JP3837742B2 - 復号装置および復号方法、記録再生装置、プログラム格納媒体、並びに、プログラム - Google Patents
復号装置および復号方法、記録再生装置、プログラム格納媒体、並びに、プログラム Download PDFInfo
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、復号装置および復号方法、記録再生装置、プログラム格納媒体、並びに、プログラムに関し、特に、有限状態遷移表を用いて符号化した符号化データを復号する場合に用いて好適な、復号装置および復号方法、記録再生装置、プログラム格納媒体、並びに、プログラムに関する。
【０００２】
【従来の技術】
磁気記録や光記録を行う場合の記録再生システムにおける符号系列の検出においては、チャネルの記録再生特性に適したＰＲ（Partial Response）特性に等化して符号系列を検出することにより、雑音の強調を抑制して、良好なエラーレート特性を得ることができる。
【０００３】
RS（リードソロモン）符号などの誤り訂正符号を用いた記録再生システムにおいては、チャネル検出器として、ＰＲチャネルのトレリスダイアグラムを利用して、最尤復号法を実現するビタビ復号器や、事後確率最大復号（MAP（maximum a posteriori probability）復号）を実現するBCJR（Bahl−Cocke−Jeinek−Raviv）復号器が広く用いられている。BCJRアルゴリズムは、符号器の初期状態と時刻Nでの終了状態が知られているとき、長さNの全受信系列から１ビットずつ情報系列を推定するMAPアルゴリズムである。
【０００４】
ターボ符号やＬＤＰＣ（Low Density Parity Check：低密度パリティ検査）符号は、通常、ＦＢＡ（Forward−Backward Algorithm）や、メッセージパッシングアルゴリズムなどを適用した、SISO（Soft−Input Soft−Output）ＡＰＰ（a posteriori probability：事後確率）検出器を繰り返し用いることで復号することができる。
【０００５】
ターボ符号とＰＲチャネルを組み合わせたシステムにおいては、後段のターボ符号のＡＰＰ検出器において、０，１の情報だけではなく、これらの情報がどの程度確からしいかの情報（軟判定情報）が利用できるように、チャネルの検出器に、MAPアルゴリズムを適用したＡＰＰ検出器を用いるようにし、このようなチャネルの検出器と、ターボ符号の検出器とを縦列接続するようになされている（例えば、非特許文献１参照）。
【０００６】
【非特許文献１】
T. Souvignier他著、“Turbo codes for PR4: Parallel versus serial concatenation,” Proc. ICC'99、第1638頁乃至1642頁、1999年発行
【０００７】
ところで、実際に用いられている磁気記録や光記録の記録再生システムにおいては、ＲＬＬ（Run Length Limited）符号やＭＴＲ（Maximum Transition Run）符号などの、制約のある符号が用いられる。
【０００８】
ＲＬＬ符号とは、変調符号における“１”と“１”の間に挟まれた“０”の数が制限されている符号であり、“１”と“１”の間に挟まれた“０”の最小ランレングスをｄ、最大ランレングスをｋとして、（ｄ，ｋ）ＲＬＬと表現される。ＲＬＬ符号は、NRZI（non return to zero Inverted）記録において、最小ランレングスｄの値を制限することによって、最短記録波長を長くすることができ、最大ランレングスｋの値を制限することで、PLL（Phase Locked Loop）によるクロック再生を容易にすることができる。
【０００９】
また、ＭＴＲ符号は、特定の高次ＰＲ等化方式において、最小ユークリッド距離を拡大できるトレリス符号として用いられる。
【００１０】
これらの制約のある記録符号の符号変換は、有限状態遷移図で記述することができ、復号は、スライディングブロックデコーダを用いて実行することが可能である。
【００１１】
しかしながら、ＲＬＬ符号やＭＴＲ符号のような制約のある記録符号を復号するためのスライディングブロックデコーダは、硬判定を用いて復号を実行するために、軟判定情報を用いて復号を実行するＡＰＰ検出器と接続できないため、制約のある記録符号と、復号にＡＰＰ検出器を用いるターボ符号などとを組み合わせることは、困難であった。
【００１２】
これに対して、（１，３）ＲＬＬ符号であるMFM（modified Frequency Modulation）符号について、記録符号のSISO復号が提案されている。MFM符号は、データが“１”のときは、データの中央の時点で極性を反転し、“０”がひとつだけのときは、極性を反転せず、“０”が連続する場合は、その境界で極性を反転する変調方式であり、その結果、反転間隔は、Ｔ，１．５Ｔ，２Ｔの３種類となる。MFM符号は、FM（Frequency Modulation）符号と比較して、２倍の記録密度の符号化を実現することができ、自己クロック抽出が可能となるので、MFM符号を用いた符号化方式は、広く実現されている。
【００１３】
MFM符号の復号方法としては、エンコーダの状態遷移図からトレリスを構成し、ＦＢＡを適用する方法（ＦＢＡ decoder for trellis）、MFM符号が組織符号であることから、チャネルデータ２ビット毎に１ビットのみを取り出して、情報ビットを復号する方法（systematic modulation code）、そして、MFM符号がスライディングブロック符号であることから、復号拘束長３ビットのウインドウに対して発生しうる全ての符号系列５種類と受信信号とを比較することにより、情報ビットの確率を求める方法（sliding−block window）などの、記録符号のSISO復号が提案されている（例えば、非特許文献２参照）。
【００１４】
【非特許文献２】
J．L．Fan著、“CONSTRAINED CODING AND SOFT ITERATIVE DECODING，”、Kluwer Academic Publishers、２００１年７月発行
【００１５】
また、ＰＲチャネルとＲＬＬ符号を組み合わせたシステムにおいて、（１，７）ＲＬＬ符号をスライディングブロックウィンドウの方法で復号する技術も開示されている（例えば、非特許文献３参照）。
【００１６】
【非特許文献３】
L. L. McPheters他著、“Turbo-Coded Optical Recording Channels with DVD Minimum Mark Size,”、IEEE Trans. Magn., vol. 38, no. 1、第２９８頁乃至第３０２頁、２００２年発行
【００１７】
図１は、従来用いられている記録再生装置１の構成を示すブロック図である。
【００１８】
記録再生装置１は、入力されたデータを符号化する符号化部１１、符号化部１１において符号化された符号化データを、所定の記録媒体に記録し、更に、記録媒体に記録されている符号化データを読み出して、復号部１３に供給する記録再生部１２、および、記録再生部１２から供給された符号化データから符号を検出し、検出された符号を復号する復号部１３で構成されている。
【００１９】
符号化部１１に供給されたデータは、ＬＤＰＣ符号化部２１において、ＬＤＰＣ符号化され、ＲＬＬ符号化部２２において、例えば、（２，７）ＲＬＬで符号化される。
【００２０】
図２は、符号化率１：２の（２，７）ＲＬＬ符号が用いられた場合の符号化を記述した５状態の状態遷移図である。図２において、円は状態を表し、矢印に付したラベルの斜線の前後のシンボルは、入力された情報ビットと出力される符号ビットをそれぞれ示す。この状態遷移図は、入力ビットの割り当てが定義されていることを除いて、T. D. Howell, “Statistical property of selected recording codes,” IBM J. Res. Develop., Vol. 33, No. 1, 1989.の文献に記載されているものと同じである。
【００２１】
すなわち、図２の５状態の状態遷移図に示されるように、ＲＬＬ符号化部２２は、例えば、状態Ｓ１において、“０”が入力された場合、符号（０１）を出力して、状態を状態Ｓ０に遷移し、状態Ｓ１において、“１”が入力された場合、符号（０１）を出力して、状態を状態Ｓ４に遷移する。
【００２２】
そして、符号化データは、NRZI／ＮＲＺ変換部２３において、NRZI符号からＮＲＺ（non return to zero）符号に変換されて、記録再生部１２に供給される。
【００２３】
記録再生部１２は、装着された記録媒体、または、内部に有する記録媒体に、符号化部１１において符号化された符号化データを記録したり、記録媒体に記録されている符号化データを読み出して、復号部１３に出力する。
【００２４】
復号部１３に供給された符号化データは、ＰＲ等化処理部３１に供給される。ＰＲ等化処理部３１は、供給された符号化データに対して、所定の目標等化特性となるように、波形干渉を利用したＰＲ等化を施して、ＢＣＪＲ検出部３２に供給する。
【００２５】
ここでは、記録再生部１２およびＰＲ等化処理部３１による記録再生チャネルのモデルとして、記録再生部１２に供給されるＮＲＺ符号における０を＋１に、１を−１にマッピングし、ＰＲ１（Partial Response Class−I：パーシャルレスポンスクラス１）の伝達関数を、遅延演算子をＤとして、Ｈ（Ｄ）＝（１＋Ｄ）／２とする。
【００２６】
（１＋Ｄ）のｘ乗の等化は、再生信号の高周波数帯域の雑音を抑圧するため、記録再生装置において、良好な信号対雑音比を与えることが知られている。（１＋Ｄ）のｘ乗の等化において、ｘ＝１、すなわち、１＋Ｄの等化は、一般的にＰＲ１等化と称されている。ＰＲ１等化方式は、例えば、３．８mmおよび８ｍｍテープストリーマ磁気記録再生装置などにおいて実用化されている。
【００２７】
図３は、ｄ＝２の制限を取り入れた場合の、プリコーダ付きＰＲ１チャネルの状態遷移図である。すなわち、ここでは、ＮＲＺ符号における０を＋１に、１を−１にマッピングし、ＰＲ１の伝達関数は、遅延演算子をＤとして、Ｈ（Ｄ）＝（１＋Ｄ）／２とした。また、矢印に付したラベルの斜線の前のシンボルは、符号ビットを示し、斜線の後のシンボルは、チャネル出力を示す。
【００２８】
すなわち、図３の状態遷移図に示されるように、ＰＲ等化処理部３１から出力される、周波数特性を持ったチャネルの再生出力は、状態Ｓ０における “０”の符号ビットに対して、（＋１）が出力されて、状態が状態Ｓ０のままとされ、状態Ｓ０における“１”の符号ビットに対して、（０）が出力されて、状態が状態Ｓ４に遷移される。
【００２９】
ＢＣＪＲ検出部３２は、ＢＣＪＲアルゴリズムを用いて、符号検出を実行し、ＲＬＬ復号部３３に供給する。すなわち、ＢＣＪＲ検出部３２は、図３に示される状態遷移図に対応した、図４に示されるプリコーダ付きＰＲ１チャネルのトレリスを用いて、符号の検出を行う。
【００３０】
すなわち、図４のトレリスは、図３の状態遷移図に対応するものである。図４のトレリスにおいて、実線矢印は、入力された符号ビットが０であった場合の状態遷移を示す矢印であり、点線矢印は、入力された符号ビットが１であった場合の状態遷移を示す矢印である。また、矢印に付したラベルにおいて、斜線の前後のシンボルは、入力された符号ビットと出力されるチャネル出力とをそれぞれ示す。
【００３１】
そして、ＲＬＬ復号部３３は、図２に示される状態遷移図に対応した、図５に示されるトレリスを用いて、SISOのＲＬＬ復号処理（ＦＢＡ decoder for trellis）を実行し、ＬＤＰＣ復号部３４に供給する。すなわち、図５のトレリスは、図２の状態遷移図に対応するものである。
【００３２】
図５のトレリスにおいて、実線矢印は、入力された情報ビットが０であった場合の状態遷移を示す矢印であり、点線矢印は、入力された情報ビットが１であった場合の状態遷移を示す矢印である。また、矢印に付したラベルにおいて、斜線の前後のシンボルは、入力された情報ビットと出力される符号ビットをそれぞれ示す。
【００３３】
そして、ＬＤＰＣ復号部３４は、供給された信号を、ＬＤＰＣ復号し、情報ビットを出力する。
【００３４】
図１を用いて説明した記録再生装置１の復号部１３においては、BCJRによりＰＲチャネルから記録符号列を検出し、ＲＬＬにより記録符号列を復号する場合について説明したが、例えば、スライディングブロックウィンドウを用いた場合においても、同様にして、記録符号列を復号することが可能となる。
【００３５】
【発明が解決しようとする課題】
従来、ＲＬＬ符号やＭＴＲ符号が組織符号であることを利用した符号化が提案されていたが、現実のＲＬＬ符号やＭＴＲ符号は、高符号化率を達成するために、組織符号とはならない場合が多い。
【００３６】
また、従来、図１を用いて説明したように、エンコーダの状態遷移図からトレリスを構成し、ＦＢＡを適用する方法（ＦＢＡ decoder for trellis）を利用して、ＰＲ特性に等化した符号系列の検出とＲＬＬの復号を別処理によって行うようになされていたが、このようにした場合、ＲＬＬ復号部３３の処理において、符号系列の隣り合うビット間の干渉を利用することができない。
【００３７】
このように、符号の検出とＲＬＬの復号を別処理によって行う従来の方法よりも、復号後のデータのエラーレートを更に改善することが求められている。
【００３８】
本発明はこのような状況に鑑みてなされたものであり、復号処理におけるエラーレートを改善することができるようにするものである。
【００３９】
【課題を解決するための手段】
本発明の復号装置は、第１の有限状態遷移表に記載されている各状態を、直前の NRZ 符号の値に基づいて２分割した内容を含む第２の有限状態遷移表に対応するトレリスを用いて、符号化データの復号処理を実行する第１の復号手段を備えることを特徴とする。
【００４０】
第１の有限状態遷移表は、（２，７）ＲＬＬの変換規則に対応した状態遷移表であるものとすることができる。
【００４１】
第１の有限状態遷移表は、（１，７）ＲＬＬの変換規則に対応した状態遷移表であるものとすることができる。
【００４３】
符号化データは、ＬＤＰＣ符号、または、ターボ符号により、更に符号化されたデータであるものとすることができ、第１の復号手段により復号された情報の供給を受け、ＬＤＰＣ符号、または、ターボ符号を復号する第２の復号手段を更に備えさせるようにすることができる。
【００４４】
第１の有限状態遷移表で記述される方法により符号化され、所定の記録媒体に記録された符号化データを再生する再生手段を更に備えさせるようにすることができ、第１の復号手段には、再生手段により再生された符号化データを、第２の有限状態遷移表に対応するトレリスを用いて復号させるようにすることができる。
【００４５】
第１の有限状態遷移表で記述される方法により符号化され、所定の通信路に伝送された符号化データを受信する受信手段を更に備えさせるようにすることができ、第１の復号手段には、受信手段により受信された符号化データを、第２の有限状態遷移表に対応するトレリスを用いて復号させるようにすることができる。
【００４６】
本発明の復号方法は、符号化データを取得する取得ステップと、第１の有限状態遷移表に記載されている各状態を、直前の NRZ 符号の値に基づいて２分割した内容を含む第２の有限状態遷移表に対応するトレリスを用いて、取得ステップの処理により取得された符号化データの復号処理を実行する復号ステップとを含むことを特徴とする。
【００４７】
本発明のプログラム格納媒体に格納されているプログラムは、符号化データを取得する取得ステップと、第１の有限状態遷移表に記載されている各状態を、直前の NRZ 符号の値に基づいて２分割した内容を含む第２の有限状態遷移表に対応するトレリスを用いて、取得ステップの処理により取得された符号化データの復号処理を実行する復号ステップとを含むことを特徴とする。
【００４８】
本発明のプログラムは、符号化データを取得する取得ステップと、第１の有限状態遷移表に記載されている各状態を、直前の NRZ 符号の値に基づいて２分割した内容を含む第２の有限状態遷移表に対応するトレリスを用いて、取得ステップの処理により取得された符号化データの復号処理を実行する復号ステップとを含むことを特徴とする。
【００４９】
本発明の復号装置および復号方法、並びにプログラムにおいては、符号化データが第１の有限状態遷移表に記載されている各状態を、直前の NRZ 符号の値に基づいて２分割した内容を含む第２の有限状態遷移表に対応するトレリスを用いて復号される。
【００５０】
本発明の記録再生装置は、情報系列を、第１の有限状態遷移表で記述される方法により符号化する符号化手段と、符号化手段により符号化されたデータを、所定の記録媒体に記録、または再生する記録再生手段と、第１の有限状態遷移表に記載されている各状態を、直前の NRZ 符号の値に基づいて２分割した内容を含む第２の有限状態遷移表に対応するトレリスを用いて、記録再生手段により再生された符号化データの復号処理を実行する復号手段とを備えることを特徴とする。
【００５１】
本発明の記録再生装置においては、情報系列が、第１の有限状態遷移表で記述される方法により符号化され、符号化されたデータが、所定の記録媒体に記録、または再生され、第１の有限状態遷移表に記載されている各状態を、直前の NRZ 符号の値に基づいて２分割した内容を含む第２の有限状態遷移表に対応するトレリスが用いられて、再生された符号化データが復号される。
【００５２】
【発明の実施の形態】
以下、図を参照して、本発明の実施の形態について説明する。
【００５３】
図６は、本発明を適用した記録再生装置１０１の構成を示すブロック図である。なお、従来の場合と対応する部分には同一の符号を付してあり、その説明は適宜省略する。
【００５４】
すなわち、図６の記録再生装置１０１は、復号部１３に代わって復号部１１１が備えられている以外は、図１を用いて説明した記録再生装置１と同様の構成を有している。
【００５５】
符号化部１１は、供給された情報系列を符号化し、記録再生部１２は、装着された、または、内部に設けられた記録媒体に、供給された符号系列を記録するとともに、記録媒体から、符号化データ（符号系列）を読み出し、復号部１１１に供給する。復号部１１１は、ＰＲ等化処理部３１、ＰＲ・ＲＬＬ検出復号部１２１およびＬＤＰＣ復号部３４で構成され、供給された符号化データを復号することができるようになされている。
【００５６】
また、記録再生部１２および復号部１１１により、記録媒体に記録されている符号化データを再生して復号する復号装置を構成するようにしてもよいことは言うまでもない。
【００５７】
また、図７に、本発明を適用した符号化データの伝送システムを示すブロック図を示す。図７に示されるように、図６の記録再生装置１０１の符号化部１１と同様の構成を有する符号化装置１３１によって符号化された符号化データを、例えば、無線やケーブル、または、光ファイバなどの通信路１３３を介して伝送し、復号装置１３２によって、受信した伝送データを復号することができるようにする場合においても、復号装置１３２は、図６の復号部１１１と同様の復号処理を実行することができる。
【００５８】
図７の復号装置１３２は、無線やケーブル、または、光ファイバなどの通信路１３３を介して伝送された符号化データを取得し、ＰＲ・ＲＬＬ検出復号部１２１に供給するデータ取得部１４１を新たに備えている以外は、図６の記録再生装置１０１の復号部１１１と同様の構成を有する
【００５９】
なお、ＰＲチャネルの出力をデジタルデータに変換することなどにより、例えば、インターネットやＬＡＮ（Local Area Network）などを介して情報を伝送し、受信側で、デジタルデータをＰＲチャネル出力の値として、復号するようにすることも可能である。
【００６０】
なお、図６の記録再生装置１０１、並びに、図７の符号化装置１３１および復号装置１３２においては、ＬＤＰＣ符号に代わって、ターボ符号を用いて記録再生処理を行うようにしてもよい。その場合、符号化部１１または符号化装置１３１においては、ＬＤＰＣ符号化部２１に代わって、ターボ符号化を行うターボ符号化部を備えるようにし、復号部１１１または復号装置１３２においては、ＬＤＰＣ復号部１２１に代わって、ターボ符号を復号するターボ符号復号部を備える用にすればよい。
【００６１】
次に、図６および図７のＰＲ・ＲＬＬ検出復号部１２１が実行する復号処理について、図１を用いて説明した、従来の記録再生装置１の復号部１３において実行される、図２の状態遷移図および図５のトレリスに基づいて実行される復号処理と比較することにより説明する。
【００６２】
図８は、図２の状態遷移図と等価な状態遷移表である。第１列は状態名を表し、第２列は、第１列の状態を始点として、情報ビット“０”が与えられた場合の符号ビットおよび状態の遷移先を示し、第３列は、第１列の状態を始点として、情報ビット“１”が与えられた場合の符号ビットおよび状態の遷移先を示す。すなわち、ＲＬＬ符号化部２２は、（２，７）ＲＬＬ符号のエンコードを行う場合、図８に示される状態遷移表に基づいて、ＲＬＬ符号化を実行するので、従来の記録再生装置１の復号部１３は、図８の状態遷移表に対応するトレリスである図５のトレリスを用いて、検出された符号を復号する。
【００６３】
図９は、ＰＲ・ＲＬＬ検出復号部１２１が実行する復号処理において用いられる状態遷移表であり、（２，７）ＲＬＬ符号のエンコードと、プリコーダつきＰＲ１チャネルとを組み合わせた状態遷移表である。第１列は状態名を表し、第２列は、第１列の状態を始点として、情報ビット“０”が与えられた場合のチャネル出力および状態の遷移先を示し、第３列は、第１列の状態を始点として、情報ビット“１”が与えられた場合のチャネル出力および状態の遷移先を示す。
【００６４】
図９の状態遷移表における状態Ｓ０乃至状態Ｓ９は、図８の状態遷移表で示される状態Ｓ０乃至状態Ｓ４の５状態を、直前のＮＲＺ符号の値に基づいて２分割した（１０状態とした）ものに対応する。すなわち、図９の状態遷移表における状態Ｓ０乃至状態Ｓ４は、図８の状態遷移表において、直前のＮＲＺ符号が０の場合に対応し、図９の状態遷移表における状態Ｓ５乃至状態Ｓ９は、図８の状態遷移表において、直前のＮＲＺ符号が１の場合に対応する。
【００６５】
また、図９の状態遷移表における各入力に対する状態の遷移先は、極性が反転されるか否かに基づいて、図８における場合の遷移先から変更されるか否かが決められる。すなわち、図９の状態遷移表における、各入力に対する状態の遷移先を、図８の状態遷移表における情報の遷移先と比較することにより示されるように、状態Ｓ０乃至状態Ｓ４においては、図８における極性が反転しない組合せ（符号ビット“００”に対応）において、遷移先を、ＮＲＺ符号が０の状態（状態Ｓ０乃至状態Ｓ４）とし、極性が１度だけ反転する組合せ（符号ビットが“０１”、“１０”に対応）においては、遷移先を、ＮＲＺ符号が１の状態（状態Ｓ５乃至状態Ｓ９）としている。また、状態Ｓ５乃至状態Ｓ９においては、図８における極性が反転しない組合せにおいて、遷移先を、ＮＲＺ符号が１の状態（状態Ｓ５乃至状態Ｓ９）とし、極性が１度だけ反転する組合せにおいては、遷移先を、ＮＲＺ符号が０の状態（状態Ｓ０乃至状態Ｓ４）としている。
【００６６】
すなわち、図６および図７のＰＲ・ＲＬＬ検出復号部１２１は、図９の状態遷移表に対応する図１０のトレリスを用いたビタビ復号器、またはＡＰＰ検出器により構成され、供給された符号を復号する。
【００６７】
ここで、図１０のトレリスにおいては、実線矢印は、入力された情報ビットが０であった場合の状態遷移を示す矢印であり、点線矢印は、入力された情報ビットが１であった場合の状態遷移を示す矢印である。また、矢印に付したラベルは、チャネル出力を示す。
【００６８】
このＰＲ・ＲＬＬ検出復号部１２１を構成するＡＰＰ検出器は、具体的には、例えば、MAPアルゴリズム、Log−MAPアルゴリズム、Max−Log−MAPアルゴリズム、または、SOVA（Soft output Viterbi Algorithm）などを用いて構成される。ＡＰＰ検出器からは、情報ビット“０”に対応した事後確率ｐ（０）、および、情報ビット“１”に対応した事後確率ｐ（１）を得ることができる。
【００６９】
また、ＬＤＰＣ復号部３４による復号処理は、例えば、繰り返し回数を１０回とし、メッセージパッシングアルゴリズムを用いるものとする。
【００７０】
図１１に、本発明を適用した場合と、従来のＦＢＡデコーダを用いた場合におけるそれぞれの復号結果を、更に、繰り返し回数を１０回とし、メッセージパッシングアルゴリズムを用いるＬＤＰＣ復号部３４により復号することによって得られた情報系列のビットエラーレートを示す。図１１において、縦軸はビットエラーレートを示し、横軸は信号対雑音電力比を示す。また、図１１において、実線は、本発明を適用した場合におけるビットエラーレートであり、点線は、従来のＦＢＡデコーダを用いた場合のビットエラーレートである。
【００７１】
図１１において、実線で示されるビットエラーレートは、点線で示されるビットエラーレートより、全ての信号対雑音電力比において低い値を有しているので、本発明を適用した場合、従来における復号処理よりもビットエラーレートが減少しているということが言える。
【００７２】
図６乃至図１１を用いて説明した例においては、（２，７）ＲＬＬ符号のエンコーダと、プリコーダつきＰＲ１チャネルとを組み合わせた場合について説明したが、本発明は、最小ラン制限の最小値および最大値の値がこれ以外であっても適用することができる。
【００７３】
（２，７）ＲＬＬ符号以外のＲＬＬ符号をプリコーダつきＰＲ１チャネルとを組み合わせる場合の例として、（１，７）ＲＬＬ符号とプリコーダつきＰＲ１チャネル検出とを組み合わせる場合について説明する。
【００７４】
すなわち、図６または図７のＲＬＬ符号化部２２が、（１，７）ＲＬＬの変換規則に基づいて符号化処理を実行する場合において、図６または図７のＰＲ等化処理部３１は、ＰＲ１等化処理を行い、ＰＲ・ＲＬＬ検出復号部１２１は、符号化率２：３の（１，７）ＲＬＬ符号と、プリコーダつきＰＲ１チャネルとを組み合わせた状態遷移表に対応するトレリスを用いて、供給された符号化データの復号を実行する。
【００７５】
図１２は、符号化率２：３の（１，７）ＲＬＬ符号が用いられた場合の符号化を記述した５状態の状態遷移図である。矢印に付したラベルで、斜線の前後のシンボルで示される入力された情報ビットと出力される符号ビットは、符号化率２：３であるので、斜線の前に２シンボル、斜線の後に３シンボルとなる。
【００７６】
例えば、図１を用いて説明したＲＬＬ符号化部２２が、（１，７）ＲＬＬ符号によって符号化を実行する場合、図１２の５状態の状態遷移図に示されるように、例えば、状態Ｓ１において、“００”が入力されたとき、符号（１００）が出力されて、状態が状態Ｓ０に遷移され、状態Ｓ１において、“１１”が入力されたとき、符号（１００）が出力されて、状態が状態Ｓ３に遷移される。
【００７７】
図１３は、図１２の状態遷移図と等価な状態遷移表である。第１列は状態名を表し、第２列は、第１列の状態を始点として、情報ビット“００”が与えられた場合の符号ビットおよび状態の遷移先を示し、第３列は、第１列の状態を始点として、情報ビット“０１”が与えられた場合の符号ビットおよび状態の遷移先を示し、第４列は、第１列の状態を始点として、情報ビット“１０”が与えられた場合の符号ビットおよび状態の遷移先を示し、第５列は、第１列の状態を始点として、情報ビット“１１”が与えられた場合の符号ビットおよび状態の遷移先を示す。
【００７８】
すなわち、図１を用いて説明したＲＬＬ符号化部２２は、（１，７）ＲＬＬ符号のエンコードを行う場合、図１３に示される状態遷移表に基づいて、ＲＬＬ符号化を実行するので、従来の記録再生装置１の復号部１３は、図１３の状態遷移表に対応するトレリスを用いて、検出された符号を復号する。
【００７９】
図１４は、ｄ＝１の制限を取り入れた場合の、プリコーダ付きＰＲ１チャネルの状態遷移図である。ここでは、ＮＲＺにおける０を＋１に、１を−１にマッピングし、ＰＲ１の伝達関数は、遅延演算子をＤとして、Ｈ（Ｄ）＝（１＋Ｄ）／２とした。
【００８０】
例えば、図１のBCJR検出部３２が、図１４の状態遷移図に基づいて符号検出を行う場合、状態Ｓ０における“０”の符号ビットに対して、（＋１）がチャネル出力されて、状態が状態Ｓ０のままとされ、状態Ｓ０における“１”の符号ビットに対して、（０）がチャネル出力されて、状態が状態Ｓ３に遷移される。
【００８１】
図１５は、（１，７）ＲＬＬの変換規則に基づいて符号化され、ＰＲ１チャネル出力からデータを復号する場合に、ＰＲ・ＲＬＬ検出復号部１２１が実行する復号処理において用いられる状態遷移表であり、（１，７）ＲＬＬ符号のエンコードと、プリコーダつきＰＲ１チャネルとを組み合わせた状態遷移表である。第１列は状態名を表し、第２列は、第１列の状態を始点として、情報ビット“００”が与えられた場合のチャネル出力および状態の遷移先を示し、第３列は、第１列の状態を始点として、情報ビット“０１”が与えられた場合のチャネル出力および状態の遷移先を示し、第４列は、第１列の状態を始点として、情報ビット“１０”が与えられた場合のチャネル出力および状態の遷移先を示し、第５列は、第１列の状態を始点として、情報ビット“１１”が与えられた場合のチャネル出力および状態の遷移先を示す。
【００８２】
図１５の状態遷移表における状態Ｓ０乃至状態Ｓ９は、図１３の状態遷移表で示される状態Ｓ０乃至状態Ｓ４の５状態を、直前のＮＲＺ符号の値に基づいて２分割した（１０状態とした）ものに対応する。すなわち、図１５の状態遷移表における状態Ｓ０乃至状態Ｓ４は、図１３の状態遷移表において、直前のＮＲＺ符号が０の場合に対応し、図１５の状態遷移表における状態Ｓ５乃至状態Ｓ９は、図１３の状態遷移表において、直前のＮＲＺ符号が１の場合に対応する。
【００８３】
また、図９を用いて説明した場合と同様にして、図１５の状態遷移表においても、各入力に対する状態の遷移先は、極性が反転されるか否かに基づいて、図１３における場合の遷移先から変更されるか否かが決められる。すなわち、図１５の状態遷移表における、各入力に対する状態の遷移先を、図１３の状態遷移表における情報の遷移先と比較することにより示されるように、状態Ｓ０乃至状態Ｓ４においては、図１３における極性が偶数回反転する組合せ（符号ビット“０００”、“１０１”に対応）において、遷移先を、ＮＲＺ符号が０の状態（状態Ｓ０乃至状態Ｓ４）とし、極性が奇数回反転する組合せ（符号ビットが“００１”、“０１０”、“１００”に対応）において、遷移先を、ＮＲＺ符号が１の状態（状態Ｓ５乃至状態Ｓ９）としている。また、状態Ｓ５乃至状態Ｓ９においては、図１３における極性が偶数回反転する組合せにおいて、遷移先を、ＮＲＺ符号が１の状態（状態Ｓ５乃至状態Ｓ９）とし、極性が奇数回反転する組合せにおいて、遷移先を、ＮＲＺ符号が０の状態（状態Ｓ０乃至状態Ｓ４）としている。
【００８４】
すなわち、図６および図７のＰＲ・ＲＬＬ検出復号部１２１は、（１，７）ＲＬＬの変換規則に基づいて符号化された符号化データのチャネル出力を復号する場合、図１５の状態遷移表に対応する図１６のトレリスを用いたビタビ復号器、またはＡＰＰ検出器により構成される。
【００８５】
ここで、図１６のトレリスにおいては、実線は、入力された情報ビットが００であった場合の状態遷移を示す矢印であり、点線は、入力された情報ビットが０１であった場合の状態遷移を示し、１点鎖線は、入力された情報ビットが０１であった場合の状態遷移を示す矢印であり、２点鎖線は、入力された情報ビットが１１であった場合の状態遷移を示す。なお、図１６では、チャネル出力の値の記載を省略しているが、それぞれの状態において、入力された情報ビットに対応するチャネル出力の関係は、図１５の状態遷移表に記載されているとおりである。
【００８６】
すなわち、図６および図７のＰＲ・ＲＬＬ検出復号部１２１は、図１５の状態遷移表に対応する図１６のトレリスを用いて、情報ビット２ビットごとの事後確率を求めることができ、その結果を用いて、それぞれのビットに関して事後確率p（０），p（１）を求めることができる。
【００８７】
図１７に、（１，７）ＲＬＬの変換規則に基づいて符号化され、ＰＲ１チャネル出力から、データを復号するという条件において、本発明を適用して復号処理を実行した場合、従来のＦＢＡデコーダを用いて復号を実行した場合、および、スライディングブロックウィンドウを用いて復号を実行した場合のそれぞれの復号結果を、更に、繰り返し回数を１０回とし、メッセージパッシングアルゴリズムを用いるＬＤＰＣ復号部３４により復号することにより得られた情報系列のビットエラーレートを示す。図１７において、縦軸はビットエラーレートを示し、横軸は信号対雑音電力比を示す。
【００８８】
図１７において、実線は、本発明を適用した場合におけるビットエラーレートであり、点線は、従来のＦＢＡデコーダを用いた場合のビットエラーレートであり、１点鎖線は、従来のスライディングブロックウィンドウを用いた場合のビットエラーレートである。実線で示されるビットエラーレートは、点線および１点鎖線で示されるビットエラーレートより、全ての信号対雑音電力比において低い値を有しているので、本発明を適用した場合、従来における場合よりもビットエラーレートが減少しているということが言える。
【００８９】
次に、図１８のフローチャートを参照して、図６および図７のＰＲ・ＲＬＬ検出復号部１２１が実行する復号処理について説明する。
【００９０】
ステップＳ１において、ＰＲ等化処理部３１は、記録再生部１２に装着された記録媒体、または、内部に備えられている記録媒体から再生された符号化データ、もしくは、通信路１３３を介して伝送され、データ取得部１４１により取得された符号化データを取得して、等化処理を施し、ＰＲ・ＲＬＬ検出復号部１２１に供給する。
【００９１】
ステップＳ２において、ＰＲ・ＲＬＬ検出復号部１２１は、符号化部１１または符号化装置１３１が実行した符号化方式に対応するラン制限およびＰＲ特性を満たすトレリスを用いて、ステップＳ１において供給されたチャネル出力に対して、復号処理を実行する。
【００９２】
ここで、ステップＳ２において用いられるトレリスは、例えば、（２，７）ＲＬＬの変換規則に基づいて符号化された符号を復号する場合、図１０を用いて説明したトレリスであり、（１，７）ＲＬＬの変換規則に基づいて符号化された符号を復号する場合、図１６を用いて説明したトレリスである。
【００９３】
ステップＳ３において、ＰＲ・ＲＬＬ検出復号部１２１は、ステップＳ２の処理により復号された情報系列を出力して、処理が終了される。例えば、ＰＲ・ＲＬＬ検出復号部１２１が、ＡＰＰ検出器で構成されている場合、情報ビット“０”に対応した事後確率ｐ（０）、および、情報ビット“１”に対応した事後確率ｐ（１）の検出データが出力されて、処理が終了される。
【００９４】
ステップＳ３において出力されたデータは、例えば、ＬＤＰＣ復号部３４においてＬＤＰＣ復号されるが、例えば、ステップＳ１において取得された符号化データが、ＬＤＰＣ符号ではなく、ターボ符号により符号化されていた場合、ステップＳ３において出力されたデータは、ターボ符号を復号する復号処理部に出力されて、復号される。
【００９５】
このような処理により、図１１または図１７を用いて説明したように、従来における場合よりも、低ビットエラーレートで復号処理を実行することができる。
【００９６】
上述した一連の処理は、ソフトウェアにより実行することもできる。そのソフトウェアは、そのソフトウェアを構成するプログラムが、専用のハードウェアに組み込まれているコンピュータ、または、各種のプログラムをインストールすることで、各種の機能を実行することが可能な、例えば汎用のパーソナルコンピュータなどに、記録媒体からインストールされる。
【００９７】
図１９は、上記処理を実行するパーソナルコンピュータ１５１の構成例を表している。パーソナルコンピュータ１５１のCPU（Central Processing Unit）１６１は、ROM（Read Only Memory）１６２に記憶されているプログラム、またはＨＤＤ１６８からRAM（Random Access Memory）１６３にロードされたプログラムに従って各種の処理を実行する。RAM１６３にはまた、CPU１６１が各種の処理を実行する上において必要なデータなども適宜記憶される。
【００９８】
CPU１６１、ROM１６２、およびRAM１６３は、内部バス１６４を介して相互に接続されている。この内部バス１６４にはまた、入出力インタフェース１６５も接続されている。
【００９９】
入出力インタフェース１６５には、キーボード、マウスなどよりなる入力部１６７、CRT（Cathode Ray Tube）、LCD（Liquid Crystal Display）などよりなり、画像やテキストなどを表示するディスプレイ、および、音声を出力するスピーカなどよりなる出力部１６６、情報を記録再生するハードディスク（ＨＤＤ）１６８、モデム、ターミナルアダプタなどより構成されるネットワークインターフェース１７０が接続されている。ネットワークインターフェース１７０は、例えば、インターネットなどのネットワークを介しての通信処理を行う。
【０１００】
入出力インタフェース１６５にはまた、必要に応じてドライブ１６９が接続され、磁気ディスク１７１、光ディスク１７２、光磁気ディスク１７３、もしくは半導体メモリ１７４などが適宜装着され、それらから読み出されたコンピュータプログラムが、必要に応じてＨＤＤ１６８にインストールされる。
【０１０１】
上述した一連の処理を実行するプログラムを記録する記録媒体は、図１９に示されるように、コンピュータとは別に、ユーザにプログラムを提供するために配布される、プログラムが記録されている磁気ディスク１７１（フレキシブルディスクを含む）、光ディスク１７２（CD-ROM（Compact Disk-Read Only Memory），DVD（Digital Versatile Disk）を含む）、光磁気ディスク１７３（ＭＤ（Mini-Disk)（商標）を含む）、もしくは半導体メモリ１７４などよりなるパッケージメディアなどにより構成される。
【０１０２】
また、本明細書において、記録媒体に記録されるプログラムを記述するステップは、記載された順序に沿って時系列的に行われる処理はもちろん、必ずしも時系列的に処理されなくとも、並列的あるいは個別に実行される処理をも含むものである。
【０１０３】
【発明の効果】
このように、本発明によれば、符号化データを復号することができる。特に、（２，７）ＲＬＬや、（１，７）ＲＬＬなどの変換規則に対応した有限状態遷移表に記載されている各状態を、直前の NRZ 符号の値に基づいて２分割した内容を含む有限状態遷移表に対応するトレリスを用いて、符号化データの復号処理を実行することができる。
【０１０４】
また、他の本発明によれば、ＲＬＬ変換規則によって符号化されたデータを記録再生することができる他、符号化データを再生して、ＲＬＬ変換規則に対応した有限状態遷移表に記載されている各状態を、直前の NRZ 符号の値に基づいて２分割した内容を含む有限状態遷移表に対応するトレリスを用いて、再生された符号化データの復号処理を実行することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】従来の記録再生装置の構成を示すブロック図である。
【図２】（２，７）ＲＬＬ符号を用いて符号化する場合の５状態の状態遷移図である。
【図３】ｄ＝２の制限を有する、プリコーダ付きのＰＲ１チャネルの状態遷移図である。
【図４】ｄ＝２の制限を有する、プリコーダ付きのＰＲ１チャネルのトレリス線図である。
【図５】（２，７）ＲＬＬ符号に対応する場合のトレリス線図である。
【図６】本発明を適用した記録再生装置の構成を示すブロック図である。
【図７】本発明を適用した復号装置と、符号化データ伝送システムの構成を示すブロック図である。
【図８】（２，７）ＲＬＬ符号を用いて符号化する場合の５状態の状態遷移表を説明するための図である。
【図９】図６または図７のＰＲ・ＲＬＬ検出復号部において用いられる、（２，７）ＲＬＬ符号に対応する状態遷移表を説明するための図である。
【図１０】図９の状態遷移表に対応するトレリス線図である。
【図１１】従来の復号処理結果と、図９の状態遷移表に基づいて実行される復号処理結果とのビットエラーレートの比較について説明するための図である。
【図１２】（１，７）ＲＬＬ符号を用いて符号化する場合の５状態の状態遷移図である。
【図１３】（１，７）ＲＬＬ符号を用いて符号化する場合の５状態の状態遷移表を説明するための図である。
【図１４】ｄ＝１の制限を有する、プリコーダ付きのＰＲ１チャネルの状態遷移図である。
【図１５】図６または図７のＰＲ・ＲＬＬ検出復号部において用いられる、（１，７）ＲＬＬ符号に対応する状態遷移表を説明するための図である。
【図１６】図１５の状態遷移表に対応するトレリス線図である。
【図１７】従来の復号処理結果と、図１５の状態遷移表に基づいて実行される復号処理結果とのビットエラーレートの比較について説明するための図である。
【図１８】図６または図７のＰＲ・ＲＬＬ検出復号部が実行する処理について説明するフローチャートである。
【図１９】パーソナルコンピュータの構成を示すブロック図である。
【符号の説明】
１１ 符号化部， １２ 記録再生部， １０１ 記録再生装置， １１１ 復号部， １２１ ＰＲ・ＲＬＬ検出復号部， １３２ 復号装置， １４１ データ取得部
【発明の属する技術分野】
本発明は、復号装置および復号方法、記録再生装置、プログラム格納媒体、並びに、プログラムに関し、特に、有限状態遷移表を用いて符号化した符号化データを復号する場合に用いて好適な、復号装置および復号方法、記録再生装置、プログラム格納媒体、並びに、プログラムに関する。
【０００２】
【従来の技術】
磁気記録や光記録を行う場合の記録再生システムにおける符号系列の検出においては、チャネルの記録再生特性に適したＰＲ（Partial Response）特性に等化して符号系列を検出することにより、雑音の強調を抑制して、良好なエラーレート特性を得ることができる。
【０００３】
RS（リードソロモン）符号などの誤り訂正符号を用いた記録再生システムにおいては、チャネル検出器として、ＰＲチャネルのトレリスダイアグラムを利用して、最尤復号法を実現するビタビ復号器や、事後確率最大復号（MAP（maximum a posteriori probability）復号）を実現するBCJR（Bahl−Cocke−Jeinek−Raviv）復号器が広く用いられている。BCJRアルゴリズムは、符号器の初期状態と時刻Nでの終了状態が知られているとき、長さNの全受信系列から１ビットずつ情報系列を推定するMAPアルゴリズムである。
【０００４】
ターボ符号やＬＤＰＣ（Low Density Parity Check：低密度パリティ検査）符号は、通常、ＦＢＡ（Forward−Backward Algorithm）や、メッセージパッシングアルゴリズムなどを適用した、SISO（Soft−Input Soft−Output）ＡＰＰ（a posteriori probability：事後確率）検出器を繰り返し用いることで復号することができる。
【０００５】
ターボ符号とＰＲチャネルを組み合わせたシステムにおいては、後段のターボ符号のＡＰＰ検出器において、０，１の情報だけではなく、これらの情報がどの程度確からしいかの情報（軟判定情報）が利用できるように、チャネルの検出器に、MAPアルゴリズムを適用したＡＰＰ検出器を用いるようにし、このようなチャネルの検出器と、ターボ符号の検出器とを縦列接続するようになされている（例えば、非特許文献１参照）。
【０００６】
【非特許文献１】
T. Souvignier他著、“Turbo codes for PR4: Parallel versus serial concatenation,” Proc. ICC'99、第1638頁乃至1642頁、1999年発行
【０００７】
ところで、実際に用いられている磁気記録や光記録の記録再生システムにおいては、ＲＬＬ（Run Length Limited）符号やＭＴＲ（Maximum Transition Run）符号などの、制約のある符号が用いられる。
【０００８】
ＲＬＬ符号とは、変調符号における“１”と“１”の間に挟まれた“０”の数が制限されている符号であり、“１”と“１”の間に挟まれた“０”の最小ランレングスをｄ、最大ランレングスをｋとして、（ｄ，ｋ）ＲＬＬと表現される。ＲＬＬ符号は、NRZI（non return to zero Inverted）記録において、最小ランレングスｄの値を制限することによって、最短記録波長を長くすることができ、最大ランレングスｋの値を制限することで、PLL（Phase Locked Loop）によるクロック再生を容易にすることができる。
【０００９】
また、ＭＴＲ符号は、特定の高次ＰＲ等化方式において、最小ユークリッド距離を拡大できるトレリス符号として用いられる。
【００１０】
これらの制約のある記録符号の符号変換は、有限状態遷移図で記述することができ、復号は、スライディングブロックデコーダを用いて実行することが可能である。
【００１１】
しかしながら、ＲＬＬ符号やＭＴＲ符号のような制約のある記録符号を復号するためのスライディングブロックデコーダは、硬判定を用いて復号を実行するために、軟判定情報を用いて復号を実行するＡＰＰ検出器と接続できないため、制約のある記録符号と、復号にＡＰＰ検出器を用いるターボ符号などとを組み合わせることは、困難であった。
【００１２】
これに対して、（１，３）ＲＬＬ符号であるMFM（modified Frequency Modulation）符号について、記録符号のSISO復号が提案されている。MFM符号は、データが“１”のときは、データの中央の時点で極性を反転し、“０”がひとつだけのときは、極性を反転せず、“０”が連続する場合は、その境界で極性を反転する変調方式であり、その結果、反転間隔は、Ｔ，１．５Ｔ，２Ｔの３種類となる。MFM符号は、FM（Frequency Modulation）符号と比較して、２倍の記録密度の符号化を実現することができ、自己クロック抽出が可能となるので、MFM符号を用いた符号化方式は、広く実現されている。
【００１３】
MFM符号の復号方法としては、エンコーダの状態遷移図からトレリスを構成し、ＦＢＡを適用する方法（ＦＢＡ decoder for trellis）、MFM符号が組織符号であることから、チャネルデータ２ビット毎に１ビットのみを取り出して、情報ビットを復号する方法（systematic modulation code）、そして、MFM符号がスライディングブロック符号であることから、復号拘束長３ビットのウインドウに対して発生しうる全ての符号系列５種類と受信信号とを比較することにより、情報ビットの確率を求める方法（sliding−block window）などの、記録符号のSISO復号が提案されている（例えば、非特許文献２参照）。
【００１４】
【非特許文献２】
J．L．Fan著、“CONSTRAINED CODING AND SOFT ITERATIVE DECODING，”、Kluwer Academic Publishers、２００１年７月発行
【００１５】
また、ＰＲチャネルとＲＬＬ符号を組み合わせたシステムにおいて、（１，７）ＲＬＬ符号をスライディングブロックウィンドウの方法で復号する技術も開示されている（例えば、非特許文献３参照）。
【００１６】
【非特許文献３】
L. L. McPheters他著、“Turbo-Coded Optical Recording Channels with DVD Minimum Mark Size,”、IEEE Trans. Magn., vol. 38, no. 1、第２９８頁乃至第３０２頁、２００２年発行
【００１７】
図１は、従来用いられている記録再生装置１の構成を示すブロック図である。
【００１８】
記録再生装置１は、入力されたデータを符号化する符号化部１１、符号化部１１において符号化された符号化データを、所定の記録媒体に記録し、更に、記録媒体に記録されている符号化データを読み出して、復号部１３に供給する記録再生部１２、および、記録再生部１２から供給された符号化データから符号を検出し、検出された符号を復号する復号部１３で構成されている。
【００１９】
符号化部１１に供給されたデータは、ＬＤＰＣ符号化部２１において、ＬＤＰＣ符号化され、ＲＬＬ符号化部２２において、例えば、（２，７）ＲＬＬで符号化される。
【００２０】
図２は、符号化率１：２の（２，７）ＲＬＬ符号が用いられた場合の符号化を記述した５状態の状態遷移図である。図２において、円は状態を表し、矢印に付したラベルの斜線の前後のシンボルは、入力された情報ビットと出力される符号ビットをそれぞれ示す。この状態遷移図は、入力ビットの割り当てが定義されていることを除いて、T. D. Howell, “Statistical property of selected recording codes,” IBM J. Res. Develop., Vol. 33, No. 1, 1989.の文献に記載されているものと同じである。
【００２１】
すなわち、図２の５状態の状態遷移図に示されるように、ＲＬＬ符号化部２２は、例えば、状態Ｓ１において、“０”が入力された場合、符号（０１）を出力して、状態を状態Ｓ０に遷移し、状態Ｓ１において、“１”が入力された場合、符号（０１）を出力して、状態を状態Ｓ４に遷移する。
【００２２】
そして、符号化データは、NRZI／ＮＲＺ変換部２３において、NRZI符号からＮＲＺ（non return to zero）符号に変換されて、記録再生部１２に供給される。
【００２３】
記録再生部１２は、装着された記録媒体、または、内部に有する記録媒体に、符号化部１１において符号化された符号化データを記録したり、記録媒体に記録されている符号化データを読み出して、復号部１３に出力する。
【００２４】
復号部１３に供給された符号化データは、ＰＲ等化処理部３１に供給される。ＰＲ等化処理部３１は、供給された符号化データに対して、所定の目標等化特性となるように、波形干渉を利用したＰＲ等化を施して、ＢＣＪＲ検出部３２に供給する。
【００２５】
ここでは、記録再生部１２およびＰＲ等化処理部３１による記録再生チャネルのモデルとして、記録再生部１２に供給されるＮＲＺ符号における０を＋１に、１を−１にマッピングし、ＰＲ１（Partial Response Class−I：パーシャルレスポンスクラス１）の伝達関数を、遅延演算子をＤとして、Ｈ（Ｄ）＝（１＋Ｄ）／２とする。
【００２６】
（１＋Ｄ）のｘ乗の等化は、再生信号の高周波数帯域の雑音を抑圧するため、記録再生装置において、良好な信号対雑音比を与えることが知られている。（１＋Ｄ）のｘ乗の等化において、ｘ＝１、すなわち、１＋Ｄの等化は、一般的にＰＲ１等化と称されている。ＰＲ１等化方式は、例えば、３．８mmおよび８ｍｍテープストリーマ磁気記録再生装置などにおいて実用化されている。
【００２７】
図３は、ｄ＝２の制限を取り入れた場合の、プリコーダ付きＰＲ１チャネルの状態遷移図である。すなわち、ここでは、ＮＲＺ符号における０を＋１に、１を−１にマッピングし、ＰＲ１の伝達関数は、遅延演算子をＤとして、Ｈ（Ｄ）＝（１＋Ｄ）／２とした。また、矢印に付したラベルの斜線の前のシンボルは、符号ビットを示し、斜線の後のシンボルは、チャネル出力を示す。
【００２８】
すなわち、図３の状態遷移図に示されるように、ＰＲ等化処理部３１から出力される、周波数特性を持ったチャネルの再生出力は、状態Ｓ０における “０”の符号ビットに対して、（＋１）が出力されて、状態が状態Ｓ０のままとされ、状態Ｓ０における“１”の符号ビットに対して、（０）が出力されて、状態が状態Ｓ４に遷移される。
【００２９】
ＢＣＪＲ検出部３２は、ＢＣＪＲアルゴリズムを用いて、符号検出を実行し、ＲＬＬ復号部３３に供給する。すなわち、ＢＣＪＲ検出部３２は、図３に示される状態遷移図に対応した、図４に示されるプリコーダ付きＰＲ１チャネルのトレリスを用いて、符号の検出を行う。
【００３０】
すなわち、図４のトレリスは、図３の状態遷移図に対応するものである。図４のトレリスにおいて、実線矢印は、入力された符号ビットが０であった場合の状態遷移を示す矢印であり、点線矢印は、入力された符号ビットが１であった場合の状態遷移を示す矢印である。また、矢印に付したラベルにおいて、斜線の前後のシンボルは、入力された符号ビットと出力されるチャネル出力とをそれぞれ示す。
【００３１】
そして、ＲＬＬ復号部３３は、図２に示される状態遷移図に対応した、図５に示されるトレリスを用いて、SISOのＲＬＬ復号処理（ＦＢＡ decoder for trellis）を実行し、ＬＤＰＣ復号部３４に供給する。すなわち、図５のトレリスは、図２の状態遷移図に対応するものである。
【００３２】
図５のトレリスにおいて、実線矢印は、入力された情報ビットが０であった場合の状態遷移を示す矢印であり、点線矢印は、入力された情報ビットが１であった場合の状態遷移を示す矢印である。また、矢印に付したラベルにおいて、斜線の前後のシンボルは、入力された情報ビットと出力される符号ビットをそれぞれ示す。
【００３３】
そして、ＬＤＰＣ復号部３４は、供給された信号を、ＬＤＰＣ復号し、情報ビットを出力する。
【００３４】
図１を用いて説明した記録再生装置１の復号部１３においては、BCJRによりＰＲチャネルから記録符号列を検出し、ＲＬＬにより記録符号列を復号する場合について説明したが、例えば、スライディングブロックウィンドウを用いた場合においても、同様にして、記録符号列を復号することが可能となる。
【００３５】
【発明が解決しようとする課題】
従来、ＲＬＬ符号やＭＴＲ符号が組織符号であることを利用した符号化が提案されていたが、現実のＲＬＬ符号やＭＴＲ符号は、高符号化率を達成するために、組織符号とはならない場合が多い。
【００３６】
また、従来、図１を用いて説明したように、エンコーダの状態遷移図からトレリスを構成し、ＦＢＡを適用する方法（ＦＢＡ decoder for trellis）を利用して、ＰＲ特性に等化した符号系列の検出とＲＬＬの復号を別処理によって行うようになされていたが、このようにした場合、ＲＬＬ復号部３３の処理において、符号系列の隣り合うビット間の干渉を利用することができない。
【００３７】
このように、符号の検出とＲＬＬの復号を別処理によって行う従来の方法よりも、復号後のデータのエラーレートを更に改善することが求められている。
【００３８】
本発明はこのような状況に鑑みてなされたものであり、復号処理におけるエラーレートを改善することができるようにするものである。
【００３９】
【課題を解決するための手段】
本発明の復号装置は、第１の有限状態遷移表に記載されている各状態を、直前の NRZ 符号の値に基づいて２分割した内容を含む第２の有限状態遷移表に対応するトレリスを用いて、符号化データの復号処理を実行する第１の復号手段を備えることを特徴とする。
【００４０】
第１の有限状態遷移表は、（２，７）ＲＬＬの変換規則に対応した状態遷移表であるものとすることができる。
【００４１】
第１の有限状態遷移表は、（１，７）ＲＬＬの変換規則に対応した状態遷移表であるものとすることができる。
【００４３】
符号化データは、ＬＤＰＣ符号、または、ターボ符号により、更に符号化されたデータであるものとすることができ、第１の復号手段により復号された情報の供給を受け、ＬＤＰＣ符号、または、ターボ符号を復号する第２の復号手段を更に備えさせるようにすることができる。
【００４４】
第１の有限状態遷移表で記述される方法により符号化され、所定の記録媒体に記録された符号化データを再生する再生手段を更に備えさせるようにすることができ、第１の復号手段には、再生手段により再生された符号化データを、第２の有限状態遷移表に対応するトレリスを用いて復号させるようにすることができる。
【００４５】
第１の有限状態遷移表で記述される方法により符号化され、所定の通信路に伝送された符号化データを受信する受信手段を更に備えさせるようにすることができ、第１の復号手段には、受信手段により受信された符号化データを、第２の有限状態遷移表に対応するトレリスを用いて復号させるようにすることができる。
【００４６】
本発明の復号方法は、符号化データを取得する取得ステップと、第１の有限状態遷移表に記載されている各状態を、直前の NRZ 符号の値に基づいて２分割した内容を含む第２の有限状態遷移表に対応するトレリスを用いて、取得ステップの処理により取得された符号化データの復号処理を実行する復号ステップとを含むことを特徴とする。
【００４７】
本発明のプログラム格納媒体に格納されているプログラムは、符号化データを取得する取得ステップと、第１の有限状態遷移表に記載されている各状態を、直前の NRZ 符号の値に基づいて２分割した内容を含む第２の有限状態遷移表に対応するトレリスを用いて、取得ステップの処理により取得された符号化データの復号処理を実行する復号ステップとを含むことを特徴とする。
【００４８】
本発明のプログラムは、符号化データを取得する取得ステップと、第１の有限状態遷移表に記載されている各状態を、直前の NRZ 符号の値に基づいて２分割した内容を含む第２の有限状態遷移表に対応するトレリスを用いて、取得ステップの処理により取得された符号化データの復号処理を実行する復号ステップとを含むことを特徴とする。
【００４９】
本発明の復号装置および復号方法、並びにプログラムにおいては、符号化データが第１の有限状態遷移表に記載されている各状態を、直前の NRZ 符号の値に基づいて２分割した内容を含む第２の有限状態遷移表に対応するトレリスを用いて復号される。
【００５０】
本発明の記録再生装置は、情報系列を、第１の有限状態遷移表で記述される方法により符号化する符号化手段と、符号化手段により符号化されたデータを、所定の記録媒体に記録、または再生する記録再生手段と、第１の有限状態遷移表に記載されている各状態を、直前の NRZ 符号の値に基づいて２分割した内容を含む第２の有限状態遷移表に対応するトレリスを用いて、記録再生手段により再生された符号化データの復号処理を実行する復号手段とを備えることを特徴とする。
【００５１】
本発明の記録再生装置においては、情報系列が、第１の有限状態遷移表で記述される方法により符号化され、符号化されたデータが、所定の記録媒体に記録、または再生され、第１の有限状態遷移表に記載されている各状態を、直前の NRZ 符号の値に基づいて２分割した内容を含む第２の有限状態遷移表に対応するトレリスが用いられて、再生された符号化データが復号される。
【００５２】
【発明の実施の形態】
以下、図を参照して、本発明の実施の形態について説明する。
【００５３】
図６は、本発明を適用した記録再生装置１０１の構成を示すブロック図である。なお、従来の場合と対応する部分には同一の符号を付してあり、その説明は適宜省略する。
【００５４】
すなわち、図６の記録再生装置１０１は、復号部１３に代わって復号部１１１が備えられている以外は、図１を用いて説明した記録再生装置１と同様の構成を有している。
【００５５】
符号化部１１は、供給された情報系列を符号化し、記録再生部１２は、装着された、または、内部に設けられた記録媒体に、供給された符号系列を記録するとともに、記録媒体から、符号化データ（符号系列）を読み出し、復号部１１１に供給する。復号部１１１は、ＰＲ等化処理部３１、ＰＲ・ＲＬＬ検出復号部１２１およびＬＤＰＣ復号部３４で構成され、供給された符号化データを復号することができるようになされている。
【００５６】
また、記録再生部１２および復号部１１１により、記録媒体に記録されている符号化データを再生して復号する復号装置を構成するようにしてもよいことは言うまでもない。
【００５７】
また、図７に、本発明を適用した符号化データの伝送システムを示すブロック図を示す。図７に示されるように、図６の記録再生装置１０１の符号化部１１と同様の構成を有する符号化装置１３１によって符号化された符号化データを、例えば、無線やケーブル、または、光ファイバなどの通信路１３３を介して伝送し、復号装置１３２によって、受信した伝送データを復号することができるようにする場合においても、復号装置１３２は、図６の復号部１１１と同様の復号処理を実行することができる。
【００５８】
図７の復号装置１３２は、無線やケーブル、または、光ファイバなどの通信路１３３を介して伝送された符号化データを取得し、ＰＲ・ＲＬＬ検出復号部１２１に供給するデータ取得部１４１を新たに備えている以外は、図６の記録再生装置１０１の復号部１１１と同様の構成を有する
【００５９】
なお、ＰＲチャネルの出力をデジタルデータに変換することなどにより、例えば、インターネットやＬＡＮ（Local Area Network）などを介して情報を伝送し、受信側で、デジタルデータをＰＲチャネル出力の値として、復号するようにすることも可能である。
【００６０】
なお、図６の記録再生装置１０１、並びに、図７の符号化装置１３１および復号装置１３２においては、ＬＤＰＣ符号に代わって、ターボ符号を用いて記録再生処理を行うようにしてもよい。その場合、符号化部１１または符号化装置１３１においては、ＬＤＰＣ符号化部２１に代わって、ターボ符号化を行うターボ符号化部を備えるようにし、復号部１１１または復号装置１３２においては、ＬＤＰＣ復号部１２１に代わって、ターボ符号を復号するターボ符号復号部を備える用にすればよい。
【００６１】
次に、図６および図７のＰＲ・ＲＬＬ検出復号部１２１が実行する復号処理について、図１を用いて説明した、従来の記録再生装置１の復号部１３において実行される、図２の状態遷移図および図５のトレリスに基づいて実行される復号処理と比較することにより説明する。
【００６２】
図８は、図２の状態遷移図と等価な状態遷移表である。第１列は状態名を表し、第２列は、第１列の状態を始点として、情報ビット“０”が与えられた場合の符号ビットおよび状態の遷移先を示し、第３列は、第１列の状態を始点として、情報ビット“１”が与えられた場合の符号ビットおよび状態の遷移先を示す。すなわち、ＲＬＬ符号化部２２は、（２，７）ＲＬＬ符号のエンコードを行う場合、図８に示される状態遷移表に基づいて、ＲＬＬ符号化を実行するので、従来の記録再生装置１の復号部１３は、図８の状態遷移表に対応するトレリスである図５のトレリスを用いて、検出された符号を復号する。
【００６３】
図９は、ＰＲ・ＲＬＬ検出復号部１２１が実行する復号処理において用いられる状態遷移表であり、（２，７）ＲＬＬ符号のエンコードと、プリコーダつきＰＲ１チャネルとを組み合わせた状態遷移表である。第１列は状態名を表し、第２列は、第１列の状態を始点として、情報ビット“０”が与えられた場合のチャネル出力および状態の遷移先を示し、第３列は、第１列の状態を始点として、情報ビット“１”が与えられた場合のチャネル出力および状態の遷移先を示す。
【００６４】
図９の状態遷移表における状態Ｓ０乃至状態Ｓ９は、図８の状態遷移表で示される状態Ｓ０乃至状態Ｓ４の５状態を、直前のＮＲＺ符号の値に基づいて２分割した（１０状態とした）ものに対応する。すなわち、図９の状態遷移表における状態Ｓ０乃至状態Ｓ４は、図８の状態遷移表において、直前のＮＲＺ符号が０の場合に対応し、図９の状態遷移表における状態Ｓ５乃至状態Ｓ９は、図８の状態遷移表において、直前のＮＲＺ符号が１の場合に対応する。
【００６５】
また、図９の状態遷移表における各入力に対する状態の遷移先は、極性が反転されるか否かに基づいて、図８における場合の遷移先から変更されるか否かが決められる。すなわち、図９の状態遷移表における、各入力に対する状態の遷移先を、図８の状態遷移表における情報の遷移先と比較することにより示されるように、状態Ｓ０乃至状態Ｓ４においては、図８における極性が反転しない組合せ（符号ビット“００”に対応）において、遷移先を、ＮＲＺ符号が０の状態（状態Ｓ０乃至状態Ｓ４）とし、極性が１度だけ反転する組合せ（符号ビットが“０１”、“１０”に対応）においては、遷移先を、ＮＲＺ符号が１の状態（状態Ｓ５乃至状態Ｓ９）としている。また、状態Ｓ５乃至状態Ｓ９においては、図８における極性が反転しない組合せにおいて、遷移先を、ＮＲＺ符号が１の状態（状態Ｓ５乃至状態Ｓ９）とし、極性が１度だけ反転する組合せにおいては、遷移先を、ＮＲＺ符号が０の状態（状態Ｓ０乃至状態Ｓ４）としている。
【００６６】
すなわち、図６および図７のＰＲ・ＲＬＬ検出復号部１２１は、図９の状態遷移表に対応する図１０のトレリスを用いたビタビ復号器、またはＡＰＰ検出器により構成され、供給された符号を復号する。
【００６７】
ここで、図１０のトレリスにおいては、実線矢印は、入力された情報ビットが０であった場合の状態遷移を示す矢印であり、点線矢印は、入力された情報ビットが１であった場合の状態遷移を示す矢印である。また、矢印に付したラベルは、チャネル出力を示す。
【００６８】
このＰＲ・ＲＬＬ検出復号部１２１を構成するＡＰＰ検出器は、具体的には、例えば、MAPアルゴリズム、Log−MAPアルゴリズム、Max−Log−MAPアルゴリズム、または、SOVA（Soft output Viterbi Algorithm）などを用いて構成される。ＡＰＰ検出器からは、情報ビット“０”に対応した事後確率ｐ（０）、および、情報ビット“１”に対応した事後確率ｐ（１）を得ることができる。
【００６９】
また、ＬＤＰＣ復号部３４による復号処理は、例えば、繰り返し回数を１０回とし、メッセージパッシングアルゴリズムを用いるものとする。
【００７０】
図１１に、本発明を適用した場合と、従来のＦＢＡデコーダを用いた場合におけるそれぞれの復号結果を、更に、繰り返し回数を１０回とし、メッセージパッシングアルゴリズムを用いるＬＤＰＣ復号部３４により復号することによって得られた情報系列のビットエラーレートを示す。図１１において、縦軸はビットエラーレートを示し、横軸は信号対雑音電力比を示す。また、図１１において、実線は、本発明を適用した場合におけるビットエラーレートであり、点線は、従来のＦＢＡデコーダを用いた場合のビットエラーレートである。
【００７１】
図１１において、実線で示されるビットエラーレートは、点線で示されるビットエラーレートより、全ての信号対雑音電力比において低い値を有しているので、本発明を適用した場合、従来における復号処理よりもビットエラーレートが減少しているということが言える。
【００７２】
図６乃至図１１を用いて説明した例においては、（２，７）ＲＬＬ符号のエンコーダと、プリコーダつきＰＲ１チャネルとを組み合わせた場合について説明したが、本発明は、最小ラン制限の最小値および最大値の値がこれ以外であっても適用することができる。
【００７３】
（２，７）ＲＬＬ符号以外のＲＬＬ符号をプリコーダつきＰＲ１チャネルとを組み合わせる場合の例として、（１，７）ＲＬＬ符号とプリコーダつきＰＲ１チャネル検出とを組み合わせる場合について説明する。
【００７４】
すなわち、図６または図７のＲＬＬ符号化部２２が、（１，７）ＲＬＬの変換規則に基づいて符号化処理を実行する場合において、図６または図７のＰＲ等化処理部３１は、ＰＲ１等化処理を行い、ＰＲ・ＲＬＬ検出復号部１２１は、符号化率２：３の（１，７）ＲＬＬ符号と、プリコーダつきＰＲ１チャネルとを組み合わせた状態遷移表に対応するトレリスを用いて、供給された符号化データの復号を実行する。
【００７５】
図１２は、符号化率２：３の（１，７）ＲＬＬ符号が用いられた場合の符号化を記述した５状態の状態遷移図である。矢印に付したラベルで、斜線の前後のシンボルで示される入力された情報ビットと出力される符号ビットは、符号化率２：３であるので、斜線の前に２シンボル、斜線の後に３シンボルとなる。
【００７６】
例えば、図１を用いて説明したＲＬＬ符号化部２２が、（１，７）ＲＬＬ符号によって符号化を実行する場合、図１２の５状態の状態遷移図に示されるように、例えば、状態Ｓ１において、“００”が入力されたとき、符号（１００）が出力されて、状態が状態Ｓ０に遷移され、状態Ｓ１において、“１１”が入力されたとき、符号（１００）が出力されて、状態が状態Ｓ３に遷移される。
【００７７】
図１３は、図１２の状態遷移図と等価な状態遷移表である。第１列は状態名を表し、第２列は、第１列の状態を始点として、情報ビット“００”が与えられた場合の符号ビットおよび状態の遷移先を示し、第３列は、第１列の状態を始点として、情報ビット“０１”が与えられた場合の符号ビットおよび状態の遷移先を示し、第４列は、第１列の状態を始点として、情報ビット“１０”が与えられた場合の符号ビットおよび状態の遷移先を示し、第５列は、第１列の状態を始点として、情報ビット“１１”が与えられた場合の符号ビットおよび状態の遷移先を示す。
【００７８】
すなわち、図１を用いて説明したＲＬＬ符号化部２２は、（１，７）ＲＬＬ符号のエンコードを行う場合、図１３に示される状態遷移表に基づいて、ＲＬＬ符号化を実行するので、従来の記録再生装置１の復号部１３は、図１３の状態遷移表に対応するトレリスを用いて、検出された符号を復号する。
【００７９】
図１４は、ｄ＝１の制限を取り入れた場合の、プリコーダ付きＰＲ１チャネルの状態遷移図である。ここでは、ＮＲＺにおける０を＋１に、１を−１にマッピングし、ＰＲ１の伝達関数は、遅延演算子をＤとして、Ｈ（Ｄ）＝（１＋Ｄ）／２とした。
【００８０】
例えば、図１のBCJR検出部３２が、図１４の状態遷移図に基づいて符号検出を行う場合、状態Ｓ０における“０”の符号ビットに対して、（＋１）がチャネル出力されて、状態が状態Ｓ０のままとされ、状態Ｓ０における“１”の符号ビットに対して、（０）がチャネル出力されて、状態が状態Ｓ３に遷移される。
【００８１】
図１５は、（１，７）ＲＬＬの変換規則に基づいて符号化され、ＰＲ１チャネル出力からデータを復号する場合に、ＰＲ・ＲＬＬ検出復号部１２１が実行する復号処理において用いられる状態遷移表であり、（１，７）ＲＬＬ符号のエンコードと、プリコーダつきＰＲ１チャネルとを組み合わせた状態遷移表である。第１列は状態名を表し、第２列は、第１列の状態を始点として、情報ビット“００”が与えられた場合のチャネル出力および状態の遷移先を示し、第３列は、第１列の状態を始点として、情報ビット“０１”が与えられた場合のチャネル出力および状態の遷移先を示し、第４列は、第１列の状態を始点として、情報ビット“１０”が与えられた場合のチャネル出力および状態の遷移先を示し、第５列は、第１列の状態を始点として、情報ビット“１１”が与えられた場合のチャネル出力および状態の遷移先を示す。
【００８２】
図１５の状態遷移表における状態Ｓ０乃至状態Ｓ９は、図１３の状態遷移表で示される状態Ｓ０乃至状態Ｓ４の５状態を、直前のＮＲＺ符号の値に基づいて２分割した（１０状態とした）ものに対応する。すなわち、図１５の状態遷移表における状態Ｓ０乃至状態Ｓ４は、図１３の状態遷移表において、直前のＮＲＺ符号が０の場合に対応し、図１５の状態遷移表における状態Ｓ５乃至状態Ｓ９は、図１３の状態遷移表において、直前のＮＲＺ符号が１の場合に対応する。
【００８３】
また、図９を用いて説明した場合と同様にして、図１５の状態遷移表においても、各入力に対する状態の遷移先は、極性が反転されるか否かに基づいて、図１３における場合の遷移先から変更されるか否かが決められる。すなわち、図１５の状態遷移表における、各入力に対する状態の遷移先を、図１３の状態遷移表における情報の遷移先と比較することにより示されるように、状態Ｓ０乃至状態Ｓ４においては、図１３における極性が偶数回反転する組合せ（符号ビット“０００”、“１０１”に対応）において、遷移先を、ＮＲＺ符号が０の状態（状態Ｓ０乃至状態Ｓ４）とし、極性が奇数回反転する組合せ（符号ビットが“００１”、“０１０”、“１００”に対応）において、遷移先を、ＮＲＺ符号が１の状態（状態Ｓ５乃至状態Ｓ９）としている。また、状態Ｓ５乃至状態Ｓ９においては、図１３における極性が偶数回反転する組合せにおいて、遷移先を、ＮＲＺ符号が１の状態（状態Ｓ５乃至状態Ｓ９）とし、極性が奇数回反転する組合せにおいて、遷移先を、ＮＲＺ符号が０の状態（状態Ｓ０乃至状態Ｓ４）としている。
【００８４】
すなわち、図６および図７のＰＲ・ＲＬＬ検出復号部１２１は、（１，７）ＲＬＬの変換規則に基づいて符号化された符号化データのチャネル出力を復号する場合、図１５の状態遷移表に対応する図１６のトレリスを用いたビタビ復号器、またはＡＰＰ検出器により構成される。
【００８５】
ここで、図１６のトレリスにおいては、実線は、入力された情報ビットが００であった場合の状態遷移を示す矢印であり、点線は、入力された情報ビットが０１であった場合の状態遷移を示し、１点鎖線は、入力された情報ビットが０１であった場合の状態遷移を示す矢印であり、２点鎖線は、入力された情報ビットが１１であった場合の状態遷移を示す。なお、図１６では、チャネル出力の値の記載を省略しているが、それぞれの状態において、入力された情報ビットに対応するチャネル出力の関係は、図１５の状態遷移表に記載されているとおりである。
【００８６】
すなわち、図６および図７のＰＲ・ＲＬＬ検出復号部１２１は、図１５の状態遷移表に対応する図１６のトレリスを用いて、情報ビット２ビットごとの事後確率を求めることができ、その結果を用いて、それぞれのビットに関して事後確率p（０），p（１）を求めることができる。
【００８７】
図１７に、（１，７）ＲＬＬの変換規則に基づいて符号化され、ＰＲ１チャネル出力から、データを復号するという条件において、本発明を適用して復号処理を実行した場合、従来のＦＢＡデコーダを用いて復号を実行した場合、および、スライディングブロックウィンドウを用いて復号を実行した場合のそれぞれの復号結果を、更に、繰り返し回数を１０回とし、メッセージパッシングアルゴリズムを用いるＬＤＰＣ復号部３４により復号することにより得られた情報系列のビットエラーレートを示す。図１７において、縦軸はビットエラーレートを示し、横軸は信号対雑音電力比を示す。
【００８８】
図１７において、実線は、本発明を適用した場合におけるビットエラーレートであり、点線は、従来のＦＢＡデコーダを用いた場合のビットエラーレートであり、１点鎖線は、従来のスライディングブロックウィンドウを用いた場合のビットエラーレートである。実線で示されるビットエラーレートは、点線および１点鎖線で示されるビットエラーレートより、全ての信号対雑音電力比において低い値を有しているので、本発明を適用した場合、従来における場合よりもビットエラーレートが減少しているということが言える。
【００８９】
次に、図１８のフローチャートを参照して、図６および図７のＰＲ・ＲＬＬ検出復号部１２１が実行する復号処理について説明する。
【００９０】
ステップＳ１において、ＰＲ等化処理部３１は、記録再生部１２に装着された記録媒体、または、内部に備えられている記録媒体から再生された符号化データ、もしくは、通信路１３３を介して伝送され、データ取得部１４１により取得された符号化データを取得して、等化処理を施し、ＰＲ・ＲＬＬ検出復号部１２１に供給する。
【００９１】
ステップＳ２において、ＰＲ・ＲＬＬ検出復号部１２１は、符号化部１１または符号化装置１３１が実行した符号化方式に対応するラン制限およびＰＲ特性を満たすトレリスを用いて、ステップＳ１において供給されたチャネル出力に対して、復号処理を実行する。
【００９２】
ここで、ステップＳ２において用いられるトレリスは、例えば、（２，７）ＲＬＬの変換規則に基づいて符号化された符号を復号する場合、図１０を用いて説明したトレリスであり、（１，７）ＲＬＬの変換規則に基づいて符号化された符号を復号する場合、図１６を用いて説明したトレリスである。
【００９３】
ステップＳ３において、ＰＲ・ＲＬＬ検出復号部１２１は、ステップＳ２の処理により復号された情報系列を出力して、処理が終了される。例えば、ＰＲ・ＲＬＬ検出復号部１２１が、ＡＰＰ検出器で構成されている場合、情報ビット“０”に対応した事後確率ｐ（０）、および、情報ビット“１”に対応した事後確率ｐ（１）の検出データが出力されて、処理が終了される。
【００９４】
ステップＳ３において出力されたデータは、例えば、ＬＤＰＣ復号部３４においてＬＤＰＣ復号されるが、例えば、ステップＳ１において取得された符号化データが、ＬＤＰＣ符号ではなく、ターボ符号により符号化されていた場合、ステップＳ３において出力されたデータは、ターボ符号を復号する復号処理部に出力されて、復号される。
【００９５】
このような処理により、図１１または図１７を用いて説明したように、従来における場合よりも、低ビットエラーレートで復号処理を実行することができる。
【００９６】
上述した一連の処理は、ソフトウェアにより実行することもできる。そのソフトウェアは、そのソフトウェアを構成するプログラムが、専用のハードウェアに組み込まれているコンピュータ、または、各種のプログラムをインストールすることで、各種の機能を実行することが可能な、例えば汎用のパーソナルコンピュータなどに、記録媒体からインストールされる。
【００９７】
図１９は、上記処理を実行するパーソナルコンピュータ１５１の構成例を表している。パーソナルコンピュータ１５１のCPU（Central Processing Unit）１６１は、ROM（Read Only Memory）１６２に記憶されているプログラム、またはＨＤＤ１６８からRAM（Random Access Memory）１６３にロードされたプログラムに従って各種の処理を実行する。RAM１６３にはまた、CPU１６１が各種の処理を実行する上において必要なデータなども適宜記憶される。
【００９８】
CPU１６１、ROM１６２、およびRAM１６３は、内部バス１６４を介して相互に接続されている。この内部バス１６４にはまた、入出力インタフェース１６５も接続されている。
【００９９】
入出力インタフェース１６５には、キーボード、マウスなどよりなる入力部１６７、CRT（Cathode Ray Tube）、LCD（Liquid Crystal Display）などよりなり、画像やテキストなどを表示するディスプレイ、および、音声を出力するスピーカなどよりなる出力部１６６、情報を記録再生するハードディスク（ＨＤＤ）１６８、モデム、ターミナルアダプタなどより構成されるネットワークインターフェース１７０が接続されている。ネットワークインターフェース１７０は、例えば、インターネットなどのネットワークを介しての通信処理を行う。
【０１００】
入出力インタフェース１６５にはまた、必要に応じてドライブ１６９が接続され、磁気ディスク１７１、光ディスク１７２、光磁気ディスク１７３、もしくは半導体メモリ１７４などが適宜装着され、それらから読み出されたコンピュータプログラムが、必要に応じてＨＤＤ１６８にインストールされる。
【０１０１】
上述した一連の処理を実行するプログラムを記録する記録媒体は、図１９に示されるように、コンピュータとは別に、ユーザにプログラムを提供するために配布される、プログラムが記録されている磁気ディスク１７１（フレキシブルディスクを含む）、光ディスク１７２（CD-ROM（Compact Disk-Read Only Memory），DVD（Digital Versatile Disk）を含む）、光磁気ディスク１７３（ＭＤ（Mini-Disk)（商標）を含む）、もしくは半導体メモリ１７４などよりなるパッケージメディアなどにより構成される。
【０１０２】
また、本明細書において、記録媒体に記録されるプログラムを記述するステップは、記載された順序に沿って時系列的に行われる処理はもちろん、必ずしも時系列的に処理されなくとも、並列的あるいは個別に実行される処理をも含むものである。
【０１０３】
【発明の効果】
このように、本発明によれば、符号化データを復号することができる。特に、（２，７）ＲＬＬや、（１，７）ＲＬＬなどの変換規則に対応した有限状態遷移表に記載されている各状態を、直前の NRZ 符号の値に基づいて２分割した内容を含む有限状態遷移表に対応するトレリスを用いて、符号化データの復号処理を実行することができる。
【０１０４】
また、他の本発明によれば、ＲＬＬ変換規則によって符号化されたデータを記録再生することができる他、符号化データを再生して、ＲＬＬ変換規則に対応した有限状態遷移表に記載されている各状態を、直前の NRZ 符号の値に基づいて２分割した内容を含む有限状態遷移表に対応するトレリスを用いて、再生された符号化データの復号処理を実行することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】従来の記録再生装置の構成を示すブロック図である。
【図２】（２，７）ＲＬＬ符号を用いて符号化する場合の５状態の状態遷移図である。
【図３】ｄ＝２の制限を有する、プリコーダ付きのＰＲ１チャネルの状態遷移図である。
【図４】ｄ＝２の制限を有する、プリコーダ付きのＰＲ１チャネルのトレリス線図である。
【図５】（２，７）ＲＬＬ符号に対応する場合のトレリス線図である。
【図６】本発明を適用した記録再生装置の構成を示すブロック図である。
【図７】本発明を適用した復号装置と、符号化データ伝送システムの構成を示すブロック図である。
【図８】（２，７）ＲＬＬ符号を用いて符号化する場合の５状態の状態遷移表を説明するための図である。
【図９】図６または図７のＰＲ・ＲＬＬ検出復号部において用いられる、（２，７）ＲＬＬ符号に対応する状態遷移表を説明するための図である。
【図１０】図９の状態遷移表に対応するトレリス線図である。
【図１１】従来の復号処理結果と、図９の状態遷移表に基づいて実行される復号処理結果とのビットエラーレートの比較について説明するための図である。
【図１２】（１，７）ＲＬＬ符号を用いて符号化する場合の５状態の状態遷移図である。
【図１３】（１，７）ＲＬＬ符号を用いて符号化する場合の５状態の状態遷移表を説明するための図である。
【図１４】ｄ＝１の制限を有する、プリコーダ付きのＰＲ１チャネルの状態遷移図である。
【図１５】図６または図７のＰＲ・ＲＬＬ検出復号部において用いられる、（１，７）ＲＬＬ符号に対応する状態遷移表を説明するための図である。
【図１６】図１５の状態遷移表に対応するトレリス線図である。
【図１７】従来の復号処理結果と、図１５の状態遷移表に基づいて実行される復号処理結果とのビットエラーレートの比較について説明するための図である。
【図１８】図６または図７のＰＲ・ＲＬＬ検出復号部が実行する処理について説明するフローチャートである。
【図１９】パーソナルコンピュータの構成を示すブロック図である。
【符号の説明】
１１ 符号化部， １２ 記録再生部， １０１ 記録再生装置， １１１ 復号部， １２１ ＰＲ・ＲＬＬ検出復号部， １３２ 復号装置， １４１ データ取得部
Claims (10)
- 第１の有限状態遷移表で記述される方法により、情報系列が符号化されて生成された符号化データを復号する復号装置において、
前記第１の有限状態遷移表に記載されている各状態を、直前の NRZ 符号の値に基づいて２分割した内容を含む第２の有限状態遷移表に対応するトレリスを用いて、前記符号化データの復号処理を実行する第１の復号手段
を備えることを特徴とする復号装置。 - 前記第１の有限状態遷移表は、（２，７）ＲＬＬの変換規則に対応した状態遷移表である
ことを特徴とする請求項１に記載の復号装置。 - 前記第１の有限状態遷移表は、（１，７）ＲＬＬの変換規則に対応した状態遷移表である
ことを特徴とする請求項１に記載の復号装置。 - 前記符号化データは、ＬＤＰＣ符号、または、ターボ符号により、更に符号化されたデータであり、
前記第１の復号手段により復号された情報の供給を受け、前記ＬＤＰＣ符号、または、前記ターボ符号を復号する第２の復号手段を更に備える
ことを特徴とする請求項１に記載の復号装置。 - 前記第１の有限状態遷移表で記述される方法により符号化され、所定の記録媒体に記録された前記符号化データを再生する再生手段を更に備え、
前記第１の復号手段は、前記再生手段により再生された前記符号化データを、前記第２の有限状態遷移表に対応するトレリスを用いて復号する
ことを特徴とする請求項１に記載の復号装置。 - 前記第１の有限状態遷移表で記述される方法により符号化され、所定の通信路に伝送された前記符号化データを受信する受信手段を更に備え、
前記第１の復号手段は、前記受信手段により受信された前記符号化データを、前記第２の有限状態遷移表に対応するトレリスを用いて復号する
ことを特徴とする請求項１に記載の復号装置。 - 第１の有限状態遷移表で記述される方法により、情報系列が符号化されて生成された符号化データを復号する復号装置の復号方法であって、
前記符号化データを取得する取得ステップと、
前記第１の有限状態遷移表に記載されている各状態を、直前の NRZ 符号の値に基づいて２分割した内容を含む第２の有限状態遷移表に対応するトレリスを用いて、前記取得ステップの処理により取得された前記符号化データの復号処理を実行する復号ステップと
を含むことを特徴とする復号方法。 - 第１の有限状態遷移表で記述される方法により、情報系列が符号化されて生成された符号化データを復号する処理をコンピュータに実行させるプログラムであって、
前記符号化データを取得する取得ステップと、
前記第１の有限状態遷移表に記載されている各状態を、直前の NRZ 符号の値に基づいて２分割した内容を含む第２の有限状態遷移表に対応するトレリスを用いて、前記取得ステップの処理により取得された前記符号化データの復号処理を実行する復号ステップと
を含むことを特徴とするコンピュータが読み取り可能なプログラムが記録されているプログラム格納媒体。 - 第１の有限状態遷移表で記述される方法により、情報系列が符号化されて生成された符号化データを復号する処理をコンピュータに実行させるプログラムであって、
前記符号化データを取得する取得ステップと、
前記第１の有限状態遷移表に記載されている各状態を、直前の NRZ 符号の値に基づいて２分割した内容を含む第２の有限状態遷移表に対応するトレリスを用いて、前記取得ステップの処理により取得された前記符号化データの復号処理を実行する復号ステップと
を含むことを特徴とするプログラム。 - 情報系列を、第１の有限状態遷移表で記述される方法により符号化する符号化手段と、
前記符号化手段により符号化されたデータを、所定の記録媒体に記録、または再生する記録再生手段と、
前記第１の有限状態遷移表に記載されている各状態を、直前の NRZ 符号の値に基づいて２分割した内容を含む第２の有限状態遷移表に対応するトレリスを用いて、前記記録再生手段により再生された前記符号化データの復号処理を実行する復号手段と
を備えることを特徴とする記録再生装置。
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