JP4015906B2 - バーストエラーの置換手段を有する記録再生装置及び、バーストエラーを置換する方法 - Google Patents
バーストエラーの置換手段を有する記録再生装置及び、バーストエラーを置換する方法 Download PDFInfo
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、データ記録再生装置に関し、特に、バーストエラーの置換手段を有するデータ記録再生装置、及び、バーストエラーを置換する方法に関する。
【従来の技術】
データを記録及び再生する装置には、磁気ディスク、磁気テープ、光ディスク及び光磁気ディスク記録再生装置などの多種の記録再生装置がある。これらの媒体にデータを記録するためには、磁気的な記録マークを主に用いている。磁気記録を用いることにより、半導体メモリに比べて、低コストで且つ恒久的にデータ保存が可能である。現在では、多くの情報を取り扱う、画像又は、イメージ情報などを記録するために、コンピュータ用の情報記録装置として、必須の装置となっている。
【０００２】
図 1は、従来のデータ記録装置の構成を示す。
【０００３】
先ず最初にデータを記録する場合について、説明する。ユーザデータｕｋは、ユーザデータｕｋを反復復号可能な符号に変調する符号器１０１に入力される。そして、パンクチャ部１０２及びインターリーブ部１０３を介して、インターリーブされたデータがＬＤドライバ１０４へ供給される。ＬＤドライバ１０４は、供給されたデータに基づいて、レーザー光を変調して、情報記録媒体１０５にデータを記録する。図１の例では光磁気ディスク１０５を用いているが、磁気ディスク、光ディスク及びその他の情報記録媒体でもよい。磁気ディスクの場合には、記録媒体に適した磁気ヘッドにデータを供給する。
【０００４】
次に、光磁気ディスク１０５から、データを再生する場合について説明する。光磁気ディスク１０５から、ヘッドによりが記録マークを再生し、ＭＯ再生信号を得る。書き込みヘッド、光磁気ディスク１０５及び再生ヘッドにより構成される、記録再生系１０６は、例えば、ＰＲ（１，１）のような特性を有するパーシャルレスポンスチャネル（ＰＲチャネル）を構成する。再生されたＭＯ信号は、増幅器１１０により増幅される。次に、ＡＧＣ１１１により振幅制御され、そして、ローパスフィルタ１１２及び、イコライザ１１３により、波形等化される。このようにして波形等化されたＭＯ再生信号ｙｉは、再生信号に同期したクロックを用いてＡ／Ｄ変換器１１４によりディジタル信号に変換される。そして、このようにして変換されたディジタル信号は、メモリ１１５に蓄積される。
【０００５】
次に、メモリ１１５に蓄積されたデータに基づいて、ターボ復号器などの反復復号器１１６によりユーザデータが再生される。反復復号器１１６は、コントローラ１１７（例えば、光磁気ディスク装置の場合にはＯＤＣ ）により制御される。反復復号器１１６では、コントローラ１１７が決定した回数の反復復号を行うことにより、ユーザデータの復号を行う。
【０００６】
図２は、反復復号を行うための符号にユーザデータを符号化する符号器１０１の例を示す。図２の符号器は、再帰的畳み込み符号器であり、レジスタ２０１，２０２及び排他的論理和２０３と２０４により構成される。図２の符号器は、ユーザデータ系列ｕｋからパリティ系列ｐｋを発生する。
【０００７】
次に、図３は、図１の中の反復復号器１１６の従来構成例を示す。Ａ／Ｄ変換器１１４によりサンプリングされ且つディジタル化されそして、メモリ１１５に蓄積されたデータｙｉ（受信信号系列）は、図１のメモリ１１５に蓄積された、Ａ／Ｄ変換器１１４によりディジタル化された受信信号を示す。サンプリングデータｙｉは、事後確率復号器３０１（ＰＲ Ｃｈａｎｎｅｌ ＡＰＰ）へ供給される。事後確率復号器３０１は、入力サンプリング値Ｙ（ｙ１，ｙ２，ｙ３．．．ｙｎ）が検出された条件のもとで、次の入力ビットｃｉ が１となる確率Ｐ（ｃｉ＝１｜ｙ）と、ｃｉ が０となる確率Ｐ（ｃｉ＝０｜ｙ）との間の対数尤度比Ｌ（ｃｉ ＊）を計算する。反復回数が最初の１回目の場合には、事後確率復号器３０１に入力される事前情報Ｌａ（ｃｉ）は、全てゼロである。これは、ビットｃｉのすべてが、”1 ”である確率と”０ ”である確率が同確率であることを表す。
【０００８】
次に、事後確率復号器３０１の出力である、Ｌ（ｃｉ ＊）から、減算器３０２により、事前情報Ｌａ（ｃｉ）を減算して、外部尤度情報Ｌｅ（ｃ）を得る。外部尤度情報Ｌｅ（ｃ）は、デインターリーバ３０３で変換され、そして、次に、デパンクチャ部３０４に送られる。デパンクチャ部３０４は、デインターリーブされた外部尤度情報Ｌｅ（ｃ）を、データビットｕｋに対応した尤度情報Ｌ（ｕｋ）とパリティビットｐｋ に対応した尤度情報Ｌ（ｐｋ）に変換する。そして、コード復号器３０５（Ｃｏｄｅ ＡＰＰ）へ供給する。コード復号器３０５は、Ｌ（ｕｋ）とＬ（ｐｋ）からデータビットｕｌに対する対数尤度比Ｌ（ｕ＊）及びパリティビットｐｋ対する対数尤度比Ｌ（ｐ＊）を出力する。反復復号を行う時には、Ｌ（ｕ＊）とＬ（ｐ＊）をパンクチャ部３０６に送り、尤度情報Ｌ（ｃ＊）（これは、Ｌ（ｕ＊）とＬ（ｐ＊）を結合し且つ間引した結果）に変換する。Ｌ（ｃ＊）から、事前情報Ｌｅ（ｃ）を、減算器３０７により減算する。そして、インターリーバ３０８により、減算器３０７の出力にインターリーブを行いＬａ（ｃｉ）を得る。そして、事前情報として、Ｌａ（ｃｉ）を、事後確率復号器３０１（ＰＲ Ｃａｎｎｅｌ ＡＰＰ）へ供給して、繰り返し反復を実行する。データ検出は、コード復号器から得られるＬ（ｕ＊）を、硬判定器３０９で”1 ”又は、”０”データに判定して、ユーザデータ系列Ｕｋを出力する。
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記従来例においては、以下のような問題がある。
【０００９】
光ディスク（光磁気ディスク含む）、磁気ディスク、磁気テープなど記録媒体には、一般的には、部分的な欠陥がある。特に、可換媒体である光ディスクや磁気テープなどは、ゴミの付着や取り扱い時に起こるキズなどの影響で、欠陥部分が増加する。前述した反復復号は、これらの記録媒体及び装置が、高密度化することによりＳＮＲが低下することに対しては、非常に有効に動作するが、記録媒体の欠陥部分の再生信号（バーストエラー信号）が入力されると、事前情報を介して、大きく異なった尤度情報が、バーストエラー部分以外の他のデータへ伝播して、バーストエラー部分のエラーがそれ以外の部分のデータに伝播する。これは、バーストエラー部分のデータから得られる尤度情報が、本来のデータから得られる尤度情報と、大きく異なるためである。このために、反復復号による誤り訂正の効果が、十分に得られないという問題がある。
【００１０】
本発明は、再生信号内にバーストエラー信号を含んだ場合にも、データを正しく復調できる、即ち、バーストエラー信号に対しても、反復復号による誤り訂正の効果が、十分に得られる、反復復号を用いたデータ記録再生装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
上記課題は、本発明に従って、データが畳み込み符号により符号化された記録信号をパーシャルレスポンスチャネルを通して記録し且つ再生し、再生信号から、尤度情報を用いた反復復号を使用して前記データの再生を行う記録再生装置において、前記再生信号から前記再生信号中のバーストエラー部分を検出するバーストエラー検出手段と、前記検出手段の検出結果に従って、前記バーストエラー部分に含まれるサンプル値を、所定の値に置き換える置換手段を有し、前記所定の値は、バーストエラー部分以外の部分の他のサンプルの尤度情報を使用してデータの反復復号を行っている時に、バーストエラー部分のサンプル値の影響が伝播しないような値であり、前記反復復号により得られたデータ値が”０”である確率と、前記反復復号により得られたデータ値が” 1 ”である確率が、それぞれ等しい確率となるような前記再生信号の中間値を示すサンプリング値である、ことを特徴とする記録再生装置によって達成できる。
【００１１】
本発明により、バーストエラー部分を検出し、そして、バーストエラー部分を、バーストエラー部分以外の他の部分に影響を与えない値に置換することにより、反復復号での誤った尤度情報による影響を抑圧することが出来るので、反復復号の復号能力を保持することが可能となる。
【００１２】
このように本発明により、再生信号中にバーストエラー部分を有する場合でも、誤った尤度情報を伝播しないので、反復復号により、低Ｓ／Ｎ比においても、復号能力が高い記録再生装置を得ることができる。
【発明の実施の形態】
以下に、本発明の実施の形態について説明する。
【００１３】
本発明の第1の実施例を図４に示す。図４の本発明の第1の実施例と、図１に示された従来の反復復号を用いた光ディスクの記録／再生システムと異なる点は、図４では、バーストエラー検出器４０１と、置換回路４０２を設けた点である。データの基本的な記録及び再生について図１を参照して説明したのと同様である。
【００１４】
図４の実施例では、Ａ／Ｄ変換器１１４により、波形等化されたＭＯ再生信号をデジタルデータに変換した値から、バーストエラー検出器４０１がバーストエラー領域を検出する。そして、置換回路４０２がバーストエラー部分に対応するデータを、反復復号器１１６により反復復号されたときに、バーストエラー部分以外のデータに影響を与えない（エラーが伝播し難い）尤度情報に置き換える。そして、バーストエラー部分について値を置き換えたデータを、メモリ１１５に蓄積する。置き換えるデータは、”１”である確率と”０”である確率が同確率であることを表す尤度情報に置き換える。例えば、データが”１”である最も高い確率の尤度情報が”＋１”（データが”０”である最も低い確率の尤度情報）であり、最も低い確率の尤度情報が”−１” （データが”０”である最も高い確率の尤度情報）である場合には、尤度情報の中間値”０”で置き換える。このようにすることにより、バーストエラー部分が、バーストエラー部分以外の部分に与える影響を最も低減することができる。反復復号器１１６は、このようにして、バーストエラー部分について値を置き換えたデータを含む、メモリ１１５に蓄積されたデータについて、反復復号を行う。ここで、メモリ１１５に蓄えるのは、反復復号器１１６による反復処理が、チャネル転送レートより低い動作であるためと、更に、反復復号時には、パスメトリックについて、後方演算を行うことが必要であるためである。後段の反復復号の実行方法に依存して、メモリ１１５が不要な場合もありうる。
【００１５】
次に、図５は、本発明の第２の実施例を示す。本実施例においては、波形等化されたＭＯ再生信号が、Ａ／Ｄ変換器１１４でデジタル信号に変換された後に、このディジタル値を一旦メモリ１１５に蓄積する。そして、蓄積された値を用いて、バースト検出器４０１によりバーストエラーを検出し、そして、置換回路４０２によりデータの置換を行う。置き換えるデータは、図４に示す本発明の実施例と同一である。
【００１６】
本実施例では、メモリ１１５からデータを読み出しながら、読み出したデータを置換し、そして、反復復号器１１６へデータを供給する。このようにして、バーストエラーデータを置換することができる。
【００１７】
図６は、本発明の第３の実施例を示す。本実施例では、メモリ１１５からデータを読み出しながら、バースト検出器４０１によりバーストエラーを検出し、そして、置換回路４０２により読み出したデータを置換し、そして、再び、メモリ１１５に書き込む。置き換えるデータは、図４に示す本発明の実施例と同一である。このようにして、メモリ１１５内のデータを置き換えることができる。
【００１８】
図７は、本発明の第４の実施例を示す。図７において、図３と同一番号を付した構成要素は、同一の構成要素を示す。本実施例では、事後確率復号器３０１（ＰＲチャネルＡＰＰ）の出力を置換する。図７では、事後確率復号器３０１の入力であるメモリ１１５から出力されるデータを用いて、バースト検出器４０１により、バーストエラー位置を検出し、そして、事後確率復号器３０１の出力を、置換回路７０１により置き換える。このようにして、バーストエラーデータを置換することができる。置き換えるデータは、”１”である確率と”０”である確率が同確率であることを表す尤度情報に置き換える。例えば、データが”１”である最も高い確率の尤度情報が”＋１” （データが”０”である最も低い確率の尤度情報）であり、最も低い確率の尤度情報が”−１” （データが”０”である最も高い確率の尤度情報）である場合には、尤度情報の中間値”０”で置き換える。このようにすることにより、バーストエラー部分が、バーストエラー部分以外の部分に与える影響を最も小さくすることができる。
【００１９】
次に本発明の第５の実施例について説明する。図８は、本発明の第５の実施例を示す。図８の実施例において、図７の実施例と同一の番号を付した構成要素は、同一の構成要素を示す。図８に示す本発明の第５の実施例と、図７に示す本発明の第４の実施例の相違点は、選択回路８０１を設けたことである。
【００２０】
反復復号の１回目や２回目などの初期の場合には、バーストエラー部分に対応するＰＲチャネルの尤度情報が、バーストエラー部分以外の部分の尤度情報に大きく影響する。これを制御するために、本実施例では、図１のコントローラ１１７から反復復号器１１６に供給される反復回数の制御情報１１８に基づいて、事後確率復号器３０１から出力されるＬ（ｃｉ ＊）を選択して、減算器３０２へ送るか又は、置換回路７０２の出力を選択して減算器３０２へ送るかを、反復復号回数に応じて制御する。
【００２１】
次に、本発明の第６の実施例について説明する。図９は、本発明の第６の実施例を示す。本実施例では、バーストエラー検出器４０１で検出したバーストエラー部分又はその近傍に対応する、メモリ１１５内に蓄積されたデータに対して、演算器９０１により、所定の演算を行うことにより、バーストエラー部分又はその近傍のデータを、置き換える。
【００２２】
図１０は、バーストエラー波形に対する演算の実施例を示し、図１０（Ａ）はバーストエラー部分の再生波形、図１０（Ｂ）は演算係数ｋ及び、図１０（Ｃ）は演算器９０１による演算後の波形を示す。図１０の（Ａ）において、ｙｔは各サンプル値、時間期間Ｔはバーストエラー部分を示し、Ｂ１はバーストエラー検出レベルの正側のしきい値、Ｂ２はバーストエラー検出レベルの負側のしきい値を示し、Ｃは中心値を示す。演算器９０１による演算は、
ｙｔ’＝ｋ＊ｙｔ＋Ｃ（１−ｋ） （１）
に従って行い、ここで、ｙｔ’は演算後のサンプル値である。
【００２３】
先ず、図９のバーストエラー検出器４０１は、メモリ１１５から蓄積されたデータを読み出し、バーストエラー部分Ｔを検出する。そして、次に、そのバーストエラー部分の範囲を中心として、図１０の（Ｂ）に示す演算係数ｋを用いて、式（１）に従って、サンプル値を演算する。例えば、図１０の（Ａ）において、バーストエラー検出器４０１は、サンプル値ｙｔが、時間期間２５〜３２の期間で、しきい値Ｂ１を超える大きな振幅となった場合には、キズやゴミなどによるバーストエラー部分が存在することを検知する。バーストエラー部分の前後の部分も通常はキズ等の影響を受けている。このために、メモリ１１５から、データを読み出しながら、バーストエラー部分Ｔの前後の部分を含めて、演算係数ｋを、図１０の（Ｂ）に示すように変化させる。
【００２４】
演算式（１）に従って係数ｋを用いて演算すると、図１０の（Ｃ）に示すようにバーストエラー部分は、信号の振幅が小さくなり中心値Ｃの近傍の値となる。（Ａ）の再生波形が、ＰＲ（１，１）波形の場合には、中心値Ｃは、データが”１ ”であるか又は、”０”であるかの判別がつかない値である。従って、本実施例の演算により、バーストエラー部分を、他のデータに影響を与えない、反復復号処理の尤度情報に置き換えることができる。
【００２５】
上述のように図４から図１０を用いて説明した本発明の実施例は、Ａ／Ｄ変換器１１４によりディジタル化したＭＯ再生波形のサンプリング値の中のバーストエラー部分の値を、バーストエラー部分以外の他の部分の尤度情報に影響を与えない値に、直接的に置き換えるまたは、演算によって置き換えるようにした。これは、ＰＲチャネルデータに相当する部分において、バーストエラー部分の値を他の値に置き換えている。
【００２６】
次に、本発明の第７の実施例について説明する。図１１は、本発明の第７の実施例を示す。本実施例において、図７と同一番号を付した構成要素は、同一の構成要素を示す。本実施例では、Ｃｏｄｅデータに対応したデータを置き換える実施例を示す。本実施例では、先ず、メモリ１１５から出力されるサンプリング値ｙｉからバーストエラー部分の検出を行う。次に検出したバーストエラー部分の位置を、デインターリーバ１１０１によりデインターリーブを行い、ＰＲチャネル上でバーストエラー部分に対応する位置を、デインターリーバ３０３の出力に対応するように、変換して置換回路１１０２へ供給する。
【００２７】
置換回路１１０２は、デインターリーバ３０３の出力のデインターリーブした外部尤度情報Ｌｅ（ｃ）について、バーストエラー部分に対応した部分の尤度情報を置換する。この場合に、尤度情報Ｌｅ（ｃ）は、尤度情報比であるので、データが”１”である確率が１００ ％である場合、Ｌｅ（ｃ）＝１となり、データが”０”である確率が１００ ％である場合、Ｌｅ（ｃ）＝−１となる。そして、データが”１”である確率と”０”である確率が、等しい場合には、Ｌｅ（ｃ）＝０となる。従って、バーストエラー部分に対応する尤度情報Ｌｅ（ｃ）を、値０に置換する。このように、データが”１”である確率と”０”である確率が等しいことを示す尤度情報に置換することにより、バーストエラー部分の影響は、バーストエラー部分以外の部分には伝播しない。
【００２８】
次に、本発明のバーストエラー部分が発生した場合の、本発明に従った反復復号の反復回数に対するエラーレートのシミュレーション結果を説明する。図１２は、本発明を使用する反復復号の反復回数に対するエラーレートのシミュレーション結果を示す。バーストエラー部分が無い場合の結果１２０１では、反復復号開始時のエラーレートは、４．０ｘ１０−４から始まり、反復回数が増えるに従ってエラーレートが低下し、そして、３回目の反復復号で、エラーレート１．０ｘ１０−５に飽和する。
【００２９】
これに対して、バーストエラー部分のデータの置換が無い場合の結果１２０２では、反復復号回数に従ってエラーレートが低下しない。これは、バーストエラー部分による誤った尤度情報が、バーストエラー部分以外の部分にも伝播するためであり、エラーレートは変動する。
【００３０】
本発明のバーストエラー部分の置換を行う場合の結果１２０３では、バーストエラー部分が無い場合の結果１２０１に比べると、収束回数は多く必要ではあるが、反復復号回数が増えるに従ってエラーレートが減少し、４回目の反復復号で、バーストエラー部分が無い場合の結果１２０１と同等なエラーレートに達することがわかる。
【００３１】
このように本発明に従った反復復号方式は、バーストエラー部分に対しても誤った尤度情報を伝播することなく、反復復号により、低Ｓ／Ｎ比においても、復号能力が高いシステムを得ることができる。
【００３２】
次に、本発明のバーストエラー検出器の実施例について、図１３と図１４を用いて説明する。図１３は、本発明のバーストエラー検出器１３００の実施例を示す図であり、図１４は、本発明のバーストエラー検出器１３００の動作の説明を示す図である。
【００３３】
図１３は、バーストエラー検出器１３００の実施例を示す。バーストエラー検出器１３００は、比較器１３０１、１３０２、シフトレジスタ１３０３、１３０４及び論理和回路１３０５を有する。比較器１３０１、１３０２は、入力ａ と入力ｂを有し、ａがｂより大きいか又は等しい場合には、出力はハイレベルであり、ａ＜ｂの場合は出力はローレベルとなるものとする。比較器１３０１は、サンプリング値ｙｉと、図１０の（Ａ）に示すＢ１とを比較し、バーストエラー部分か否かを判定する。比較器１３０２は、サンプリング値ｙｉと、図１０の（Ａ）に示すＢ２とを比較し、バーストエラー部分か否かを判定する。２つの比較器の出力は、バーストエラー位置（ＢＰ）を表わす、Ｎ段のシフトレジスタへ入力され、各シフトレジスタのすべての出力を論理和回路１３０５に入力する。
【００３４】
論理和回路１３０５の出力は、バーストエラーゲート信号（ＢＧ）、即ち、図１０（Ａ）のバーストエラー期間Ｔである。ただし、例えば、図５の置換回路４０２に示すような、置換回路において、サンプリング値ｙｉを、前記シフトレジスタのＮ／２段分だけ遅延させるとＢＰのＮ／２前からＢＧ が開くので、光ビームのガウシアン分布の裾で発生するキズや塵埃によるバーストエラー部分の小さな影響にも対応することができる。
【００３５】
図１４は、バーストエラー検出器１３００の動作を示す。図１４（Ａ）は、再生データ内にバーストエラー部分を含まない信号１４０１をサンプリングしたサンプル値と、再生データ内にバーストエラー部分を有する信号１４０２をサンプリングしたサンプル値を示す。
【００３６】
図１３で説明したように、バーストエラー検出器１３００は、ｙｉが、バーストエラー検出レベルの正側のしきい値Ｂ１よりも大きい又は、バーストエラー検出レベルの負側のしきい値Ｂ２よりも小さい場合には、バーストエラー位置ＢＰであると判定する。
【００３７】
図１４に示す本実施例では、図１３のシフトレジスタ１３０３と１３０４の段数Ｎが、例えば、Ｎ＝４ の場合の例を示す。シフトレジスタ１３０３の出力は、図１４（Ｂ）に示すように、ｙｉが、バーストエラー検出レベルの正側のしきい値Ｂ１よりも大きいときに、ハイレベル１４０４から１４０６となる。一方、シフトレジスタ１３０４の出力は、図１４（Ｃ）に示すように、ｙｉが、バーストエラー検出レベルの負側のしきい値Ｂ２よりも小さいときに、ハイレベル１４０７及び１４０８となる。そして、各シフトレジスタ１３０３と１３０４のN段の出力の全てを論理和回路１３０５に入力すると、図１４（Ｄ）に示すように、論理和回路１３０５の出力には。バーストエラー期間にハイレベル１４０９から１４１０となる信号が得られる。このようにバーストエラーの影響している範囲の時間期間を有するバーストエラーゲート信号ＢＧを作成できる。
【００３８】
このようにして、バーストエラー検出器１３００により作成したバーストエラーゲート信号ＢＧを、例えば、図５の置換回路４０２に示すような、置換回路へ供給することにより、バーストエラー部分を、予め定められた信号で又は演算により置換することができる。
【００３９】
また、図１４（Ｅ）は、置換回路内で、再生データ内にバーストエラー部分を含まない信号１４０１をＮ／２＝２クロック分遅延したサンプル値１４１２と、再生データ内にバーストエラー部分を有する信号１４０２をＮ／２＝２クロック分遅延したしたサンプル値１４１３を示す。このように、バーストエラー検出器１３００により作成したゲート信号に対して、置換回路内で、サンプル値ｙｉをＮ／２段遅延することにより、バーストエラー位置ＢＰより前の部分における、バーストエラー部分の影響を受けているサンプル値ｙｉについても、予め定められた信号で又は演算により置換することができる。
【００４０】
（付記）
（付記１） データが畳み込み符号により符号化された記録信号をパーシャルレスポンスチャネルを通して記録し且つ再生し、再生信号から、尤度情報を用いた反復復号を使用して前記データの再生を行う記録再生装置において、
前記再生信号中のバーストエラー部分を検出するバーストエラー検出手段と、
前記検出手段の検出結果に従って、前記バーストエラー部分に含まれるサンプル値を、所定の値に置き換える置換手段を有する、ことを特徴とする記録再生装置。
【００４１】
（付記２） 前記所定の値は、バーストエラー部分以外の部分の他のサンプルの尤度情報を使用してデータの反復復号を行っている時に、バーストエラー部分のサンプル値の影響が伝播しないような値であることを特徴とする付記１に記載の記録再生装置。
【００４２】
（付記３） 前記所定の値は、前記反復復号により得られたデータ値が”０”である確率と、前記反復復号により得られたデータ値が”1 ”である確率が、それぞれ等しい確率となるようなサンプリング値または、尤度情報値であることを特徴とする付記１に記載の記録再生装置。
【００４３】
（付記４） 前記バーストエラー検出手段は、検出レベルを２つ有し、サンプル値が一方の検出レベルよりも大きいか又は、他方の検出レベルよりも小さい場合には、前記サンプルがバーストエラー部分内に含まれると判断することを特徴とする付記１に記載の記録再生装置。
【００４４】
（付記５） 前記尤度情報は、パーシャルレスポンスチャネルの出力におけるデータに対応する値であることを特徴とする付記３に記載の記録再生装置。
【００４５】
（付記６） 前記尤度情報は、畳み込み符号の復号出力におけるデータに対応するものであることを特徴とする付記３に記載の記録再生装置。
【００４６】
（付記７）データが畳み込み符号により符号化された記録信号をパーシャルレスポンスチャネルにより記録し且つ再生し、再生信号から、尤度情報を用いた反復復号を使用して前記データの再生を行う記録再生装置において、
前記再生信号中のバーストエラー部分を検出するバーストエラー検出手段と、
バーストエラー部分を含むサンプリング値を、所定の演算に従って置き換える置換手段を有する、ことを特徴とする記録再生装置。
【００４７】
（付記８） 前記所定の演算は、バーストエラー部分を含むサンプリング値の信号振幅を低下させる演算を実行することを特徴とする付記７に記載の記録再生装置。
【００４８】
（付記９） 前記置換手段は、前記サンプル値を遅延させた後に、前記バーストエラー検出手段の検出結果に従って、サンプル値を、所定の値に置き換えることを特徴とする付記１に記載の記録再生装置。
【００４９】
（付記１０） 前記置換手段は、前記サンプル値を遅延させた後に、前記バーストエラー検出手段の検出結果に従って、サンプル値を、所定の演算に従って置き換えることを特徴とする付記７に記載の記録再生装置。
【００５０】
（付記１１） 前記置換手段は、反復回数に応じて、置換するか又はしないかを制御することを特徴とする付記１に記載の記録再生装置。
【００５１】
（付記１２） データが畳み込み符号により符号化された記録信号をパーシャルレスポンスチャネルにより記録し且つ再生し、再生信号から、尤度情報を用いた反復復号を使用して前記データの再生を行う記録再生装置により再生した前記再生信号内のバーストエラーを置換する方法であって、
前記再生信号中のバーストエラー部分を検出するバーストエラー検出ステップと、
前記検出ステップの検出結果に従って、前記バーストエラー部分に含まれるサンプル値を、所定の値に置き換える置換ステップを有する、ことを特徴とするバーストエラーを置換する方法。
【００５２】
（付記１３） 前記所定の値は、バーストエラー部分以外の部分の他のサンプルの尤度情報を使用してデータの反復復号を行っている時に、バーストエラー部分のサンプル値の影響が伝播しないような値であることを特徴とする付記１２に記載のバーストエラーを置換する方法。
【００５３】
（付記１４） 前記所定の値は、前記反復復号により得られたデータ値が”０ ”である確率と、前記反復復号により得られたデータ値が”1 ”である確率が、それぞれ等しい確率となるようなサンプリング値または、尤度情報値であることを特徴とする付記１２に記載のバーストエラーを置換する方法。
【００５４】
【発明の効果】
以上で説明したように、本発明により、バーストエラー部分を検出し、そしてバーストエラー部分を、バーストエラー部分以外の他の部分に影響を与えない値に置換することにより、反復復号での誤った尤度情報による影響を抑圧することが出来、反復復号の復号能力を保持することが可能となる。
【００５５】
このように本発明に従って、バーストエラー部分に対しても誤った尤度情報を伝播することなく、反復復号により、低Ｓ／Ｎ比においても、復号能力が高い記録再生装置を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】反復復号を用いた従来のデータ記録装置の構成を示す図である。
【図２】反復復号を行うための符号にユーザデータを符号化する符号器の構成例を示す図である。
【図３】図１内の反復復号器の従来構成例を示す図である。
【図４】本発明の第１の実施例を示す図である。
【図５】本発明の本発明の第２の実施例を示す図である。
【図６】本発明の第３の実施例を示す図である。
【図７】本発明の第４の実施例を示す図である。
【図８】本発明の第５の実施例を示す図である。
【図９】本発明の第６の実施例を示す図である。
【図１０】バーストエラー波形に対する演算例を示す図である。
【図１１】本発明の第７の実施例を示す図である。
【図１２】本発明を使用する反復復号の反復回数に対するエラーレートのシミュレーション結果をを示す図である。
【図１３】本発明のバーストエラー検出器の実施例を示す図である。
【図１４】本発明のバーストエラー検出器の動作の説明を示す図である。
【符号の説明】
１０１ 符号器
１０２ パンクチャ部
１０３ インターリーブ部
１０４ ＬＤドライバ
１０５ 光磁気ディスク
１０６ 記録再生系
１１０ 増幅器
１１１ ＡＧＣ
１１２ ローパスフィルタ
１１３ イコライザ
１１４ Ａ／Ｄ変換器
１１５ メモリ
１１６ 反復復号器
１１７ コントローラ
３０１ 事後確率復号器
３０２ 減算器
３０３ デインターリーバ
３０４ デパンクチャ部
３０５ コード復号器
３０６ パンクチャ部
３０７ 減算器
４０１ バーストエラー検出器
４０２ 置換回路
７０１ 置換回路
８０１ 選択回路
９０１ 演算器
１１０１ デインターリーバ
１１０２ 置換回路
１３０１、１３０２ 比較器
１３０３，１３０４ シフトレジスタ
１３０５ 論理和回路
【発明の属する技術分野】
本発明は、データ記録再生装置に関し、特に、バーストエラーの置換手段を有するデータ記録再生装置、及び、バーストエラーを置換する方法に関する。
【従来の技術】
データを記録及び再生する装置には、磁気ディスク、磁気テープ、光ディスク及び光磁気ディスク記録再生装置などの多種の記録再生装置がある。これらの媒体にデータを記録するためには、磁気的な記録マークを主に用いている。磁気記録を用いることにより、半導体メモリに比べて、低コストで且つ恒久的にデータ保存が可能である。現在では、多くの情報を取り扱う、画像又は、イメージ情報などを記録するために、コンピュータ用の情報記録装置として、必須の装置となっている。
【０００２】
図 1は、従来のデータ記録装置の構成を示す。
【０００３】
先ず最初にデータを記録する場合について、説明する。ユーザデータｕｋは、ユーザデータｕｋを反復復号可能な符号に変調する符号器１０１に入力される。そして、パンクチャ部１０２及びインターリーブ部１０３を介して、インターリーブされたデータがＬＤドライバ１０４へ供給される。ＬＤドライバ１０４は、供給されたデータに基づいて、レーザー光を変調して、情報記録媒体１０５にデータを記録する。図１の例では光磁気ディスク１０５を用いているが、磁気ディスク、光ディスク及びその他の情報記録媒体でもよい。磁気ディスクの場合には、記録媒体に適した磁気ヘッドにデータを供給する。
【０００４】
次に、光磁気ディスク１０５から、データを再生する場合について説明する。光磁気ディスク１０５から、ヘッドによりが記録マークを再生し、ＭＯ再生信号を得る。書き込みヘッド、光磁気ディスク１０５及び再生ヘッドにより構成される、記録再生系１０６は、例えば、ＰＲ（１，１）のような特性を有するパーシャルレスポンスチャネル（ＰＲチャネル）を構成する。再生されたＭＯ信号は、増幅器１１０により増幅される。次に、ＡＧＣ１１１により振幅制御され、そして、ローパスフィルタ１１２及び、イコライザ１１３により、波形等化される。このようにして波形等化されたＭＯ再生信号ｙｉは、再生信号に同期したクロックを用いてＡ／Ｄ変換器１１４によりディジタル信号に変換される。そして、このようにして変換されたディジタル信号は、メモリ１１５に蓄積される。
【０００５】
次に、メモリ１１５に蓄積されたデータに基づいて、ターボ復号器などの反復復号器１１６によりユーザデータが再生される。反復復号器１１６は、コントローラ１１７（例えば、光磁気ディスク装置の場合にはＯＤＣ ）により制御される。反復復号器１１６では、コントローラ１１７が決定した回数の反復復号を行うことにより、ユーザデータの復号を行う。
【０００６】
図２は、反復復号を行うための符号にユーザデータを符号化する符号器１０１の例を示す。図２の符号器は、再帰的畳み込み符号器であり、レジスタ２０１，２０２及び排他的論理和２０３と２０４により構成される。図２の符号器は、ユーザデータ系列ｕｋからパリティ系列ｐｋを発生する。
【０００７】
次に、図３は、図１の中の反復復号器１１６の従来構成例を示す。Ａ／Ｄ変換器１１４によりサンプリングされ且つディジタル化されそして、メモリ１１５に蓄積されたデータｙｉ（受信信号系列）は、図１のメモリ１１５に蓄積された、Ａ／Ｄ変換器１１４によりディジタル化された受信信号を示す。サンプリングデータｙｉは、事後確率復号器３０１（ＰＲ Ｃｈａｎｎｅｌ ＡＰＰ）へ供給される。事後確率復号器３０１は、入力サンプリング値Ｙ（ｙ１，ｙ２，ｙ３．．．ｙｎ）が検出された条件のもとで、次の入力ビットｃｉ が１となる確率Ｐ（ｃｉ＝１｜ｙ）と、ｃｉ が０となる確率Ｐ（ｃｉ＝０｜ｙ）との間の対数尤度比Ｌ（ｃｉ ＊）を計算する。反復回数が最初の１回目の場合には、事後確率復号器３０１に入力される事前情報Ｌａ（ｃｉ）は、全てゼロである。これは、ビットｃｉのすべてが、”1 ”である確率と”０ ”である確率が同確率であることを表す。
【０００８】
次に、事後確率復号器３０１の出力である、Ｌ（ｃｉ ＊）から、減算器３０２により、事前情報Ｌａ（ｃｉ）を減算して、外部尤度情報Ｌｅ（ｃ）を得る。外部尤度情報Ｌｅ（ｃ）は、デインターリーバ３０３で変換され、そして、次に、デパンクチャ部３０４に送られる。デパンクチャ部３０４は、デインターリーブされた外部尤度情報Ｌｅ（ｃ）を、データビットｕｋに対応した尤度情報Ｌ（ｕｋ）とパリティビットｐｋ に対応した尤度情報Ｌ（ｐｋ）に変換する。そして、コード復号器３０５（Ｃｏｄｅ ＡＰＰ）へ供給する。コード復号器３０５は、Ｌ（ｕｋ）とＬ（ｐｋ）からデータビットｕｌに対する対数尤度比Ｌ（ｕ＊）及びパリティビットｐｋ対する対数尤度比Ｌ（ｐ＊）を出力する。反復復号を行う時には、Ｌ（ｕ＊）とＬ（ｐ＊）をパンクチャ部３０６に送り、尤度情報Ｌ（ｃ＊）（これは、Ｌ（ｕ＊）とＬ（ｐ＊）を結合し且つ間引した結果）に変換する。Ｌ（ｃ＊）から、事前情報Ｌｅ（ｃ）を、減算器３０７により減算する。そして、インターリーバ３０８により、減算器３０７の出力にインターリーブを行いＬａ（ｃｉ）を得る。そして、事前情報として、Ｌａ（ｃｉ）を、事後確率復号器３０１（ＰＲ Ｃａｎｎｅｌ ＡＰＰ）へ供給して、繰り返し反復を実行する。データ検出は、コード復号器から得られるＬ（ｕ＊）を、硬判定器３０９で”1 ”又は、”０”データに判定して、ユーザデータ系列Ｕｋを出力する。
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記従来例においては、以下のような問題がある。
【０００９】
光ディスク（光磁気ディスク含む）、磁気ディスク、磁気テープなど記録媒体には、一般的には、部分的な欠陥がある。特に、可換媒体である光ディスクや磁気テープなどは、ゴミの付着や取り扱い時に起こるキズなどの影響で、欠陥部分が増加する。前述した反復復号は、これらの記録媒体及び装置が、高密度化することによりＳＮＲが低下することに対しては、非常に有効に動作するが、記録媒体の欠陥部分の再生信号（バーストエラー信号）が入力されると、事前情報を介して、大きく異なった尤度情報が、バーストエラー部分以外の他のデータへ伝播して、バーストエラー部分のエラーがそれ以外の部分のデータに伝播する。これは、バーストエラー部分のデータから得られる尤度情報が、本来のデータから得られる尤度情報と、大きく異なるためである。このために、反復復号による誤り訂正の効果が、十分に得られないという問題がある。
【００１０】
本発明は、再生信号内にバーストエラー信号を含んだ場合にも、データを正しく復調できる、即ち、バーストエラー信号に対しても、反復復号による誤り訂正の効果が、十分に得られる、反復復号を用いたデータ記録再生装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
上記課題は、本発明に従って、データが畳み込み符号により符号化された記録信号をパーシャルレスポンスチャネルを通して記録し且つ再生し、再生信号から、尤度情報を用いた反復復号を使用して前記データの再生を行う記録再生装置において、前記再生信号から前記再生信号中のバーストエラー部分を検出するバーストエラー検出手段と、前記検出手段の検出結果に従って、前記バーストエラー部分に含まれるサンプル値を、所定の値に置き換える置換手段を有し、前記所定の値は、バーストエラー部分以外の部分の他のサンプルの尤度情報を使用してデータの反復復号を行っている時に、バーストエラー部分のサンプル値の影響が伝播しないような値であり、前記反復復号により得られたデータ値が”０”である確率と、前記反復復号により得られたデータ値が” 1 ”である確率が、それぞれ等しい確率となるような前記再生信号の中間値を示すサンプリング値である、ことを特徴とする記録再生装置によって達成できる。
【００１１】
本発明により、バーストエラー部分を検出し、そして、バーストエラー部分を、バーストエラー部分以外の他の部分に影響を与えない値に置換することにより、反復復号での誤った尤度情報による影響を抑圧することが出来るので、反復復号の復号能力を保持することが可能となる。
【００１２】
このように本発明により、再生信号中にバーストエラー部分を有する場合でも、誤った尤度情報を伝播しないので、反復復号により、低Ｓ／Ｎ比においても、復号能力が高い記録再生装置を得ることができる。
【発明の実施の形態】
以下に、本発明の実施の形態について説明する。
【００１３】
本発明の第1の実施例を図４に示す。図４の本発明の第1の実施例と、図１に示された従来の反復復号を用いた光ディスクの記録／再生システムと異なる点は、図４では、バーストエラー検出器４０１と、置換回路４０２を設けた点である。データの基本的な記録及び再生について図１を参照して説明したのと同様である。
【００１４】
図４の実施例では、Ａ／Ｄ変換器１１４により、波形等化されたＭＯ再生信号をデジタルデータに変換した値から、バーストエラー検出器４０１がバーストエラー領域を検出する。そして、置換回路４０２がバーストエラー部分に対応するデータを、反復復号器１１６により反復復号されたときに、バーストエラー部分以外のデータに影響を与えない（エラーが伝播し難い）尤度情報に置き換える。そして、バーストエラー部分について値を置き換えたデータを、メモリ１１５に蓄積する。置き換えるデータは、”１”である確率と”０”である確率が同確率であることを表す尤度情報に置き換える。例えば、データが”１”である最も高い確率の尤度情報が”＋１”（データが”０”である最も低い確率の尤度情報）であり、最も低い確率の尤度情報が”−１” （データが”０”である最も高い確率の尤度情報）である場合には、尤度情報の中間値”０”で置き換える。このようにすることにより、バーストエラー部分が、バーストエラー部分以外の部分に与える影響を最も低減することができる。反復復号器１１６は、このようにして、バーストエラー部分について値を置き換えたデータを含む、メモリ１１５に蓄積されたデータについて、反復復号を行う。ここで、メモリ１１５に蓄えるのは、反復復号器１１６による反復処理が、チャネル転送レートより低い動作であるためと、更に、反復復号時には、パスメトリックについて、後方演算を行うことが必要であるためである。後段の反復復号の実行方法に依存して、メモリ１１５が不要な場合もありうる。
【００１５】
次に、図５は、本発明の第２の実施例を示す。本実施例においては、波形等化されたＭＯ再生信号が、Ａ／Ｄ変換器１１４でデジタル信号に変換された後に、このディジタル値を一旦メモリ１１５に蓄積する。そして、蓄積された値を用いて、バースト検出器４０１によりバーストエラーを検出し、そして、置換回路４０２によりデータの置換を行う。置き換えるデータは、図４に示す本発明の実施例と同一である。
【００１６】
本実施例では、メモリ１１５からデータを読み出しながら、読み出したデータを置換し、そして、反復復号器１１６へデータを供給する。このようにして、バーストエラーデータを置換することができる。
【００１７】
図６は、本発明の第３の実施例を示す。本実施例では、メモリ１１５からデータを読み出しながら、バースト検出器４０１によりバーストエラーを検出し、そして、置換回路４０２により読み出したデータを置換し、そして、再び、メモリ１１５に書き込む。置き換えるデータは、図４に示す本発明の実施例と同一である。このようにして、メモリ１１５内のデータを置き換えることができる。
【００１８】
図７は、本発明の第４の実施例を示す。図７において、図３と同一番号を付した構成要素は、同一の構成要素を示す。本実施例では、事後確率復号器３０１（ＰＲチャネルＡＰＰ）の出力を置換する。図７では、事後確率復号器３０１の入力であるメモリ１１５から出力されるデータを用いて、バースト検出器４０１により、バーストエラー位置を検出し、そして、事後確率復号器３０１の出力を、置換回路７０１により置き換える。このようにして、バーストエラーデータを置換することができる。置き換えるデータは、”１”である確率と”０”である確率が同確率であることを表す尤度情報に置き換える。例えば、データが”１”である最も高い確率の尤度情報が”＋１” （データが”０”である最も低い確率の尤度情報）であり、最も低い確率の尤度情報が”−１” （データが”０”である最も高い確率の尤度情報）である場合には、尤度情報の中間値”０”で置き換える。このようにすることにより、バーストエラー部分が、バーストエラー部分以外の部分に与える影響を最も小さくすることができる。
【００１９】
次に本発明の第５の実施例について説明する。図８は、本発明の第５の実施例を示す。図８の実施例において、図７の実施例と同一の番号を付した構成要素は、同一の構成要素を示す。図８に示す本発明の第５の実施例と、図７に示す本発明の第４の実施例の相違点は、選択回路８０１を設けたことである。
【００２０】
反復復号の１回目や２回目などの初期の場合には、バーストエラー部分に対応するＰＲチャネルの尤度情報が、バーストエラー部分以外の部分の尤度情報に大きく影響する。これを制御するために、本実施例では、図１のコントローラ１１７から反復復号器１１６に供給される反復回数の制御情報１１８に基づいて、事後確率復号器３０１から出力されるＬ（ｃｉ ＊）を選択して、減算器３０２へ送るか又は、置換回路７０２の出力を選択して減算器３０２へ送るかを、反復復号回数に応じて制御する。
【００２１】
次に、本発明の第６の実施例について説明する。図９は、本発明の第６の実施例を示す。本実施例では、バーストエラー検出器４０１で検出したバーストエラー部分又はその近傍に対応する、メモリ１１５内に蓄積されたデータに対して、演算器９０１により、所定の演算を行うことにより、バーストエラー部分又はその近傍のデータを、置き換える。
【００２２】
図１０は、バーストエラー波形に対する演算の実施例を示し、図１０（Ａ）はバーストエラー部分の再生波形、図１０（Ｂ）は演算係数ｋ及び、図１０（Ｃ）は演算器９０１による演算後の波形を示す。図１０の（Ａ）において、ｙｔは各サンプル値、時間期間Ｔはバーストエラー部分を示し、Ｂ１はバーストエラー検出レベルの正側のしきい値、Ｂ２はバーストエラー検出レベルの負側のしきい値を示し、Ｃは中心値を示す。演算器９０１による演算は、
ｙｔ’＝ｋ＊ｙｔ＋Ｃ（１−ｋ） （１）
に従って行い、ここで、ｙｔ’は演算後のサンプル値である。
【００２３】
先ず、図９のバーストエラー検出器４０１は、メモリ１１５から蓄積されたデータを読み出し、バーストエラー部分Ｔを検出する。そして、次に、そのバーストエラー部分の範囲を中心として、図１０の（Ｂ）に示す演算係数ｋを用いて、式（１）に従って、サンプル値を演算する。例えば、図１０の（Ａ）において、バーストエラー検出器４０１は、サンプル値ｙｔが、時間期間２５〜３２の期間で、しきい値Ｂ１を超える大きな振幅となった場合には、キズやゴミなどによるバーストエラー部分が存在することを検知する。バーストエラー部分の前後の部分も通常はキズ等の影響を受けている。このために、メモリ１１５から、データを読み出しながら、バーストエラー部分Ｔの前後の部分を含めて、演算係数ｋを、図１０の（Ｂ）に示すように変化させる。
【００２４】
演算式（１）に従って係数ｋを用いて演算すると、図１０の（Ｃ）に示すようにバーストエラー部分は、信号の振幅が小さくなり中心値Ｃの近傍の値となる。（Ａ）の再生波形が、ＰＲ（１，１）波形の場合には、中心値Ｃは、データが”１ ”であるか又は、”０”であるかの判別がつかない値である。従って、本実施例の演算により、バーストエラー部分を、他のデータに影響を与えない、反復復号処理の尤度情報に置き換えることができる。
【００２５】
上述のように図４から図１０を用いて説明した本発明の実施例は、Ａ／Ｄ変換器１１４によりディジタル化したＭＯ再生波形のサンプリング値の中のバーストエラー部分の値を、バーストエラー部分以外の他の部分の尤度情報に影響を与えない値に、直接的に置き換えるまたは、演算によって置き換えるようにした。これは、ＰＲチャネルデータに相当する部分において、バーストエラー部分の値を他の値に置き換えている。
【００２６】
次に、本発明の第７の実施例について説明する。図１１は、本発明の第７の実施例を示す。本実施例において、図７と同一番号を付した構成要素は、同一の構成要素を示す。本実施例では、Ｃｏｄｅデータに対応したデータを置き換える実施例を示す。本実施例では、先ず、メモリ１１５から出力されるサンプリング値ｙｉからバーストエラー部分の検出を行う。次に検出したバーストエラー部分の位置を、デインターリーバ１１０１によりデインターリーブを行い、ＰＲチャネル上でバーストエラー部分に対応する位置を、デインターリーバ３０３の出力に対応するように、変換して置換回路１１０２へ供給する。
【００２７】
置換回路１１０２は、デインターリーバ３０３の出力のデインターリーブした外部尤度情報Ｌｅ（ｃ）について、バーストエラー部分に対応した部分の尤度情報を置換する。この場合に、尤度情報Ｌｅ（ｃ）は、尤度情報比であるので、データが”１”である確率が１００ ％である場合、Ｌｅ（ｃ）＝１となり、データが”０”である確率が１００ ％である場合、Ｌｅ（ｃ）＝−１となる。そして、データが”１”である確率と”０”である確率が、等しい場合には、Ｌｅ（ｃ）＝０となる。従って、バーストエラー部分に対応する尤度情報Ｌｅ（ｃ）を、値０に置換する。このように、データが”１”である確率と”０”である確率が等しいことを示す尤度情報に置換することにより、バーストエラー部分の影響は、バーストエラー部分以外の部分には伝播しない。
【００２８】
次に、本発明のバーストエラー部分が発生した場合の、本発明に従った反復復号の反復回数に対するエラーレートのシミュレーション結果を説明する。図１２は、本発明を使用する反復復号の反復回数に対するエラーレートのシミュレーション結果を示す。バーストエラー部分が無い場合の結果１２０１では、反復復号開始時のエラーレートは、４．０ｘ１０−４から始まり、反復回数が増えるに従ってエラーレートが低下し、そして、３回目の反復復号で、エラーレート１．０ｘ１０−５に飽和する。
【００２９】
これに対して、バーストエラー部分のデータの置換が無い場合の結果１２０２では、反復復号回数に従ってエラーレートが低下しない。これは、バーストエラー部分による誤った尤度情報が、バーストエラー部分以外の部分にも伝播するためであり、エラーレートは変動する。
【００３０】
本発明のバーストエラー部分の置換を行う場合の結果１２０３では、バーストエラー部分が無い場合の結果１２０１に比べると、収束回数は多く必要ではあるが、反復復号回数が増えるに従ってエラーレートが減少し、４回目の反復復号で、バーストエラー部分が無い場合の結果１２０１と同等なエラーレートに達することがわかる。
【００３１】
このように本発明に従った反復復号方式は、バーストエラー部分に対しても誤った尤度情報を伝播することなく、反復復号により、低Ｓ／Ｎ比においても、復号能力が高いシステムを得ることができる。
【００３２】
次に、本発明のバーストエラー検出器の実施例について、図１３と図１４を用いて説明する。図１３は、本発明のバーストエラー検出器１３００の実施例を示す図であり、図１４は、本発明のバーストエラー検出器１３００の動作の説明を示す図である。
【００３３】
図１３は、バーストエラー検出器１３００の実施例を示す。バーストエラー検出器１３００は、比較器１３０１、１３０２、シフトレジスタ１３０３、１３０４及び論理和回路１３０５を有する。比較器１３０１、１３０２は、入力ａ と入力ｂを有し、ａがｂより大きいか又は等しい場合には、出力はハイレベルであり、ａ＜ｂの場合は出力はローレベルとなるものとする。比較器１３０１は、サンプリング値ｙｉと、図１０の（Ａ）に示すＢ１とを比較し、バーストエラー部分か否かを判定する。比較器１３０２は、サンプリング値ｙｉと、図１０の（Ａ）に示すＢ２とを比較し、バーストエラー部分か否かを判定する。２つの比較器の出力は、バーストエラー位置（ＢＰ）を表わす、Ｎ段のシフトレジスタへ入力され、各シフトレジスタのすべての出力を論理和回路１３０５に入力する。
【００３４】
論理和回路１３０５の出力は、バーストエラーゲート信号（ＢＧ）、即ち、図１０（Ａ）のバーストエラー期間Ｔである。ただし、例えば、図５の置換回路４０２に示すような、置換回路において、サンプリング値ｙｉを、前記シフトレジスタのＮ／２段分だけ遅延させるとＢＰのＮ／２前からＢＧ が開くので、光ビームのガウシアン分布の裾で発生するキズや塵埃によるバーストエラー部分の小さな影響にも対応することができる。
【００３５】
図１４は、バーストエラー検出器１３００の動作を示す。図１４（Ａ）は、再生データ内にバーストエラー部分を含まない信号１４０１をサンプリングしたサンプル値と、再生データ内にバーストエラー部分を有する信号１４０２をサンプリングしたサンプル値を示す。
【００３６】
図１３で説明したように、バーストエラー検出器１３００は、ｙｉが、バーストエラー検出レベルの正側のしきい値Ｂ１よりも大きい又は、バーストエラー検出レベルの負側のしきい値Ｂ２よりも小さい場合には、バーストエラー位置ＢＰであると判定する。
【００３７】
図１４に示す本実施例では、図１３のシフトレジスタ１３０３と１３０４の段数Ｎが、例えば、Ｎ＝４ の場合の例を示す。シフトレジスタ１３０３の出力は、図１４（Ｂ）に示すように、ｙｉが、バーストエラー検出レベルの正側のしきい値Ｂ１よりも大きいときに、ハイレベル１４０４から１４０６となる。一方、シフトレジスタ１３０４の出力は、図１４（Ｃ）に示すように、ｙｉが、バーストエラー検出レベルの負側のしきい値Ｂ２よりも小さいときに、ハイレベル１４０７及び１４０８となる。そして、各シフトレジスタ１３０３と１３０４のN段の出力の全てを論理和回路１３０５に入力すると、図１４（Ｄ）に示すように、論理和回路１３０５の出力には。バーストエラー期間にハイレベル１４０９から１４１０となる信号が得られる。このようにバーストエラーの影響している範囲の時間期間を有するバーストエラーゲート信号ＢＧを作成できる。
【００３８】
このようにして、バーストエラー検出器１３００により作成したバーストエラーゲート信号ＢＧを、例えば、図５の置換回路４０２に示すような、置換回路へ供給することにより、バーストエラー部分を、予め定められた信号で又は演算により置換することができる。
【００３９】
また、図１４（Ｅ）は、置換回路内で、再生データ内にバーストエラー部分を含まない信号１４０１をＮ／２＝２クロック分遅延したサンプル値１４１２と、再生データ内にバーストエラー部分を有する信号１４０２をＮ／２＝２クロック分遅延したしたサンプル値１４１３を示す。このように、バーストエラー検出器１３００により作成したゲート信号に対して、置換回路内で、サンプル値ｙｉをＮ／２段遅延することにより、バーストエラー位置ＢＰより前の部分における、バーストエラー部分の影響を受けているサンプル値ｙｉについても、予め定められた信号で又は演算により置換することができる。
【００４０】
（付記）
（付記１） データが畳み込み符号により符号化された記録信号をパーシャルレスポンスチャネルを通して記録し且つ再生し、再生信号から、尤度情報を用いた反復復号を使用して前記データの再生を行う記録再生装置において、
前記再生信号中のバーストエラー部分を検出するバーストエラー検出手段と、
前記検出手段の検出結果に従って、前記バーストエラー部分に含まれるサンプル値を、所定の値に置き換える置換手段を有する、ことを特徴とする記録再生装置。
【００４１】
（付記２） 前記所定の値は、バーストエラー部分以外の部分の他のサンプルの尤度情報を使用してデータの反復復号を行っている時に、バーストエラー部分のサンプル値の影響が伝播しないような値であることを特徴とする付記１に記載の記録再生装置。
【００４２】
（付記３） 前記所定の値は、前記反復復号により得られたデータ値が”０”である確率と、前記反復復号により得られたデータ値が”1 ”である確率が、それぞれ等しい確率となるようなサンプリング値または、尤度情報値であることを特徴とする付記１に記載の記録再生装置。
【００４３】
（付記４） 前記バーストエラー検出手段は、検出レベルを２つ有し、サンプル値が一方の検出レベルよりも大きいか又は、他方の検出レベルよりも小さい場合には、前記サンプルがバーストエラー部分内に含まれると判断することを特徴とする付記１に記載の記録再生装置。
【００４４】
（付記５） 前記尤度情報は、パーシャルレスポンスチャネルの出力におけるデータに対応する値であることを特徴とする付記３に記載の記録再生装置。
【００４５】
（付記６） 前記尤度情報は、畳み込み符号の復号出力におけるデータに対応するものであることを特徴とする付記３に記載の記録再生装置。
【００４６】
（付記７）データが畳み込み符号により符号化された記録信号をパーシャルレスポンスチャネルにより記録し且つ再生し、再生信号から、尤度情報を用いた反復復号を使用して前記データの再生を行う記録再生装置において、
前記再生信号中のバーストエラー部分を検出するバーストエラー検出手段と、
バーストエラー部分を含むサンプリング値を、所定の演算に従って置き換える置換手段を有する、ことを特徴とする記録再生装置。
【００４７】
（付記８） 前記所定の演算は、バーストエラー部分を含むサンプリング値の信号振幅を低下させる演算を実行することを特徴とする付記７に記載の記録再生装置。
【００４８】
（付記９） 前記置換手段は、前記サンプル値を遅延させた後に、前記バーストエラー検出手段の検出結果に従って、サンプル値を、所定の値に置き換えることを特徴とする付記１に記載の記録再生装置。
【００４９】
（付記１０） 前記置換手段は、前記サンプル値を遅延させた後に、前記バーストエラー検出手段の検出結果に従って、サンプル値を、所定の演算に従って置き換えることを特徴とする付記７に記載の記録再生装置。
【００５０】
（付記１１） 前記置換手段は、反復回数に応じて、置換するか又はしないかを制御することを特徴とする付記１に記載の記録再生装置。
【００５１】
（付記１２） データが畳み込み符号により符号化された記録信号をパーシャルレスポンスチャネルにより記録し且つ再生し、再生信号から、尤度情報を用いた反復復号を使用して前記データの再生を行う記録再生装置により再生した前記再生信号内のバーストエラーを置換する方法であって、
前記再生信号中のバーストエラー部分を検出するバーストエラー検出ステップと、
前記検出ステップの検出結果に従って、前記バーストエラー部分に含まれるサンプル値を、所定の値に置き換える置換ステップを有する、ことを特徴とするバーストエラーを置換する方法。
【００５２】
（付記１３） 前記所定の値は、バーストエラー部分以外の部分の他のサンプルの尤度情報を使用してデータの反復復号を行っている時に、バーストエラー部分のサンプル値の影響が伝播しないような値であることを特徴とする付記１２に記載のバーストエラーを置換する方法。
【００５３】
（付記１４） 前記所定の値は、前記反復復号により得られたデータ値が”０ ”である確率と、前記反復復号により得られたデータ値が”1 ”である確率が、それぞれ等しい確率となるようなサンプリング値または、尤度情報値であることを特徴とする付記１２に記載のバーストエラーを置換する方法。
【００５４】
【発明の効果】
以上で説明したように、本発明により、バーストエラー部分を検出し、そしてバーストエラー部分を、バーストエラー部分以外の他の部分に影響を与えない値に置換することにより、反復復号での誤った尤度情報による影響を抑圧することが出来、反復復号の復号能力を保持することが可能となる。
【００５５】
このように本発明に従って、バーストエラー部分に対しても誤った尤度情報を伝播することなく、反復復号により、低Ｓ／Ｎ比においても、復号能力が高い記録再生装置を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】反復復号を用いた従来のデータ記録装置の構成を示す図である。
【図２】反復復号を行うための符号にユーザデータを符号化する符号器の構成例を示す図である。
【図３】図１内の反復復号器の従来構成例を示す図である。
【図４】本発明の第１の実施例を示す図である。
【図５】本発明の本発明の第２の実施例を示す図である。
【図６】本発明の第３の実施例を示す図である。
【図７】本発明の第４の実施例を示す図である。
【図８】本発明の第５の実施例を示す図である。
【図９】本発明の第６の実施例を示す図である。
【図１０】バーストエラー波形に対する演算例を示す図である。
【図１１】本発明の第７の実施例を示す図である。
【図１２】本発明を使用する反復復号の反復回数に対するエラーレートのシミュレーション結果をを示す図である。
【図１３】本発明のバーストエラー検出器の実施例を示す図である。
【図１４】本発明のバーストエラー検出器の動作の説明を示す図である。
【符号の説明】
１０１ 符号器
１０２ パンクチャ部
１０３ インターリーブ部
１０４ ＬＤドライバ
１０５ 光磁気ディスク
１０６ 記録再生系
１１０ 増幅器
１１１ ＡＧＣ
１１２ ローパスフィルタ
１１３ イコライザ
１１４ Ａ／Ｄ変換器
１１５ メモリ
１１６ 反復復号器
１１７ コントローラ
３０１ 事後確率復号器
３０２ 減算器
３０３ デインターリーバ
３０４ デパンクチャ部
３０５ コード復号器
３０６ パンクチャ部
３０７ 減算器
４０１ バーストエラー検出器
４０２ 置換回路
７０１ 置換回路
８０１ 選択回路
９０１ 演算器
１１０１ デインターリーバ
１１０２ 置換回路
１３０１、１３０２ 比較器
１３０３，１３０４ シフトレジスタ
１３０５ 論理和回路
Claims (6)
- データが畳み込み符号により符号化された記録信号をパーシャルレスポンスチャネルを通して記録し且つ再生し、再生信号から、尤度情報を用いた反復復号を使用して前記データの再生を行う記録再生装置において、
前記再生信号から前記再生信号中のバーストエラー部分を検出するバーストエラー検出手段と、
前記検出手段の検出結果に従って、前記バーストエラー部分に含まれるサンプル値を、所定の値に置き換える置換手段を有し、
前記所定の値は、バーストエラー部分以外の部分の他のサンプルの尤度情報を使用してデータの反復復号を行っている時に、バーストエラー部分のサンプル値の影響が伝播しないような値であり、
前記反復復号により得られたデータ値が”０”である確率と、前記反復復号により得られたデータ値が” 1 ”である確率が、それぞれ等しい確率となるような前記再生信号の中間値を示すサンプリング値である、
ことを特徴とする記録再生装置。 - 前記バーストエラー検出手段は、検出レベルを２つ有し、サンプル値が一方の検出レベルよりも大きいか又は、他方の検出レベルよりも小さい場合には、前記サンプルがバーストエラー部分内に含まれると判断することを特徴とする請求項１に記載の記録再生装置。
- 前記尤度情報は、パーシャルレスポンスチャネルの出力におけるデータに対応する値であることを特徴とする請求項１に記載の記録再生装置。
- 前記尤度情報は、畳み込み符号の復号出力におけるデータに対応するものであることを特徴とする請求項１に記載の記録再生装置。
- データが畳み込み符号により符号化された記録信号をパーシャルレスポンスチャネルにより記録し且つ再生し、再生信号から、尤度情報を用いた反復復号を使用して前記データの再生を行う記録再生装置において、
前記再生信号から前記再生信号中のバーストエラー部分を検出するバーストエラー検出手段と、
バーストエラー部分を含むサンプリング値を、所定の演算に従って置き換える置換手段を有し、
前記所定の演算は、バーストエラー部分を含むサンプリング値の信号振幅を低下させる演算であり、
バーストエラー部分を含むサンプリング値を、前記反復復号により得られたデータ値が”０”である確率と、前記反復復号により得られたデータ値が” 1 ”である確率が、それぞれ等しい確率となるような前記再生信号の中間値を示すサンプリング値とする、
ことを特徴とする記録再生装置。 - データが畳み込み符号により符号化された記録信号をパーシャルレスポンスチャネルにより記録し且つ再生し、再生信号から、尤度情報を用いた反復復号を使用して前記データの再生を行う記録再生装置により再生した前記再生信号内のバーストエラーを置換する方法であって、
前記再生信号から前記再生信号中のバーストエラー部分を検出するバーストエラー検出ステップと、
前記検出ステップの検出結果に従って、前記バーストエラー部分に含まれるサンプル値を、所定の値に置き換える置換ステップを有し、
前記所定の値は、バーストエラー部分以外の部分の他のサンプルの尤度情報を使用してデータの反復復号を行っている時に、バーストエラー部分のサンプル値の影響が伝播しないような値であり、
前記反復復号により得られたデータ値が”０”である確率と、前記反復復号により得られたデータ値が” 1 ”である確率が、それぞれ等しい確率となるような前記再生信号の中間値を示すサンプリング値である、
ことを特徴とするバーストエラーを置換する方法。
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