の統計情報を収集して、これを適宜、選択して用いることが望ましい。
【0076】
図9(b)は、この場合の実施例、本発明における第5の基本的実施例を示すものである。本実施例では、実際の最尤シーケンス復号器310から出力される復号符号系列311上の符号誤りと復号符号誤りパターン(符号誤りシンドローム)を検知するための符号誤りシンドローム検出回路343が設けられる。復号符号誤りシンドローム検出回路343では、既知のチャネル記録符号系列305と、該記録符号系列30を対象の記録・再生系チャネル306によって記録再生して出力される復号符号系列311とを照合して、復号誤りを検知して、復号符号誤りパターン(符号誤りシンドローム)を判定する。各々の復号符号誤りパターン(符号誤りシンドローム)の事象の区別の方法は、前述した通りであり、判定された符号誤りシンドロームのパターンは、シンドローム出力信号344によって出力指示される。符号誤りシンドローム集計回路345では、シンドローム出力信号344によって指示された符号誤りシンドロームの発生頻度をカウントし、選択信号346および選択回路347を介して、発生頻度の高い符号誤りシンドロームに対応した第一の誤り訂正符号化回路(第一の誤り訂正符号器回路)304および第一の誤り検出訂正処理回路(第一の誤り訂正復号器回路)313を複数の中から選択して、これを実際の情報記録・再生処理において使用する。このような符号化・訂正処理における符号誤りシンドロームの変更は、図9(b)にように予め設定された複数の符号誤りシンドローム処理の候補の中から、これに対応する回路手段を選択するものであってもよいし、符号誤りシンドローム集計回路345で選択された符号誤りシンドローム処理に対応して、第一の誤り訂正符号化回路(第一の誤り訂正符号器回路)304および第一の誤り検出訂正処理回路(第一の誤り訂正復号器回路)313における符号化構成・訂正処理構成を論理的あるいはプログラマブルに変更するものであってもよい。以上のような手段を設けて、記録・再生装置あるいは記録再生系の生産時、あるいは、情報記録再生動作の開始前や動作中のアイドル期間に、既知のチャネル記録符号系列302をテスト符号系列として与えて、上記のような最適化動作を行わせれば、実際の記録再生装置において、第一の誤り訂正符号化・誤り符号検出訂正処理をより効果的に実施することができる。
【0077】
以上、本発明の実施は、いずれも既存のデジタル回路技術を用いて容易に構成することが可能であり、これを、単一の集積回路に搭載、あるいは複数の集積回路群に分割して搭載し、高速・小型かつ低電力の情報記録再生回路を提供することができる。このような集積回路に搭載された形態で実現される情報記録再生回路は、より高密度記録を要求される小型携帯型の記録再生装置に容易に搭載することができ、データ復調の高信頼化を提供できる。また、本発明の実施例において、情報記録再生方法および記録再生回路・装置は、いずれも、記録過程(記録回路、記録装置)、再生過程(再生回路、再生装置)、記録媒体を統合した形態で記述されるが、これは本発明を実施する上での構成用件ではない。各々は、独立に構成されるものであってよく、機能の上で、本実施例の記述の如く統合可能であればよい。本発明が実施される記録過程(記録回路、記録装置)、再生過程(再生回路、再生装置)、記録媒体の、各々の構成には、第一の誤り訂正符号化処理(符号化回路、符号化手段)、第一の誤り符号検出訂正処理(訂正回路、訂正手段)、第一の誤り訂正符号系列などが分離して含まれるから、これらは独立に構成されても、各々の構成における本発明の実施は明瞭であり、また、各々の構成が統合された場合に実現される本発明の機能も明瞭である。とりわけ、半導体集積回路へ本発明が搭載される場合には、他の実現機能との集積の利便から、本発明の構成用件を複数の集積回路群に分離して搭載するさまざまな実現形態がとられ得る。本発明の範疇は、記述された本発明の特徴を含んで、分離して構成される記録過程(記録回路、記録装置)、再生過程(再生回路、再生装置)、記録媒体、あるいは、他のあらゆる分離構成の形態を含むものである。
【0078】
【発明の効果】
簡便な回路資源と低い冗長度の誤り訂正符号を用いて、最尤シーケンス検出による復号処理の復号信頼度を改善することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の第一の基本的実施例を示す図である。
【図2】第一の基本的実施例における符号系列の流れを説明するための図である。
【図3】本発明の第二の基本的実施例を示す図である。
【図4】本発明の第三の基本的実施例を示す図である。
【図5】第三の基本的実施例における符号系列の流れを説明するための図である。
【図6a】本発明における記録フレームの記録符号形態を説明するための図である。
【図6b】nインタリーブ処理による本発明における情報符号フレームの記録符号形態を説明するための一例を示す図である。
【図6c】nインタリーブ処理による本発明における情報符号フレームの記録符号形態を説明するための他の一例を示す図である。
【図7】消失誤り訂正処理を用いる本発明の基本的実施例を示す図である。
【図8a】パーシャルレスポンス記録再生系チャネル伝達周波数特性を示す図である。
【図8b】2進パーシャルレスポンス記録再生系チャネルにおけるnビット連続反転符号誤り事象を示す図である。
【図8c】孤立記録信号レベル反転に対する再生応答信号波形形状を示す図である。
【図9a】本発明の第四の基本的実施例を示す図である。
【図9b】本発明の第五の基本的実施例を示す図である。
【図10a】情報伝送系または記録再生系における情報系列の流れを示す図である。
【図10b】EPR4パーシャルレスポンス伝走路チャネルモデルを示す図である。
【図10c】状態遷移図(2進符号送信系列EPR4伝送路チャネル)である。
【図10d】時刻kにおけるトレリス遷移を示す図(2進符号送信系列EPR4伝送路チャネル)である。
【図10e】時刻kにおける各状態へのパス遷移を示す図(2進符号送信系列EPR4伝送路チャネル)である。
【図10f】時刻k〜k+4における状態遷移パス例を示す図 (2進符号送信系列EPR4伝送路チャネル)である。
【図11a】ビタビ復号処理を実施する具体的構成要素を説明するための図である。
【図11b】ビタビ・アルゴリズムによる最尤復号器(最尤シーケンス復号器、ビタビ復号器)の構成を示す図である。
【図12】生き残りパス系列選択による最尤復号処理過程を説明するためのトレリス線図(2進符号送信系列EPR4伝送路チャネル)である。
【図13a】最尤復号処理過程における正規パス系列と誤りパス系列の関係を説明するための第1のトレリス線図(2進符号送信系列EPR4伝送路チャネル)である。
【図13b】最尤復号処理過程における正規パス系列と誤りパス系列の関係を説明するための第2のトレリス線図(2進符号送信系列EPR4伝送路チャネル)である。
【符号の説明】
100…送信符号系列、101…情報伝送系、102…符号器、103…変調器、104…チャネル、105…付加雑音、106…受信信号処理回路、107…受信(復号入力)信号系列、108…最尤シーケンス復号器、109…復号符号系列、110a,110b,110c…1ビット遅延記憶要素、111a,111b,111c…加減演算要素、112…パス系列、112a,112b…状態遷移パス(パスブランチ)、113…生き残りパス系列、114…確定最尤パス系列、115…正規パス系列、116…誤りパス系列、117…誤りパス選択、119…復号誤りパターン系列、121a…1ビット復号誤りパターン、121b…3ビット符号誤りパターン、122…誤りパス選択検出位置、200a…ブランチメトリック演算部、200b…ACS演算部、200c…パスメモリ部、201…自乗誤差演算回路、202a〜202h…メトリック記憶回路、203…メトリック累積加算回路、204…比較器、205…選択信号、206…メトリック選択回路、207a〜207h…パス履歴記憶回路、208、208a〜208h…パス履歴選択回路、300…情報符号系列、300a…情報符号系列(1)、301…符号化・変調処理回路、302記録符号系列、302a、302b、302c…記録符号系列ブロック、303…誤り検査冗長符号列(第一の誤り訂正符号系列)、303a、303b、303c…誤り検査冗長符号列(第一の誤り訂正符号系列)、304…第一の誤り訂正符号化回路(第一の誤り訂正符号器回路)、304a…誤り訂正符号列生成回路、304b…誤り訂正符号列挿入回路305…チャネル記録符号系列306…記録・再生系チャネル306a…記録信号処理系、306b…記録ヘッド、306c…記録媒体、306d…再生ヘッド、306e…再生信号処理系、306f…記録信号系列、306g…再生信号系列、307a…符号処理回路、307b…符号信号変換回路、307c…記録信号処理回路、307d…記録信号増幅器、308a再生信号増幅器、308b…可変利得増幅回路、308c…(高域遮断)フィルタ回路、
308d…サンプリング回路(アナログ/デジタル変換器)、308e…等化処理回路、
308f…タイミング再生・利得制御回路、308g…利得制御信号、308h…サンプルタイミング制御信号、309…復号信号系列、310…最尤シーケンス復号器、311…復号符号系列、311a、311b、311c…復号符号系列ブロック、312、312a、312b、312c…復号誤り検査冗長符号列(第一の誤り訂正符号系列)、
313…第一の誤り検出訂正処理回路(第一の誤り訂正復号器回路)、313a…符号誤り検査訂正回路、313b…誤り検査冗長符号系列除去回路、314…訂正復号符号系列、315…復調処理回路、316…再生符号系列、316a…再生符号系列(1)、
317…第二の誤り訂正符号化回路(第二の誤り訂正符号器回路)、318…第二の誤り検出訂正処理回路(第二の誤り訂正復号器回路)、319、319a、319b、319c…情報符号フレーム、320、320a、320b、320c…誤り検査冗長符号列(第二の誤り訂正符号系列)、328a…誤り検査冗長符号列A(第二の誤り訂正符号系列)、328b…誤り検査冗長符号列B(第二の誤り訂正符号系列)、328c…誤り検査冗長符号列C(第二の誤り訂正符号系列)、328d…誤り検査冗長符号列D(第二の誤り訂正符号系列)、321、321a、321b、321c…記録符号フレーム322、322a、322b、322c…誤り検査冗長符号変換列(第二の誤り訂正符号系列)、328a…誤り検査冗長符号変換列A(第二の誤り訂正符号系列)、328b…誤り検査冗長符号変換列B(第二の誤り訂正符号系列)、328c…誤り検査冗長符号変換列C(第二の誤り訂正符号系列)、328d:誤り検査冗長符号変換列D(第二の誤り訂正符号系列)、323、323a、323b、323c…復号符号フレーム、324、324a、324b、324c…復号誤り検査冗長符号変換列(第二の誤り訂正符号系列)、325、325a、325b、325c…再生符号フレーム、326、326a、326b、326c…復号誤り検査冗長符号列(第二の誤り訂正符号系列)、327…情報シンボル、328…誤りブロックフラグ、329…誤りポインタ生成回路、330…誤りシンボル・誤り符号消失ポインタ、331a…記録信号系列A、331b…記録信号系列B、332…nビット連続反転符号誤りパターン系列(nビット連続反転符号誤りシンドローム)、332a…チャネル記録符号系列A、332b…チャネル記録符号系列B、333a…記録信号パターンA、333b…記録信号パターンB、334…符号系列パターン照合回路、335…符号系列パターンポインタ、336…符号化ポインタ生成回路、337…符号化ポインタ、338…訂正ポインタ生成回路、339…訂正ポインタ、340…孤立信号レベル反転、341…非対称形状応答信号、342…非対称形状応答信号チャネル特性、343…符号誤りシンドローム検出回路、344…シンドローム出力信号、345…符号誤りシンドローム集計回路、346…選択信号、347…選択回路、348a…マルチプレクサ回路(符号系列選択回路)、348b…デマルチプレクサ回路(符号系列選択回路)、349…記録フレーム(情報符号部)、349a…プリアンブル、349b…ポストアンブル。
[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to an information recording / reproducing method, an information recording / reproducing circuit, and an information recording / reproducing apparatus using the same for realizing high-density and high-reliability digital information recording / reproducing.
[0002]
[Prior art]
In a high-density information recording / reproducing system / apparatus, in order to improve the reliability of data reproduction from a low-quality recording / reproducing signal obtained from a recording medium, a maximum likelihood sequence estimation method or maximum likelihood sequence detection (MLSD: Maximum- Data decoding technology using Likelihood Sequence Detection) is widely used, which is a technology that has been widely used as an effective means of error correction decoding methods such as convolutional codes in the communication field.
[0003]
This maximum likelihood sequence detection is a technique for minimizing the probability of error occurrence in a decoded code sequence by estimating the decoded code sequence in time series using the memory or correlation of the decoded data. When the sequence {Y (n)} (n is an integer indicating the discrete signal generation order and time) is given to the decoding input, the signal from all possible recorded information (code) sequences {X (n)} A sequence (maximum likelihood sequence) having the greatest likelihood (likelihood) that the sequence {Y (n)} is reproduced is selected and output as a decoded information (code) sequence {Z (n)}. That is, the maximum likelihood sequence decoder receives the entire sequence of a certain reproduced signal sequence {Y (n)}, under the condition that a certain recorded information (code) sequence {X (n)} is assumed. The recorded information (code) sequence {X (n) is maximized so that the posterior prior probability P [{Y (n)} / {X (n)}] that the reproduced signal sequence {Y (n)} is received and reproduced is maximized. )} Is selected, and maximum likelihood sequence estimation of the decoded information (code) sequence {Z (n)} is performed. At this time, the recorded information (code) sequence {X (n)} is not estimated independently of each other but estimated in the context thereof. Such maximum likelihood sequence detection is performed under the condition that all possible recorded information (code) sequences {X (n)} are recorded with equal probability, in other words, each recorded information (code) sequence {X (n) } Under the condition that no information on the probability of occurrence of \ is given at the time of decoding, the correct decoding probability P [{X (n)} & {Z (n)}] (recorded information (code) sequence {X (n)} And the decoding information (code) sequence {probability of matching {Z (n)}) are maximized to provide decoding with the best decoding error probability.
[0004]
This maximum likelihood sequence detection is efficiently realized by using a Viterbi algorithm in a dynamic programming format. As a paper on maximum likelihood sequence detection and Viterbi algorithm, Day. Forney, “The Viterbi Algorithm,” GDForney, “The Viterbi Algorithm”, Proceedings of the IEEE, vol.61, No.3, March 1973, pp.268-278 And G. Ungerbock, “Adaptive Maximum-Likelihood Receiver for Carrer-Modulated Data Transmission Systems”, G.E. IEEE Transactions on Communications), vol.COM-22, No.5, May 1974, pp.624-638. These papers are based on the reception / playback apparatus using maximum likelihood sequence detection or a part of it. Indicates the format. The practical means of implementing the Viterbi algorithm is Feeling Row, “Implementing the Vitrbi Algoithm”, “Implementing the Vitrbi Algoithm”, Hui-Ling Lou, “Implementing the Vitrbi Algoithm”, IEEE Signal Processing Magazine), Sept. 1995, pp. 42-52, and G. Fetway's End H. Meir, “High-Speed Parallel Viterbi Decoding: Algorithm and VIE Architecture”, G. Fettweis and H. Meyr, “High-Speed Parallel Viterbi Decoding: Algorithm and VLSI-architecture ", IEEE Communications Magazine), May 1991, pp.46-55.
[0005]
Such maximum likelihood sequence estimation methods and maximum likelihood sequence detection technologies are rapidly spreading and developing through application to information communication systems and transmission systems, in order to ensure the reliability of information transmission and maintain communication quality. Plays a big role. Further, as disclosed in US Pat. No. 203413 and the like, it has been widely applied to high-density information reproducing systems, and PRML (combination of partial response transmission waveform equalization technology and maximum likelihood sequence detection technology). The Partial-Response Maximum-Likelihood) method is remarkably put to practical use as a typical known technique.
[0006]
In order to further improve the noise resistance performance and the decoding reliability in the data decoding technology using the maximum likelihood sequence detection technology, the trellis coding / modulation technology and the expanded partial response transmission have been conventionally used. Attempts have been made to positively apply technology. As described above, in the maximum likelihood sequence detection, a sequence (maximum likelihood sequence) having the highest likelihood (likelihood) to be received and reproduced is selected from the context of the reproduced signal sequence, and this is most likely decoded information (code). Output as a sequence and use as decoding result. For this reason, in the known technology as described above, various constraint conditions and storage elements are added to the information transmission path of the recording code sequence and the recording / reproducing system by the encoding / modulation technology and the extended partial response, and the correlation of the decoded data is increased. By increasing the Euclidean signal distance (likelihood difference) between reproduced signal sequences for all recorded code sequences, the discriminating margin for noise of the likelihood difference is intended to be expanded.
[0007]
In addition, in order to ensure the desired decoding reliability in the information recording / reproducing apparatus and information transmission apparatus, error correction coding technology has been actively introduced, including Reed-Solomon code, extremely high error correction capability, In addition, a highly practical encoding / decoding method has been developed, and this has been introduced into high-density information recording / reproducing systems and high-speed information transmission systems. Reliability has improved dramatically.
[0008]
[Problems to be solved by the invention]
Under an information recording / reproducing system whose recording density is increasing, the quality of the reproduced signal is increasingly deteriorated and the reliability of data demodulation is lowered. Therefore, it is required to further improve the noise resistance performance in the data reproducing means using the conventional maximum likelihood sequence detection. The application of the trellis coding / modulation technique and the extended partial response transmission equalization technique as described above produces gains due to the Euclidean signal distance expansion of the received signal sequence, while various constraints on the transmission code sequence and transmission signal sequence. The addition of conditions causes an increase in redundancy in the recorded information (code) sequence. For this reason, in application to high-speed and high-density information recording / reproducing systems such as magnetic disk devices, the loss of recorded information due to the increased redundancy of the recorded information series, and the narrow band recording / reproducing system signal transmission path The reproduction signal is deteriorated due to a large signal band loss, which is not always an effective method. Furthermore, such a technique often requires an excessively complicated recording code processing circuit or an additional circuit, and a decoder based on maximum likelihood sequence detection is exponential in order to take into account the increased correlation of decoded data. A large circuit scale requirement cannot be avoided, and a great amount of hardware resources are required. In addition, the maximum likelihood sequence detection technique can provide high reliability by detecting from the context of the reproduced signal sequence, but when a detection error occurs, this causes decoding error propagation due to the sequence error. Often, it produces a burst of continuous code error propagation. This causes a significant loss in the correction capability of the error correction code used together, and lowers the data demodulation reliability in the entire recording / reproducing system / recording / reproducing apparatus. Also, due to this, in order to improve the reliability of data decoding by maximum likelihood sequence detection using an error correction code, an extremely strong error correction capability is required. This promotes the complexity of the error correction code and the increase in redundancy, and also hinders the realization of an effective and economical highly reliable data decoding means.
[0009]
An object of the present invention is to efficiently improve the maximum likelihood decoding error rate (decoding reliability) in data decoding of an information recording / reproducing signal by such maximum likelihood sequence detection technology, and to provide simple and simple means and hardware. It is to provide means for realizing this by using resources and circuits. In the present invention, by combining the maximum likelihood sequence decoding method and the error correction coding technology positively and effectively, higher data decoding can be achieved while keeping coding redundancy low and maintaining a simple implementation configuration. An information recording / reproducing method, an information recording / reproducing circuit, and an information recording / reproducing apparatus using the same are provided.
[0010]
[Means for Solving the Problems]
In order to solve the above-described problem, the present invention positively utilizes the characteristics of the decoding sequence error in the maximum likelihood sequence decoding method, unlike the prior art. In general, error correction coding can improve the correction capability or simplify the correction process by knowing information related to the target code error event in advance and then decoding and coding. . In the present invention, the error correction encoding / decoding means is connected to the maximum likelihood sequence decoding method, thereby utilizing the characteristics of the decoding error event in the maximum likelihood sequence decoding method, and using the error correction encoding with low redundancy. Provide a means to realize highly efficient error correction and high reliability improvement.
[0011]
Since the decoding error event in the maximum likelihood sequence decoding is determined depending on the likelihood difference between the transmission (recording) code sequences corresponding to the Euclidean signal distance between the reception (reproduction) signal sequences, the sequence decoding error is determined. In the decoding code error pattern, a large deviation occurs in the occurrence probability frequency. In the present invention, attention is paid to this, and further, since an error event due to such a high-frequency specific decoding code error pattern (code error syndrome) dominates the maximum likelihood decoding error probability, And a means for combining an error correction coding method for performing a limited error correction process for a sequence error having a decoding code error pattern (code error syndrome) having a high probability of occurrence with this maximum likelihood sequence decoding. . By limiting the decoding code error pattern (code error syndrome) to be corrected in this way, the error correction coding method can be configured with a very simple and low redundancy. In addition, the error probability in the maximum likelihood decoding can be improved efficiently by preferentially performing the correction process from the frequently occurring decoding error event.
[0012]
Furthermore, on the decoded code sequence from the maximum likelihood sequence decoding, a sequence decoding error event (burst-type code error event) having a decoding code error pattern (code error syndrome) as described above is randomly generated under random noise conditions. Note the distribution. In other words, it takes advantage of the fact that it is extremely rare for sequence-like random error events that dominate the decoding error probability to concentrate at short intervals. Therefore, a predetermined number of decoding code sequence sections (decoded code sequence blocks) that are significant in improving the maximum likelihood decoding error probability compared to the average occurrence interval of each sequence decoding error event. An error correction coding method is provided so that the above error correction processing is performed only up to error events. That is, the error correction encoding method can be configured for the purpose of detecting and correcting only an average random error event according to a specific decoding code error pattern (code error syndrome), which is lower than that of the known technique. It can be realized with redundancy and a simple configuration. In the present invention, an error code by error correction coding configured as described above is inserted and added into a data code to be recorded and reproduced, and decoding code error correction processing using this is effectively performed with maximum likelihood decoding error characteristics. By implementing an error correction decoder directly connected to the decoding output of the maximum likelihood sequence decoder so that it can be utilized, the most effective maximum likelihood decoding error probability can be obtained with efficient error correction coding redundancy. There are means to improve.
[0013]
As described above, in the present invention, by utilizing the characteristics of the decoding sequence error in the maximum likelihood sequence decoding method, by means of an active combination in which the error correction encoding / decoding method and the maximum likelihood sequence decoding are efficiently connected, Provided are an information recording / reproducing method and an information recording / reproducing circuit / information recording / reproducing apparatus realizing method for effectively improving the decoding reliability. Further, in the present invention, attention is paid to the fact that a decoding sequence error in the maximum likelihood sequence decoding method as described above occurs depending on a specific recording code sequence / decoded code sequence pattern, or The error correction encoding / decoding method is further improved by actively using a modulation modulation process to limit the occurrence points of the high-frequency decoded code error pattern (code error syndrome) error event on the decoded code sequence. Provide a means to realize simply and with high reliability. In addition, by using a complementary combination of the second error correction coding method for the purpose of correcting burst errors due to random noise and the error correction coding method, error detection by the error correction coding / decoding method can be utilized. By implementing the second error correction encoding / decoding method in which the locations of error code positions are limited, data demodulation reliability of the information recording / reproducing method, information recording / reproducing circuit / information recording / reproducing apparatus provided by the present invention is provided. A means for improving the efficiency more efficiently and effectively is disclosed.
[0014]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Embodiments of the present invention are deeply related to the maximum likelihood sequence decoding / detection method (maximum likelihood sequence estimation method) in the reproduction of digital data and the use of the decoder / decoding device using the method, and this maximum likelihood sequence decoding and The principle is generally widely implemented using a Viterbi algorithm or the like. In order to show an embodiment of the present invention, first, an outline of a maximum likelihood sequence decoder based on the Viterbi algorithm will be described with reference to FIGS. In general, the information processing flow in the information recording / reproducing system is similar to that in the information transmission system, and can be described using common processing components and flow.
[0015]
FIG. 10A shows an outline of a general flow of an information sequence in the information transmission system and the recording / reproducing system. In a transmission or recording process, a transmission code sequence {X (k)} 100 (k is a natural number indicating time on the sequence) that is transmission or recording information is added with a predetermined constraint condition by the encoder 102. The signal is converted into a signal information sequence in an analog or digital format that can be transmitted through the channel 104 by the modulator 103 and output to the channel 104. The channel 104 is an information transmission medium including a transmission or recording medium, a transducer sensor, and the like. In particular, in the information storage / reproduction apparatus, the modulator 103 transmits a transmission code sequence {X (k)} 100 that is recording information. The channel 104 corresponds to a recording / reproducing system including a recording head, an information storage medium, and a reproducing head. In addition, an additional noise 105 is added to the signal in the transmission process, which makes the decoding from the received (decoded input) signal sequence {Y (k)} 107 to the original information uncertain in the reception or reproduction process. To do. In the reception or reproduction process, the signal output from the channel 104 is subjected to predetermined processing such as signal amplification, filtering, and waveform equalization by the reception signal processing circuit 106, and then received (decoded input). Decoding from the signal sequence {Y (k)} 107 to the decoded code sequence {Z (k)} 109 is performed via the maximum likelihood sequence decoder 108. The maximum likelihood sequence decoder 108 corresponds to the transmission code sequence {X (k)} 100 which is the original transmission or recording information, and estimates the most likely decoded code sequence {Z (k)} 109 for this. I do.
[0016]
For the maximum likelihood sequence decoder 108, various storage elements may exist in the information transmission system 101, which is a pre-processing process from the encoder 102 to the reception signal processing circuit 106. For example, in the encoder 102, in order to perform decoding error detection / correction using a convolutional code, a trellis code, or the like, or to give the transmission code some constraint necessary in the transmission process such as run length limitation, In some cases, redundancy is intentionally added to the transmission code sequence {X (k)} 100 by convolution processing or mapping processing of input / output codes of the encoder 102 sequentially stored in a finite number of storage elements. In the transmission process from the modulator 103 to the received signal processing circuit 106, there may be a storage element on the channel due to addition of natural or intentional intersymbol interference. When such a storage element exists in each process of the information transmission system 101, each value of the received signal sequence {Y (k)} 107 is each value of the corresponding transmission code sequence {X (k)} 100. Is determined in correspondence with the state in the storage element depending on the history of the transmission code sequence {X (k)} 100 at each time. The maximum likelihood sequence decoder 108 estimates the transition of the internal state held by the storage element on the information transmission system 101 and utilizes the storage performance (redundancy) of the transmission system, so that the reliability of the decoding process for noise can be improved. Thus, the reception / reproduction side can provide a more accurate decoded code sequence {Z (k)} 109 with respect to the transmission code sequence {X (k)} 100.
[0017]
FIG. 10C shows the received signal sequence {Y (k)} 107 and the transmission code sequence {X (k)} 100 and the storage on the information transmission system 101 in the transmission channel model shown in FIG. It is an example of the Markov state transition diagram model which showed the correspondence with the state in an element. In this state transition diagram example, the information transmission system 101 can be equivalently represented by a model with three 1-bit delay storage elements 110a to 110c (D1, D2, D3) as shown in FIG. Assume a case. Then, the value at each time k of the received signal sequence {Y (k)} 107 is the code bit at three times immediately before the transmission code sequence {X (k)} held in these 1-bit delay storage elements 110a to 110c. And the addition / subtraction calculation elements 111a to 111c are determined by the following linear convolution calculation relationship.
[0018]
Y (k) = X (k) + X (k-1)-X (k-2)-X (k-3)
A transmission code sequence {X (k)} 100 is assumed to be a binary code (X (k) = + 1 or −1), and an information transmission system is obtained by combining each content of the 3-bit delay storage element. 101 can take a total of eight states. The information transmission system 101 modeled in this manner is called a class 4 extended partial response class (EPR4) channel, and is often used in an information transmission (recording / reproducing system) channel of a magnetic recording / reproducing system. . This is disclosed in detail in US Pat. No. 203413. In addition, the partial response characteristic polynomial G (D) = 1 + D-D2-D3 = (1-D) (1) is often used for the above expression of the convolution operation channel characteristic of the class 4 extended partial response channel. + D)2 (Dk represents a k-bit delay operator) is used. In magnetic recording / reproducing systems that realize high-density recording, the characteristic polynomial G (D) = (1-D) (1 + D)nA partial response channel characterized by (n is an appropriate natural number) is actively applied. Since such a partial response channel allows a null frequency characteristic in a DC frequency component and a required transmission band (1/2 of the maximum transmission / recording frequency), a high-density magnetic recording having a low-frequency cutoff characteristic and a narrow-band frequency characteristic. It is suitable for application to a reproduction system.
[0019]
In the maximum likelihood sequence decoder 108, in order to perform maximum likelihood sequence estimation using the storage property (redundancy) of the information transmission system 101, the transition of the holding state inside the storage element on the information transmission system 101 Must be specified and described. The state transition diagram of FIG. 10C shows each storage element of the class 4 extended partial response channel information transmission system 101 shown in FIG. 10B every time one bit of the transmission code sequence {X (k)} is transmitted. Transition state in all cases, and how the received signal sequence {Y (k)} 107 is received as the expected signal value {E (k)} It expresses. The eight states Sj (j = 0, 1, 2,..., 7) in this figure and the 1-bit delay storage elements D1, D2, and D3 (FIG. 10 (b) 110a-c) on the information transmission system 101 The correspondence relationship with the contents of the binary transmission code {X (k)} (X (k) = + 1 or −1) held is as shown in the correspondence table in FIG. When an arbitrary transmission code sequence {X (k)} 100 is given, the transmission code sequence and the received signal expected value sequence are indicated by a unique transition path sequence on this state transition diagram (added to the transition branch arrow sequence). E) {X (k)} and {E (k)}. FIG. 10D is a representation of a trellis (lattice) diagram in which the state transition diagram of FIG. 10C is expanded in the horizontal and time axis directions in order to express the temporal transition of this state transition path sequence. . The transition state corresponding to each time k is expressed as Sj (k) (that is, S0 (k), S1 (k), S2 (k),..., S7 (k)), which is transmitted at time k. The state of the code holding in the storage elements D1, D2, and D3 determined by the input of the code X (k) is shown. Further, at each time k, each branch arrow indicating a transition from the state Si (k-1) to the state Sj (k) has a transmission code for the state transition from the state Si to the state Sj. X (i, j) (in other words, the decoding code when this transition is confirmed) and the expected received signal E (i, j) output from the transmission channel when this transition occurs are X (i, j) j) / E (i, j). (In the time-invariant information transmission system 101, the state transition structure is constant in time and does not change with time k. Therefore, X (i, j) and E (i, j) also change with time k. It is a constant value that depends on only the state Si and the state Sj, and the following discussion can be easily generalized even in a time-varying case.) According to this figure, the transmission code {X (k )} And the corresponding state transition path and received signal expected value {E (k)} can be clearly expressed. For example, as shown in the example of FIG. 10 (f), the path sequence 112 represented by the five state transition paths (branches) 112a connected at time k to (k + 4) is a 5-bit transmission code sequence { + 1, + 1, -1, + 1, -1} and information transmission system 101 channel state transition S0 (k-1) → S1 (k) → S3 (k + 1) → S6 (k + 2) → S5 (k + 3) → S2 (k + 4) transition process, and the expected value of the received signal sequence output on the channel at this time is {+ 2, + 4,0, -2 , 0}.
[0020]
In consideration of the state transition of the information transmission system 101, the maximum likelihood sequence estimation in the maximum likelihood sequence decoder 108 is based on the received signal sequence {Y (n)} on which the actually observed noise is superimposed and the state transition diagram. Evaluate the amount of error from the received signal expectation value {E (n)} in each path of, and uniquely determine the transition of the state transition path that minimizes the total error in the entire received signal sequence {Y (n)}. Thus, the transmission code sequence {X (n)} for this definite path is output as a decoded sequence {Z (n)}. This is nothing but estimation of a signal (code) sequence using a pattern matching technique based on the principle of the so-called least square method. The Viterbi algorithm sequentially rejects candidate decoding code sequences that are not suitable for the received signal sequence, and performs a pattern matching process for this continuous time series signal in a finite manner by using a method that only survives the decoded code sequence that best matches the received signal sequence. Provided is a means for efficiently realizing in real time within a finite processing delay time and a hardware resource (storage element for storing time-series signal information).
Next, means for specifically realizing the maximum likelihood sequence decoding (maximum likelihood decoding or Viterbi decoding) by the Viterbi algorithm will be described. Here, as an example of the target information transmission system 101, the EPR4 channel shown in FIG. 10B is assumed, and the state transition diagram and diagram of the EPR4 transmission path channel based on the binary transmission code sequence in FIG. The outline and basic configuration of the Viterbi decoding process will be described with reference to the trellis diagram of 10 (d). In the following description, the embodiment will be described based on the above-described example of the EPR4 transmission channel by the binary transmission code string. The Viterbi algorithm is described by a state transition model as shown in FIG. It can be applied to any problem that estimates the maximum likelihood event transition that is probabilistically high for any event, that is, results in maximum likelihood transition sequence estimation. In addition, the following description of the embodiment does not depend on the specific characteristics or limitations of the EPR4 transmission channel, but is described in various state transition diagrams having storage elements in various forms as described above. The present invention discloses a general embodiment that can be easily applied to a transmission channel or model without any restrictions and extended to a target channel or model in the same manner.
[0021]
First, attention is focused on FIG. 10 (d) that defines the state transition process at one time k on the trellis diagram for the EPR4 channel. Viterbi decoding corresponds to this and each state transition path branch (arrow) every time a reception (decoding input) signal value Y (k) at time k is input, in accordance with the state transition regulation according to this specific trellis diagram. By evaluating the error with the received signal expected value {E (i, j)}, the path branches that transition to each of the states S0 (k) to S7 (k) at each time are narrowed down to one by one, Repeat the process to select. For this reason, the history of the connected path branch sequence transitioned to each state S0 (k-1) to S7 (k-1), selected by repeating the same process until the previous time (k-1), is stored in each state. On the other hand, it is stored as one surviving path sequence P0 (k-1) to P7 (k-1). In addition, for each of the surviving path sequences P0 (k-1) to P7 (k-1) reaching the respective states S0 (k-1) to S7 (k-1), the reception indicated on each path sequence Cumulative errors (path metrics) M0 (k-1) to M7 (k-1) between the expected signal sequence {E (k)} and the actual received signal sequence {Y (k)} are evaluated. Are stored simultaneously as a metric (likelihood) indicating the likelihood of each of the surviving path sequences. Surviving path sequences P0 (k-1) to P7 (k-1) and path metrics M0 (k-1) for the states S0 (k-1) to S7 (k-1) up to this time (k-1) The contents of ~ M7 (k-1) are changed to the new survivor path sequences P0 (k) ~ P7 (k) and path metrics M0 (k) ~ M7 (k) by the process described below at the next time k. ), And this is repeated as a recursive process every hour. As shown in FIG. 10E, when attention is paid to each state on the trellis diagram, the state Si as a transition process to the state Sn (k) (n = 0, 1,..., 7) at the time k. If there is a possibility of transition from either (k-1) or state Sj (k-1) (i, j = 0,1, ..., 7), the specific processing procedure is as follows: Are summarized in
[0022]
(1) With respect to the received signal value Y (k) input at time k, the received signal expected value E (i corresponding to each transition path from the state Si (k-1) and the state Sj (k-1) , n) and E (j, n), the square error values (branch metrics) BM (i, n) (k) and BM (j, n) (k) corresponding to each transition path branch are Calculate as follows.
[0023]
Transition branch metric from state Si (k-1) to Sn (k):
BM (i, n) (k) = [Y (k) -E (i, n)] ^2
Transition branch metric from state Sj (k-1) to Sn (k):
BM (j, n) (k) = [Y (k) -E (j, n)] ^2
It is known that the metric based on the square error gives an optimal likelihood metric for maximum likelihood sequence estimation when the noise sequence superimposed on the received signal sequence {Y (k)} is independent white Gaussian noise. Other error evaluation values such as absolute value errors can be used depending on the decoding implementation conditions.
[0024]
(2) Cumulative error (path metric) PM (i) for likelihood comparison with respect to a path sequence transitioning from each of states Si (k-1) and Sj (k-1) to state Sn (k) , n) (k) and PM (j, n) (k). Therefore, the survival paths Pi (k-1) and Pj (k-1) to the states Si (k-1) and Sj (k-1) evaluated by the processing up to the previous time (k-1) State transition branch metric BM (i, n) (k) calculated in (1) for each corresponding path sequence cumulative error (path metric) Mi (k-1) and Mj (k-1) And BM (j, n) (k) are newly accumulated as follows.
[0025]
Path metric from state Si (k-1) to Sn (k):
 PM (i, n) (k) = Mi (k-1) + BM (i, n) (k)
Path metric from state Sj (k-1) to Sn (k):
     PM (j, n) (k) = Mj (k-1) + BM (j, n) (k)
Further, the values of path metrics PM (i, n) (k) and PM (j, n) (k) for the two-path transition are compared in magnitude, and likelihood comparison is performed. A transition path having a smaller path metric, which is an accumulated error of each path series, is selected as a more reliable and highly likely path series that reaches the state Sn (k) at time k, and the other is rejected. Further, the path metric value on the selected path side of the compared path metrics PM (i, n) (k) and PM (j, n) (k) is used to transit to the state Sn (k). The contents of Mn (k) are updated as a new path metric value of the surviving path sequence.
[0026]
Survival path metric leading to state Sn (k):
Mn (k) = Min [PM (i, n) (k), PM (j, n) (k)]
Min [•] is an operation for selecting the minimum value. (3) The surviving path sequence history Pn (k) for the state Sn (k) at time k is updated. In Pn (k), connection information of (D + 1) transition states on the surviving path that goes back from the current time k to the finite time D is stored in time order. For example, refer to the stored contents of Pn (k) = {Sn (k), Si (k-1), Sj (k-2), ~, Sl (k-D + 1), Sm (kD)} The state transition on the surviving path sequence to the state Sn (k) selected by the processing up to time k is Sm (kD) → Sl (k-D + 1) → Sj (k-2) → Si It is shown that they are connected in the order of (k-1) → Sn (k) and change. Whether the surviving transition path to state Sn (k) at time k is a transition path from Si (k-1) or a transition path from Sj (k-1) by (2) Is selected and confirmed, the new survivor path sequence history Pn (k) to the state Sn (k) determined by the selection process is the state Si (k-1) up to the previous time (k-1). Survival path sequence history for Sj (k-1) Pi (k-1) and Pj (k-1) are updated as follows using the surviving path sequence history of the selected path side state. .
[0027]
Survival path history to state Sn (k):
Pn (k) = {Sn (k), Pi (k-1)} (when selecting a transition path from Si (k-1))
         = {Sn (k), Pj (k-1)} (when selecting a transition path from Sj (k-1))
In the above update process, Pi (k-1) or Pj (k-1) is selected according to the selected state transition path, and this temporal storage position is moved to the past one hour at a time. After the past stored contents ((D + 2) -th element) are extracted as the result of Viterbi decoding, the new stored state Sn (k) is added to the storage position of the latest time and the stored contents of Pn (k) Means an operation to be transcribed. In the prior art, this is generally constituted by a storage circuit such as a shift register that sequentially shifts the stored contents at each time (shift register replacement method), and a configuration method using various storage circuits is disclosed. Has been. Further, in many cases, the stored content in the path sequence history Pk (n) is not the information of the selected transition state (state number) itself, but the transmission code for the path branch to the selected transition state. Remember. For example, when the transition path from the state Si (k−1) is selected as the surviving path for the state Sn (k) at the time k, the recorded content in the surviving path history is the state Si (k The value of the transmission code X (i, n) corresponding to the path branch from -1) to Sn (k) can be used. Thus, when the stored path history information is referred to, the transmission code sequence {X (n)} indicated by the surviving path can be immediately obtained as a decoded code result. Further, in the description of the update processing of surviving path sequence history information in (3) above, the storage information (path history information for the latest time) for time k in the surviving path sequence history Pn (k) reaching state Sn (k) is The state Sn (k) is constant irrespective of the path selection state from time k-1. Therefore, actually, this path information itself does not need to be physically stored, and only the surviving path sequence history information before time k-1 connected to this state Sn (k) is physically stored in the storage circuit. It only has to be recorded. The path history storage information Sn (k) for time k can be represented by the fact (storage position information) that this path history information is stored as a surviving path sequence history Pn (k) that reaches the state Sn (k). In the processing at the next time k + 1, when referring to the stored contents of the surviving path sequence history Pn (k), the path history storage information Sn (k) for this time k may be referred to. As described above, this also applies to the case where the value of the transmission code X (i, n) corresponding to the selected path branch is stored as the recorded content in the surviving path history. In sequence history Pn (k), history information from time k fixed before being a path transition to state Sn (k) until a predetermined time (in the case of EPR4 channel, from time k to time k-2) The 3-bit transmission code history) is omitted by indicating the storage location information itself stored as the surviving path sequence history Pn (k), and the amount of hardware of the storage device is reduced by supplementing this information at the time of reference. Can be saved.
[0028]
The series of Viterbi decoding processes (1), (2), and (3) above are repeated each time the received signal value Y (k) at each time is input. Specific components for implementing this are shown in FIG. 11 (a). The calculation of the branch metrics BM (i, n) (k) and BM (j, n) (k) in (1) is performed by the square error calculation circuit 201. The path metrics Mi (k-1) and Mj (k-1) of the surviving paths for the states Si (k-1) and Sj (k-1) are held in the metric storage circuits 202a and 202b, and the metric cumulative addition The circuit 203 calculates the path metrics PM (i, n) (k) and PM (j, n) (k) in (2), and the comparator 204 compares these path metric values. The comparison result is output to the selection signal 205, and the metric selection circuit 206 selects either the path metric PM (i, n) (k) or PM (j, n) (k) according to the selection signal 205, Using this, the contents of the metric storage circuit 202c holding the surviving path metric Mn (k) to the state Sn (k) are updated and stored. On the other hand, surviving path histories Pi (k-1) and Pj (k-1) that reach states Si (k-1) and Sj (k-1) are stored in path history storage circuits 207a and 207b. In the process of updating the contents of the surviving path history Pn (k) to the state Sn (k) in 3), the path history selecting circuit 208 selects either the contents of the path history storage circuit 207a or 207b instructed by the selection signal 205. Then, the storage position of this content is shifted by one time, and is newly updated and stored as the content of the path history storage circuit 207c holding Pn (k). At this time, the surviving path history information selected from the last storage position of the path history storage circuit 207a or 207b is output as a decoding result (decoded code sequence Z (k) 109).
[0029]
In actual Viterbi decoding, the above processes (1) to (3) for the received signal Y (k) at each time are independently performed for all states of the trellis diagram to be subjected to maximum likelihood sequence estimation. Need to be done. Therefore, in an actual Viterbi decoder implementation configuration, the implementation components for the state Sn (k) shown in FIG. 11A are provided in parallel for the number of states in the same configuration. For example, for the trellis diagram of FIG. 10 (d), as shown in the configuration of the maximum likelihood decoder based on the Viterbi algorithm of FIG. 11 (b), eight states S0 (k) to S7 (k) The implementation components of FIG. 11A assigned to each are provided in parallel in a total of 8 series. At this time, the metric storage circuits 202a to 202h for storing the surviving path metrics M0 (k) to M7 (k) and the path history storing circuits 207a to 207h for storing the surviving path sequence histories P0 (k) to P7 (k). Is assigned to each of the states S0 (k) to S7 (k), and these reference destinations are connected to a plurality of locations according to the next stage connection state on the trellis diagram of each state. . For example, if there is a trellis diagram path connection relationship between the state Si (k) and the state Sj (k + 1) (i, j = 0,1, -7), the state Si (k) One of the reference destinations of the assigned metric storage circuit 202 is the other of the metric cumulative adders 203 assigned to the state Sj (k) that performs addition with the branch metric BM (i, j) (k). One of the reference destinations of the path history storage circuit 207 assigned to the state Si (k) is an input to the path history selection circuit 208 assigned to the state Sj (k). Also, since the value of the received signal expectation value E (i, j) on the actual trellis diagram is often common to several path branches, a square error calculation circuit that performs calculations on this branch metric In many cases, the configuration 201 is also commonly used, and a configuration that is input to the corresponding plurality of metric cumulative adders 203 is actually used. As described above, as shown in FIG. 11B, the Viterbi decoder configuration uses the branch metric calculation unit (BMU) 200a that receives the received signal Y (k) and performs (1) processing, and uses this branch metric output. (2) A path metric comparison / selection unit (ACS calculation unit) 200b that executes processing and selects a surviving path to each state, and receives this selection output, and (3) stores and updates the surviving path history by processing And is roughly divided into a path memory unit (PMU) 200c that narrows down and determines the decoding result. The above is the implementation method and configuration method of the maximum likelihood sequence decoding process by the Viterbi algorithm.
[0030]
Next, in order to clarify the principle of implementation of the present invention, FIG. 12 shows an example of state transition on the trellis diagram on the EPR4 channel of FIG. 10 (d). A process from selection of a surviving path in decoding processing to determination of a decoding result will be described. By using the above-described conventional Viterbi decoding implementation method and configuration method, using the received (decoded input) signal sequence {Y (k)} 107 at each time, a state transition path to each time and each state on the trellis diagram ( Path branches) 112a are always selected one by one. In this way, the selection of the surviving path sequence 113 is repeatedly performed, so that the surviving path series at each time is further narrowed down. For example, as shown in the history of the surviving path sequence 113 in FIG. 12, eight surviving path sequences to each state selected at each time at time k are gradually rejected by the subsequent path selection, and finally At the end of the selection process at time (k + 10), the concatenated survivor path sequence (thick arrow sequence) converges to one, at this time, convergence from time (k-1) to (k + 8) Thus, the surviving path sequence is determined as the deterministic maximum likelihood path sequence 114, so that the decoded code Z (k) at time k becomes the only state transition path (path branch) 112 b that survives on the deterministic maximum likelihood path sequence 114. It is determined by referring to the assigned transmission code X (i, j). The operation of narrowing down the surviving path sequence (path rejection) moves the contents of the selected path history Pj (k-1) or Pj (k-1) to the past in the past in the decoding process (3) described above. However, the stored content of the new Pk (n) is nothing but an operation to transfer. In FIG. 11B, if the path history storage circuits 207a to 207h for storing the surviving path sequence histories P0 (k) to P7 (k) have a sufficient storage length, the selection of this path history storage circuit is performed. By repeating the reference and transcription, the contents of the storage positions at the end of each of the storage circuits 207a to 207h (the path branch selection history at the past time) all converge to the same stored contents, and either of these contents is The result of decoding can be referred to. As described above, the maximum likelihood path determination operation in the maximum likelihood sequence decoding is performed by repeatedly rejecting / selecting surviving path candidates that reach each state on the determined maximum likelihood path sequence 114 at each time. The finalized maximum likelihood path sequence 114 finally converged and obtained as a decoding result has a higher likelihood in the state transition path selection at all times on this path sequence, and remains only without being rejected. Survival path series.
[0031]
The present invention is effective in improving the error detection and correction coding technique in order to efficiently improve the decoding error event in the conventional maximum likelihood sequence decoding processing shown so far, to make it simple and to provide higher reliability. It is an object of the present invention to provide a means for realizing an information recording / reproducing method and an information recording / reproducing apparatus using a decoding processing method that has been utilized in a practical manner. The second trellis transition diagram example of FIG. 13 (a) shows an example of the surviving path sequence 113 in the binary code transmission sequence EPR4 transmission channel channel as in FIG. This is for explaining the relationship between the decoding error path sequence and the normal path sequence caused by the uncertainties. In this figure, the state transition sequence S6 (k-1) → S5 (k) → S3 (k + 1) → S6 (k + 2) → S4 (k + 3) → S0 (k + 4) → S0 (k +5) → S1 (k + 6) → S3 (k + 7) A regular maximum path sequence 114 including a decoding error event (decoding error sequence) with respect to a normal path sequence 115 represented by a path transition of: State transition sequence S6 (k-1) → S5 (k) → S3 (k + 1) → S6 (k + 2) → S5 (k + 3) → S2 (k + 4) → S4 (k + 5) → When it is determined by the path transition of S1 (k + 6) → S3 (k + 7), this decoding error event (decoding error sequence) is the state S1 at time (k + 6) on the determined maximum likelihood path sequence 114. This occurs because the error path selection 117 occurs for the two surviving path branch candidates flowing into (k + 6). That is, two surviving path branches that branch from state S6 (k + 2) at time (k + 2) on regular path sequence 117 and flow into state S1 (k + 6) at time (k + 6) By making a comparison and selection error between candidates, a partial path sequence S6 (k + 2) → S4 (k + 3) → S0 (k + 4) → S0 (k + 4) on the normal path sequence 115 which is one of the surviving path branch candidates → S0 (k + 5) → S1 (k + 6) (thick dotted arrow path sequence) is the other path sequence S6 (k + 2) → S5 (k + 3) → S2 (k + 4) → S4 (k + 5) → S1 (k + 6) is replaced, and a decoding error occurs as a code sequence error. As processing in the decoding circuit, surviving path metrics PM (0,1) (k + 6) and PM (4) in the above-described decoding processing (2) for the state S1 (k + 6) at time (k + 6). , 1) Magnitude judgment of (k + 6):
M1 (k) = Min [PM (0,1) (k + 6), PM (4,1) (k + 6)]
In this case, PM (4,1) (k + 6) is selected instead of PM (0,1) (k + 6). This selects the surviving path sequence on the state transition S4 (k + 5) → S1 (k + 6) side instead of the surviving path sequence on the state transition S0 (k + 5) → S1 (k + 6) side. In the decoding process (3) for determining and updating the survival path sequence history,
P1 (k + 6) = {S1 (k + 6), P4 (k + 5)}
When the path history replacement process is executed, a sequence error occurs. As a result, the content of the surviving path sequence history P0 (k + 5) having the normal path sequence 115 up to the time (k + 5) state S0 (k + 5) is rejected, and the surviving path sequence history having the error path sequence 116 The content of P4 (k + 5) is selected as a surviving path sequence and remains in the updated path history storage circuit. Under noisy conditions, this selection error of surviving path branch candidates does not occur with a uniform probability frequency in each state on the deterministic maximum likelihood path sequence 114, but the two surviving path sequences flowing into each state. The smaller the accumulated sum (difference between signal sequences or path metric difference) of expected received signal differences of candidates, the greater the possibility and frequency of errors in the comparison operation in the maximum likelihood decoding process (2). That is, in the comparison / selection of the path metric likelihood between two surviving path sequences, the expected value of the identification difference (likelihood difference) between the path metrics is smaller, and the above-described random determination as the comparison margin for noise becomes narrower. Decoding error events due to noise are more likely to occur. The expected values of the received signal sequences of the normal path sequence 115 and the error path sequence 116 of FIG. 13A are {−4, −, respectively, at the 4-bit time from time (k + 3) to time (k * 6). 2,0, + 2} and {−2,0, −2,0} are discriminated, and the cumulative sum of square errors (distance between signal sequences) is 16. The accumulated sum 16 of square errors is equal to the minimum square error accumulation amount (the least square Euclidean distance and the minimum free distance) guaranteed between all the received signal sequences on the binary code transmission sequence EPR4 transmission channel. Further, the determination of the decoding reliability (decoding error rate) of the transmission channel under noise is mainly due to an error event between transmission code sequences having such a least square Euclidean distance. This is a well-known fact in communication theory. In the example of FIG. 13A, due to the comparison / selection error of the path metric likelihood in the state S1 (k + 6), from the time (k + 3) in the surviving path history P1 (k + 6) to (k + The 4-bit content up to 6) is replaced with the content of the error path sequence 116, and an error sequence event occurs.
[0032]
From the error event generation process described above, the nature of the decoding error event in the maximum likelihood sequence decoding is summarized as follows.
[0033]
(A) Since a decoding error event in maximum likelihood sequence decoding is caused by replacement of an error path sequence, a sequence-like error event that can simultaneously include a plurality of bits of code errors occurs. As a result, in a single decoding error event, a bursty code error (local error spillover) in which a plurality of code errors are partially localized / concentrated on the decoded code sequence frequently occurs. For this reason, the error code in a random decoding error under noise conditions is not a random distribution of single code errors in the decoded code sequence, but a burst error event in which a plurality of error codes are localized (ie, a partial code sequence state). Error events) are randomly distributed.
[0034]
(B) A sequence of code error patterns generated in bursts, that is, an error code pattern sequence (code error syndrome) is a distance (Euclidean distance) between received signal sequences of the corresponding error path sequence and normal path sequence. Depending on, the probability of occurrence is different. Accordingly, error events in maximum likelihood sequence decoding are biased in frequency to a specific error code pattern sequence (code error syndrome), and error events occur frequently between code sequences having a least square Euclidean distance between received signal sequences. Occurs.
[0035]
In the present invention, there is provided a method for efficiently improving a code error caused by using two basic properties of a decoding error event in the maximum likelihood sequence decoding and using an error code detection and correction technique. Conventionally, in error code detection and correction technology for maximum likelihood sequence decoding, the occurrence of burst error events (error spread) due to (a) causes a decrease in error code detection and correction capability, and these are completely detected with a predetermined probability. In order to correct, a complicated error code detection and correction encoding method having a relatively high correction capability was used. Also, burst-like long continuous error events are divided into random single error events on multiple code sequences by randomization techniques such as code sequence interleaving (interleaving), and each of them is performed by independent error code detection and correction coding. By performing detection and correction, practical error detection and correction has been realized by using a relatively simple error code detection and correction encoding method in parallel. In the present invention, the nature of the burst-like decoding error event occurrence as in (a) is not canceled as in the prior art, but is regarded as extremely high correlation information regarding the error code occurrence position and actively utilized. Thus, more efficient decoding error detection and correction can be realized. In general, error correction coding improves the correction capability, reduces redundancy, or simplifies the correction process by knowing information about the target code error event in advance and then decoding and coding. It becomes possible to do. In the present invention, by connecting the error correction encoding / decoding means to the maximum likelihood decoding method, the characteristics of the decoding error event in the maximum likelihood decoding method are actively used for error correction encoding / decoding, and low redundancy is achieved. Thus, the decoding reliability is efficiently improved by using the error correction coding.
[0036]
Therefore, attention is paid to each error code pattern sequence (code error syndrome) from among burst-like, sequence-like decoding error events, and further, between the received signal sequences from this error code pattern sequence (code error syndrome). The error code pattern sequence (code error syndrome) should be ordered according to the frequency of occurrence determined depending on the distance, starting from the highest occurrence frequency and subjected to detection and correction processing from the higher one (code error syndrome). To decide. In this way, focusing on error events of high-frequency error code pattern sequences (code error syndrome), this is detected preferentially from high-frequency error code pattern sequence (code error syndrome) events. By performing error code detection / correction coding to correct, simple and low redundancy error code detection / correction coding can be used to efficiently improve desired decoding reliability or higher decoding than before A reliable error code detection and correction coding technique can be realized. Thereby, a high-density and highly reliable information recording / reproducing method and information recording / reproducing apparatus can be realized.
[0037]
As described above, in carrying out the present invention, an error code pattern sequence (code error syndrome) of a specific error event having a high occurrence frequency in maximum likelihood sequence decoding is set in advance, and this error code pattern sequence is set. Encoding and decoding of error code detection and correction codes that can detect and correct up to a predetermined number of (code error syndrome) error events are performed on the transmission code sequence and the decoded code sequence. This high-frequency error code pattern sequence (code error syndrome) is derived from the process of replacement of the contents of the normal path sequence and error path sequence due to the path selection error in the surviving path history. Can be easily estimated by using the fact that a path sequence selection error occurs in the occurrence probability depending on the signal sequence distance (Euclidean distance) between the received signal sequences of the normal path sequence and the error path sequence. That is, if the distance structure between the received signal sequences is defined in advance by the constraint condition added to the transmission code sequence and the target trellis transition diagram of the maximum likelihood sequence decoding process by modulation processing or intentional code processing, In many cases, focusing on a pair of limited signal sequences having a large square Euclidean distance sequentially from the least square Euclidean distance, or a limited signal sequence having a small square Euclidean distance equivalent to this from the least square Euclidean distance. By paying attention to the pair, it is possible to preliminarily limit and predict error code pattern sequences (code error syndromes) that occur frequently due to selection errors between sequences. Then, from the events of this frequently occurring error code pattern sequence (code error syndrome), the error event is improved by the error detection / correction coding technique in order, thereby improving the next best decoding error rate (reliability). Can get well. As shown in the example of FIG. 10 (c), under the fact that maximum likelihood sequence decoding is applied and designed, the target information transmission / recording / reproduction channel always has a specific Markov state transition. It is uniquely defined by the figure and modeled. Therefore, as described above, focusing on the Euclidean distance structure between received signal sequences, it is possible to limit and predict a high-frequency error code pattern sequence (code error syndrome) by an exploratory / analytical method. . Also, the estimation of this error code pattern sequence (code error syndrome) by the square Euclidean distance between the received signal sequences is most effective when the noise factor on the received signal sequence is considered as additive white Gaussian noise, In the case of noise factors that follow other characteristics, such as colored noise, this kind of estimation method can be expanded by evaluating the stochastic variation of the distance structure between signal sequences on the specified Markov state transition diagram. It is possible to limit and predict error code pattern sequences (code error syndromes) that occur at a high frequency. This is a technique described in the known transmission / communication theory, which is beyond the scope of the present invention, and is not described here. Further, in actual maximum likelihood sequence decoding, a bias in error event occurrence frequency with respect to a specific error code pattern sequence (code error syndrome) is often very significant. Therefore, the maximum likelihood sequence decoding process is performed before the implementation of the present invention. The actual code or the simulated method is used on a trial basis, and the decoded code sequence is compared with the normal transmission code sequence, so that a high-frequency error code pattern sequence (code error syndrome) is obtained from the actual statistical frequency. It is also effective to decide. At this time, separation / discrimination of individual code error events on the decoded code sequence is such that the number of normal codes between adjacent error codes is equal to or greater than the channel memory length integer n of the target channel (n = 3 in the case of EPR4 channel), That is, the determination is made based on whether or not the number of bits defines the state of the Markov state transition diagram of the target channel. If there are more than one channel code length normal code between the two error codes, the two error codes are due to different path error events, otherwise the same sequence error (path error event). ). By using the actual statistical information of the error code pattern sequence (code error syndrome) obtained in this way, an optimum error code detection and correction means is designed in advance, dynamically and variablely. The decoding reliability can be optimally improved and maintained by changing the structure or selecting an optimum one from a plurality of error code detection / correction means.
[0038]
An example of a high-frequency error code pattern sequence (code error syndrome) determined for the error code detection / correction means by the above method is shown below. In the surviving path sequence 113 of FIG. 13 (a), the normal path sequence 115 and the error path sequence 116 are time (k + 3) to time (k + 6) on the path sequence and on the received (decoded input) signal sequence 107. Different sequences are taken between 4 bit times. As mentioned earlier, the two sequence pairs are signal sequence pairs having a least square Euclidean distance on the trellis transition diagram, and the error event between the sequences is the most frequent decoding error event, most often This is one of the decoded error code pattern sequences (code error syndrome). That is, on the transmission code sequence or the decoded code sequence 109, the normal path sequence 115 and the error path sequence 116 have code sequences that are different from each other only by 1 bit at time (k + 3). When a difference sequence between code sequences is defined as a decoding error pattern sequence 119 and an error event, that is, an error code pattern sequence (error syndrome) is described, it can be expressed as a 1-bit decoding error pattern 121a. Here, in the decoding error pattern series 119, 0 indicates no code error, +1 indicates a bit position where the code “1” is erroneously set to “0”, and −1 indicates a bit position where the code “0” is erroneously changed to “1”. . That is, on the binary code sequence, a non-zero position on the decoded error pattern sequence has a meaning of an error occurrence location, and serves as a pointer indicating a code position of an inverted bit error. In addition, it is shown that code errors in the same direction occur at code positions where the non-zero polarity has the same sign, and code errors in the opposite direction occur at code positions where the non-zero polarity is different. In such a representation of the decoded error pattern sequence 119, the difference between the normal code or the error code with respect to the error code can be distinguished from each other at the indicated error code position. On the surviving path sequence 113, after branching to two paths indicating different transmission (decoding) codes at the same time, the same state is obtained via three-bit length different path sequences indicating the same transmission (decoding) code sequence. Join S1 (k + 6). This is obvious from the definition of the trellis diagram in which the channel state is determined by the past 3-bit code history, and this is one form of a path sequence pair having the least square Euclidean distance. As described above, in an EPR4 transmission channel using a binary transmission code, replacement of an error path sequence having a length of 4 bits occurs frequently from any trellis diagram state, and the bit time of occurrence of a path selection error event ( In the example of the error path sequence in FIG. 13A, the decoding position relatively 3 bits before (the error path sequence example in FIG. 13A) with reference to the error path selection detection position 122 at time (k + 6). In this case, an error syndrome error event in which the normal code at the time (k + 3)) causes a 1-bit inversion error, that is, an error event having the 1-bit decoding error pattern 121a is an error pattern sequence having a high occurrence frequency. One can be predicted in advance. In general, in the decoding error pattern, each code at an error bit position can take both plus and minus codes while maintaining the same sign order between the codes. Therefore, as an error pattern sequence (code error syndrome), each code Two sets in which the signs are reversed are conceivable. In the present specification, one description is used to represent both.
[0039]
FIG. 13B shows another specific example of the relationship between the normal path sequence 115 and the error path sequence 116 in the maximum likelihood sequence detection on the EPR4 transmission channel by the binary transmission code similar to FIG. It is shown. The generation of the error path sequence 116 in this specific example is due to the occurrence of the error path selection 117 in the surviving path selection process for the state S3 (k + 5) at time (k + 5) on the deterministic maximum likelihood path sequence 114. This occurs as a 6-bit sequence error from time k to time (k + 5). The normal path sequence 115 and the error path sequence 116 on the received (decoded input) signal sequence 107 have a least square Euclidean distance 16 and, like the error event in FIG. Can be regarded as one. When the relationship between the normal path sequence 115 and the error path sequence 116 is compared on the decoded code sequence 109, the decoded error pattern sequence 119 has an error path selection detection position at time (k + 5) that is a bit time of occurrence of an error event. With reference to 122, the normal code of the continuous 3-bit code position (time k to (k + 2)) up to the decoding position of time (k + 2), which is relatively 3 bits earlier, is inverted as in FIG. It can be regarded as a decoding error event of an error syndrome causing an error, and such a 3-bit decoding error pattern 121b can be predicted in advance as a frequent decoding error event of the channel.
[0040]
The decoding error event of the 1-bit decoding error pattern 121a shown in FIG. 13A occurs from any state on the target trellis transition diagram, does not depend on the transmission code sequence, and has only the structure of the trellis transition diagram. This is one of decoding error pattern sequences (code error syndromes) determined with a high probability of occurrence. On the other hand, in an EPR4 transmission channel using a binary transmission code, there exists a signal sequence pair having a least square Euclidean distance depending on a specific transmission code sequence. FIG. 13B shows a 3-bit decoding error pattern 121b as this example. In such a code error pattern, a transmission code sequence of “... 01010...” Or “... 10101...” In which code bits on the transmission code sequence are alternately inverted by 3 bits or more is transmitted through the transmission channel. This is the case. When either one of these two transmission (reception) code sequences is transmitted, in the code string portion where alternating inversion of transmission code bits is repeated, n bits before the last bit position (n is an integer of 2 or more) A decoding error pattern in which all consecutive code bits are inverted can occur at a high frequency. For example, the transmission code sequence “... 0010000 ... "is transmitted, the 3-bit code string portion of" 010 "matches the above code pattern, and each bit of this code string is inverted" ... 0101“000...” Is a signal sequence pair having the minimum Euclidean distance. That is, the decoding error pattern sequence 119 is “... 0.-1 +1 -1 0 0 0... ”And an error pattern sequence of a code error syndrome (3-bit decoding error pattern 121 b) that causes a 3-bit continuous inversion error.01010000 ... "is transmitted, the 5-bit code string portion of" 01010 "matches the above code pattern, and the last 3 bits (when n = 2), 4 bits (n = 3) ) Inverted each bit of 5 bits (when n = 4) "... 001101000 ... "," ... 000101000 ... "," ... 010101000 ... "is a pair of signal sequences having the minimum Euclidean distance, and all are decoded error code sequences having the highest occurrence probability. That is, the decoded error pattern sequence (code error syndrome) is" ... 000.-1 +1 -1 000 ... "," ... 00+1 -1 +1 -1 000 ... "," ... 0-1 +1 -1 +1 -1 000... ”And becomes a code error pattern (3 to 5 bit code error pattern sequence) of a code error syndrome causing a continuous alternating inversion error of 3 to 5 bits. Thus, a transmission code string to be transmitted is a continuous code. An error pattern event in which a partial sequence becomes a continuous inversion bit error when it has an inversion pattern is also a decoding code error pattern sequence having a high probability of occurrence equivalent to the 1-bit decoding error pattern 121a from the relationship of the minimum Euclidean distance ( On the contrary, if a decoded code error pattern sequence (code error syndrome) consisting of a plurality of bit error code positions is assumed, an error having this decoded code error pattern sequence (code error syndrome) is assumed. Refer to the transmitted code sequence or the decoded decoded code sequence for the location where the event occurred. In other words, in the decoded code error pattern sequence (code error syndrome), the polarity code of the non-zero position indicating the code error position is the direction of the code error in the error event at each code position (code “ Since the relative relationship between the two directions, “1” is mistaken to “0” or the code “0” is wrong to “1”), the decoding error pattern sequence (code error syndrome) is determined. Is determined by referring to the transmitted code sequence or the decoded decoded code sequence. For example, the above-mentioned code error syndrome causing the 3-bit continuous alternating inversion error " … 0-1 +1 -1 The error event “0...” Indicates that a consecutive 3-bit code error always indicates a code error in a different direction at adjacent bit positions.010… ”Or“…101It is obvious that this only occurs in the partial code sequence of “...”. On the other hand, on the decoded code sequence, the code error syndrome ”... 0-1 +1 -1 An error event of “0…” is “…010… ”Or“…101It can also be determined by referring only to the decoded code sequence that it cannot occur at the location of the 3-bit partial code sequence other than "...". Using this fact, a specific decoded code error pattern sequence (code error syndrome) can be determined. ), When the transmission code sequence is subjected to encoding for error code detection / correction, or when the error code detection / correction processing by this error code detection / correction code is applied to the decoded code sequence, By referring to the code sequence pattern of the transmission code sequence or the decoded code sequence, the range of the transmission / decoding code sequence to be encoded or corrected can be limited. This can be used to simplify correction processing and improve correction efficiency and performance, and as described above, the code error syndrome is n bits of non-zero. Since the code error direction at each code position is defined and the code locations on the transmission code sequence where the error event can occur are limited, the occurrence probability on the random code sequence is About 1/2 for 1-bit code error(n-1)Will be reduced. Further, when the transmission code sequence has a predetermined constraint condition by the modulation process, a more accurate occurrence probability is predicted by taking this into consideration. Considering the appearance frequency probability of such a specific transmission code sequence pattern, the error event occurrence probability of each decoded code error pattern sequence (code error syndrome) is predicted more accurately, and the most frequent decoding code error A pattern sequence (code error syndrome) can be set.
[0041]
As described above, the setting of a high-frequency decoding error pattern sequence (code error syndrome) differs depending on the target transmission channel characteristics and the constraint conditions added to the transmission code sequence by encoding / modulation processing or the like. In general, the partial response characteristic polynomial G (D) = (1-D) (1 + D) F (D) (F (D ) Is an arbitrary characteristic polynomial), which is often in the form of a transmission channel in many practical applications. The transmission channel of this form includes a DC component (sequential sequence of the same code) and a highest recording frequency, that is, a frequency component that is 1/2 of the code transmission frequency component (continuous inversion) among the frequency components of the binary transmission code sequence to be transmitted. As shown by the example of the EPR4 transmission channel described above, from the structure of the common channel state transition, the received signal sequence is The most frequent decoding error pattern sequence that defines the least square Euclidean distance is a continuous inversion code error sequence of 1 bit or more, and the portion of the continuous inversion code sequence on the transmission code sequence transmitted through the channel. A common feature is that this continuous inversion code error occurs with the most frequent probability. Therefore, the present invention provides the transmission code sequence with error code detection / correction coding means capable of correcting a continuous inversion code error sequence (adjacent error codes are different from each other) up to a predetermined length. Effectively implemented for channels. On the other hand, by limiting the maximum code length of the continuous inversion code sequence on the transmission code sequence to a certain code length or less by adding a constraint condition such as run length restriction by the encoding modulation process, the maximum code length exceeding this code length is obtained. Can be prevented from occurring. Therefore, an upper limit of the generated code length of the continuous inversion code error sequence is defined by preliminarily performing a coding modulation process for limiting the maximum length of the continuous inversion code sequence for the transmission code sequence, and By applying error code detection / correction coding that detects and corrects error events of continuous inverted code error sequences that are less than or equal to the maximum length of this limited continuous inverted code sequence, more frequent error events It is possible to detect and correct completely and effectively, and to simplify the configuration of the error code detection and correction code. As described above, the occurrence of a part of the decoding error pattern sequence (code error syndrome) events out of the error events of the plurality of high-frequency decoding error pattern sequences (code error syndrome) that are predicted and limited is encoded modulation. By using processing, it is avoided by excluding / prohibiting the appearance of a specific transmission code sequence pattern in which this decoding error pattern sequence (code error syndrome) can occur with respect to the transmission code sequence, and other decoding error patterns Generation of a sequence (code error syndrome) event can be avoided by performing error code detection / correction coding on the specific decoding error pattern sequence (code error syndrome) for the transmission code sequence, and detecting and correcting this. In addition, the present invention is more effectively implemented by using the encoding modulation process and the error code detection / correction process in a complementary manner. In this case, as described above, the error event of the decoding error pattern sequence (code error syndrome) having a relatively long code length is avoided by the encoding modulation process, and the error of the relatively short decoding error pattern sequence (code error syndrome) is avoided. It is appropriate that the event is corrected by error detection and correction coding, and for the coding and modulation process, limiting the appearance of a relatively long specific transmission code sequence pattern relaxes the restrictions and constraints on the code. This is desirable. In addition, for error detection and correction coding, it is desirable to configure so as to detect and correct a relatively short specific decoding error pattern sequence (code error syndrome), and such an embodiment provides coding modulation and error detection and correction coding. This is suitable for simplifying the mutual configuration and suppressing an increase in code redundancy for the transmission code sequence by both.
[0042]
Further, as a similar method, the generation of a specific transmission code sequence pattern that may cause the most frequent decoding error pattern sequence (code error syndrome) by coding modulation processing is time-varying or changed on the actual transmission code sequence. It is also possible to add constraints to allow or exclude periodically. In this case, error code detection / correction coding for detecting and correcting the decoding error pattern sequence (code error syndrome) is performed only on a time-phase code on a transmission code sequence in which a specific transmission code sequence pattern is allowed. Even in the correction process, the error code detection and correction process can be performed only on a decoded code of a specific time phase synchronized with the decoded code sequence. For example, when the detection and correction of the decoding error pattern sequence (code error syndrome) of the 3-bit decoding error pattern 121b shown in FIG. Pattern events can occur ...010… ”Or“…101... ”(Pattern of pattern pattern start bit) is allowed only in an n-bit period (n is a natural number). This allows the error correction position to be detected and corrected so that only the 3-bit continuous code error starting from the bit position of the n-bit period similar to the above is detected and corrected on the transmission code sequence. An error code detection / correction code can be configured by narrowing down, and the correction processing target can also be limited to a periodic code position synchronized with the n-bit period on the decoded code sequence. By allowing the appearance of specific code patterns that are prone to errors on a periodic basis, the restrictions on coding modulation processing are relaxed and changed compared to the case where the appearance of this code pattern is completely restricted and prohibited. In addition, since the error detection and correction process may be performed periodically on the code sequence, the error detection and correction code is simplified, and the redundancy for the transmission code sequence is reduced. It leads to keeping it relatively low.
[0043]
In the description so far, the transmission code sequence 100 is channel-transmitted as it is, and the decoded code sequence output from the maximum likelihood sequence decoder is also described as being decoded and output to a code sequence equal to the transmission code sequence. However, in the transmission channels of the various embodiments, various processes including pre-code processing or post-code processing are performed on the decoded sequence before input of the transmission channel or within the maximum likelihood sequence decoder or immediately after output. Code conversion processing and signal processing operations are often performed. In this case, the error code position of the code error pattern sequence (error syndrome) is obtained by mapping the processing code position to the error sequence on the decoded sequence by the code conversion processing / signal processing operation similar to the information code. Can be obtained. For example, when a transmission code sequence on a channel is subjected to postcode processing (1 + D * D) (+ is an addition modulo 2 to a binary code) as a decoded code sequence The code error pattern sequence (symbol error syndrome) “... 0 + 1-1 + 1-1 + 100. -1 + 1..., And error correction coding may be performed using this as a decoded code error pattern sequence (code error syndrome). Since the code conversion process in the information transmission system guarantees code reproducibility, a code error pattern sequence (code error syndrome) and a code sequence position can be one-to-one correspondence before and after conversion. Therefore, it is possible to execute processing equivalent to the above-described embodiment processing on the transmission code sequence on the decoded code sequence subjected to various code processing.
[0044]
In the present invention, in order to easily and more efficiently perform error code detection and correction processing for maximum likelihood sequence decoding as in the above embodiment, the decoded code sequence is a unit of a decoded code sequence block having a predetermined code length. Dividing and executing processing for error code detection and correction within each decoded code sequence block. This is based on the nature of random decoding error events under the noise conditions described in (a) above. When each code error event is regarded as a sequence (burst) error event, each error event is This is because it is considered to be randomly distributed on the decoded code sequence. In this way, the present invention achieves a practical decoding error probability by paying attention to the fact that the probability of random decoding error events caused by noise elements occurring at a certain code location is extremely rare. A decoding code sequence block having a predetermined code length is set so that the above is sufficient, and the number of decoding error events that can be detected and corrected in this decoding code sequence block is limited. As a result, the configuration of the error detection / correction code added on the transmission code sequence is relatively simple, the code length (redundancy) of the error detection / correction code string is kept low, and the decoding error rate is practically improved. Can fulfill. In the present invention, error detection correction coding is performed in advance so that a series of decoded code sequences continuously output from maximum likelihood sequence decoding can be subjected to error detection correction processing in units of decoded code sequence blocks. That is, a transmission code sequence before recording / transmission or a transmission (recording) code sequence supplied to a channel is divided into transmission or transmission (recording) code sequence block units corresponding to the decoded code sequence block, The error correction coding is applied to the transmission or transmission (recording) code sequence block so that a limited number of specific code error syndrome error events as described in the above embodiments can be corrected. Thus, a redundancy check code sequence for correction processing is generated. Then, it is transmitted / recorded by inserting / adding it to the transmission code sequence in correspondence with the transmission or transmission (recording) code sequence block. For example, if the error probability at the output of maximum likelihood sequence decoding is 1.0E-3, the decoding code sequence block length is set to about 1000 bits in the reciprocal order, thereby averaging the number of decoding error events occurring therein. It can be about 1 piece. Therefore, the transmission (recording) code sequence block length is set so that the corresponding decoded code sequence block is 1000 bits or less, and an error detection that can detect a specific error event in each transmission (recording) code sequence block By performing correction coding and adding a redundant check code sequence (error correction code sequence) for error detection and correction, error event relief and decoding error rate can be implemented. Further, when correcting an error event of a specific code error syndrome spanning a plurality of decoded code sequence blocks, a high frequency specified as a predetermined code error pattern sequence (code error syndrome) set in error correction coding A partial sequence of the code error pattern sequence (code error syndrome) is included and set.
[0045]
In general, in a decoding system having a certain decoding error rate, a redundancy check code sequence (error correction code sequence) is set to increase the detection and correction capability of an error correction code to be added as the transmission (recording) code sequence block length is set larger. The code length of the transmission (recording) code sequence and the configuration and length of the redundancy check code sequence (error correction code sequence) are each selected according to the embodiment. . In the present invention, error detection / correction coding and correction processing configured for a transmission (recording) code sequence block includes a known error detection code / error correction code such as a cyclic redundancy check (CRC). It can be easily configured by technology. Therefore, providing an effective error detection and correction code construction method having a low redundancy for a specific code error pattern and correction number capability is beyond the scope of the present invention and will not be described here. Further, as described above, performing error correction in units of transmission (recording) code sequence blocks divided into a predetermined code length is further advantageous when this error correction processing is performed by soft decision processing. A method of increasing the gain of correction coding by correcting the error event of the specific code error syndrome of the present invention by soft decision processing using analog code information can be given from a known technique. The realization scale of the error correction processing circuit generally increases in proportion to the power of the code length of the correction processing. As the number of error correction processing circuits (error correction decoders) increases, the error correction is performed by limiting the code length of each error detection and correction process to the transmission (recording) code sequence block unit as described above. It is possible to reduce the required circuit scale of the processing circuit (error correction decoder) and provide a real scale implementation. As described above, in the present invention, the decoding error characteristic information of the maximum likelihood sequence decoding is effectively used, and efficient decoding reliability is improved by simple error correction means with low redundancy. For this reason, an error correction means is connected to the maximum likelihood sequence decoder and a processing configuration in which both are positively combined is adopted. In the present invention, based on the nature of the maximum likelihood sequence decoding error of (a) and (b), a high-frequency code error event having a specific code error syndrome is limited within a code sequence of a predetermined length. By constructing a low-redundancy error correction code that corrects up to the number of occurrences, the reliability of transmission / recording / reproduction information can be improved by using an error correction detection code with a simple configuration according to existing technology. It will be an advantage. The above is the implementation principle of the present invention.
[0046]
FIG. 1 is a first basic embodiment showing a flow of processing of an information code sequence in an information recording / reproducing method and recording / reproducing apparatus according to the present invention. In this embodiment, the information code sequence 300 to be recorded / reproduced is subjected to a code conversion process to which a predetermined constraint condition such as a run length restriction is added via an encoding / modulation circuit 301 (recording code modulation process). Is done. A first error correction encoding circuit (first error correction encoder circuit) 304 performs a first error correction encoding process on the pre-recorded recording code sequence 302 converted and output by this processing. . In the present embodiment, the first error correction encoding circuit 304 generates an error check redundant code sequence (first error correction code sequence) for error detection and correction for the input recording code sequence 302. An error correction code string generation circuit 304 a and an error correction code string insertion circuit 304 b that inserts / adds the generated check redundant code string (first error correction code string) at a predetermined code position on the recording code sequence 302. Is done. As described in the above-mentioned principle of implementation of the present invention, a specific high-frequency code error pattern on a decoded code sequence limited by the configuration of the recording / reproducing system channel and the maximum likelihood sequence decoding method (decoder) An event is set in advance as a predetermined code error pattern (code error syndrome), and the error correction code string generation circuit 304a converts an input recording code string 302 into recording code string blocks 302a, 302b, and 302c each having a predetermined code length. .., And the decoding error event of the set high-frequency code error pattern (code error syndrome) is recorded for each recording code sequence block. Each recording code sequence block 302a, 302b, 302c. In order to detect and correct up to a predetermined number within the code sequence unit (first code error detection and correction process), Against recording code sequence block, performs error correction coding. When the error correction encoding to be realized is based on systematic encoding that is often used for this type of error correction encoding, such as cyclic redundancy encoding, each recording code sequence block 302a, 302b is generally used. , 302c... Corresponding to error check redundant code strings (first error correction code strings) 303a, 303b, 303c. The error correction code string insertion circuit 304b divides the input recording code sequence 302 into recording code sequence blocks 302a, 302b, 302c... And in many cases, immediately after each recording code sequence block 302a, 302b, 302c. Are sequentially inserted into error check redundant code sequences (first error correction code sequences) 303a, 303b, 303c,... Corresponding to the recording code sequence block generated and output from the error correction code sequence generation circuit 304a. This is output as a channel recording code sequence 305. The error correction code string insertion circuit 304b can be easily configured by a delay memory circuit that delays the input recording code series 302 in units of recording code series blocks 302a, 302b, 302c. Further, when the error correction coding to be realized is systematic coding such as convolutional coding, redundancy for error checking is added to each recording code sequence block 302a, 302b, 302c. In this state, it is output from the error correction code string generation circuit 304a and sequentially output as a channel recording code sequence 305. In this way, the channel recording code sequence 305 to which the recording code sequence 302 is subjected to error correction coding or to which an error check redundant code sequence (first error correction code sequence) is added is recorded in the recording / reproducing system. Supplied to channel 306. The configuration of the recording / reproducing system channel 306 specifically differs depending on the information recording / reproducing system to which the present invention is to be implemented, but generally, the recording signal processing system 306a, recording head 306b, recording medium 306c, reproducing head 306d The reproduction signal processing system 306e is used. As an example, the recording signal processing system 306 a includes a code processing circuit 307 a that performs predetermined code processing such as precoding on the channel recording code sequence 305, and a code signal conversion circuit that converts the channel recording code sequence 305 into a recording signal sequence 308. 307b, a recording signal processing circuit 307c for performing predetermined signal processing such as recording signal correction processing on the recording signal series 308, a recording signal amplifier 307d, and the like. The recording signal sequence 306f output through the recording signal processing system 306a is supplied to the recording head 306b, whereby the channel recording code sequence 305 is recorded on the recording medium 306c.
[0047]
Information of the channel recording code sequence 305 recorded in the recording process as described above is extracted as a reproduction signal sequence 306g from this output using the reproduction head 306d in the reproduction process, and is supplied to the reproduction signal processing system 306e. Predetermined processing. As an example, the reproduction signal processing system 306e includes a reproduction signal amplifier 308a that amplifies an input reproduction signal sequence 306g, a variable gain amplification circuit 308b that compensates for signal amplitude variation of the reproduction signal sequence 306g, and a reproduction signal sequence 306g. Filter circuit 308c for removing unnecessary (high frequency) noise (high frequency cutoff), sampling circuit (analog / digital converter) 308d for discretizing and quantizing the analog reproduction signal series 306g into digital signal values, reproduction It comprises an equalization processing circuit 308e for performing signal waveform equalization processing on the signal series 306g, and reproduces a gain control signal 308g for the variable gain amplification circuit 308b, a sample timing control signal 308h for the sampling circuit 308d, etc. Tie for reproducing and extracting from information of signal series 306g Such ring play-gain control circuit 308f is also often included. The reproduction signal sequence 306e subjected to the above processing by the reproduction signal processing system 306e is output as a decoded signal sequence 309 and supplied as an input of the maximum likelihood sequence decoding circuit 310. The maximum likelihood sequence decoding circuit 310 performs decoding processing by the maximum likelihood sequence estimation method as described above, and outputs a decoded code sequence 311 as a decoding result. At this time, the decoding code sequence 311 may be subjected to predetermined code processing such as post-code processing as necessary. The output of the maximum likelihood sequence decoding circuit 310 includes a first error detection and correction processing circuit (first error correction circuit) corresponding to the first error correction coding circuit (first error correction encoder circuit) 304 in the recording process. Correction decoder circuit) 313 is provided. In the first error detection / correction processing circuit (first error correction decoder circuit) 313, a decoded code sequence 311 corresponding to the recording code sequence blocks 302a, 302b, 302c,. The first code error detection / correction process is performed on each of the decoded code sequence blocks 311a, 311b, 311c. That is, the first error detection / correction processing circuit (first error correction decoder circuit) 313 synchronously supports error check redundant code sequences (first error correction code sequences) 303a, 303b, 303c,. Decoding error check redundant code sequences (first error correction code sequences) 312a, 312b, 312c,... On the decoded code sequence 311 to be used, A predetermined first code error detection and correction process is performed. In the configuration example of the present embodiment, the first error detection / correction processing circuit (first error correction decoder circuit) 313 includes a code error check correction circuit 313a and an error check redundant code sequence removal circuit 313b. The code error check and correction circuit 313a converts the input decoded code sequence 311 into recording code sequence blocks 302a, 302b, 302c... (Decoded code sequence blocks 311a, 311b, 311c...) And error check redundant code sequences 303a, 303b, 303c. (Decoding error check redundant code sequences 312a, 312b, 312c,...), And the decoded code sequence blocks 311a, 311b, 311c,. The error code inspection based on the first code error detection and correction process is performed. The error check redundant code sequence removal circuit 313b converts the input decoded code sequence 311 into recording code sequence blocks 302a, 302b, 302c (decoded code sequence blocks 311a, 311b, 311c...) And error check redundant code sequences 303a, 303b, 303c... (Decoding error check redundant code string 312a, 312b, 312c...), And the decoded error check redundant code string 312a, 312b, 312c. Then, only the decoded code sequence blocks 311a, 311b, 311c... After being subjected to the error check correction by the code error check correction circuit 313a are used as the corrected decoded code sequence 314 of the continuous code time series at a predetermined code reproduction speed. Output. The error check redundant code sequence removal circuit 313b can be easily configured by a delay storage circuit that delays an input code sequence in units of decoded code sequence blocks 311a, 311b, 311c. Further, when the error correction coding scheme to be realized is based on non-systematic coding, the redundancy for error checking is in a form inherent in each decoded code sequence block 311a, 311b, 311c. One error detection / correction processing circuit (first error correction decoder circuit) 313 separates an input decoded code sequence 311 into decoded code sequence blocks 311a, 311b, 311c,. Are subjected to a predetermined error correction process, and the decoded code sequence block after the error correction process is output as a corrected code sequence 314 of a continuous code time series at a predetermined code reproduction speed. (The error check redundant code sequence removal circuit 313b is in the form inherent in the code error check correction circuit 313a.) Also, as in a known example described later, decoded code sequence blocks 311a, 311b, 311c,. Even when the code strings 312a, 312b, 312c,... Are separated and recorded / reproduced, the first error detection / correction processing circuit (first error correction decoder circuit) 313 is .., The decoded code sequence 311 is separated into decoded code sequence blocks 311a, 311b, 311c..., And a decoding error check redundant code sequence (first error correction code) corresponding to each decoded code sequence block input simultaneously. Sequence) 312a, 312b, 312c... Are used for the decoded code sequence block to perform error correction processing, and the decoded code sequence block after error correction processing is performed. The click, as correction decoding code sequence 314 consecutive code time series, and outputs a predetermined symbol recovery speed. (The function of the error check redundant code sequence removal circuit 313b is not required.) Finally, the corrected decoded code sequence output via the first error detection / correction processing circuit (first error correction decoder circuit) 313. 314 is input to the demodulation processing circuit 315 (recording code demodulation processing), and through this, the code conversion processing corresponding to the code conversion processing in the encoding / modulation processing circuit 301 (recording code modulation processing) in the recording process is performed. The decoded code sequence 316 corresponding to the original information code sequence 300 is reproduced. The above is the outline of the first basic embodiment of the present invention in FIG. In the implementation of the present invention, since the first code error check and correction process is premised on the use of the decoding error characteristic of the maximum likelihood sequence decoder 310, generally, as shown in FIG. The decoded code sequence 311 decoded and output from the likelihood sequence decoder 310 is input to the first error correction encoding circuit (first error correction encoder circuit) 304 without logically changing the code order. Or entered directly. The processing such as the above-described postcode only performs constant processing sequentially on each code without logically replacing or replacing the code order of the decoded code sequence 311. Therefore, before and after the processing, the decoding error syndrome can correspond one-to-one, is not spread on the code sequence, and does not perform an operation of changing the logical order. In accordance with the principle of the invention, a first error correction coding circuit (first error correction encoder circuit) 304 as a first code error check and correction means is connected to a maximum likelihood sequence decoder 310 as a decoding means. The point which takes this structure is the structural feature of the present invention. This often results in embodiments in which the invention is implemented with integrated circuits, where both are mounted on a single integrated circuit.
[0048]
FIG. 2 is a diagram for explaining the flow of the code sequence in the first basic embodiment of FIG. The information code sequence 300 recorded and reproduced in the present invention is converted into the recording code sequence 302 by the recording code modulation processing in the encoding / modulation processing circuit 301, and then the first error correction coding circuit (first (Error correction encoder circuit) 304 is divided into recording code sequence blocks 302a, 302b, 302c,... Of a predetermined code length, and error check redundant code sequences (first codes) are recorded for the respective recording code sequence blocks 302a, 302b, 302c,. (One error correction code sequence) 303a, 303b, 303c... The generated error check redundant code sequence (first error correction code sequence) 303a, 303b, 303c... Is placed at a predetermined recording position corresponding to the recording code sequence block, and the recording code sequence blocks 302a, 302b. , 302c... If the error check redundant code string (first error correction code sequence) 303a, 303b, 303c,... Can be reproduced together while corresponding to the recording code sequence block, they are recorded in a separated form. Although reproduction processing may be performed, in many cases, recording / reproduction processing is performed as a batch code sequence. In this case as well, error check redundant code sequences (first error correction code sequences) 303a, 303b, 303c... Are recorded on and reproduced from the recording code sequence 302 in correspondence with the recording code sequence block. In many cases, it is inserted / added immediately before / after the recording code sequence block or at a predetermined code position inside. Most generally, each error check redundant code sequence (first error correction code sequence) 303a, 303b, 303c,... Is generated and processed with reference to the recording code sequence block. In addition, each is inserted and added to the code position immediately after the recording code sequence. This is a processing delay even when performing error correction processing on the decoded code sequence block using each error check redundant code sequence (first error correction code sequence) 303a, 303b, 303c. The correction processing efficiency is the best by shortening the time. Each of the error check redundant code sequences (first error correction code sequences) 303a, 303b, 303c,... Is configured as a check redundant code sequence with an extremely low redundancy and a very short code length according to the principle of the present invention. Therefore, even if the encoding / modulation processing circuit 301 adds a predetermined constraint condition such as a run length limit to the recording code sequence 302 after being added in a distributed manner, this constraint condition is greatly hindered. It will not be. Further, since the configuration of the error check redundant code sequence (first error correction code sequence) 303a, 303b, 303c,... Is relatively simple and has a short code length, for example, a simple guard code is used when configuring this. It is also possible to generate error check redundant code sequences (first error correction code sequences) 303a, 303b, 303c,... When the generated error check redundant code sequence (first error correction code sequence) 303a, 303b, 303c,... Is relatively long, and it becomes a problem to destroy the above code constraint condition by inserting and adding it. Can be avoided by dividing each error check redundant code string (first error correction code sequence) into a plurality of parts and inserting / adding them at predetermined recording positions and code positions. . A recording code sequence 302 into which error check redundant code sequences (first error correction code sequences) 303a, 303b, 303c,... Are inserted is supplied as a channel recording code sequence 305 to a recording / reproducing system channel 306 and recorded. It is processed. Each recording code sequence block 302a, 302b, 302c,... Is a series of code sequence blocks that are successively decoded by a single maximum likelihood sequence decoder 310 in the reproduction process, as will be described later. Therefore, in the normal recording / reproducing mode, the channel recording code sequence 305 is recorded / reproduced in this code order, and is recorded on the recording medium 306c at physically continuous recording positions in this code order and code form. Will be. Such recorded code forms on the medium illustrate the practice of the present invention. The decoded code sequence 311 output from the maximum likelihood sequence decoder 310 also has a code form similar to that of the channel recording code sequence 305, and the decoded code sequence blocks 311a, 311b, corresponding to the recording code sequence blocks 302a, 302b, 302c,. 311c, and immediately after the decoded code sequence block, the decoded error check redundant code sequence (first error correction code sequence) corresponding to the error check redundant code sequence (first error correction code sequence) 303a, 303b, 303c. (Sequence) 312a, 312b, 312c... The first error detection / correction processing circuit (first error correction decoder circuit) 313 uses the decoded error check redundant code sequence (first error correction code sequence) 312a, 312b, 312c. After the first error code detection and correction process is performed on the sequence block, only the decoded code sequence blocks 311a, 311b, 311c,... Are output as the corrected decoded code sequence 314. In the demodulating circuit 315 (recording code demodulating process), a code conversion process corresponding to the recording code modulation process is performed on this, and the decoded code sequence 316 corresponding to the original information code sequence 300 is reproduced.
[0049]
The implementation of the present invention described above can take various forms depending on the target information recording / reproducing method, information recording / reproducing apparatus, and recording / reproducing system channel. Further, as described above, the details of the configuration of the invention in FIG. 1 are also changed by means of error code detection / correction coding and correction processing used in the first error detection / correction processing. The basic feature is that a first error correction encoding circuit (first error correction encoder circuit) 304 is a recording code sequence block 302a, 302b, 302c in which a recording code sequence 302 is a code sequence unit of a predetermined code length. Are logically separated into each of the recording code sequence blocks, and the first error correction encoding process is performed on each recording code sequence block, which is then output, and the first error correction processing circuit ( The first error correction decoder circuit) 313 logically separates the decoded code sequence 311 into decoded code sequence blocks 311a, 311b, 311c,. system The block, after straining facilities the first error detection and correction processing is that for output. Check redundancy for error detection and correction generated in the first error correction coding circuit (first error correction encoder circuit) 304, that is, error check redundant code string (first error correction code sequence) 303a. , 303b, 303c,... Are added to the recording code sequence 302 (information code sequence) as shown in FIG. 1 in many embodiments, but this includes means for managing only the correspondence between each other. They may be handled separately from each other and recorded and reproduced by different recording media 306 c and different recording / reproducing channels 306. According to the principle of implementation of the present invention, check redundancy for error detection and correction generated in the first error correction coding circuit (first error correction encoder circuit) 304, that is, an error check redundant code string (first error correction code string) The size of one error correction code sequence (303a, 303b, 303c,...) Can be made extremely small relative to the size of the information code to be recorded / reproduced. It is reasonable to separate the code strings (first error correction code sequences) 303a, 303b, 303c... And record / reproduce them in consideration of processing efficiency, hardware costs, or recording / reproduction costs. There are many cases. Recording code sequence blocks 302a, 302b, 302c... And error check redundant code sequences (first error correction code sequences) 303a, 303b, 303c... Are recorded on different recording positions on the same recording medium 306c and on the same recording / reproducing apparatus. A plurality of recording / reproducing devices of the same type and a plurality of recording / reproducing means of the same type (for example, a plurality of magnetic disk devices) or different types of recording / reproducing devices and recording / reproducing means (for example, the magnetic recording device) Various forms such as recording the device and the latter in the semiconductor memory means / device) can be implemented. In addition, it is possible to realize a form in which the two pieces of information recorded separately are simultaneously reproduced by a plurality of transducers (reproducing heads 306d), or are reproduced by being temporally separated by the same transducer (reproducing head 306d). . The most rational and economical embodiment is realized by combining the information recording / reproducing method and the information recording / reproducing apparatus or the combination of different information recording / reproducing methods and information recording / reproducing apparatuses. . Further, the second basic feature of the above-described embodiment configuration is that each sequence of the decoded code sequence blocks 311a, 311b, 311c,... Is always physically continuous from the specific maximum likelihood sequence decoder 310. A method of separating the recording code sequence blocks 302a, 302b, 302c,... From the recording code sequence 302 corresponding to the units of the decoded code sequence blocks 311a, 311b, 311c,. Is the point to be determined.
[0050]
FIG. 3 shows a second basic embodiment for clarifying the second feature, and the present invention in the case where a single recording code sequence 302 is recorded / reproduced by a plurality of recording / reproduction system channels 306. An example is shown. Here, a plurality of recording / reproducing system channels as shown in FIG. 3, including an information recording / reproducing method and an embodiment of the information recording / reproducing apparatus, in which a plurality of the above-described target information can be separated and recorded and processed at the same time. An embodiment is shown in which 306 is provided and these units operate simultaneously for one recording / playback processing unit. In this way, a single information code sequence 300 is separated and recorded / reproduced by a plurality of recording / reproducing system channels 306 by a multiplexer circuit (code sequence selection circuit) 348a and a demultiplexer circuit (code sequence selection circuit) 348b. In the case of an information recording / reproducing method or information recording / reproducing apparatus in which each channel output is decoded in parallel or separated by a plurality of maximum likelihood sequence decoders 310, each maximum likelihood sequence decoding is performed. The first error detection and correction processing by the first error correction encoding circuit (first error correction encoder circuit) 304 is logically performed on the decoded code sequence 311 output from the generator 310. The code sequence 311 is applied independently while maintaining the physical code output order. This is because the principle of the present invention uses the nature of the decoding sequence error of the maximum likelihood sequence decoder 310 as described above.
[0051]
Therefore, in many embodiments in such a case, the first error detection is independently performed for each output of the maximum likelihood sequence decoder 310 connected to each recording / reproducing system channel 306 as shown in FIG. A correction processing circuit (first error correction decoder circuit) 313 is provided. (Each sequence may be provided independently from the encoding / modulation processing circuit 301.) Then, the decoding code sequence 311 serially output from each maximum likelihood sequence decoder 310 is maintained in a predetermined code order. The first error detection and correction process is performed. At this time, the decoding code sequence 311 from the maximum likelihood sequence decoder 310 connected to each recording / reproducing system channel 306 is independently set to a decoding code sequence block 311a, 311b, 311c,. Then, a predetermined first error detection and correction process is performed on each decoded code sequence block. In the recording process, the information code sequence 300 is separated into a plurality of sequences for supply to a plurality of recording / reproducing channels 306, and then a first error correction coding circuit (first .., 304 is used to separate each sequence into recording code sequence blocks 302a, 302b, 302c... Corresponding to the decoded code sequence blocks 311a, 311b, 311c. Is supplied to each recording / reproducing system channel 306 to perform recording processing. In this embodiment, a first error correction coding circuit (first error correction encoder circuit) 304 and a first error detection correction processing circuit (first error correction decoder circuit) 313 are connected to a recording / playback channel. Although a plurality of independent units are provided for each 306, it is possible to realize an equivalent processing method and configuration by a single circuit and means. As described above, in the present invention, in order to effectively use the decoding error characteristic of the maximum likelihood sequence decoder 310, the decoded code sequence 311 from the maximum likelihood sequence decoder 310 is not changed in code order. The embodiment supplied to the error correction encoding circuit (first error correction encoder circuit) 304 is effective. Therefore, in many embodiments, as in the example of FIG. 1 or FIG. 3, the output of the decoded code sequence 311 from the maximum likelihood sequence decoder 310 is a first error correction coding circuit (first error correction coding circuit). The encoder circuit) 304 is directly connected to or close to the input. Since there is a code conversion process between the two, in many cases, the code error pattern (code error syndrome) to be set increases in the first error correction encoding process and the first error detection correction process. , Processing becomes impossible, or error encoding / correction processing, first error correction encoding circuit (first error correction encoder circuit) 304 and first error detection correction processing circuit (first error correction) This is because the decoder circuit 313 becomes extremely complicated. Therefore, as seen in the above first and second embodiments, predetermined code constraint conditions such as run-length restriction on the channel recording code sequence 395 in information recording / reproduction to which the present invention is applied. When a recording code modulation process and a recording code demodulation process for adding a constraint condition are required, the recording code modulation process for the information code sequence 300 is performed before the first error correction encoding process is performed. The recording code demodulating process for the code sequence 311 is effectively performed after the first error code detection / correction process. Therefore, in the implementation of the present invention, the first code error check and correction process is based on the assumption that the decoding error characteristic of the maximum likelihood sequence decoder 310 is used. Therefore, as shown in FIG. The decoded code sequence 311 decoded and output from the maximum likelihood sequence decoder 310 logically changes the code order with respect to the first error correction encoding circuit (first error correction encoder circuit) 304. It is input without it, or it is input directly. In accordance with the principle of the invention, a first error correction coding circuit (first error correction encoder circuit) 304 as a first code error check and correction means is connected to a maximum likelihood sequence decoder 310 as a decoding means. This configuration is a structural feature of the present invention. As described above, when the present invention is implemented by an integrated circuit, it often results in an embodiment in which both are mounted on a single integrated circuit.
[0052]
FIG. 4 shows a third basic embodiment of the present invention. In this embodiment, in the recording process, the second error correction encoding circuit (second error correction encoder circuit) 317 for the information code sequence 300 is replaced with the first error correction encoding circuit (first error correction code). Device circuit) 304 before the second error correction coding process. In the reproduction process, a second error detection correction processing circuit (in order to perform the second error code detection correction processing corresponding to the second error correction encoding processing on the reproduction code sequence 316 before output) (Second error correction decoder circuit) 318 is placed after the first error correction encoding circuit (first error correction encoder circuit) 313. The second error correction coding process and the second error code detection / correction process are the same as the first error code detection / correction process (the specific error code event of the set predetermined code error syndrome in the above embodiments). In addition to decoding error events that cannot be detected and corrected in a process that detects and corrects up to a predetermined number of occurrences), or other than random noise factors that can occur in the actual recording / reproduction process It is provided for the purpose of obtaining a desired recording / reproducing reliability by relieving a decoding error event which cannot be predicted.
[0053]
According to the implementation principle of the present invention, the probability of occurrence of error code events of code error syndromes not subject to correction in the first error code detection and correction process, and a predetermined number (error detection and correction capability in a single decoded code sequence block) The occurrence probability of error code events exceeding ()) is relatively low, so in the present invention, decoding error events that cannot be corrected by the first error code detection / correction processing or error correction processing are performed. It is noted that the probability that a decoding error event occurs continuously or frequently in a plurality of decoded code sequence blocks is extremely small. Therefore, in the present embodiment, in the recording process, for example, on the information code sequence 300 that is continuously recorded and reproduced in one operation unit of recording and reproduction processing such as a sector unit in the disk device and a block unit in the tape device. Code sequence unit (recording frame) or a code sequence unit on the information code sequence 300 corresponding to a plurality of batch recording code sequence blocks 302a, 302b, 302c. A processing unit (information code frames 319a, 319b, 319c,...) In correction coding and second error code detection and correction processing. In the recording process, the second error correction encoding circuit (second error correction encoder circuit) 317 performs the second error correction on the information code sequence 300 on each of the information code frames 319a, 319b, 319c,. Error correction coding processing is performed, or error check redundant code strings (second error correction code sequences) 320a, 320b, 320c,. In the reproduction process, the second error detection / correction processing circuit (second error correction decoder circuit) 318 reproduces reproduction code frames 325a, 325b corresponding to the information code frames 319a, 319b, 319c,. 325c... As a processing unit, decoded error check redundant code sequence (second error correction code sequence) decoded corresponding to error check redundant code sequence (second error correction code sequence) 320a, 320b, 320c. 326 a, 326 b, 326 c... Are used for the reproduction code frame 325, the second error code detection and correction process is performed, and this is output as a final reproduction code sequence (1) 316 a.
[0054]
As described above, the second error correction encoding process and the second error code detection correction process are intended to correct a non-correctable or uncorrectable code event in the first error code detection correction process, Such code error events include many burst-like code error events due to a decoding error propagation phenomenon in the maximum likelihood sequence decoder 310. In addition, the occurrence of error code events exceeding the predetermined number (correction capability of the first error code detection / correction process) is treated as a set of multiple error events, and is erroneously corrected by the first error code detection / correction process. The resulting error event is also a relatively long code error event. In addition, decoding error events due to factors other than the random noise factors that occur in practice in recording and playback devices (defects on recording media and partial defects in the playback signal sequence) are also relatively low in probability, but are predicted during high-density recording. It is necessary to assume a difficult burst code error event having a very long code length. In view of the above, the second error correction coding process and the second error code detection correction process have various code errors compared to the first error correction coding process and the first error code detection correction process. It is necessary to apply a relatively strong error correction coding correction method such as a Reed-Solomon code for a long code error event taking a syndrome as a target of correction processing. In the known technique, such a powerful error correction coding correction method generally requires a code structure having a complicated and high check redundancy, and an error check configured and added to the information code sequence 300 by coding. Redundancy required for redundant code strings (second error correction code sequences) 320a, 320b, 320c,... In the present invention, the second error correction encoding process and the second error code detection correction process are performed from the nature of the occurrence probability of the code error event to be corrected in the second error correction encoding process as described above. Compared with the first error correction coding process and the first error code detection and correction process, a relatively long code string unit on the information code sequence 300 (information code frames 319a, 319b, 319c... And reproduction code frame 325a, 325b, 325c, etc. Thereby, it is possible to avoid a decrease in recording / reproduction efficiency and a complicated error correction coding and correction process due to an increase in the check code redundancy. Random short code errors that occur frequently are the first errors of relatively low redundancy that are distributedly encoded on the recording code sequence 302 in units of recording code sequence blocks. A long code error that occurs in a relatively low frequency continuous burst is a second error correction code that uses a long information code frame 319 as a unit of correction processing. In this way, correction processing is performed using a strong (high redundancy) error correction code, and the first error correction encoding and the first error code detection correction processing, By using the error correction coding and the second error code detection / correction processing in a complementary manner, in the second error code detection / correction processing, the burden on the correction processing and the correction capability for a wide range of random decoding errors are corrected. Loss can be avoided, and the optimal configuration of error correction coding / correction processing with an emphasis on the correction target for long burst decoding error events can be facilitated. Therefore, it is possible to effectively and efficiently improve the error correction efficiency and decoding reliability in the entire recording / reproducing process, and without using the first error code detection / correction process as in the past, the second error In contrast to the case where the same decoding reliability is to be ensured only by the code detection and correction process, the required error check redundancy can be kept low, and an efficient error detection and correction means in information recording and reproduction can be realized. The configuration method of the error correction code and the second error code detection / correction process in the second error correction encoding process are not described in detail here because they can be realized by a known technique. The processing capability required for the processing and the second error code detection / correction processing, the configuration of the error correction code, the code length of the information code frames 319a, 319b, 319c,... Appropriate settings can be made according to the live channel and device and the desired information recording / reproduction reliability. As seen in the present embodiment, in information recording / reproduction to which the present invention is applied, a recording code modulation process and a recording code for adding a predetermined code constraint condition such as run length restriction or a constraint condition on the channel recording code sequence 305 When demodulation processing is required, since the error check redundant code string in the second error correction coding is relatively long, the second code for the information code sequence 300 is used to hold the code constraint condition and the constraint condition. An embodiment in which the recording code modulation process is performed after the error correction coding process is performed and the recording code demodulation process is performed on the decoded code sequence 311 and then the second error code detection and correction process is performed. A second error correction encoding circuit (second error correction encoder circuit) 317 is placed in front of the encoding / modulation processing circuit 301, and a second error code detection correction processing circuit ( Form second error correction decoder circuit) 318 is arranged downstream with respect to the demodulation processing circuit 315 is often taken in the form of a simple practical implementation.
[0055]
FIG. 5 is a diagram for explaining the flow of the code sequence in the third basic embodiment of FIG. The information code sequence 300 recorded and reproduced in the present invention is first input to a second error correction encoding circuit (second error correction encoder circuit) 317 provided in advance, and a predetermined information code frame 319 is processed. As a unit, the second error correction encoding process as described above is performed. When the second error correction coding is systematic error correction coding such as Reed-Solomon coding, the information code frames 319a, 319b, 319c,... Have error check redundancy. Error check redundant code sequences (second error correction code sequences) 320a, 320b, 320c,... Are generated and placed at predetermined recording positions corresponding to the information code frame 319 on the information code sequence (1) 300a. Both are recorded and played back. As in the case of the error check redundant code sequence (first error correction code sequence) 303a, 303b, 303c... In the first error correction encoding, the error check redundant code sequence (second error correction code sequence). 320a, 320b, 320c... May be recorded / reproduced in the form of being separated as long as they can be recorded / reproduced together with the corresponding information code frame 319. Even if both are recorded and reproduced at different recording positions, recording media, recording devices and recording means, or are recorded and reproduced by different recording / reproducing channels, the present invention is implemented. Although possible, in many cases, both are recorded and reproduced as a batch of code sequences as shown in FIG. Also in this case, the error check redundant code sequence (second error correction code sequence) 320a, 320b, 320c... Is added to a predetermined code position if it can be recorded / reproduced in correspondence with the information code frame 319 on the information code sequence. However, in many cases, it is inserted / added immediately before / after the information code frame 319 or inside a predetermined code position. Most generally, each error check redundant code sequence (second error correction code sequence) 320a, 320b, 320c... Is generated and processed with reference to the information code frame 319. 1) Insertion is added to the code position immediately after the information code frame 319 on 300a. In the reproduction process, a second error code detection / correction process is performed on the information code frame 319 using each error check redundant code string (second error correction code sequence) 320a, 320b, 320c. Even in this case, the processing delay is shortened, and the correction processing efficiency is the highest. However, some code constraint condition has already been added to the information code sequence 300 input to the second error correction encoding circuit (second error correction encoder circuit) 317, and the error check redundant code sequence (Second error correction code sequence) 320a, 320b, 320c,..., And when it becomes a problem that this is destroyed, each error check redundant code sequence (second error correction code sequence) This can be avoided by dividing 320a, 320b, 320c,... Into a plurality of pieces and distributing and inserting them at predetermined recording positions and code positions in the information code frame 319. In many cases, the information code on the information code sequence (1) 300a output from the second error correction encoding circuit (second error correction encoder circuit) 317 as in the embodiment of FIG. After inserting / adding error check redundant code strings (second error correction code sequences) 320a, 320b, 320c,... At predetermined code positions corresponding to the frames 319a, 319b, 319c,. The recording code modulation process is performed.
As shown in FIG. 5, when the encoding / modulation processing circuit 301 is provided and the code conversion process is performed, each information code frame 319a, 319b, 319c,... Is added by adding a predetermined code constraint condition or code redundancy. On the recording code sequence 302, code conversion is performed corresponding to the recording code frames 321a, 321b, 321c. Further, error check redundant code sequences (second error correction code sequences) 320a, 320b, 320c,... Correspond to error check redundant code conversion sequences (second error correction code sequences) 322a, 322b, 322c,. Code conversion. (If the encoding / modulation processing circuit 301 is not provided, the information code frames 319a, 319b, 319c... And the recording code frames 321a, 321b, 321c. The conversion strings 322a, 322b, 322c,... Coincide with each other.) The first error correction encoding circuit (first error correction encoder circuit) 304 is similar to the embodiment of FIGS. The recording code frames 321a, 321b, 321c,... Are separated into recording code sequence blocks, and a first error correction encoding process is performed on each of the recording code sequence blocks. In the present embodiment, the first error correction encoding process is not performed on the error check redundant code conversion sequence (second error correction code sequence) 322a, 322b, 322c,... The error check redundant code conversion sequence (second error correction code sequence) 322a, 322b, 322c,... Is subjected to a first error correction encoding process and a subsequent first error code detection / correction process. There may be. In this case, each recording code frame (information sequence part) 300a, 300b, 300c... And the error check redundant code conversion sequence (second error correction code sequence) 320a, 320b, 320c. Assuming that recording code sequence blocks 302a, 302b, 302c,... Of a predetermined length are set, a first error correction encoding process and a first error code detection correction process for each separated recording code sequence block In addition, as shown in FIG. 5, only the recording code frames (information sequence sections) 300a, 300b, 300c,... Are separated into recording code sequence blocks 302a, 302b, 302c,. The first error correction encoding process and the first error code detection correction process for each are performed, and the error check redundant code conversion sequence (first Error correction code sequences) 320a, 320b, 320c,..., Independently, depending on the case, may be separated into blocks of a predetermined code length, and the same first error correction coding process and first error may be performed. A code detection correction process may be performed.
[0056]
As described above, error check redundant code sequences (first error correction code sequences) 303a, 303b, 303c... And error check redundant code conversion sequences (second error correction code sequences) 322a, 322b, 322c. The added channel recording code sequence 305 is supplied to the recording / reproducing system channel 306 and subjected to recording processing. In the normal recording / reproducing mode, the channel recording code sequence 305 is recorded / reproduced in this code order, and is also recorded on the recording medium 306c at physically continuous recording positions in this code order and code form. It will be. Such recorded code forms on the medium illustrate the practice of the present invention. The decoded code sequence 311 output from the maximum likelihood sequence decoder 310 also takes the same code form as the channel recording code sequence 305, and in addition to the code form of the decoded code sequence 311 in the embodiment of FIG. , 321b, 321c,..., 321a, 323b, 323c,... Immediately after the decoded code frame 323, an error check redundant code conversion sequence (second error correction code sequence) 322a, .., 322b, 322c,..., A code sequence form to which decoding error check redundant code conversion sequences (second error correction code sequences) 324a, 324b, 324c,. In the first error detection / correction processing circuit (first error correction decoder circuit) 313, in each decoded code frame 323a, 323b, 323c,..., Decoding error check redundant code string (first error correction code sequence) 314a. 314b, 314c, etc., the first error code detection / correction process is performed on the decoded code sequence block. Thereafter, the decoded error check redundant code sequence (first error correction code sequence) 312a, 312b, 312c... Is excluded, and the corrected decoded code sequence 314 is output. On the other hand, the demodulation processing circuit 315 (recording code demodulation processing) performs code conversion processing corresponding to the recording code modulation processing. The decoded code frames 323a, 323b, 323c,... On the corrected decoded code sequence 314 are code-converted into reproduction code frames 325a, 325b, 325c,. 324a, 324b, 324c,... Are code-converted into decoded error check redundant code sequences (second error correction code sequences) 326a, 326b, 326c,... To obtain a reproduction code sequence (1) 316a. In the second error detection / correction processing circuit (second error correction decoder circuit) 318, on the reproduction code sequence (1) 316a, each reproduction code frame 325a, 325b, 325c,. Using the redundant code string (second error correction code sequence) 326a, 326b, 326c,..., After performing the first error code detection correction process, obtain the normal reproduction code frames 325a, 325b, 325c,. Reproduced and output as a reproduced code sequence 316. In the above description of the embodiment, when the second error correction coding means is unorganized error correction coding such as convolutional coding, an error check redundancy code string (second The error correction code series (320a, 320b, 320c,...) Are inserted and added in each information code frame 319a, 319b, 319c,. Therefore, the error check redundant code conversion sequence (second error correction code sequence) 322a, 322b, 322c..., The decoding error check redundant code conversion sequence (second error correction code sequence) 324a, 324b, 324c. The check redundant code strings (second error correction code sequences) 326a, 326b, 326c,... Are not distinguished from each other and are not subjected to recording / reproduction processing, but a second error detection / correction processing circuit (second error correction decoder circuit). In 318, the error detection redundancy inherent in each reproduction code frame 325a, 325b, 325c,... Is used to perform a second error code detection / correction process on each reproduction code frame, and this is performed as a reproduction code sequence 316. Output as.
[0057]
In general, in many information recording / reproducing methods and recording / reproducing apparatuses, the unit of the second error correction encoding process and the second error code detection / correction process is, for example, a disk device for convenience in controlling the recording / reproducing process. Code sequence units (record frames) on the information code sequence 300 that are continuously recorded / reproduced in one operation unit of recording / reproduction processing, such as a sector unit in a tape unit or a block unit in a tape device, The frame 319 is reasonable.
[0058]
FIG. 6A shows the recording code form of the recording frame, that is, the code form of the information code series 300 in this embodiment and the channel recording code series 305 continuously recorded on the recording medium 306c. On the information code sequence 300, the recording frame (information encoding unit) 326 is configured by adding a preamble 326a and a postamble 326b as necessary. In particular, the preamble 326a includes the recording frame (information encoding unit) 349. Information indicating a recording position, information for performing signal gain control / signal timing detection, learning information for adjusting the recording signal processing system 306a / reproduction signal processing system 306e, and a recording frame (information encoding unit) 349 The synchronization information indicating the start is included. In this embodiment, the recording frame (information code portion) 326 corresponds to each of the information code frames 319a, 319b, 319c,... In the embodiment of FIG. 5, but in other embodiments, the preamble 326a and the postamble 326b. In some cases, all or part of the information code frame 319 may be processed. In this embodiment, on the channel recording code sequence 305, the recording code frame 321 which is the information after the recording code modulation processing of the recording frame (information code unit) 326 is recorded code sequence blocks 302a, 302b having a predetermined code length, Divided into 302c... As shown in the embodiment of FIGS. 2 and 5, error check redundant code sequences (first error correction code sequences) 303a, 303b, 303c,... It is divided or inserted / added into a predetermined code position corresponding to the sequence block and recorded on the recording medium 306c. In this embodiment, each error check redundant code sequence (first error correction code sequence) is collectively inserted and added at the code position immediately after the recording code sequence block, and is recorded on the recording medium 306c. To be recorded.
[0059]
Further, as shown in the embodiment of FIG. 5, the error check redundant code conversion sequence (second error correction) is applied to the recording frame (information encoding unit) 326 by the second error correction encoding process and the recording code modulation process. When the (code sequence) 322 is configured, the information is divided or inserted and added to a predetermined code position corresponding to the recording code frame 321 as the information, and is recorded on the recording medium 306c. In this embodiment, each error check redundant code conversion sequence (second error correction code sequence) 322 is collectively inserted / added to the code position immediately after the recording code frame 321 to record the recording medium 306c. Recorded above. As described in the embodiment of FIG. 5, in the other embodiments, the first error correction coding is applied to the error check redundant code conversion sequence (second error correction code sequence) 322 as well. In some cases, an error check redundant code sequence (first error correction code sequence) 303 is added, and this error check redundant code conversion sequence (second error correction code sequence) 322 is included in the recording code frame 321. In some cases, the first error correction coding target. Further, as described above, when using the non-systematic error coding method, error check redundant code sequences (first error correction code sequences) 303a, 303b, 303c,... Are recorded in the corresponding record code sequence blocks 302a, 302b. , 302c... Or the error check redundant code conversion sequence (second error correction code sequence) 322 is included in the recording code frame 321. In the present embodiment, the recording frame 349 is continuously recorded on the recording medium 306c by the recording code form of the channel recording code sequence 305 as described above.
[0060]
As shown in the embodiments of FIGS. 4 and 5, in the present invention, the second error correction coding process and the second error code detection and correction process have a relatively long code error event. Therefore, error correction coding using a continuous code sequence (information symbol) having a predetermined code length, such as Reed-Solomon error correction coding, as a unit of correction processing is used. Therefore, the information code frame 319 to be processed in the second error correction encoding process is often regarded as such a sequence of information symbols 327 (for example, in units of bytes) and handled. Further, in the second error correction encoding process and the second error code detection correction process, in order to easily detect and correct a code error event having a longer code length, the second error correction encoding process The information code frame 319 to be processed is divided into n independent information symbol sequences (n is a natural number) by interleave processing in units of information symbols, and a second error correction is performed for each information symbol sequence. It is practical to perform the encoding process. FIG. 6B shows a recording code form of the information code frame 319 subjected to such interleaving processing (n = 4). In the second error correction coding process, in the information code frame 319 regarded as a sequence of information symbols 327, every (n−1) information symbols 327 are regarded as a series of sequences, and for each sequence, An error check redundant code string (second error correction code sequence) 320 is configured. As a result, while applying error correction coding with the same correction capability as the second error correction coding process, this is performed independently and in parallel on the n information symbols 327, so that the second error code detection and correction process is performed. The maximum information symbol length of burst code error correction processing in this case can be made n times. In the present embodiment, each information symbol 327 in the information code frame 319 is regarded as one continuous series by every third information symbol 327 indicated by the same diagonal line by four series of interleaving processes. In the second error correction coding process, error check redundant code strings A, B, C, and D (second error correction are performed for each of four sequences A, B, C, and D of information symbols 327. Code sequence) 328a, 328b, 328c, and 328d are configured and added to the information code frame 319 on the information code sequence (1) 300a in units of information symbols 327 in the same interleave format. In FIG. 6B, information code frames 319 are included in the information symbols 327 constituting the error check redundant code sequences A, B, C, and D (second error correction code sequences) 328a, 328b, 328c, and 328d, respectively. The same hatching as that of the information symbol 327 of the series is attached. By such an interleaving process, a code error event that continuously occurs in four information symbols 327 on the information code sequence (1) 300a is logically divided into four single information symbols 327 and corrected. Even if the second error correction encoding process having the same correction capability is used, it is possible to correct a burst code error event having a four times information symbol length by correcting the four sequences independently and in parallel. .
[0061]
FIG. 6C shows a recording code form of the information code frame 319 subjected to such interleaving processing (n = 4), that is, a code form in the channel recording code sequence 305. A channel recording code sequence 305 is obtained by performing a predetermined recording code modulation process on the information code sequence (1) 300 having the code form of FIG. 6B and then performing a first error correction encoding process. Is obtained. In this embodiment, the code length of the recording code sequence blocks 302a, 302b,... Corresponds to the code string unit of the continuous natural number of information symbols 327 constituting the information code frame 319 before the recording code modulation process. It is desirable to do. Thus, the code unit (recording code sequence block 302) of the encoding / correction processing in the first error correction encoding process and the first error code detection / correction process is recorded on the information code sequence 300 on the recording code sequence 302. And a configuration corresponding to a code sequence unit composed of natural number of code units (information symbols 327) of encoding / correction processing in the second error correction encoding processing and second error code detection / correction processing. Is preferable in linking both together for error correction coding. For example, when the error can be detected in the recording code sequence blocks 302a, 302b, 302c,... By the first error code detection and correction process but cannot be corrected, the recording code sequence blocks 302a, 302b, 302c,. In the second error code detection / correction process, the information symbol 327 or code on the information code sequence 300 and the information code sequence (1) 300a corresponding to... Thus, erasure code error correction for these information symbols 327 and the corresponding codes can be realized. This efficiently improves the error correction capability in the second error code detection and correction process. At this time, the fact that the code lengths of the recording code sequence blocks 302a, 302b, 302c,... Correspond to the continuous natural number of code units of the information symbols 327 on the information code sequence 300 is information that may contain errors. It is more preferable to indicate the symbol 327.
[0062]
Also, on the recording code sequence 302, the code unit (recording code sequence block 302) of the encoding / correction processing in the first error correction encoding processing and the first error code detection / correction processing is recorded in the recording code modulation processing or recording code. The code unit corresponding to a natural number multiple of the code processing unit of the code conversion process in the demodulating process can be configured to expand the spreading of the code error by the recording code demodulating process to the adjacent recording code sequence block 302. This is a more preferable configuration of the present invention.
[0063]
FIG. 7 shows an embodiment in which erasure error correction is performed in the second error code detection and correction process. In the first error detection / correction processing circuit (first error correction decoder circuit) 313, an error block flag 328 is set for the decoded code sequence blocks 311a, 311b, 311c,. publish. The error pointer generation circuit 329 receives this error block flag 328 and takes into account the code processing unit of the recording code demodulation processing in the demodulation processing circuit 315, and the decoded code sequence blocks 311a and 311b of the error indicated by the error block flag 328. 311c, the information symbol 327 or the code may include an error event in synchronization with the code or the information symbol 327 output from the demodulation processing circuit 315. An error symbol / error code erasure pointer 330 is issued to indicate that there is an error. The second error detection / correction processing circuit (second error correction decoder circuit) 318 performs erasure error correction on the information symbol 327 or code indicated by the error symbol / error code erasure pointer 330. This efficiently improves the error correction capability in the second error code detection and correction process.
[0064]
As described in the embodiments so far, in the information recording / reproducing method and recording / reproducing apparatus using the error correction coding provided by the present invention, the characteristic of the decoding error by the maximum likelihood sequence decoder 310 is used to specify a specific An error correction coding and error code detection / correction process specialized for a decoding error pattern sequence (code error syndrome) of a high frequency error event is provided to improve decoding reliability. This decoding error pattern sequence (code error syndrome) takes different forms depending on the transfer characteristics of the target recording / reproducing system channel 306 and the constraint condition added to the channel recording code sequence 305 by encoding / modulation processing or the like. It will be. As described in the principle of implementation of the present invention, many high-density magnetic recording / reproducing channels include the class 4 extended partial response (EPR4) channel of the binary transmission code sequence shown in FIG. Partial response characteristic polynomial Binary expressed by G (D) = (1-D) (1 + D) F (D) (D is a 1-bit delay operator, F (D) is an arbitrary characteristic polynomial) A code record partial response channel is often applied. When a binary information code is assigned to a binary signal level on a recording signal sequence and recording / reproduction is performed, such a partial response channel generally has a transmission frequency characteristic as shown in FIG. , To allow the null frequency characteristics in the DC frequency component and the maximum recording frequency (recording / reproducing code transmission required band, transmission Nyquist frequency, half of recording / reproducing code transmission frequency 1 / T) with respect to the recording signal frequency, For application to a high-density magnetic recording / reproducing system channel that requires band cut-off characteristics and narrow band transmission frequency characteristics, it has suitable transmission characteristics. In this type of partial response channel, the characteristic polynomial G (D) = (1-D) (1 + D)n The class 4 type channel form represented by (natural number n) is actively applied to a magnetic disk device or the like. When n = 1, PR4 channel, when n = 2, extended PR4 (EPR4) channel, In the case of n = 3, it is called an extended EPR4 channel, which is very well matched with a narrow-band limited high-density magnetic recording / reproducing system channel. In a recording / reproducing channel in which information is recorded at a high frequency or a high recording density, a class 4 type partial response channel channel characteristic in which the high frequency deterioration of the signal transmission frequency characteristic becomes extremely large is applied, and FIG. As shown in (2), by appropriately selecting the order n with respect to the operating conditions of the recording / reproducing system, it is possible to realize a recording / reproducing system channel with little influence of high frequency deterioration.
[0065]
Such a partial response channel adjusts the (high-frequency cutoff) filter circuit 308a and equalization processing circuit 308e of the reproduction signal processing system 306e on the recording / reproduction system channel 305 in the embodiment of FIG. Realized. In the recording / reproducing system channel 306 that realizes this kind of partial response channel characteristics, a recording signal sequence A331a (same level) having only a DC frequency component is derived from the null frequency characteristics on the transmission frequency characteristics shown in FIG. Recording corresponding to a non-inverted continuous code sequence of code values) and maximum recording frequency (transmission Nyquist frequency, 1/2 of recording / reproducing code transmission frequency 1 / T), that is, continuous signal level inversion at the recording / reproducing operating frequency of the channel When a signal sequence B331b (corresponding to a continuous inverted code sequence of binary level code values) is applied as a recording signal sequence 306f and recorded and reproduced, a reproduced signal sequence (decoded signal) at the output of the recording / reproducing system channel 306 corresponding thereto The sequence 311) has a feature that a zero value continuous signal sequence appears in any case.
[0066]
When the decoded signal sequence 311 output from such a recording / reproducing system channel 306 is decoded using the maximum likelihood sequence decoder 310, it is representatively shown as an example of the class 4 extended partial response (EPR4) channel described above. As described above, due to the common channel state transition structure, a high-frequency decoded error pattern sequence (square Euclidean distance) between reproduced signal sequences (decoded signal sequence 311) becomes small (square Euclidean distance). Code error syndrome) is concentrated on a sequence of continuously inverted code errors of a binary level code value having a code length of 1 bit or more. That is, according to the above-described notation of the decoding error pattern sequence (code error syndrome), an n-bit continuous inversion code error pattern sequence (n-bit continuous inversion code error syndrome) 332 having an n-bit (n is a natural number) continuous error code. Is “… 0 0+1 -1 +1 ... 0 0... ”(The underlined portion indicates the n-bit continuous inversion code position of +1 −1 +1...). FIG. 8B shows an n-bit continuous inversion code error pattern sequence (n-bit continuous Inverted code error syndrome) 332 shows an example of a code error event (when n = 4), which includes two channel recording code sequence A 332a and channel recording code sequence B 332b (a recording signal sequence when this is recorded). A code error event occurs between two channel recording signal patterns A333a and B333b applied as 306f (on the decoded code sequence 311 the channel recording signal pattern A333a is a channel recording signal pattern sequence). B332b or channel recording code sequence A332a is erroneously decoded as channel recording code sequence B332b.) The recording / reproducing system In the channel 306, the frequency of occurrence of each code error event with respect to the code length n of the continuous error varies depending on the influence of correlation characteristics and statistical properties such as noise that cause decoding errors, but a relatively short code length. Code error event of n n-bit continuous inversion code error pattern sequence (n-bit continuous inversion code error syndrome) 332, for example, “... 0 up to about 3 bits in code length+1 0… ”,“… 0+1 -10… ”,“… 0+1 -1 +1The code error event corresponding to “0 ...” becomes dominant in the occurrence probability.
[0067]
Therefore, for the recording / reproducing system channel 306, an error event (n-bit continuous inversion code error pattern) of a continuous inversion code sequence having such a predetermined code length of n bits (n = 1, 2, 3 bits in the above example). The first error correction coding process / error code detection / correction process is performed in such a manner that the first error correction coding circuit (first error correction encoder) ) 304 and the first error code detection / correction processing circuit (first error correction decoder) 313, correction is performed from a decoding error event having a high probability of occurrence, and effective decoding reliability can be improved.
[0068]
As described above, in this embodiment, in the first error correction coding circuit (first error correction encoder) 304, an error check redundant code string (first error correction code) configured for the recording code sequence 302 is obtained. The code sequence 303 follows a decoding error event (n-bit continuous inversion code error pattern sequence 332) of a binary level code value continuous inversion code sequence having a predetermined code length of n bits (n = 1, 2, 3 bits in the above example). Binary code decoding error events) are set to a predetermined number i (i is a natural number, in many cases, a plurality of code lengths n) in each recording code sequence block 302a, 302b, 302c. 1) It is configured to correct up to the following. The first error code detection / correction processing circuit (first error correction decoder) 313 uses the error check redundant code sequence (first error correction code sequence) 303 for the decoded code sequence 311. , A decoding error event of a binary level code value continuous inversion code sequence having a predetermined code length of n bits (n = 1, 2, 3 bits in the above example) or less (binary in accordance with an n-bit continuous inversion code error pattern sequence 332) (Code decoding error event) is equal to or less than the predetermined number i in the respective recording code sequence blocks 302a, 302b, 302c... Processing to detect and correct up to. Further, the code length of each recording code sequence block 302a, 302b, 302c... Is set to a code length that can improve the desired decoding reliability from the decoding reliability of the actual maximum likelihood sequence decoder 310. For example, from the decoding error probability of the maximum likelihood sequence decoder 310, the average number of occurrences of the decoding error event is determined by the respective recording code sequence blocks 302a, 302b, 302c... (Decoded code sequence blocks 311a, 311b, 311c. ), The code lengths of the recording code sequence blocks 302a, 302b, 302c... (Decoded code sequence blocks 311a, 311b, 311c. Thus, the decoding reliability can be improved. Further, when correcting the decoding error event of the binary level code value continuous inversion code sequence over a plurality of recording code sequence blocks 302a, 302b, 302c (decoded code sequence blocks 311a, 311b, 311c,...), It is necessary to set a predetermined code error pattern sequence (code error syndrome) set in one error correction coding including a partial sequence of the code error pattern sequence (code error syndrome). In the present embodiment, a partial sequence of a continuously inverted code error pattern sequence (continuous code error syndrome) having a predetermined code length n = 1, 2, and 3 bits set in advance is also included in this.
[0069]
In this embodiment, the decoded code sequence 311 output from the maximum likelihood sequence decoder 310, such as the channel recording code sequence A332a and the channel recording code sequence B332b shown in FIG. Is represented by a code form (binary level code or NRZ record code representation) in which a binary code is assigned to each of the two recording signal levels of the signal, and based on this code form, n bits as a high-frequency code error pattern A continuous inversion code error pattern sequence (n-bit continuous inversion code error syndrome) 332 is defined. In this n-bit continuous inversion code error pattern sequence (n-bit continuous inversion code error syndrome) 332, when the code representation form of the decoded code sequence 311 is different (for example, whether or not level inversion on the recording signal sequence 306f is a binary code) If the decoded code sequence 311 is subjected to some precoder processing as described above, it may be expressed as a different code pattern on the decoded code sequence 311. The code error pattern sequence (code error syndrome) expression in the case of (2) is also converted to 2 on the recording signal sequence 306f as shown in FIG. By converting the value level code value into a sequence error event representation, the n-bit continuous inversion code error pattern sequence (n It is possible to check that Tsu preparative continuous inversion code error syndromes) 332 and those equivalent. In the first error correction coding process and the first error code detection / correction process described in the present invention, the set code error pattern sequence (code error syndrome) is a code representation for such a decoded code sequence 311. This includes all cases of equivalent conversion through code processing, and the first error correction coding processing and the first error code detection / correction processing are expressed by a binary level code value sequence on the recording signal sequence 306f. This includes all error correction coding and detection correction processing for an error event equivalent to the above-described code error.
[0070]
Next, an embodiment using recording code modulation processing and recording code demodulation processing will be described. As is apparent from FIG. 8B, the code error event of the n-bit continuous inversion code error pattern sequence (n-bit continuous inversion code error syndrome) 332 is a continuous signal of the recording / reproducing code period T on the recording signal sequence 306f. It can occur only in the sequence portion where level inversion occurs more than (n-1) times. For example, if the continuous signal level inversion of the recording signal series 306f is limited to a maximum of 2 times, an n-bit continuous inversion code with a code length n of n = 4 bits or longer as shown in FIG. 8B. An error event of the error pattern series 332 cannot occur. From this, recording code modulation processing in the encoding / modulation processing circuit 301 performs recording so that the maximum number of continuous signal level inversions is limited to a predetermined number k (k is a natural number) on the recording signal sequence 306f. By adding a code constraint condition to the signal sequence 302, the maximum code sequence length n of the code error event of the frequently occurring n-bit continuous inversion code error pattern sequence (n-bit continuous inversion code error syndrome) 332 is expressed as (k + 1) Can be limited to: In this case, in the first error correction encoding circuit (first error correction encoder) 304, an error check redundant code sequence (first error correction code sequence) 303 configured for the recording code sequence 302 is: From the limited code length of (k + 1) bits or less, all or a part thereof is selected as a predetermined code length n bits depending on the occurrence frequency, and a binary level code of this predetermined code length n bits is selected. Decoding error events of the value continuous inversion code sequence (binary code decoding error events in accordance with the n-bit continuous inversion code error pattern sequence 332) are stored in each recording code sequence block 302a, 302b, 302c. Is a natural number, often configured to correct one of each error event to 1) or less. The first error code detection / correction processing circuit (first error correction decoder) 313 uses the error check redundant code sequence (first error correction code sequence) 303 for the decoded code sequence 311. , Decoding error event of binary level code value continuous inversion code sequence having a predetermined code length of n bits (3 bit code length in the above example) or less (binary code decoding error event according to n bit continuous inversion code error pattern sequence 332) ) Is detected and corrected up to the predetermined number i (one of each error event as described above) or less in each recording code sequence block 302a, 302b, 302c. When the maximum number k of continuous signal level inversions of the recording signal sequence 306f is limited to 2, the high-frequency n-bit continuous inversion code error pattern sequence (n-bit continuous inversion code error syndrome) 332 is at most 3 bits long. Since it is limited to the following, the first error correction coding / error detection / correction for all or part of this may be performed. Such an embodiment is effective in simplifying encoding and correction processing.
[0071]
As is clear from FIG. 8B, decoding from the channel recording code sequence A332a to the channel recording code sequence B332b under the code constraint condition in which the maximum number k of continuous recording signal level inversions is limited to 3. If an error occurs, the recording signal pattern B333b is clearly contrary to this, so that this decoding error can be avoided. If this code constraint condition is taken into consideration for the decoded code sequence 311, the maximum code sequence length n of the generated continuously inverted code error pattern sequence can be limited to k = 3 or less. In the maximum likelihood sequence estimation process in the maximum likelihood sequence decoder 310, a code constraint on the maximum number k of continuous recording signal level inversions added by the recording code modulation is taken into consideration, and a decoding code sequence 311 that is inappropriate for this is determined as the maximum likelihood. It can be easily excluded from the candidates for sequence estimation and output. At this time, the maximum code sequence length n of the frequently occurring n-bit continuous inversion code error pattern sequence (n-bit continuous inversion code error syndrome) 332 can be limited to k or less. Error events that can be subject to error detection and correction can be further limited.
[0072]
As another embodiment using the recording code modulation processing / recording code demodulation processing, there is a method in which the code constraint condition for the recording code sequence 302 is given time-variably or periodically. This is a method of providing a constraint condition only for a pattern of the recording code sequence 302 starting from a specific code time on the recording code sequence 302 or loosening the constraint condition. For example, a 4-bit continuous inversion code error When the pattern sequence is to be excluded by the recording code modulation process and the first error detection / correction process, only the maximum number k of continuous recording signal level inversions starting from a code time having a specific period on the recording code series 302 is set to 4. The maximum number k of continuous recording signal level reversals starting from other code times is limited to 3. As described above, when the decoding code sequence that does not satisfy the constraint condition is excluded from the candidates by the maximum likelihood sequence decoder 310, the above-described periodic recording code modulation processing also increases the decoding code sequence 311. The code error generation of the 4-bit length continuous inversion code error pattern sequence is allowed only at the limited four consecutive code points corresponding to the corresponding code time of the period of the above, and at the four consecutive code points corresponding to other code times, Its occurrence is limited. Therefore, the first error correction for correcting the error of the 4-bit length continuous inversion code error pattern sequence only for the periodically limited code portion where the 4-bit length continuous inversion code error pattern sequence can occur. Encoding / error code correction processing is performed. In this way, it is possible to ease the burden of adding code redundancy in the recording code modulation process by loosening the constraint conditions in a time-varying and periodic manner, and this can be compensated by the first error correction coding / error code correction process. Thus, the overall decoding reliability of the recording / reproducing system is increased.
[0073]
Further, as apparent from FIG. 8B, the decoding error event of the binary level code value continuous inversion code sequence as described above (the binary code decoding error event according to the n-bit continuous inversion code error pattern sequence 332) is Since it is apparent that the recording code sequence 302 and the decoded code sequence 311 occur only at the code portion where the continuous recording signal level inversion occurs, the recording code sequence 302 and the decoded code sequence 311 are referred to and the code sequence concerned The code location corresponding to the pattern can be limited as a position where a decoding error event of the continuous inversion code sequence can occur. FIG. 9A shows a configuration for implementing this, and in the recording process, referring to the recording code sequence 302, the location of a specific code sequence pattern in which a predetermined code error syndrome can occur is shown. A code sequence pattern matching circuit 334 for collation, a code sequence pattern pointer 335 indicating the code position of the collated code sequence pattern, and information on the code sequence pattern pointer 335 are received, and a first error for the code error syndrome is received. An encoding pointer 337 that indicates a target code position of correction encoding and an encoding pointer generation circuit 336 that generates the encoding pointer 337 are provided. In the first error correction encoding circuit (first error correction encoder circuit) 304, the first error corresponding to the code error syndrome is targeted for the code position indicated by the encoding pointer 337 on the recording code sequence 302. Apply correction coding. Similarly, in the reproduction process, with reference to the decoded code sequence 311, a code sequence pattern verification circuit 334 for verifying a specific code sequence pattern where a predetermined code error syndrome can occur, the verified code sequence The code sequence pattern pointer 335 that indicates the code position of the pattern, the information of the code sequence pattern pointer 335, and the correction pointer 339 that indicates the target code position of the first error code detection and correction process for the code error syndrome. A correction pointer generation circuit 338 is provided. In the first error code detection / correction circuit (first error correction decoder circuit) 313, the first error code corresponding to the code error syndrome is targeted for the code position indicated by the correction pointer 339 on the decoded code sequence 311. Perform detection and correction processing. The above embodiment of the present invention may implement only the recording process means for the first error correction coding, or only the reproducing process means for the first error code detection and correction process. These provide simplification of the configuration or improvement of error correction accuracy in the first error correction coding or the first error code detection and correction process.
[0074]
Further, in the recording / reproducing system channel 306 having the signal transfer characteristic characteristic having the characteristics described in FIG. 8A, that is, the recording / reproducing system channel generally represented by the above-described transfer polynomial G (D). As shown in FIG. 8C, the response signal waveform at the output of the reproduction signal processing system 306e for the single isolated signal level inversion 340 of the recording signal series 306f is intentionally given phase distortion before and after the time. It is more preferable to incline so that the asymmetric shape response signal 341 is obtained. Usually used characteristic polynomial G (D) = (1-D) (1 + D)n All of the class 4 type partial response channels represented by (natural number n) take a symmetric response signal shape. By making this an asymmetric response signal shape, the above-described high occurrence frequency of n-bit continuous The code length of the inverted code error pattern sequence (n-bit continuous inverted code error syndrome) 332 can be made probabilistic and relatively short. This is because the combination of code sequences in which the Euclidean distance between the reproduced signal sequences becomes small is stochastically reduced due to asymmetry, and this fact is an error of the first error correction coding in the implementation of the present invention. It is more preferable for improving the correction effect and simplifying the implementation. Further, such an asymmetric response signal waveform is realized on the recording / reproducing system channel 305 by adjusting mainly the (high-frequency cutoff) filter circuit 308a and the equalization processing circuit 308e of the reproducing signal processing system 306e. 8A, the response signal waveform at the output of the reproduction signal processing system 306e with respect to the inversion of the isolated recording signal level is brought close to the minimum phase transition waveform characteristic of the response signal waveform in the reproduction signal series 306g. As shown by the shape response signal channel characteristics 342, this is achieved while achieving better matching with the transmission frequency characteristics of the target recording / reproducing system channel 306 as compared to the class 4 type partial response channel described above. Is possible. In a high-density magnetic recording / reproducing apparatus, G (D) = (1-D) (1 + D) (5 + 4D + 2) is the fourth-order transfer polynomial of the partial response channel suitable for realizing this. Yes, this has the same number of channel memories as the extended EPR4 channel and is decoded by the maximum likelihood sequence decoder 310 of the same scale.
[0075]
Further, in the recording / reproducing apparatus and the recording / reproducing system, the decoding error characteristic in the maximum likelihood sequence decoder 310 is different for each recording / reproducing system or apparatus due to a difference in the recording / reproducing apparatus / conditions and use environment conditions and various disturbance factors. It often changes over time. In an actual recording / reproducing apparatus or system, a unique decoding error event that is difficult to expect can often occur due to a nonlinear physical phenomenon. In such a recording / reproducing apparatus or recording / reproducing system in which the decoding error characteristic may vary, a predetermined decoding code error pattern (code error syndrome) set in the first error correction coding / error code detection / correction processing is previously stored. It is not preferable to use a fixed one. A plurality of predetermined decoding code error patterns (code error syndromes) to be set are facilitated, statistical information of decoding error characteristics in an actual recording / reproducing apparatus or recording / reproducing system is collected, and this is appropriately selected. It is desirable to use it.
[0076]
FIG. 9B shows an embodiment in this case, a fifth basic embodiment of the present invention. In the present embodiment, a code error syndrome detection circuit 343 for detecting a code error and a decoded code error pattern (code error syndrome) on the decoded code sequence 311 output from the actual maximum likelihood sequence decoder 310 is provided. The decoded code error syndrome detection circuit 343 collates a known channel recording code sequence 305 with a decoded code sequence 311 output by recording / reproducing the recording code sequence 30 by the target recording / reproducing system channel 306, A decoding error is detected, and a decoding code error pattern (code error syndrome) is determined. The method of distinguishing the event of each decoded code error pattern (code error syndrome) is as described above, and the determined code error syndrome pattern is instructed to be output by the syndrome output signal 344. The code error syndrome totaling circuit 345 counts the frequency of occurrence of the code error syndrome instructed by the syndrome output signal 344, and the first error code corresponding to the code error syndrome having the high occurrence frequency is selected via the selection signal 346 and the selection circuit 347. An error correction coding circuit (first error correction encoder circuit) 304 and a first error detection / correction processing circuit (first error correction decoder circuit) 313 are selected from a plurality, and this is used as actual information. Used in recording / playback processing. The change of the code error syndrome in such encoding / correction processing is to select a circuit means corresponding to the code error syndrome processing candidates set in advance as shown in FIG. 9B. The first error correction encoding circuit (first error correction encoder circuit) 304 and the first error corresponding to the code error syndrome processing selected by the code error syndrome totaling circuit 345 may be used. The encoding / correction processing configuration in the detection / correction processing circuit (first error correction decoder circuit) 313 may be changed logically or programmable. By providing the means as described above, the known channel recording code sequence 302 is used as a test code sequence at the time of production of the recording / reproducing apparatus or recording / reproducing system, or before the start of the information recording / reproducing operation or during an idle period. If the optimization operation as described above is performed, the first error correction coding / error code detection / correction processing can be more effectively performed in the actual recording / reproducing apparatus.
[0077]
As described above, any of the embodiments of the present invention can be easily configured using the existing digital circuit technology, and is mounted on a single integrated circuit or divided into a plurality of integrated circuit groups. In addition, a high-speed, small, and low-power information recording / reproducing circuit can be provided. An information recording / reproducing circuit realized in such a form mounted on an integrated circuit can be easily mounted on a small portable recording / reproducing apparatus that requires higher density recording, and can improve reliability of data demodulation. Can provide. In the embodiments of the present invention, the information recording / reproducing method and the recording / reproducing circuit / device are all integrated with a recording process (recording circuit, recording device), a reproducing process (reproducing circuit, reproducing device), and a recording medium. This is not a configuration requirement for implementing the present invention. Each of them may be configured independently, and it is only necessary that the functions can be integrated as described in this embodiment. Each configuration of a recording process (recording circuit, recording device), a reproducing process (reproducing circuit, a reproducing device) and a recording medium in which the present invention is implemented includes a first error correction encoding process (encoding circuit, code) 1), first error code detection / correction processing (correction circuit, correction means), first error correction code sequence, and the like are separately included. The implementation of the invention is clear, and the functions of the present invention realized when the respective configurations are integrated are also clear. In particular, when the present invention is mounted on a semiconductor integrated circuit, there are various modes of implementation in which the configuration requirements of the present invention are separately mounted in a plurality of integrated circuit groups for convenience of integration with other realization functions. Can be taken. The scope of the present invention includes the described features of the present invention, and includes a separately configured recording process (recording circuit, recording device), reproducing process (reproducing circuit, reproducing device), recording medium, or other All forms of separation configuration are included.
[0078]
【The invention's effect】
The decoding reliability of the decoding process by maximum likelihood sequence detection can be improved by using simple circuit resources and error correction codes with low redundancy.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a diagram showing a first basic embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a diagram for explaining the flow of a code sequence in the first basic embodiment.
FIG. 3 is a diagram showing a second basic embodiment of the present invention.
FIG. 4 is a diagram showing a third basic embodiment of the present invention.
FIG. 5 is a diagram for explaining the flow of a code sequence in the third basic embodiment.
FIG. 6A is a diagram for explaining a recording code form of a recording frame in the present invention.
FIG. 6B is a diagram showing an example for explaining a recording code form of an information code frame in the present invention by n interleaving processing;
FIG. 6c is a diagram showing another example for explaining a recording code form of an information code frame in the present invention by n interleaving processing.
FIG. 7 is a diagram showing a basic embodiment of the present invention using erasure error correction processing.
FIG. 8a is a diagram showing channel response frequency characteristics of a partial response recording / reproducing system.
FIG. 8b is a diagram showing an n-bit consecutive inversion code error event in a binary partial response recording / reproducing channel.
FIG. 8c is a diagram showing a waveform shape of a reproduction response signal with respect to inversion of an isolated recording signal level.
FIG. 9a shows a fourth basic embodiment of the invention.
FIG. 9b shows a fifth basic embodiment of the present invention.
FIG. 10a is a diagram showing a flow of an information sequence in an information transmission system or a recording / reproduction system.
FIG. 10b shows an EPR4 partial response runway channel model.
FIG. 10c is a state transition diagram (binary code transmission sequence EPR4 transmission channel).
FIG. 10d is a diagram showing a trellis transition at time k (binary code transmission sequence EPR4 transmission channel).
FIG. 10e is a diagram (binary code transmission sequence EPR4 transmission path channel) showing path transition to each state at time k.
FIG. 10f is a diagram showing a state transition path example at time k to k + 4 (binary code transmission sequence EPR4 transmission path channel);
FIG. 11a is a diagram for explaining specific components for performing a Viterbi decoding process;
FIG. 11B is a diagram showing a configuration of a maximum likelihood decoder (maximum likelihood sequence decoder, Viterbi decoder) based on the Viterbi algorithm.
FIG. 12 is a trellis diagram (binary code transmission sequence EPR4 transmission channel) for explaining the maximum likelihood decoding process by surviving path sequence selection.
FIG. 13a is a first trellis diagram (binary code transmission sequence EPR4 transmission channel) for explaining a relationship between a normal path sequence and an error path sequence in a maximum likelihood decoding process;
FIG. 13b is a second trellis diagram (binary code transmission sequence EPR4 transmission channel) for explaining the relationship between the normal path sequence and the error path sequence in the maximum likelihood decoding process;
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF SYMBOLS 100 ... Transmission code sequence, 101 ... Information transmission system, 102 ... Encoder, 103 ... Modulator, 104 ... Channel, 105 ... Additional noise, 106 ... Reception signal processing circuit, 107 ... Reception (decoding input) signal sequence, 108 ... Maximum likelihood sequence decoder, 109 ... decoding code sequence, 110a, 110b, 110c ... 1-bit delay storage element, 111a, 111b, 111c ... addition / subtraction operation element, 112 ... path sequence, 112a, 112b ... state transition path (path branch) 113 ... Surviving path sequence, 114 ... Deterministic maximum likelihood sequence, 115 ... Regular path sequence, 116 ... Error path sequence, 117 ... Error path selection, 119 ... Decoding error pattern sequence, 121a ... 1-bit decoding error pattern, 121b ... 3-bit code error pattern, 122... Error path selection detection position, 200a. , 200b... ACS calculation unit, 200c... Path memory unit, 201... Square error calculation circuit, 202a to 202h .. metric storage circuit, 203 .. metric accumulating addition circuit, 204 ... comparator, 205 ... selection signal, 206 ... metric selection Circuit, 207a to 207h ... Path history storage circuit, 208, 208a to 208h ... Path history selection circuit, 300 ... Information code sequence, 300a ... Information code sequence (1), 301 ... Encoding / modulation processing circuit, 302 Recording code sequence 302a, 302b, 302c ... recording code sequence block, 303 ... error check redundant code sequence (first error correction code sequence), 303a, 303b, 303c ... error check redundant code sequence (first error correction code sequence), 304: first error correction encoding circuit (first error correction encoder circuit), 304a: error correction code Generation circuit 304b Error correction code string insertion circuit 305 Channel recording code sequence 306 Recording / reproduction system channel 306a Recording signal processing system 306b Recording head 306c Recording medium 306d Reproduction head 306e Reproduction signal Processing system, 306f ... recording signal sequence, 306g ... reproduction signal sequence, 307a ... code processing circuit, 307b ... code signal conversion circuit, 307c ... recording signal processing circuit, 307d ... recording signal amplifier, 308a reproduction signal amplifier, 308b ... variable gain Amplifying circuit, 308c (high frequency cutoff) filter circuit,
308d: sampling circuit (analog / digital converter), 308e: equalization processing circuit,
308f: Timing reproduction / gain control circuit, 308g: Gain control signal, 308h ... Sample timing control signal, 309 ... Decoded signal sequence, 310 ... Maximum likelihood sequence decoder, 311 ... Decoded code sequence, 311a, 311b, 311c ... Decoded code Sequence block, 312, 312 a, 312 b, 312 c... Decoding error check redundant code sequence (first error correction code sequence),
313: First error detection / correction processing circuit (first error correction decoder circuit), 313a: Code error check correction circuit, 313b: Error check redundant code sequence removal circuit, 314: Correction decoding code sequence, 315: Demodulation processing Circuit, 316, reproduction code sequence, 316a, reproduction code sequence (1),
317 ... second error correction coding circuit (second error correction encoder circuit), 318 ... second error detection and correction processing circuit (second error correction decoder circuit), 319, 319a, 319b, 319c ... Information code frame, 320, 320a, 320b, 320c ... Error check redundant code sequence (second error correction code sequence), 328a ... Error check redundant code sequence A (second error correction code sequence), 328b ... Error check redundancy Code sequence B (second error correction code sequence), 328c... Error check redundant code sequence C (second error correction code sequence), 328d ... Error check redundant code sequence D (second error correction code sequence), 321 , 321a, 321b, 321c ... recording code frames 322, 322a, 322b, 322c ... error check redundant code conversion sequence (second error correction code sequence), 328a ... error check redundant code Conversion sequence A (second error correction code sequence), 328b... Error check redundant code conversion sequence B (second error correction code sequence), 328c... Error check redundant code conversion sequence C (second error correction code sequence) 328d: Error check redundant code conversion sequence D (second error correction code sequence), 323, 323a, 323b, 323c ... decoded code frame, 324, 324a, 324b, 324c ... decoded error check redundant code conversion sequence (second Error correction code sequence), 325, 325a, 325b, 325c ... reproduced code frame, 326, 326a, 326b, 326c ... decoded error check redundant code sequence (second error correction code sequence), 327 ... information symbol, 328 ... Error block flag, 329, error pointer generation circuit, 330, error symbol / error code erasure pointer, 331a, recording signal sequence A, 3 1b: Recording signal sequence B, 332: n-bit continuous inversion code error pattern sequence (n-bit continuous inversion code error syndrome), 332a: Channel recording code sequence A, 332b: Channel recording code sequence B, 333a: Recording signal pattern A, 333b: Recording signal pattern B, 334: Code sequence pattern matching circuit, 335: Code sequence pattern pointer, 336 ... Encoding pointer generation circuit, 337 ... Encoding pointer, 338 ... Correction pointer generation circuit, 339 ... Correction pointer, 340 ... Isolated signal level inversion, 341 ... asymmetric shape response signal, 342 ... asymmetric shape response signal channel characteristics, 343 ... code error syndrome detection circuit, 344 ... syndrome output signal, 345 ... code error syndrome aggregation circuit, 346 ... selection signal, 347 ... Select circuit, 348a ... multi Lexus circuit (code sequence selection circuits), 348b ... demultiplexer circuit (code sequence selection circuit), 349 ... recording frame (information code unit), 349a ... preamble, 349b ... postamble.

Claims (19)

入力される情報符号系列を記録信号系列または該記録信号系列を生成するための制御信号系列に変換出力する回路手段(記録処理回路)と、入力される再生信号系列を、最尤系列推定回路(最尤シーケンス検出回路、最尤復号回路、ビタビ復号回路)を用いて、該情報符号系列に復号再生し出力する回路手段(再生処理回路)とを有する情報記録再生回路であって、
(1)該記録処理回路から変換出力される前の該情報符号系列には、該最尤系列推定回路により連続して復号処理される所定符号長の該情報符号系列(記録符号系列ブロック)を単位として、第一の誤り訂正符号化を施あるいは各々の該記録符号系列ブロックに対応した第一の誤り訂正符号系列を構成するための第一の誤り訂正符号器回路が設けられ、かつ、第一の誤り訂正符号器回路による第一の誤り訂正符号化および第一の誤り訂正符号系列の構成は、該最尤系列推定回路における状態遷移図上のユークリッド距離が一定以下となる基準に基づいて符号誤りパターンを予め設定した上で、該最尤系列推定回路により復号された当該の記録符号系列ブロックおよび当該の誤り訂正符号系列内において、前記予め設定された所定の符号誤りパターン(符号誤りシンドローム)を有する特定の符号誤り事象を、所定の個数まで検出訂正(第一の符号誤り検出訂正処理)できるよう施されるものであり、
(2)第一の誤り訂正符号系列を、記録信号系列まは該記録信号系列を生成するための制御信号系列に変換出力する回路手段を備え、あるいは、第一の誤り訂正符号系列を、該記録処理回路から変換出力される前の該情報符号系列上、当該の記録符号系列ブロックの直前・直後または内部の所定の符号位置に、分割または一括して挿入・付加する第一の符号系列処理回路を備え、該符号系列処理回路から出力生成される符号系列は、該記録処理回路に供給されて、記録信号系列または、該記録信号系列を生成するための制御信号系列に変換出力され、
(3)該最尤系列推定回路から復号出力された該情報符号系列には、該記録符号系列ブロックを処理単位として、第一の誤り訂正符号化、あるいは、ともに復号される当該の第一の誤り訂正符号系列を用いて、第一の符号誤り検出訂正処理を施す第一の誤り訂正復号器回路が設けられ、該第一の誤り訂正復号器回路は、該最尤系列推定回路の直後に置かれ、該最尤系列推定回路から復号出力される該情報符号系列は、該情報符号系列上の符号順序に論理的変更を加えられることなく、第一の誤り訂正復号器回路に供給され、あるいは、該最尤系列推定回路から復号出力される該情報符号系列は、直接、第一の誤り訂正復号器回路に入力されることを特徴とする情報記録再生回路。
A circuit means (recording processing circuit) for converting and outputting an input information code sequence to a recording signal sequence or a control signal sequence for generating the recording signal sequence, and an input reproduction signal sequence to a maximum likelihood sequence estimation circuit ( An information recording / reproducing circuit having circuit means (reproduction processing circuit) for decoding and reproducing the information code sequence using a maximum likelihood sequence detecting circuit, a maximum likelihood decoding circuit, and a Viterbi decoding circuit,
(1) The information code sequence before being converted and output from the recording processing circuit includes the information code sequence (recording code sequence block) having a predetermined code length that is continuously decoded by the maximum likelihood sequence estimation circuit. as a unit, have the first error correction coding is facilities said first error correction encoder circuit for composing the first error correcting code sequence corresponding to the recording code sequence block of each is provided In addition, the first error correction coding by the first error correction encoder circuit and the configuration of the first error correction code sequence are such that the Euclidean distance on the state transition diagram in the maximum likelihood sequence estimation circuit is below a certain value. after having preset code error pattern based on the reference, the outermost likelihood sequence estimation circuit the relevant decoded by the recording code sequence blocks and the error correction codes in sequence, a predetermined bit error the preset Specific code error events with a turn (code error syndromes), which is performed to enable detection and correction to a predetermined number (first code error detection and correction process),
(2) a first error correction code sequence, the recording signal based sequence or includes a circuit means for converting the output to the control signal sequence for generating the recording signal sequence, or the first error correcting code sequence , A first code to be divided or collectively inserted / added to a predetermined code position immediately before / after the recording code sequence block on the information code sequence before being converted and output from the recording processing circuit The code sequence output from the code sequence processing circuit is supplied to the recording processing circuit and converted into a recording signal sequence or a control signal sequence for generating the recording signal sequence. ,
(3) In the information code sequence decoded and output from the maximum likelihood sequence estimation circuit, the first error correction coding, or the first error correction coding decoded together with the recording code sequence block as a processing unit. A first error correction decoder circuit for performing a first code error detection and correction process using an error correction code sequence is provided, and the first error correction decoder circuit is provided immediately after the maximum likelihood sequence estimation circuit. And the information code sequence decoded and output from the maximum likelihood sequence estimation circuit is supplied to the first error correction decoder circuit without logically changing the code order on the information code sequence, Alternatively, the information code sequence to be decoded output from the outermost likelihood sequence estimation circuit is directly the information recording and reproducing circuit according to claim Rukoto is inputted to the first error correction decoder circuit.
上記記録処理回路から変換出力される前の該情報符号系列には、上記(1)における第一の誤り訂正符号化および第一の誤り訂正符号系列の構成前に、所定の記録符号変調処理による第一の符号系列変換処理を施すための符号変調処理回路が、第一の誤り訂正符号器回路に前置して設けられ、かつ、該最尤系列推定回路から復号出力された該情報符号系列には、上記(3)における第一の誤り符号検出訂正処理が施された後に、該記録符号変調処理に対応する所定の記録符号復調処理による第二の符号系列変換処理を施すための符号復調処理回路が、第一の誤り訂正復号器回路に後置して設けられることを特徴とする請求項1に記載の情報記録再生回路。  The information code sequence before being converted and output from the recording processing circuit is subjected to a predetermined recording code modulation process before the construction of the first error correction coding sequence and the first error correction code sequence in (1) above. A code modulation processing circuit for performing a first code sequence conversion process is provided in front of the first error correction encoder circuit, and the information code sequence decoded and output from the maximum likelihood sequence estimation circuit Code demodulation for performing a second code sequence conversion process by a predetermined recording code demodulation process corresponding to the recording code modulation process after the first error code detection correction process in (3) is performed. 2. The information recording / reproducing circuit according to claim 1, wherein the processing circuit is provided after the first error correction decoder circuit. 請求項1または2に記載の情報記録再生回路において、
(4)該記録処理回路から変換出力される前の該情報符号系列には、上記(1)における第一の誤り訂正符号化および第一の誤り訂正符号系列の構成前に、該情報記録再生装置の記録・再生処理動作における該情報符号系列の連続処理単位(記録フレーム)、あるいは、複数の該記録符号系列ブロックに相当する符号系列単位を第二の符号誤り検出訂正処理の単位(情報符号フレーム)として、第二の誤り訂正符号化を施す、あるいは、各々の該情報符号フレームに対応した第二の誤り訂正符号系列を構成する第二の誤り訂正符号器回路が、第一の誤り訂正符号器回路に前置して設けられ、
(5)第二の誤り訂正符号系列を、記録信号系列、または、該記録信号系列を生成するための制御信号系列に変換出力する回路手段を備え、あるいは、第二の誤り訂正符号系列を、上記(1)における第一の誤り訂正符号化および第一の誤り訂正符号系列の構成前に、該記録処理回路から変換出力される前の該情報符号系列上、当該の情報符号フレームの直前・直後または内部の所定の符号位置に、分割または一括して挿入・付加する第二の符号系列処理回路を備え、該符号系列処理回路から出力生成される符号系列は、第一の符号系列処理回路に供給された後に、該記録処理回路に供給されて、記録信号系列または、該記録信号系列を生成するための制御信号系列に変換出力され、
(6)最尤系列推定回路から復号出力された該情報符号系列には、上記(3)における第一の符号誤り検出訂正処理が施された後、該情報符号フレームを処理単位として、第二の誤り訂正符号化、あるいは、ともに復号される当該の第二の誤り訂正符号系列を用いた第二の符号誤り検出訂正処理を施す第二の誤り訂正復号器回路が、第一の誤り訂正復号器回路に後置して設けられる、ことを特徴とする情報記録再生回路。
The information recording / reproducing circuit according to claim 1 or 2 ,
(4) The information code sequence before being converted and output from the recording processing circuit includes the information recording / reproduction before the construction of the first error correction coding and the first error correction code sequence in (1) above. In the recording / reproduction processing operation of the apparatus, a continuous processing unit (recording frame) of the information code sequence, or a code sequence unit corresponding to a plurality of recording code sequence blocks is used as a second code error detection / correction processing unit The second error correction encoder circuit that performs the second error correction coding as a frame) or constitutes the second error correction code sequence corresponding to each information code frame is used as the first error correction. Provided in front of the encoder circuit,
(5) comprising a circuit means for converting and outputting the second error correction code sequence to a recording signal sequence or a control signal sequence for generating the recording signal sequence; Before the configuration of the first error correction coding and the first error correction code sequence in (1) above, the information code sequence before being converted and output from the recording processing circuit is immediately before the information code frame. A second code sequence processing circuit that is inserted immediately after or at a predetermined code position or inserted / added at once is provided. The code sequence output from the code sequence processing circuit is the first code sequence processing circuit. Is supplied to the recording processing circuit, converted into a recording signal sequence or a control signal sequence for generating the recording signal sequence,
(6) The information code sequence decoded and output from the maximum likelihood sequence estimation circuit is subjected to the first code error detection and correction process in (3) above, and then the information code frame as a processing unit. A second error correction decoder circuit for performing a second code error detection and correction process using the second error correction code sequence to be decoded together or the second error correction code sequence to be decoded together. An information recording / reproducing circuit, which is provided after the device circuit.
上記記録処理回路から変換出力される前の該情報符号系列には、上記(4)における第二の誤り訂正符号化および第二の誤り訂正符号系列の構成後、または、上記(5)における第二の誤り訂正符号系列の挿入・付加後に、第一の符号系列変換処理を施すための符号変調処理回路が、第二の誤り訂正符号器回路、または、第二の符号系列処理回路に後置して設けられ、かつ、該最尤系列推定回路から復号出力された該情報符号系列には、上記(6)における第二の誤り符号検出訂正処理が施される前に、第二の符号系列変換処理を施すための符号復調処理回路が、第二の誤り訂正復号器回路に前置して設けられることを特徴とする請求項に記載の情報記録再生回路。The information code sequence before being converted and output from the recording processing circuit includes the second error correction coding and the second error correction code sequence in (4) above, or the information code sequence in (5) above. After the insertion / addition of the second error correction code sequence, a code modulation processing circuit for performing the first code sequence conversion processing is provided after the second error correction encoder circuit or the second code sequence processing circuit. The information code sequence decoded and output from the maximum likelihood sequence estimation circuit is subjected to the second code sequence before the second error code detection and correction process in (6) is performed. 4. The information recording / reproducing circuit according to claim 3 , wherein a code demodulation processing circuit for performing conversion processing is provided in front of the second error correction decoder circuit. 上記記録符号系列ブロックは、該記録フレームを分割して得られるものであり、各々の第一の誤り訂正符号系列を、該記録処理回路から変換出力される前の該情報符号系列上、当該の記録符号系列ブロックに対応する所定の符号位置、あるいは、当該の記録符号系列ブロックの直前・直後あるいは内部の対応する符号位置に、分割または一括して挿入・付加する第一の符号系列処理回路を備えることを特徴とする請求項1に記載の情報記録再生回路。  The recording code sequence block is obtained by dividing the recording frame, and the first error correction code sequence is converted into the information code sequence before being converted and output from the recording processing circuit. A first code sequence processing circuit that divides or collectively inserts / adds to a predetermined code position corresponding to a recording code sequence block, or a corresponding code position immediately before, immediately after, or inside the recording code sequence block. The information recording / reproducing circuit according to claim 1, further comprising: 上記記録符号系列ブロックは、該記録フレームを分割して得られるものであり、各々の第一の誤り訂正符号系列を、該記録処理回路から変換出力される前の該情報符号系列上、当該の記録符号系列ブロックに対応する所定の符号位置、あるいは、当該の記録符号系列ブロックの直前・直後あるいは内部の対応する符号位置に、分割または一括して挿入・付加する第一の符号系列処理回路を備え、かつ、第二の誤り訂正符号系列を、該記録処理回路から変換出力される前の該情報符号系列上、当該の記録フレームに対応する所定の符号位置、あるいは、当該の記録フレームの直前・直後あるいは内部の対応する符号位置に、分割または一括して挿入・付加する第二の符号系列処理回路を備えることを特徴とする請求項に記載の情報記録再生回路。The recording code sequence block is obtained by dividing the recording frame, and the first error correction code sequence is converted into the information code sequence before being converted and output from the recording processing circuit. A first code sequence processing circuit that divides or collectively inserts / adds to a predetermined code position corresponding to a recording code sequence block, or a corresponding code position immediately before, immediately after, or inside the recording code sequence block. And the second error correction code sequence on the information code sequence before being converted and output from the recording processing circuit, a predetermined code position corresponding to the recording frame, or immediately before the recording frame. - immediately after or inside the corresponding code position, split or collectively second code sequence processing information recording reproducing times according to claim 3, characterized in that it comprises a circuit for insertion, addition . 上記情報符号フレームは、所定符号長の連続符号系列(情報シンボル)を単位とする情報シンボル系列とみなされ、上記(4)における第二の誤り訂正符号化および第二の誤り訂正符号系列の構成前、および、上記(6)における第二の符号誤り検出訂正処理前には、該情報シンボルを分割処理単位として、該情報符号フレームをn本の独立情報シンボル系列(nは自然数)に分割するインターリーブ処理回路が、第二の誤り訂正符号器回路、および、第二の誤り訂正復号器回路に前置して、設けられ、かつ、上記(4)においては、n本の該独立情報シンボル系列に対し、独立に、第二の誤り訂正符号化を施す、あるいは、第二の誤り訂正符号系列を構成する第二の誤り訂正符号器回路が設けられ、かつ、上記(6)においては、n本の該独立情報シンボル系列に対し、独立に、該情報シンボルを誤り検出訂正処理単位とする第二の符号誤り検出訂正処理を施す第二の誤り訂正復号器回路が設けられることを特徴とする請求項に記載の情報記録再生回路。The information code frame is regarded as an information symbol sequence having a continuous code sequence (information symbol) of a predetermined code length as a unit, and the configuration of the second error correction coding and the second error correction code sequence in (4) above Before and before the second code error detection and correction process in (6) above, the information code frame is divided into n independent information symbol sequences (n is a natural number) using the information symbol as a division processing unit. An interleave processing circuit is provided in front of the second error correction encoder circuit and the second error correction decoder circuit, and in the above (4), the n independent information symbol sequences On the other hand, a second error correction encoder circuit that performs the second error correction encoding or constitutes the second error correction code sequence is provided independently, and in the above (6), n The book To stand information symbol sequence, independently, claim 3, wherein the second error correction decoder circuit for performing a second code error detection and correction processing of the information symbols and the error detection and correction processing unit is provided The information recording / reproducing circuit described in 1. 上記記録符号系列ブロックは、該記録処理回路から連続して変換出力される自然数個の該情報シンボルから構成されることを特徴とする請求項に記載の情報記録再生回路。8. The information recording / reproducing circuit according to claim 7 , wherein the recording code sequence block is composed of a natural number of the information symbols continuously converted and output from the recording processing circuit. 上記記録符号系列ブロックは、第一の符号系列変換処理または第一の符号系列変換処理における最小処理単位となる符号系列の自然数個から構成されることを特徴とする請求項またはに記載の情報記録再生回路。The said recording code sequence block is comprised from the natural number of the code sequence used as the minimum process unit in a 1st code sequence conversion process or a 1st code sequence conversion process, The Claim 2 or 3 characterized by the above-mentioned. Information recording / reproducing circuit. 上記(3)の第一の符号誤り検出訂正処理において、符号誤りが検出され、符号誤り訂正が不能と判定される記録符号系列ブロックに属する符号または情報シンボルに対し、誤り訂正フラグ情報を送出するフラグ生成回路と、上記(6)の第二の符号誤り検出訂正処理において、該フラグ生成回路から出力される該誤り訂正フラグが指示する符号または情報シンボルに対し、消失符号誤り訂正処理を施す第二の誤り訂正復号回路とを備えることを特徴とする請求項に記載の情報記録再生回路。In the first code error detection and correction process of (3) above, error correction flag information is sent to a code or information symbol belonging to a recording code sequence block in which a code error is detected and it is determined that the code error correction is impossible In the second code error detection and correction process of (6) above, the flag generation circuit performs a erasure code error correction process on the code or information symbol indicated by the error correction flag output from the flag generation circuit. The information recording / reproducing circuit according to claim 3 , further comprising a second error correction decoding circuit. 上記符号変調処理回路は、該記録処理回路から変換出力される前の該情報符号系列に対し、所定の記録符号変調処理による第一の符号系列変換処理を施し、該情報符号系列上、所定の情報符号位置のみにおいて、設定された所定の符号誤りパターン(符号誤りシンドローム)に対応する所定の情報符号系列パターンの出現を許容して符号拘束条件を付加するものであり、かつ、上記(1)における第一の誤り訂正符号器回路は、該記録処理回路から変換出力される前の該情報符号系列上の当該の記録符号系列ブロック内、所定の該情報符号位置の情報符号に対して、所定の該符号誤りパターン(符号誤りシンドローム)を有する特定の符号誤り事象を検出訂正できるよう第一の誤り訂正符号化を施す、あるいは、第一の誤り訂正符号系列の構成を施すものであり、かつ、上記(3)における第一の誤り訂正復号器回路は、上記の第一の誤り訂正符号化、あるいは、当該の第一の誤り訂正符号系列を用いて、該最尤系列推定回路から復号出力された該情報符号系列上の当該の記録符号系列ブロック内、所定の該情報符号位置に対応する復号符号のみに対して、所定の該符号誤りパターン(符号誤りシンドローム)を有する特定の符号誤り事象を検出訂正する第一の符号誤り検出訂正処理を施こすものであることを特徴とする請求項またはに記載の情報記録再生回路。The code modulation processing circuit performs a first code sequence conversion process by a predetermined recording code modulation process on the information code sequence before being converted and output from the recording processing circuit. Only in the information code position, a code constraint condition is added by allowing the appearance of a predetermined information code sequence pattern corresponding to the predetermined code error pattern (code error syndrome) that has been set, and (1) The first error correction encoder circuit in FIG. 5 is configured to perform predetermined processing on an information code at a predetermined information code position in the recording code sequence block on the information code sequence before being converted and output from the recording processing circuit. The first error correction coding is performed so that a specific code error event having the code error pattern (code error syndrome) can be detected and corrected, or the first error correction code sequence is configured. And the first error correction decoder circuit in (3) uses the first error correction coding or the first error correction code sequence to The predetermined code error pattern (code error syndrome) is applied only to the decoded code corresponding to the predetermined information code position in the recording code sequence block on the information code sequence decoded and output from the likelihood sequence estimation circuit. information recording and reproducing circuit according to claim 2 or 3, characterized in that the straining facilities the first code error detection and correction processing for detecting and correcting a specific code error event with. 2値信号レベルを有する記録信号系列または該記録信号系列を生成するための制御信号を変換出力する該記録処理回路を備え、該記録処理回路および該再生処理回路を通じて、2進情報符号系列を記録再生する回路であって、
(7)直流周波数成分のみを有する該記録信号系列により2進情報符号系列(同一レベル符号値の非反転連続符号系列)を記録再生処理する場合、および、記録再生動作周波数で連続信号レベル反転する該記録信号系列により2進情報符号系列(2値レベル符号値の連続反転符号系列)を記録再生処理する場合に、各々の場合の該最尤系列推定回路に入力される再生信号系列が、零値連続信号系列となる信号伝達特性を有する該記録処理回路および該再生処理回路を備え、
(8)該記録処理回路から変換出力される前の該2進情報符号系列に対し、上記(1)における第一の誤り訂正符号器回路は、該最尤系列推定回路から復号出力された該2進情報符号系列上、当該の記録符号系列ブロック内において、所定連続符号長を有する2値レベル符号値連続反転符号系列の連続符号誤りに相当する符号誤り事象を、所定の個数まで検出訂正する第一の符号誤り検出訂正処理が可能となるように第一の誤り訂正符号化を施す、あるいは、第一の誤り訂正符号系列の構成するものであり、または、該最尤系列推定回路から復号出力された該2進情報符号系列に対し、上記(3)における第一の誤り訂正復号器回路は、所定連続符号長を有する2値レベル符号値連続反転符号系列の連続符号誤りに相当する符号誤り事象を、所定の個数まで検出訂正する第一の符号誤り検出訂正処理を施すものであることを特徴とする請求項1に記載の情報記録再生回路。
A recording processing circuit for converting and outputting a recording signal sequence having a binary signal level or a control signal for generating the recording signal sequence, and recording a binary information code sequence through the recording processing circuit and the reproduction processing circuit; A circuit to reproduce,
(7) When recording / reproducing a binary information code sequence (non-inverted continuous code sequence of the same level code value) with the recording signal sequence having only a DC frequency component, and continuous signal level inversion at the recording / reproducing operating frequency When a binary information code sequence (continuous inversion code sequence of binary level code values) is recorded and reproduced by the recorded signal sequence, the reproduced signal sequence input to the maximum likelihood sequence estimation circuit in each case is zero. Comprising the recording processing circuit and the reproduction processing circuit having a signal transfer characteristic to be a continuous signal sequence,
(8) With respect to the binary information code sequence before being converted and output from the recording processing circuit, the first error correction encoder circuit in (1) is decoded and output from the maximum likelihood sequence estimation circuit. Up to a predetermined number of code error events corresponding to consecutive code errors of a binary level code value continuously inverted code sequence having a predetermined continuous code length in the recording code sequence block on the binary information code sequence. The first error correction coding is performed so that the first code error detection and correction process can be performed, or the first error correction code sequence is configured, or decoded from the maximum likelihood sequence estimation circuit For the output binary information code sequence, the first error correction decoder circuit in (3) described above corresponds to a code corresponding to a continuous code error of a binary level code value continuous inverted code sequence having a predetermined continuous code length. Error events Information recording and reproducing circuit according to claim 1, characterized in that performing a first code error detection and correction processing for detecting and correcting until the number of the constant.
2値信号レベルを有する記録信号系列または該記録信号系列を生成するための制御信号を変換出力する該記録処理回路を備え、該記録処理回路および該再生処理回路を通じて、2進情報符号系列を記録再生する回路であって、
(9)直流周波数成分のみを有する該記録信号系列により2進情報符号系列(同一レベル符号値の非反転連続符号系列)を記録再生処理する場合、および、記録再生動作周波数で連続信号レベル反転する該記録信号系列により2進情報符号系列(2値レベル符号値の連続反転符号系列)を記録再生処理する場合に、各々の場合に該最尤系列推定回路に入力される再生信号系列が、零値連続信号系列となる信号伝達特性を有する該記録処理回路および該再生処理回路を備え、
(10)該符号変調処理回路は、該記録処理回路から変換出力される前の該2進情報符号系列に対し、所定の記録符号変調処理による第一の符号系列変換処理を施こして、該記録信号系列上の連続信号レベル反転の最大回数を所定回数k(kは自然数)に制限するように、符号拘束条件を付加するものであり、
(11)該記録処理回路から変換出力される前の該2進情報符号系列に対し上記(1)における第一の誤り訂正符号器回路は、該最尤系列推定回路から復号出力された該2進情報符号系列上、当該の記録符号系列ブロック内において、(k+1)以下の所定連続符号長を有する2値レベル符号値連続反転符号系列の連続符号誤りに相当する符号誤り事象を、所定の個数まで検出訂正する第一の符号誤り検出訂正処理が可能となるように第一の誤り訂正符号化を施す、あるいは、第一の誤り訂正符号系列を構成するものであり、または、該最尤系列推定回路から復号出力された該2進情報符号系列に対し、上記(3)における第一の誤り訂正復号器回路は、(k+1)以下の所定連続符号長を有する2値レベル符号値連続反転符号系列の連続符号誤りに相当する符号誤り事象を、所定の個数まで検出訂正する第一の符号誤り検出訂正処理を施すものであることを特徴とする請求項またはに記載の情報記録再生回路。
A recording processing circuit for converting and outputting a recording signal sequence having a binary signal level or a control signal for generating the recording signal sequence, and recording a binary information code sequence through the recording processing circuit and the reproduction processing circuit; A circuit to reproduce,
(9) When recording / reproducing a binary information code sequence (non-inverted continuous code sequence of the same level code value) with the recording signal sequence having only a DC frequency component, and continuous signal level inversion at the recording / reproducing operating frequency When a binary information code sequence (binary level code value continuous inversion code sequence) is recorded and reproduced by the recorded signal sequence, the reproduced signal sequence input to the maximum likelihood sequence estimation circuit in each case is zero. Comprising the recording processing circuit and the reproduction processing circuit having a signal transfer characteristic to be a continuous signal sequence,
(10) The code modulation processing circuit performs a first code sequence conversion process by a predetermined recording code modulation process on the binary information code sequence before being converted and output from the recording processing circuit, and A code constraint condition is added so as to limit the maximum number of continuous signal level inversions on a recording signal sequence to a predetermined number k (k is a natural number),
(11) The first error correction encoder circuit in the above (1) for the binary information code sequence before being converted and output from the recording processing circuit is decoded and output from the maximum likelihood sequence estimation circuit. A code error event corresponding to a continuous code error of a binary level code value continuous inversion code sequence having a predetermined continuous code length of (k + 1) or less in the recording code sequence block in the base information code sequence is determined in advance. The first error correction coding is performed so that the first code error detection and correction processing for detecting and correcting the number of the first error correction is possible, or the first error correction code sequence is configured, or the For the binary information code sequence decoded and output from the likelihood sequence estimation circuit, the first error correction decoder circuit in (3) described above is a binary level code having a predetermined continuous code length of (k + 1) or less. Consecutive code error of value continuous inversion code sequence Information recording and reproducing circuit according to claim 2 or 3 the corresponding code error events, and characterized in that applying a first code error detection and correction processing for detecting and correcting up to a predetermined number of the.
上記(7)乃至(9)における第一の誤り訂正符号化および第一の誤り訂正符号系列の構成には、該記録処理回路から変換出力される前の該2進情報符号系列上、当該の記録符号系列ブロック内の情報符号を参照する回路と、参照された該情報符号を用い、所定連続符号長を有する2値レベル符号値連続反転符号系列と一致する当該の記録符号系列ブロック内の情報符号の符号位置を検査する符号照合回路とが備えられ、かつ、第一の誤り訂正符号器回路は、当該の記録符号系列ブロック内、該符号照合回路からの該符号位置の情報により指示された情報符号のみに対して、第一の誤り訂正符号化を施す、あるいは、第一の誤り訂正符号系列を構成するものであり、または、上記(7)乃至(9)における第一の符号誤り検出訂正処理には、該最尤系列推定回路からに復号出力された該2進情報符号系列上、当該の記録符号系列ブロック内の復号符号を参照する回路と、参照された該復号符号を用い、所定連続符号長を有する2値レベル符号値連続反転符号系列と一致する当該の記録符号系列ブロック内の復号符号の符号位置を検査する符号照合回路とが備えられ、かつ、第一の誤り訂正復号器回路は、当該の記録符号系列ブロック内、該符号照合回路からの該符号位置の情報により指示された復号符号のみに対して、第一の符号誤り検出訂正処理を施すものであることを特徴とする請求項12または13に記載の情報記録再生回路。The configurations of the first error correction coding and the first error correction code sequence in the above (7) to (9) include the binary information code sequence before being converted and output from the recording processing circuit. A circuit that references an information code in a recording code sequence block, and information in the recording code sequence block that matches the binary level code value continuous inversion code sequence having a predetermined continuous code length using the referenced information code A code verification circuit for checking the code position of the code, and the first error correction encoder circuit is instructed by the code position information from the code verification circuit in the recording code sequence block The first error correction coding is performed only on the information code, or the first error correction code sequence is formed, or the first code error detection in the above (7) to (9) For the correction process, On the binary information code sequence decoded and output from the maximum likelihood sequence estimation circuit, a circuit for referring to the decoded code in the recording code sequence block and a predetermined continuous code length using the referenced decoded code A code verification circuit that checks the code position of the decoded code in the recording code sequence block that matches the binary level code value continuous inversion code sequence, and the first error correction decoder circuit includes: the recording code sequence block, the decoded code only indicated by the information of said code positions from said code collation circuit, according to claim 12 or, characterized in that performing a first code error detection and correction process 14. An information recording / reproducing circuit according to item 13 . 上記符号変調処理回路は、該記録処理回路から変換出力される前の該2進情報符号系列に対し、所定の記録符号変調処理による第一の符号系列変換処理を施し、該2進情報符号系列上、所定の情報符号位置のみにおいて、所定連続符号長を有する2値レベル符号値連続反転符号系列の出現を許容する符号拘束条件を付加するものであり、かつ、上記(9)における第一の誤り訂正符号器回路は、該記録処理回路から変換出力される前の該2進情報符号系列上の当該記録符号系列ブロック内、所定の該情報符号位置の情報符号に対して、所定連続符号長を有する2値レベル符号値連続反転符号系列の連続符号誤りに相当する符号誤り事象を検出訂正できるように第一の誤り訂正符号化を施す、あるいは、第一の誤り訂正符号系列の構成を施すものであり、かつ、上記(9)における第一の誤り訂正復号器回路は、上記の第一の誤り訂正符号化、あるいは、当該の第一の誤り訂正符号系列を用いて、該最尤系列推定回路から復号出力された該2進情報符号系列上の当該の記録符号系列ブロック内、所定の該情報符号位置に対応する復号符号のみに対して、所定連続符号長を有する2値レベル符号値連続反転符号系列の連続符号誤りに相当する符号誤り事象を検出訂正する第一の符号誤り検出訂正処理を施すものであることを特徴とする請求項13に記載の情報記録再生回路。The code modulation processing circuit performs a first code sequence conversion process by a predetermined recording code modulation process on the binary information code sequence before being converted and output from the recording processing circuit, and the binary information code sequence In addition, a code constraint condition that allows the appearance of a binary level code value continuously inverted code sequence having a predetermined continuous code length only at a predetermined information code position is added, and the first in (9) above The error correction encoder circuit has a predetermined continuous code length for an information code at a predetermined information code position in the recording code sequence block on the binary information code sequence before being converted and output from the recording processing circuit. The first error correction coding is performed so that the code error event corresponding to the continuous code error of the binary level code value continuous inversion code sequence having can be detected or corrected, or the first error correction code sequence is configured Also And the first error correction decoder circuit in (9) uses the first error correction encoding or the first error correction code sequence to estimate the maximum likelihood sequence. Binary level code value continuous having a predetermined continuous code length only for a decoded code corresponding to a predetermined information code position in the recording code sequence block on the binary information code sequence decoded and output from the circuit 14. The information recording / reproducing circuit according to claim 13 , wherein a first code error detection and correction process for detecting and correcting a code error event corresponding to a continuous code error of an inverted code sequence is performed. 単一の孤立信号レベル反転のみを有する該記録信号系列により該2進情報符号系列を記録再生するとき、該記録再生系から該最尤系列推定回路に入力される再生信号系列上の応答信号波形が非対称形状となる信号伝達特性の該記録処理回路および該再生処理回路を備えることを特徴とする請求項12に記載の情報記録再生回路。A response signal waveform on a reproduced signal sequence input from the recording / reproducing system to the maximum likelihood sequence estimating circuit when the binary information code sequence is recorded / reproduced by the recorded signal sequence having only a single isolated signal level inversion 13. The information recording / reproducing circuit according to claim 12 , further comprising the recording processing circuit and the reproducing processing circuit having a signal transmission characteristic having asymmetric shape. 請求項1から16のいずれか1項に記載の情報記録再生回路を搭載する情報記録再生装置。Information recording and reproducing apparatus for mounting the information recording and reproducing circuit according to any one of claims 1 to 16. 請求項1から16のいずれか1項に記載の情報記録再生回路を搭載する集積回路。An integrated circuit on which the information recording / reproducing circuit according to any one of claims 1 to 16 is mounted. 請求項18に記載の集積回路を搭載する情報記録再生装置。An information recording / reproducing apparatus equipped with the integrated circuit according to claim 18 .
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