JP3817470B2 - 信号評価装置および信号評価方法 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、記録媒体の再生信号を評価する信号評価装置および信号評価方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、画像情報や音声情報をはじめとする各種の情報がデジタル化されるにつれて、デジタル情報の量が飛躍的に増大してきた。これに伴い、大容量化,高密度化に適した光ディスクおよび光ディスク装置の開発が進められている。このような光ディスクの高密度化の進展に伴い、光ディスクから読み出される再生信号の品質が低下しており、再生信号の評価が重要になっている。このような再生信号の評価は、光ディスクの出荷段階での品質保証のために用いられたり、再生信号品質が最良となるように光ディスク装置の各部を調整するために用いられたりしている。
【０００３】
従来より、光ディスクまたは光ディスク装置の評価には、ジッタやビットエラーレート(ＢＥＲ)などが用いられてきたが、光ディスク装置の再生信号処理として採用されてきているＰＲＭＬ(Partial Response Maximum Likelihood)に適した信号評価装置が特開平１０−２１６５１号公報に開示されている。
【０００４】
以下に、上記信号評価装置について図面を参照しながら説明する。
【０００５】
まず、上記信号評価装置において、再生信号の復号をビタビ復号方式で行うものとし、最小ランレングスを１に制限した(１,７)ＲＬＬ符号を採用し、ＰＲＭＬ方式としてＰＲ(１,２,１)を採用する場合について説明する。ｋサンプル時点における記録ビット系列ｂkと状態Ｓkとの関係は、表１に示すようにＳ０,Ｓ１,Ｓ２,Ｓ３の４状態となる。
【０００６】
【表１】
各状態は、次の記録ビットに応じて、次の状態へと遷移して行き、この状態遷移を「ブランチ」と呼ぶ。
【０００７】
また、表２は、記録ビットと状態遷移の関係を示しており、最小ランレングスを１に制限しているためにブランチの数は６個となっている。
【０００８】
【表２】
ＰＲ(１,２,１)では、３ビットの記録ビット系列で再生信号レベルが決まるので、その期待値、すなわちノイズがない理想波形での再生信号レベルを表２に期待値Ｙkとしている。表２では、理想波形での再生信号レベルの最小値を−１、最大値を１に規格化して示している。
【０００９】
ここで、ｋサンプル時点における各ブランチのブランチメトリック(Ｚk−Ｙk)2を計算する。Ｚkはｋサンプル時点での再生信号レベルである。この「ブランチメトリック」は、再生信号レベルと期待値との差を２乗したものなので、期待値に対する再生信号レベルの２乗誤差を意味している。上記ブランチメトリックは、あるひとつの状態に２つのブランチが合流する場合、どちらのブランチを選択するか決定するために用いられる。そして、一続きのブランチを「パス」と呼び、選択されたブランチを一続きにつなげたものを「生き残りパス」と呼ぶ。
【００１０】
ｋ−１サンプル時点における各状態での生き残りパスに対するブランチメトリックの累積値をｍk-1とすると、それにｋサンプル時点でのブランチメトリックｂｍkを加算したものが、ｋサンプル時点のブランチメトリックの累計値となる。
【００１１】
このように、ブランチメトリックは２乗誤差を意味するので、そのブランチメトリックの累計値は誤差の合計である。よって、ｍk-1＋ｂｍk がより小さくなるブランチを選択する。
【００１２】
例えば、ｋサンプル時点で状態がＳ０となるブランチは、表２よりＳ０からＳ０に遷移するブランチとＳ３からＳ０に遷移するブランチの２つである。それぞれのブランチメトリックの累積値をｍ０k-1、ｍ３k-1とし、ブランチメトリックをｂｍａk、ｂｍｂkとする。よって、ｋサンプル時点でのブランチメトリックの累計値をそれぞれｍ０k(ａ)、ｍ０k(ｂ)とすると、
ｍ０k(ａ)＝ ｍ０k-1＋ｂｍａk …………… (式１)
ｍ０k(ｂ)＝ ｍ３k-1＋ｂｍｂk …………… (式２)
となる。さらに、ｍ０k(ａ)とｍ０k(ｂ)の大小比較を行い、小さいほうのブランチを選択する。
【００１３】
ここで、ｋサンプル時点での正しい状態がＳ０であり、かつ、正しい遷移がａである場合、
Δｍk＝ｍ０k(ｂ)−ｍ０k(ａ) ……………… (式３)
という演算を行い、このΔｍkを「差メトリック」と呼ぶ。
【００１４】
また、ｋサンプル時点での正しい状態がＳ０であり、かつ、正しい遷移がｂの場合は、差メトリックΔｍkは
Δｍk＝ｍ０k(ａ)−ｍ０k(ｂ) ……………… (式４)
となる。すなわち、間違った遷移に対するブランチメトリックの累計値から正しい遷移のブランチメトリックの累計値を減算する。正しい状態、正しい遷移を知るためには、記録したデータ系列を用いる方法と、再生したデータ系列のエラーレートが低い場合に、再生したデータ系列を遅延させる方法が特開平１０−２１６５１号公報に記載されている。
【００１５】
ここで、復号結果として選択するブランチが正しいブランチであれば、差メトリックΔｍkは、正の値であるが、誤ったブランチを選択すると負の値となる。
【００１６】
図３は各サンプル時点において計算される差メトリックの分布を示している。分布形状が正規分布で近似できるものとして、正規分布の平均値をμ、標準偏差をσとすると、前述のように、差メトリックが負となるのは、エラーの場合なので、差メトリックが負となる確率はビットエラーレート(ＢＥＲ)に等しい。すなわち、
【数１】
として計算することにより、ビットエラーレートＢＥＲを推定することができる。また、光ディスクまたは光ディスク装置のビットエラーレートＢＥＲの絶対値ではなく、相対的な良し悪しを知るだけで良い場合には、σ／μを指標として用いることもできる。
【００１７】
ところで、図３においては、単一のピークを持つ分布を示しているが、最小ランレングスに制限がある場合、図４に示すように複数のピークを持つ分布となる。この場合でも、ピーク位置が最も０に近い分布にのみ着目し、図４中の平均値μと示した値より差メトリックが小さい領域において、差メトリックの分布が正規分布に従うとみなせば、単一のピークを持つ分布と同様にビットエラーレートＢＥＲを計算できる。しかしながら、単一のピークを持つ分布と違って、平均値μを算術平均から求めることはできない。また、平均値μが求められないと、標準偏差σも計算できない。
【００１８】
この問題を解決するため、上記信号評価装置では、差メトリックが負になる確率が最も高い、すなわち、ピークの位置が最も０に近い分布(以下、「最小分布」と呼ぶ)を形成するパスを通る系列のみを抽出するようにしている。このようなパスは、２つのパス間の距離が最小値を持つものであり、この説明では４つのパスがある。表３に最小分布を形成する４つの系列を示している。
【００１９】
この処理を行うことにより、図３に示す単一のピークを持つ分布が得られ、平均値μ、標準偏差σとも比較的容易に計算することができる。
【００２０】
【表３】
【００２１】
このようにして、上記信号評価装置では、データ系列の中から所定のパスを通る系列のみを抽出することにより、単一のピークを持つ分布を得ることができる。
【００２２】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記信号評価装置では、全データ系列のうちの一部のみを抽出しているため、得られた分布から計算できるのは、全データの一部に対するビットエラーレートでしかない。すなわち、正しいビットエラーレートは、全サンプル数に対するエラー数の割合であるのに、上記信号評価装置では、全データ系列に対する正確なビットエラーレートを得ることができないという問題がある。
【００２３】
最小分布はピークの位置が０に最も近いので、エラーは、ほぼ全てこの分布に含まれるデータ系列で発生すると考えられるが、エラーの発生個数が同じであっても、全サンプル数が異なるとビットエラーレートＢＥＲは異なる。
【００２４】
例えば、エラー数が１個、最小分布に含まれるサンプル数が１００００個とすると、最小分布に対するエラーの割合は１×１０-4 となる。ここで、測定した全サンプル数が最小分布のサンプル数と等しければ、ビットエラーレートＢＥＲも１×１０-4となる 。ところが、全サンプル数が１０００００個であれば、ビットエラーレートＢＥＲは１×１０-5 である。このように、同じエラー発生個数であっても、最小分布に含まれるサンプル数と、全サンプル数の割合によってビットエラーレートＢＥＲは異なる。全サンプル数に対する最小分布に含まれるサンプル数の割合は、記録するデータパターンにより変化し、図４に示した差メトリックの分布形状も異なったものになる。
【００２５】
そこで、この発明の目的は、データ系列の尤度の差(差メトリック)の分布形状にかかわらず、常に正確なビットエラーレートの測定が可能な信号評価装置および信号評価方法を提供することにある。
【００２６】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、この発明の信号評価装置は、最尤復号を用いてデータ系列を復号する信号評価装置であって、上記データ系列のパスの尤度の差を求める減算手段と、上記データ系列の中から２つのパス間の距離が最小値となるパスを選択する選択手段と、上記選択手段により選択されたパスについて上記減算手段により得られた上記尤度の差を統計処理する演算手段と、上記選択手段により選択されたパスの測定サンプル数と上記データ系列の全サンプル数に基づいて、上記演算手段により統計処理された結果を補正する補正手段とを備えることを特徴としている。
【００２７】
上記構成の信号評価装置によれば、上記選択手段により上記データ系列の中から２つのパス間の距離が最小値となるパスを選択する。この２つのパス間の距離が最小値となるパスとは、ある状態から分岐した１組のパスが次に最も早く最短距離で合流するパスのことである。上記選択手段により選択された上記データ系列の中から２つのパス間の距離が最小値となるパスについて、上記減算手段により得られた尤度の差を上記演算手段により統計処理する。上記選択されたパスの尤度の差は最小分布を形成し、その選択されたパスの尤度の差を統計処理することによって、最小分布の平均値および標準偏差やその平均値,標準偏差からビットエラーレートなどの統計処理結果を得ることが可能となる。そして、上記データ系列の全サンプル数と上記選択手段により選択されたパスの測定サンプル数に基づいて、上記演算手段により統計処理された結果を補正することによって、上記データ系列の全データに対する統計処理結果が得られる。したがって、データ系列の尤度の差(差メトリック)の分布形状によらず、常に正確なビットエラーレートを測定することができる。
【００２８】
また、一実施形態の信号評価装置は、上記補正手段は、上記選択手段により選択されたパスの測定サンプル数をカウントする第１の計数手段と、上記データ系列の全サンプル数をカウントする第２の計数手段と、上記第１の計数手段によりカウントされた上記測定サンプル数および上記第２の計数手段によりカウントされた上記データ系列の全サンプル数に基づいて、上記演算手段により統計処理された結果であるビットエラーレートを補正するビットエラーレート補正手段とを有することを特徴としている。
【００２９】
上記実施形態の信号評価装置によれば、上記第１の計数手段によりカウントされた上記選択手段により選択されたパスの測定サンプル数と上記第２の計数手段によりカウントされた上記データ系列の全サンプル数に基づいて、上記演算手段により統計処理された結果であるビットエラーレートを補正することによって、上記データ系列の全データに対するビットエラーレートが簡単に得られる。
【００３０】
また、一実施形態の信号評価装置は、上記第１の計数手段によりカウントされた上記測定サンプル数をＴoとし、上記第２の計数手段によりカウントされた上記データ系列の全サンプル数をＴとすると、
上記ビットエラーレート補正手段は、
ＢＥＲ１＝ＢＥＲ０・Ｔo／Ｔ
ＢＥＲ１：補正後のビットエラーレート
ＢＥＲ０：補正前のビットエラーレート
Ｔo ：２つのパス間の距離が最小となるパスのサンプル数
Ｔ ：全サンプル数
により上記ビットエラーレートを補正することを特徴としている。
【００３１】
上記実施形態の信号評価装置によれば、上記ビットエラーレート補正手段は、上記式を用いることによって、上記ビットエラーレートの補正演算を簡単かつ短時間で行うことができる。
【００３２】
また、この発明の信号評価方法は、最尤復号を用いてデータ系列を復号する信号評価方法であって、上記データ系列の中から所定のパスを通るデータ系列のみを抽出するステップと、上記抽出されたデータ系列に対してビットエラーレートを算出するステップと、上記抽出されたデータ系列のサンプル数と上記データ系列の全サンプル数に基づいて、上記抽出されたデータ系列に対して算出された上記ビートエラーレートを補正して、上記データ系列の全データに対するビットエラーレートを算出するステップとを有することを特徴としている。
【００３３】
上記信号評価方法によれば、上記データ系列の中から所定のパスを通るデータ系列のみを抽出し、その抽出されたデータ系列に対してビットエラーレートを算出する。例えば、所定のパスとして最小分布を形成するデータ系列のパスを通るデータ系列のみを抽出し、抽出されたパスの尤度の差の統計処理結果(平均値および標準偏差)から最小分布のビットエラーレートを求める。その後、上記抽出されたデータ系列のサンプル数と上記データ系列の全サンプル数に基づいて、上記抽出されたデータ系列に対して算出された上記ビートエラーレートを補正して、上記データ系列の全データに対するビットエラーレートを算出する。したがって、データ系列の尤度の差(差メトリック)の分布形状によらず、常に正確なビットエラーレートを測定することができる。
【００３４】
また、この発明の信号評価装置は、最尤復号を用いてデータ系列を復号する信号評価装置であって、上記データ系列の中から所定のパスを通るデータ系列のみを抽出するデータ系列抽出手段と、上記データ系列抽出手段により抽出されたデータ系列に対してビットエラーレートを算出するビットエラーレート算出手段と、上記データ系列抽出手段により抽出されたデータ系列のサンプル数と上記データ系列の全サンプル数に基づいて、上記ビットエラーレート算出手段により算出された上記ビートエラーレートを補正して、上記データ系列の全データに対するビットエラーレートを算出するビットエラーレート補正手段とを備えたことを特徴としている。
【００３５】
上記信号評価装置によれば、上記データ系列抽出手段により上記データ系列の中から所定のパスを通るデータ系列のみを抽出し、その抽出されたデータ系列に対して上記ビットエラーレート算出手段によりビットエラーレートを算出する。例えば、所定のパスとして最小分布を形成するデータ系列のパスを通るデータ系列のみを抽出し、抽出されたパスの尤度の差の統計処理結果(平均値および標準偏差)から最小分布のビットエラーレートを求める。その後、上記抽出されたデータ系列のサンプル数と上記データ系列の全サンプル数に基づいて、上記ビットエラーレート補正手段により上記ビートエラーレートを補正して、上記データ系列の全データに対するビットエラーレートを算出する。したがって、データ系列の尤度の差(差メトリック)の分布形状によらず、常に正確なビットエラーレートを測定することができる。
【００３６】
【発明の実施の形態】
以下、この発明の信号評価装置および信号評価方法を図示の実施の形態により詳細に説明する。
【００３７】
図１はこの発明の実施の一形態の信号評価装置を用いて光ディスク装置の再生信号処理部分の要部の構成図である。この実施の形態では、記録媒体として光ディスクを用いると共に、再生信号の復号をビタビ復号方式により行い、最小ランレングスを１に制限した(１,７)ＲＬＬ符号を採用し、ＰＲＭＬ方式としてＰＲ(１,２,１)を採用する。
【００３８】
図１において、１は光ディスク、２は上記光ディスク１を回転駆動するスピンドルモータ、３は対物レンズ、４は光ピックアップ、５は上記光ピックアップ４からのＭＯ信号の振幅等を調整するＲＦ回路、６は上記ＲＦ回路５からのＭＯ信号をＡ／Ｄ(アナログ／デジタル)変換するＡ／Ｄ変換器、７は上記Ａ／Ｄ変換器６からのデジタルデータを最尤復号を用いて復号する復号回路、８は上記復号回路７により復号されたデータの誤り訂正を行う誤り訂正回路、９は上記復号回路７により復号される記録データ系列の差メトリックを求める減算手段としての差メトリック演算回路、１０は上記差メトリック演算回路９により求められた差メトリックおよび復号回路７より状態遷移信号に基づいて、全データ系列からパスを選択する選択手段としてのパス選択回路、１１は上記復号回路７により復号された全サンプル数を積算する第１の計数手段としての第１カウンタ、１２は上記パス選択回路１０により選択されたパスのサンプル数を積算する第２の計数手段としての第２カウンタ、１３は上記パス選択回路１０により選択されたパスについての差メトリックを統計処理する演算手段としてのμ、σ計算回路、１４は補正演算手段としてのコントローラ、１５は記録データ生成器である。上記第１カウンタ１１,第２カウンタ１２およびコントローラ１４で補正手段を構成している。また、上記パス選択回路１０がデータ系列抽出手段であり、コントローラ１４がビットエラーレート算出手段およびビットエラーレート補正手段である。なお、光ディスクには種々のものがあるが、ここでは光ディスク１として光磁気ディスクを用いている。
【００３９】
上記構成の光ディスク装置において、光ディスク１の記録面には、光ピックアップ４に設けられた対物レンズ３により収束された光ビームが下方から照射される。そして、光ディスク１の記録面で反射された光は、光ピックアップ４の内部に設置されたフォトディテクタにより検出され、反射光は、ＭＯ信号(光磁気信号)およびその他の信号に分離される。
【００４０】
上記光ピックアップ４により検出されたＭＯ信号は、ＲＦ回路５により振幅やオフセットが調整された後、Ａ／Ｄ変換器６によりデジタルデータに変換される。上記Ａ／Ｄ変換器６から出力されたデジタルデータは、復号回路７に供給され、復号回路７においてＰＲＭＬ方式による復号が行われる。
【００４１】
次に、上記復号回路７により復号されたデータは誤り訂正回路８に送られ、誤り訂正回路８において、復号されたデータ中に予め付加されている誤り検出訂正符号を用いて誤りの検出および訂正が行われる。この誤り訂正回路８の出力はコントローラ１４に供給される。
【００４２】
また、上記復号回路７のＰＲＭＬ方式による復号過程で得られる記録データ系列情報が差メトリック演算回路９に供給される。また、上記復号回路７で復号化されたデータのサンプル数を第１カウンタ１１でカウントするため、１サンプルの復号が行われるごとに１個のパルスが復号回路７から第１カウンタ１１に供給される。こうして、第１カウンタ１１では、復号された全サンプル数が積算される。
【００４３】
上記差メトリック演算回路９では、従来の信号評価装置で説明したのと同一の演算が行われる。
【００４４】
すなわち、復号回路７においては、光ディスク１の再生信号の復号をビタビ復号方式で行う。ここでは、用いる符号として、最小ランレングスを１に制限した(１,７)ＲＬＬ符号を採用し、ＰＲＭＬ方式としてＰＲ(１,２,１)を採用する場合について説明する。ｋサンプル時点における記録ビット系列ｂkと状態Ｓkとの関係は、表４に示すように、０、Ｓ１、Ｓ２、Ｓ３の４状態となる。
【００４５】
【表４】
【００４６】
各状態は、次の記録ビットに応じて、次の状態へと遷移して行く。この状態遷移をブランチと呼ぶ。記録ビットと状態遷移との関係を表５に示す。前記したように、ここでは、用いる符号として最小ランレングスを１に制限した(１,７)ＲＬＬ符号を採用している、すなわち最小ランレングスを１に制限しているため、ブランチの数はａ,ｂ,ｃ,ｄ,ｅ,ｆの６個となっている。
【００４７】
【表５】
【００４８】
ＰＲ(１,２,１)では、３ビットの記録ビット系列で再生信号レベルが決まるので、その期待値、すなわちノイズがない理想波形での再生信号レベルを表５に期待値Ｙkとして記載した。ここでは、理想波形での再生信号レベルの最小値を−１、最大値を１と規格化して示している。
【００４９】
そして、ＰＲＭＬ復号過程において、復号回路７によりｋサンプル時点における各ブランチのブランチメトリック(Ｚk―Ｙk)2の計算がなされる。ここで、Ｚkはｋサンプル時点での再生信号レベルであり、Ｙkは再生信号レベルの期待値である。このように、ブランチメトリックは、再生信号レベルと、その期待値との差を２乗したものなので、期待値に対する再生信号レベルの２乗誤差を意味している。
【００５０】
そして、ブランチメトリックは、あるひとつの状態に２つのブランチが合流する場合、どちらのブランチを選択するか決定するために用いられる。一続きのブランチをパスと呼び、選択されたブランチを一続きにつなげたものを生き残りパスと呼ぶ。
【００５１】
ここで、ｋ−１サンプル時点における、各状態での生き残りパスに対するブランチメトリックの累積値をｍk-1とすると、それにｋサンプル時点でのブランチメトリックｂｍkを加算したものが、ｋサンプル時点のブランチメトリックの累計値となる。このブランチメトリックを得るまでの演算処理は、復号回路７により行われる。
【００５２】
上述のように、ブランチメトリックは２乗誤差を意味するので、その累計値は誤差の合計である。よって、ｍk-1＋ｂｍkがより小さくなるブランチを選択する。
【００５３】
例えば、ｋサンプル時点における状態がＳ０となるブランチは、表５よりＳ０からＳ０に遷移するブランチａと、Ｓ３からＳ０に遷移するブランチｂの２つである。ブランチａ、ブランチｂのブランチメトリックの累積値を、それぞれｍ０k-1、ｍ３k-1とし、そのブランチメトリックをｂｍａk、ｂｍｂkとすると、ｋサンプル時点でのブランチメトリックａ、ブランチメトリックｂの累計値ｍ０k(ａ)、ｍ０k(ｂ)は、それぞれ(式１)、(式２)で表される。
ｍ０k(ａ)＝ ｍ０k-1＋ｂｍａk …………… (式１)
ｍ０k(ｂ)＝ ｍ３k-1＋ｂｍｂk …………… (式２)
さらに、ｍ０k(ａ)とｍ０k(ｂ)との大小比較を行い、その値が小さいほうのブランチを選択する。
【００５４】
ここで、ｋサンプル時点での正しい状態がＳ０であり、かつ、正しい遷移がａである場合、
Δｍk＝ｍ０k(ｂ)−ｍ０k(ａ) ……………… (式３)
という演算を行い、この△ｍkを「差メトリック」と呼ぶ。
【００５５】
また、ｋサンプル時点での正しい状態がＳ０であり、かつ、正しい遷移がｂの場合は、差メトリック(△ｍk)は、
Δｍk＝ｍ０k(ａ)−ｍ０k(ｂ) ……………… (式４)
となる。
【００５６】
すなわち、間違った遷移に対するブランチメトリックの累計値から正しい遷移のブランチメトリックの累計値を減算することにより、尤度の差としての差メトリックを求める処理が、差メトリック演算回路９において行われる。
【００５７】
本実施の形態では、差メトリック演算回路９における演算に必要となる記録データ系列情報は、記録データ生成器１５から差メトリック演算回路９に供給される。
【００５８】
そうして、上記差メトリック演算回路９で得られた差メトリックは、パス選択回路１０に供給される。
【００５９】
また、上記パス選択回路１０は、パス選択のための情報として、状態遷移信号が復号回路７よりパス選択回路１０に供給され、全データ系列から表３に示した４つのパス(２つのパス間の距離が最小値となるパス)を選択する。そして、上記パス選択回路１０は、表３に示した４つのパスに一致するパスについて、その一致したパスに含まれるサンプルの差メトリックをμ、σ計算回路１３に供給する。また、同時に、表３に示した４つのパスと一致するパスのサンプル数と同数のパルスを第２カウンタ１２に供給する。こうして、パス選択回路１０にて選択されたパスのサンプル数が第２カウンタ１２により積算される。
【００６０】
上記μ、σ計算回路１３では、パス選択回路１０にて選択されたパスについて、差メトリックの平均値μおよび標準偏差σが計算される。
【００６１】
そして、上記第１カウンタ１１,第２カウンタ１２でカウントされた結果、および、μ、σ計算回路１３での計算結果をコントローラ１４のソフトウェアにより処理する。
【００６２】
図２に測定開始から測定結果を得るまでの測定処理全体のフローチャートを示している。
まず、測定に先立って、ステップ１で第１,第２カウンタ１１,１２のカウント値を０にクリアする。
次に、ステップ２に進み、ディスク１の所定の領域を読み出し、復号処理を開始する。
続いて、ステップ３に進み、測定を終了したか否かを判定して、測定が終了するまでステップ３を繰り返し、所定の期間測定を行う。この測定期間において、差メトリック演算回路９とパス選択回路１０とμ、σ計算回路１３および第１,第２カウンタ１１,１２による測定が行われる。そして、測定が終了したら、ステップ４に進み、復号処理を終了する。
次に、ステップ５に進み、第１カウンタ１１によりカウントされた全サンプル数Ｔ、および、第２カウンタ１２によりカウントされた測定サンプル数Ｔo、μ、σ計算回路１３で計算された平均値μおよび標準偏差σを読み出す。
次に、ステップ６に進み、ステップ５で得られた平均値μおよび標準偏差σから次の(式６)を用いて補正前のビットエラーレートＢＥＲ０を求める。
【数２】
ここで得られたビットエラーレートＢＥＲ０は、最小分布を形成するデータ系列のビットエラーレートである。
【００６３】
次に、ステップ７に進み、ビットエラーレートの補正演算を行う。この補正演算は、ステップ６で得られたビットエラーレートＢＥＲ０を全データ系列に対するビットエラーレートＢＥＲ１に次の(式７)を用いて変換する。
ＢＥＲ１＝ＢＥＲ０・Ｔo／Ｔ ………………… (式７)
【００６４】
このように、最小分布を形成するデータ系列の差メトリックの平均値μおよび標準偏差σから、最小分布のビットエラーレートを求め、そのビットエラーレートの補正演算を行うことにより、全データ系列に対するビットエラーレートを計算する。
【００６５】
上記実施形態では、第１,第２カウンタ１１,１２により測定サンプル数Ｔoと全サンプル数Ｔをカウントしているが、記録媒体のフォーマットにより１セクタ当たりのサンプル数が決まっている場合は、測定期間をセクタ単位で行うことにより、全サンプル数Ｔをカウントしなくても、ビットエラーレートの補正演算が可能となる。
【００６６】
例えば、１セクタが１００００サンプルであり、２セクタ分のデータについて測定を行ったとすると、全サンプル数Ｔは２００００サンプルとなる。このようにすれば、第１カウンタ１１を省略することができ、装置の構成を簡素化できる。一方、全サンプル数Ｔをカウンタによりカウントできるようにしておくと、１セクタより小さな領域の測定が可能となり、位置分解能の高い、詳細な評価が可能となるという利点がある。したがって、装置構成の簡略化と必要な測定分解能とを考慮して、適宜選択すればよい。
【００６７】
さらに、光ディスクの記録面に評価を行うためのテスト領域を備え、そのテスト領域に予め決められたテストデータパターンを記録するようにしてもよい。このテストデータパターン中に含まれる最小分布と全データとの割合が既知であるため、全サンプル数Ｔおよび測定サンプル数Ｔoをカウントするカウンタが不要となる。この場合、専用のテスト領域が必要になるため、ユーザーが使用できる領域が減少するというデメリットがあると共に、任意の場所で評価を行うことができない。
【００６８】
以上説明したように、最小分布を形成するデータ系列の差メトリックの平均値μおよび標準偏差σから、最小分布のビットエラーレートＢＥＲを求め、それに補正演算を行うことにより、全データに対するビットエラーレートＢＥＲを計算するようにしたので、データ系列の差メトリックの分布形状によらず、常に正確なビットエラーレートＢＥＲを測定することができる。
【００６９】
上記実施の形態では、信号評価装置および信号評価方法を用いた光磁気ディスク再生装置について説明したが、これに限られるものではなく、最尤復号を用いてデータ系列を復号する磁気記録装置や通信データ受信装置等にこの発明の信号評価装置および信号評価方法を適用してもよい。
【００７０】
【発明の効果】
以上より明らかなように、この発明の信号評価装置および信号評価方法によれば、最小分布を形成するデータ系列の尤度の差(差メトリック)の統計処理結果(平均値μおよび標準偏差σ)から、最小分布のビットエラーレートを求め、それに補正演算を行うことにより、上記データ系列の全データに対するビットエラーレートが得られるので、データ系列の尤度の差(差メトリック)の分布形状によらず、常に正確なビットエラーレートを測定することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 図１はこの発明の実施の一形態の信号評価装置を用いた光ディスク装置の再生信号処理部分の要部を示す構成図である。
【図２】 図２は上記信号評価装置のフローチャートである。
【図３】 図３は差メトリックの分布を示す説明図である。
【図４】 図４は最小ランレングスに制限があるときの差メトリックの分布を示す説明図である。
【符号の説明】
１…光ディスク、
２…スピンドルモータ、
３…対物レンズ、
４…光ピックアップ、
５…ＲＦ回路、
６…Ａ／Ｄ変換器、
７…復号回路、
８…誤り訂正回路、
９…差メトリック演算回路、
１０…パス選択回路、
１１…第１カウンタ、
１２…第２カウンタ、
１３…μ、σ計算回路、
１４…コントローラ、
１５…記録データ生成器。
【発明の属する技術分野】
この発明は、記録媒体の再生信号を評価する信号評価装置および信号評価方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、画像情報や音声情報をはじめとする各種の情報がデジタル化されるにつれて、デジタル情報の量が飛躍的に増大してきた。これに伴い、大容量化,高密度化に適した光ディスクおよび光ディスク装置の開発が進められている。このような光ディスクの高密度化の進展に伴い、光ディスクから読み出される再生信号の品質が低下しており、再生信号の評価が重要になっている。このような再生信号の評価は、光ディスクの出荷段階での品質保証のために用いられたり、再生信号品質が最良となるように光ディスク装置の各部を調整するために用いられたりしている。
【０００３】
従来より、光ディスクまたは光ディスク装置の評価には、ジッタやビットエラーレート(ＢＥＲ)などが用いられてきたが、光ディスク装置の再生信号処理として採用されてきているＰＲＭＬ(Partial Response Maximum Likelihood)に適した信号評価装置が特開平１０−２１６５１号公報に開示されている。
【０００４】
以下に、上記信号評価装置について図面を参照しながら説明する。
【０００５】
まず、上記信号評価装置において、再生信号の復号をビタビ復号方式で行うものとし、最小ランレングスを１に制限した(１,７)ＲＬＬ符号を採用し、ＰＲＭＬ方式としてＰＲ(１,２,１)を採用する場合について説明する。ｋサンプル時点における記録ビット系列ｂkと状態Ｓkとの関係は、表１に示すようにＳ０,Ｓ１,Ｓ２,Ｓ３の４状態となる。
【０００６】
【表１】
【０００７】
また、表２は、記録ビットと状態遷移の関係を示しており、最小ランレングスを１に制限しているためにブランチの数は６個となっている。
【０００８】
【表２】
【０００９】
ここで、ｋサンプル時点における各ブランチのブランチメトリック(Ｚk−Ｙk)2を計算する。Ｚkはｋサンプル時点での再生信号レベルである。この「ブランチメトリック」は、再生信号レベルと期待値との差を２乗したものなので、期待値に対する再生信号レベルの２乗誤差を意味している。上記ブランチメトリックは、あるひとつの状態に２つのブランチが合流する場合、どちらのブランチを選択するか決定するために用いられる。そして、一続きのブランチを「パス」と呼び、選択されたブランチを一続きにつなげたものを「生き残りパス」と呼ぶ。
【００１０】
ｋ−１サンプル時点における各状態での生き残りパスに対するブランチメトリックの累積値をｍk-1とすると、それにｋサンプル時点でのブランチメトリックｂｍkを加算したものが、ｋサンプル時点のブランチメトリックの累計値となる。
【００１１】
このように、ブランチメトリックは２乗誤差を意味するので、そのブランチメトリックの累計値は誤差の合計である。よって、ｍk-1＋ｂｍk がより小さくなるブランチを選択する。
【００１２】
例えば、ｋサンプル時点で状態がＳ０となるブランチは、表２よりＳ０からＳ０に遷移するブランチとＳ３からＳ０に遷移するブランチの２つである。それぞれのブランチメトリックの累積値をｍ０k-1、ｍ３k-1とし、ブランチメトリックをｂｍａk、ｂｍｂkとする。よって、ｋサンプル時点でのブランチメトリックの累計値をそれぞれｍ０k(ａ)、ｍ０k(ｂ)とすると、
ｍ０k(ａ)＝ ｍ０k-1＋ｂｍａk …………… (式１)
ｍ０k(ｂ)＝ ｍ３k-1＋ｂｍｂk …………… (式２)
となる。さらに、ｍ０k(ａ)とｍ０k(ｂ)の大小比較を行い、小さいほうのブランチを選択する。
【００１３】
ここで、ｋサンプル時点での正しい状態がＳ０であり、かつ、正しい遷移がａである場合、
Δｍk＝ｍ０k(ｂ)−ｍ０k(ａ) ……………… (式３)
という演算を行い、このΔｍkを「差メトリック」と呼ぶ。
【００１４】
また、ｋサンプル時点での正しい状態がＳ０であり、かつ、正しい遷移がｂの場合は、差メトリックΔｍkは
Δｍk＝ｍ０k(ａ)−ｍ０k(ｂ) ……………… (式４)
となる。すなわち、間違った遷移に対するブランチメトリックの累計値から正しい遷移のブランチメトリックの累計値を減算する。正しい状態、正しい遷移を知るためには、記録したデータ系列を用いる方法と、再生したデータ系列のエラーレートが低い場合に、再生したデータ系列を遅延させる方法が特開平１０−２１６５１号公報に記載されている。
【００１５】
ここで、復号結果として選択するブランチが正しいブランチであれば、差メトリックΔｍkは、正の値であるが、誤ったブランチを選択すると負の値となる。
【００１６】
図３は各サンプル時点において計算される差メトリックの分布を示している。分布形状が正規分布で近似できるものとして、正規分布の平均値をμ、標準偏差をσとすると、前述のように、差メトリックが負となるのは、エラーの場合なので、差メトリックが負となる確率はビットエラーレート(ＢＥＲ)に等しい。すなわち、
【数１】
【００１７】
ところで、図３においては、単一のピークを持つ分布を示しているが、最小ランレングスに制限がある場合、図４に示すように複数のピークを持つ分布となる。この場合でも、ピーク位置が最も０に近い分布にのみ着目し、図４中の平均値μと示した値より差メトリックが小さい領域において、差メトリックの分布が正規分布に従うとみなせば、単一のピークを持つ分布と同様にビットエラーレートＢＥＲを計算できる。しかしながら、単一のピークを持つ分布と違って、平均値μを算術平均から求めることはできない。また、平均値μが求められないと、標準偏差σも計算できない。
【００１８】
この問題を解決するため、上記信号評価装置では、差メトリックが負になる確率が最も高い、すなわち、ピークの位置が最も０に近い分布(以下、「最小分布」と呼ぶ)を形成するパスを通る系列のみを抽出するようにしている。このようなパスは、２つのパス間の距離が最小値を持つものであり、この説明では４つのパスがある。表３に最小分布を形成する４つの系列を示している。
【００１９】
この処理を行うことにより、図３に示す単一のピークを持つ分布が得られ、平均値μ、標準偏差σとも比較的容易に計算することができる。
【００２０】
【表３】
このようにして、上記信号評価装置では、データ系列の中から所定のパスを通る系列のみを抽出することにより、単一のピークを持つ分布を得ることができる。
【００２２】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記信号評価装置では、全データ系列のうちの一部のみを抽出しているため、得られた分布から計算できるのは、全データの一部に対するビットエラーレートでしかない。すなわち、正しいビットエラーレートは、全サンプル数に対するエラー数の割合であるのに、上記信号評価装置では、全データ系列に対する正確なビットエラーレートを得ることができないという問題がある。
【００２３】
最小分布はピークの位置が０に最も近いので、エラーは、ほぼ全てこの分布に含まれるデータ系列で発生すると考えられるが、エラーの発生個数が同じであっても、全サンプル数が異なるとビットエラーレートＢＥＲは異なる。
【００２４】
例えば、エラー数が１個、最小分布に含まれるサンプル数が１００００個とすると、最小分布に対するエラーの割合は１×１０-4 となる。ここで、測定した全サンプル数が最小分布のサンプル数と等しければ、ビットエラーレートＢＥＲも１×１０-4となる 。ところが、全サンプル数が１０００００個であれば、ビットエラーレートＢＥＲは１×１０-5 である。このように、同じエラー発生個数であっても、最小分布に含まれるサンプル数と、全サンプル数の割合によってビットエラーレートＢＥＲは異なる。全サンプル数に対する最小分布に含まれるサンプル数の割合は、記録するデータパターンにより変化し、図４に示した差メトリックの分布形状も異なったものになる。
【００２５】
そこで、この発明の目的は、データ系列の尤度の差(差メトリック)の分布形状にかかわらず、常に正確なビットエラーレートの測定が可能な信号評価装置および信号評価方法を提供することにある。
【００２６】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、この発明の信号評価装置は、最尤復号を用いてデータ系列を復号する信号評価装置であって、上記データ系列のパスの尤度の差を求める減算手段と、上記データ系列の中から２つのパス間の距離が最小値となるパスを選択する選択手段と、上記選択手段により選択されたパスについて上記減算手段により得られた上記尤度の差を統計処理する演算手段と、上記選択手段により選択されたパスの測定サンプル数と上記データ系列の全サンプル数に基づいて、上記演算手段により統計処理された結果を補正する補正手段とを備えることを特徴としている。
【００２７】
上記構成の信号評価装置によれば、上記選択手段により上記データ系列の中から２つのパス間の距離が最小値となるパスを選択する。この２つのパス間の距離が最小値となるパスとは、ある状態から分岐した１組のパスが次に最も早く最短距離で合流するパスのことである。上記選択手段により選択された上記データ系列の中から２つのパス間の距離が最小値となるパスについて、上記減算手段により得られた尤度の差を上記演算手段により統計処理する。上記選択されたパスの尤度の差は最小分布を形成し、その選択されたパスの尤度の差を統計処理することによって、最小分布の平均値および標準偏差やその平均値,標準偏差からビットエラーレートなどの統計処理結果を得ることが可能となる。そして、上記データ系列の全サンプル数と上記選択手段により選択されたパスの測定サンプル数に基づいて、上記演算手段により統計処理された結果を補正することによって、上記データ系列の全データに対する統計処理結果が得られる。したがって、データ系列の尤度の差(差メトリック)の分布形状によらず、常に正確なビットエラーレートを測定することができる。
【００２８】
また、一実施形態の信号評価装置は、上記補正手段は、上記選択手段により選択されたパスの測定サンプル数をカウントする第１の計数手段と、上記データ系列の全サンプル数をカウントする第２の計数手段と、上記第１の計数手段によりカウントされた上記測定サンプル数および上記第２の計数手段によりカウントされた上記データ系列の全サンプル数に基づいて、上記演算手段により統計処理された結果であるビットエラーレートを補正するビットエラーレート補正手段とを有することを特徴としている。
【００２９】
上記実施形態の信号評価装置によれば、上記第１の計数手段によりカウントされた上記選択手段により選択されたパスの測定サンプル数と上記第２の計数手段によりカウントされた上記データ系列の全サンプル数に基づいて、上記演算手段により統計処理された結果であるビットエラーレートを補正することによって、上記データ系列の全データに対するビットエラーレートが簡単に得られる。
【００３０】
また、一実施形態の信号評価装置は、上記第１の計数手段によりカウントされた上記測定サンプル数をＴoとし、上記第２の計数手段によりカウントされた上記データ系列の全サンプル数をＴとすると、
上記ビットエラーレート補正手段は、
ＢＥＲ１＝ＢＥＲ０・Ｔo／Ｔ
ＢＥＲ１：補正後のビットエラーレート
ＢＥＲ０：補正前のビットエラーレート
Ｔo ：２つのパス間の距離が最小となるパスのサンプル数
Ｔ ：全サンプル数
により上記ビットエラーレートを補正することを特徴としている。
【００３１】
上記実施形態の信号評価装置によれば、上記ビットエラーレート補正手段は、上記式を用いることによって、上記ビットエラーレートの補正演算を簡単かつ短時間で行うことができる。
【００３２】
また、この発明の信号評価方法は、最尤復号を用いてデータ系列を復号する信号評価方法であって、上記データ系列の中から所定のパスを通るデータ系列のみを抽出するステップと、上記抽出されたデータ系列に対してビットエラーレートを算出するステップと、上記抽出されたデータ系列のサンプル数と上記データ系列の全サンプル数に基づいて、上記抽出されたデータ系列に対して算出された上記ビートエラーレートを補正して、上記データ系列の全データに対するビットエラーレートを算出するステップとを有することを特徴としている。
【００３３】
上記信号評価方法によれば、上記データ系列の中から所定のパスを通るデータ系列のみを抽出し、その抽出されたデータ系列に対してビットエラーレートを算出する。例えば、所定のパスとして最小分布を形成するデータ系列のパスを通るデータ系列のみを抽出し、抽出されたパスの尤度の差の統計処理結果(平均値および標準偏差)から最小分布のビットエラーレートを求める。その後、上記抽出されたデータ系列のサンプル数と上記データ系列の全サンプル数に基づいて、上記抽出されたデータ系列に対して算出された上記ビートエラーレートを補正して、上記データ系列の全データに対するビットエラーレートを算出する。したがって、データ系列の尤度の差(差メトリック)の分布形状によらず、常に正確なビットエラーレートを測定することができる。
【００３４】
また、この発明の信号評価装置は、最尤復号を用いてデータ系列を復号する信号評価装置であって、上記データ系列の中から所定のパスを通るデータ系列のみを抽出するデータ系列抽出手段と、上記データ系列抽出手段により抽出されたデータ系列に対してビットエラーレートを算出するビットエラーレート算出手段と、上記データ系列抽出手段により抽出されたデータ系列のサンプル数と上記データ系列の全サンプル数に基づいて、上記ビットエラーレート算出手段により算出された上記ビートエラーレートを補正して、上記データ系列の全データに対するビットエラーレートを算出するビットエラーレート補正手段とを備えたことを特徴としている。
【００３５】
上記信号評価装置によれば、上記データ系列抽出手段により上記データ系列の中から所定のパスを通るデータ系列のみを抽出し、その抽出されたデータ系列に対して上記ビットエラーレート算出手段によりビットエラーレートを算出する。例えば、所定のパスとして最小分布を形成するデータ系列のパスを通るデータ系列のみを抽出し、抽出されたパスの尤度の差の統計処理結果(平均値および標準偏差)から最小分布のビットエラーレートを求める。その後、上記抽出されたデータ系列のサンプル数と上記データ系列の全サンプル数に基づいて、上記ビットエラーレート補正手段により上記ビートエラーレートを補正して、上記データ系列の全データに対するビットエラーレートを算出する。したがって、データ系列の尤度の差(差メトリック)の分布形状によらず、常に正確なビットエラーレートを測定することができる。
【００３６】
【発明の実施の形態】
以下、この発明の信号評価装置および信号評価方法を図示の実施の形態により詳細に説明する。
【００３７】
図１はこの発明の実施の一形態の信号評価装置を用いて光ディスク装置の再生信号処理部分の要部の構成図である。この実施の形態では、記録媒体として光ディスクを用いると共に、再生信号の復号をビタビ復号方式により行い、最小ランレングスを１に制限した(１,７)ＲＬＬ符号を採用し、ＰＲＭＬ方式としてＰＲ(１,２,１)を採用する。
【００３８】
図１において、１は光ディスク、２は上記光ディスク１を回転駆動するスピンドルモータ、３は対物レンズ、４は光ピックアップ、５は上記光ピックアップ４からのＭＯ信号の振幅等を調整するＲＦ回路、６は上記ＲＦ回路５からのＭＯ信号をＡ／Ｄ(アナログ／デジタル)変換するＡ／Ｄ変換器、７は上記Ａ／Ｄ変換器６からのデジタルデータを最尤復号を用いて復号する復号回路、８は上記復号回路７により復号されたデータの誤り訂正を行う誤り訂正回路、９は上記復号回路７により復号される記録データ系列の差メトリックを求める減算手段としての差メトリック演算回路、１０は上記差メトリック演算回路９により求められた差メトリックおよび復号回路７より状態遷移信号に基づいて、全データ系列からパスを選択する選択手段としてのパス選択回路、１１は上記復号回路７により復号された全サンプル数を積算する第１の計数手段としての第１カウンタ、１２は上記パス選択回路１０により選択されたパスのサンプル数を積算する第２の計数手段としての第２カウンタ、１３は上記パス選択回路１０により選択されたパスについての差メトリックを統計処理する演算手段としてのμ、σ計算回路、１４は補正演算手段としてのコントローラ、１５は記録データ生成器である。上記第１カウンタ１１,第２カウンタ１２およびコントローラ１４で補正手段を構成している。また、上記パス選択回路１０がデータ系列抽出手段であり、コントローラ１４がビットエラーレート算出手段およびビットエラーレート補正手段である。なお、光ディスクには種々のものがあるが、ここでは光ディスク１として光磁気ディスクを用いている。
【００３９】
上記構成の光ディスク装置において、光ディスク１の記録面には、光ピックアップ４に設けられた対物レンズ３により収束された光ビームが下方から照射される。そして、光ディスク１の記録面で反射された光は、光ピックアップ４の内部に設置されたフォトディテクタにより検出され、反射光は、ＭＯ信号(光磁気信号)およびその他の信号に分離される。
【００４０】
上記光ピックアップ４により検出されたＭＯ信号は、ＲＦ回路５により振幅やオフセットが調整された後、Ａ／Ｄ変換器６によりデジタルデータに変換される。上記Ａ／Ｄ変換器６から出力されたデジタルデータは、復号回路７に供給され、復号回路７においてＰＲＭＬ方式による復号が行われる。
【００４１】
次に、上記復号回路７により復号されたデータは誤り訂正回路８に送られ、誤り訂正回路８において、復号されたデータ中に予め付加されている誤り検出訂正符号を用いて誤りの検出および訂正が行われる。この誤り訂正回路８の出力はコントローラ１４に供給される。
【００４２】
また、上記復号回路７のＰＲＭＬ方式による復号過程で得られる記録データ系列情報が差メトリック演算回路９に供給される。また、上記復号回路７で復号化されたデータのサンプル数を第１カウンタ１１でカウントするため、１サンプルの復号が行われるごとに１個のパルスが復号回路７から第１カウンタ１１に供給される。こうして、第１カウンタ１１では、復号された全サンプル数が積算される。
【００４３】
上記差メトリック演算回路９では、従来の信号評価装置で説明したのと同一の演算が行われる。
【００４４】
すなわち、復号回路７においては、光ディスク１の再生信号の復号をビタビ復号方式で行う。ここでは、用いる符号として、最小ランレングスを１に制限した(１,７)ＲＬＬ符号を採用し、ＰＲＭＬ方式としてＰＲ(１,２,１)を採用する場合について説明する。ｋサンプル時点における記録ビット系列ｂkと状態Ｓkとの関係は、表４に示すように、０、Ｓ１、Ｓ２、Ｓ３の４状態となる。
【００４５】
【表４】
各状態は、次の記録ビットに応じて、次の状態へと遷移して行く。この状態遷移をブランチと呼ぶ。記録ビットと状態遷移との関係を表５に示す。前記したように、ここでは、用いる符号として最小ランレングスを１に制限した(１,７)ＲＬＬ符号を採用している、すなわち最小ランレングスを１に制限しているため、ブランチの数はａ,ｂ,ｃ,ｄ,ｅ,ｆの６個となっている。
【００４７】
【表５】
ＰＲ(１,２,１)では、３ビットの記録ビット系列で再生信号レベルが決まるので、その期待値、すなわちノイズがない理想波形での再生信号レベルを表５に期待値Ｙkとして記載した。ここでは、理想波形での再生信号レベルの最小値を−１、最大値を１と規格化して示している。
【００４９】
そして、ＰＲＭＬ復号過程において、復号回路７によりｋサンプル時点における各ブランチのブランチメトリック(Ｚk―Ｙk)2の計算がなされる。ここで、Ｚkはｋサンプル時点での再生信号レベルであり、Ｙkは再生信号レベルの期待値である。このように、ブランチメトリックは、再生信号レベルと、その期待値との差を２乗したものなので、期待値に対する再生信号レベルの２乗誤差を意味している。
【００５０】
そして、ブランチメトリックは、あるひとつの状態に２つのブランチが合流する場合、どちらのブランチを選択するか決定するために用いられる。一続きのブランチをパスと呼び、選択されたブランチを一続きにつなげたものを生き残りパスと呼ぶ。
【００５１】
ここで、ｋ−１サンプル時点における、各状態での生き残りパスに対するブランチメトリックの累積値をｍk-1とすると、それにｋサンプル時点でのブランチメトリックｂｍkを加算したものが、ｋサンプル時点のブランチメトリックの累計値となる。このブランチメトリックを得るまでの演算処理は、復号回路７により行われる。
【００５２】
上述のように、ブランチメトリックは２乗誤差を意味するので、その累計値は誤差の合計である。よって、ｍk-1＋ｂｍkがより小さくなるブランチを選択する。
【００５３】
例えば、ｋサンプル時点における状態がＳ０となるブランチは、表５よりＳ０からＳ０に遷移するブランチａと、Ｓ３からＳ０に遷移するブランチｂの２つである。ブランチａ、ブランチｂのブランチメトリックの累積値を、それぞれｍ０k-1、ｍ３k-1とし、そのブランチメトリックをｂｍａk、ｂｍｂkとすると、ｋサンプル時点でのブランチメトリックａ、ブランチメトリックｂの累計値ｍ０k(ａ)、ｍ０k(ｂ)は、それぞれ(式１)、(式２)で表される。
ｍ０k(ａ)＝ ｍ０k-1＋ｂｍａk …………… (式１)
ｍ０k(ｂ)＝ ｍ３k-1＋ｂｍｂk …………… (式２)
さらに、ｍ０k(ａ)とｍ０k(ｂ)との大小比較を行い、その値が小さいほうのブランチを選択する。
【００５４】
ここで、ｋサンプル時点での正しい状態がＳ０であり、かつ、正しい遷移がａである場合、
Δｍk＝ｍ０k(ｂ)−ｍ０k(ａ) ……………… (式３)
という演算を行い、この△ｍkを「差メトリック」と呼ぶ。
【００５５】
また、ｋサンプル時点での正しい状態がＳ０であり、かつ、正しい遷移がｂの場合は、差メトリック(△ｍk)は、
Δｍk＝ｍ０k(ａ)−ｍ０k(ｂ) ……………… (式４)
となる。
【００５６】
すなわち、間違った遷移に対するブランチメトリックの累計値から正しい遷移のブランチメトリックの累計値を減算することにより、尤度の差としての差メトリックを求める処理が、差メトリック演算回路９において行われる。
【００５７】
本実施の形態では、差メトリック演算回路９における演算に必要となる記録データ系列情報は、記録データ生成器１５から差メトリック演算回路９に供給される。
【００５８】
そうして、上記差メトリック演算回路９で得られた差メトリックは、パス選択回路１０に供給される。
【００５９】
また、上記パス選択回路１０は、パス選択のための情報として、状態遷移信号が復号回路７よりパス選択回路１０に供給され、全データ系列から表３に示した４つのパス(２つのパス間の距離が最小値となるパス)を選択する。そして、上記パス選択回路１０は、表３に示した４つのパスに一致するパスについて、その一致したパスに含まれるサンプルの差メトリックをμ、σ計算回路１３に供給する。また、同時に、表３に示した４つのパスと一致するパスのサンプル数と同数のパルスを第２カウンタ１２に供給する。こうして、パス選択回路１０にて選択されたパスのサンプル数が第２カウンタ１２により積算される。
【００６０】
上記μ、σ計算回路１３では、パス選択回路１０にて選択されたパスについて、差メトリックの平均値μおよび標準偏差σが計算される。
【００６１】
そして、上記第１カウンタ１１,第２カウンタ１２でカウントされた結果、および、μ、σ計算回路１３での計算結果をコントローラ１４のソフトウェアにより処理する。
【００６２】
図２に測定開始から測定結果を得るまでの測定処理全体のフローチャートを示している。
まず、測定に先立って、ステップ１で第１,第２カウンタ１１,１２のカウント値を０にクリアする。
次に、ステップ２に進み、ディスク１の所定の領域を読み出し、復号処理を開始する。
続いて、ステップ３に進み、測定を終了したか否かを判定して、測定が終了するまでステップ３を繰り返し、所定の期間測定を行う。この測定期間において、差メトリック演算回路９とパス選択回路１０とμ、σ計算回路１３および第１,第２カウンタ１１,１２による測定が行われる。そして、測定が終了したら、ステップ４に進み、復号処理を終了する。
次に、ステップ５に進み、第１カウンタ１１によりカウントされた全サンプル数Ｔ、および、第２カウンタ１２によりカウントされた測定サンプル数Ｔo、μ、σ計算回路１３で計算された平均値μおよび標準偏差σを読み出す。
次に、ステップ６に進み、ステップ５で得られた平均値μおよび標準偏差σから次の(式６)を用いて補正前のビットエラーレートＢＥＲ０を求める。
【数２】
【００６３】
次に、ステップ７に進み、ビットエラーレートの補正演算を行う。この補正演算は、ステップ６で得られたビットエラーレートＢＥＲ０を全データ系列に対するビットエラーレートＢＥＲ１に次の(式７)を用いて変換する。
ＢＥＲ１＝ＢＥＲ０・Ｔo／Ｔ ………………… (式７)
【００６４】
このように、最小分布を形成するデータ系列の差メトリックの平均値μおよび標準偏差σから、最小分布のビットエラーレートを求め、そのビットエラーレートの補正演算を行うことにより、全データ系列に対するビットエラーレートを計算する。
【００６５】
上記実施形態では、第１,第２カウンタ１１,１２により測定サンプル数Ｔoと全サンプル数Ｔをカウントしているが、記録媒体のフォーマットにより１セクタ当たりのサンプル数が決まっている場合は、測定期間をセクタ単位で行うことにより、全サンプル数Ｔをカウントしなくても、ビットエラーレートの補正演算が可能となる。
【００６６】
例えば、１セクタが１００００サンプルであり、２セクタ分のデータについて測定を行ったとすると、全サンプル数Ｔは２００００サンプルとなる。このようにすれば、第１カウンタ１１を省略することができ、装置の構成を簡素化できる。一方、全サンプル数Ｔをカウンタによりカウントできるようにしておくと、１セクタより小さな領域の測定が可能となり、位置分解能の高い、詳細な評価が可能となるという利点がある。したがって、装置構成の簡略化と必要な測定分解能とを考慮して、適宜選択すればよい。
【００６７】
さらに、光ディスクの記録面に評価を行うためのテスト領域を備え、そのテスト領域に予め決められたテストデータパターンを記録するようにしてもよい。このテストデータパターン中に含まれる最小分布と全データとの割合が既知であるため、全サンプル数Ｔおよび測定サンプル数Ｔoをカウントするカウンタが不要となる。この場合、専用のテスト領域が必要になるため、ユーザーが使用できる領域が減少するというデメリットがあると共に、任意の場所で評価を行うことができない。
【００６８】
以上説明したように、最小分布を形成するデータ系列の差メトリックの平均値μおよび標準偏差σから、最小分布のビットエラーレートＢＥＲを求め、それに補正演算を行うことにより、全データに対するビットエラーレートＢＥＲを計算するようにしたので、データ系列の差メトリックの分布形状によらず、常に正確なビットエラーレートＢＥＲを測定することができる。
【００６９】
上記実施の形態では、信号評価装置および信号評価方法を用いた光磁気ディスク再生装置について説明したが、これに限られるものではなく、最尤復号を用いてデータ系列を復号する磁気記録装置や通信データ受信装置等にこの発明の信号評価装置および信号評価方法を適用してもよい。
【００７０】
【発明の効果】
以上より明らかなように、この発明の信号評価装置および信号評価方法によれば、最小分布を形成するデータ系列の尤度の差(差メトリック)の統計処理結果(平均値μおよび標準偏差σ)から、最小分布のビットエラーレートを求め、それに補正演算を行うことにより、上記データ系列の全データに対するビットエラーレートが得られるので、データ系列の尤度の差(差メトリック)の分布形状によらず、常に正確なビットエラーレートを測定することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 図１はこの発明の実施の一形態の信号評価装置を用いた光ディスク装置の再生信号処理部分の要部を示す構成図である。
【図２】 図２は上記信号評価装置のフローチャートである。
【図３】 図３は差メトリックの分布を示す説明図である。
【図４】 図４は最小ランレングスに制限があるときの差メトリックの分布を示す説明図である。
【符号の説明】
１…光ディスク、
２…スピンドルモータ、
３…対物レンズ、
４…光ピックアップ、
５…ＲＦ回路、
６…Ａ／Ｄ変換器、
７…復号回路、
８…誤り訂正回路、
９…差メトリック演算回路、
１０…パス選択回路、
１１…第１カウンタ、
１２…第２カウンタ、
１３…μ、σ計算回路、
１４…コントローラ、
１５…記録データ生成器。
Claims (5)
- 最尤復号を用いてデータ系列を復号する信号評価装置であって、
上記データ系列のパスの尤度の差を求める減算手段と、
上記データ系列の中から２つのパス間の距離が最小値となるパスを選択する選択手段と、
上記選択手段により選択されたパスについて上記減算手段により得られた上記尤度の差を統計処理する演算手段と、
上記選択手段により選択されたパスの測定サンプル数と上記データ系列の全サンプル数に基づいて、上記演算手段により統計処理された結果を補正する補正手段とを備えることを特徴とする信号評価装置。 - 請求項１に記載の信号評価装置において、
上記補正手段は、
上記選択手段により選択されたパスの測定サンプル数をカウントする第１の計数手段と、
上記データ系列の全サンプル数をカウントする第２の計数手段と、
上記第１の計数手段によりカウントされた上記測定サンプル数および上記第２の計数手段によりカウントされた上記データ系列の全サンプル数に基づいて、上記演算手段により統計処理された結果であるビットエラーレートを補正するビットエラーレート補正手段とを有することを特徴とする信号評価装置。 - 請求項２に記載の信号評価装置において、
上記第１の計数手段によりカウントされた上記測定サンプル数をＴoとし、上記第２の計数手段によりカウントされた上記データ系列の全サンプル数をＴとすると、
上記ビットエラーレート補正手段は、
ＢＥＲ１＝ＢＥＲ０・Ｔo／Ｔ
ＢＥＲ１：補正後のビットエラーレート
ＢＥＲ０：補正前のビットエラーレート
Ｔo ：２つのパス間の距離が最小となるパスのサンプル数
Ｔ ：全サンプル数
により上記ビットエラーレートを補正することを特徴とする信号評価装置。 - 最尤復号を用いてデータ系列を復号する信号評価方法であって、
上記データ系列の中から所定のパスを通るデータ系列のみを抽出するステップと、
上記抽出されたデータ系列に対してビットエラーレートを算出するステップと、
上記抽出されたデータ系列のサンプル数と上記データ系列の全サンプル数に基づいて、上記抽出されたデータ系列に対して算出された上記ビートエラーレートを補正して、上記データ系列の全データに対するビットエラーレートを算出するステップとを有することを特徴とする信号評価方法。 - 最尤復号を用いてデータ系列を復号する信号評価装置であって、
上記データ系列の中から所定のパスを通るデータ系列のみを抽出するデータ系列抽出手段と、
上記データ系列抽出手段により抽出されたデータ系列に対してビットエラーレートを算出するビットエラーレート算出手段と、
上記データ系列抽出手段により抽出されたデータ系列のサンプル数と上記データ系列の全サンプル数に基づいて、上記ビットエラーレート算出手段により算出された上記ビートエラーレートを補正して、上記データ系列の全データに対するビットエラーレートを算出するビットエラーレート補正手段とを備えたことを特徴とする信号評価装置。
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