JP4037979B2 - データ復調方式、データ復調方法及びデータ復調回路 - Google Patents
データ復調方式、データ復調方法及びデータ復調回路 Download PDFInfo
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ビット数の異なる2種類の符号間で符号変換を行うディジタル変調に係り、より詳細には復調側において再生エラーの出現確率を低減させる技術に関する。
【０００２】
【従来の技術】
図１２および図１３に、ディジタル記録再生システムによく用いられているＥＦＭ（Eight to Fourteen Modulation）の基本原理を示す。
【０００３】
記録信号処理部１００は、たとえば記録すべきアプリケーションに応じたアナログ信号をＡ／Ｄ変換して８ビットのデータ符号（データ・ビット）を生成し、これに所定のフレームまたはブロック単位で誤り訂正符号を付加する。
【０００４】
ＥＦＭ変調部１０２は、記録信号処理部１００からの８ビットのデータ符号を図１３に示すように１４ビットのチャネル符号（チャネル・ビット）に変換する。この符号変換のために、ＥＦＭ変調部１０２に設けられる変換（符号化）テーブルには、可能な全て（２8＝２５６通り）のデータ符号とそれぞれ対応する同数（２５６個）のチャネル符号が所定のビットパターンで設定されている。
【０００５】
チャネル符号において論理値１のビットは記録または伝送波形の論理レベルの反転を示す反転ビットである。ＲＬＬ（Run-Length Limited）符号の条件を満たすように、隣り合う２つの反転ビット１，１の間には２個以上、１０個以下の０が挿入されていなければならない。このため、全部で２14＝１６３８４通りのパターンの中から上記ＲＬＬ符号条件を満たす２５６個のパターンがＥＦＭのチャネル符号用に選択される。
【０００６】
ＥＦＭ変調によって生成されるチャネル符号はＮＲＺ（Non Return to Zero）の信号波形を有しているので、これをＮＲＺＩ（Non Return to Zero Inverted）の信号波形に変換してから、記録再生部１０４において記録媒体に所定の記録方式（たとえば光記録方式、磁気記録方式等）で記録する。
【０００７】
再生側では、記録再生部１０４より読み出される再生信号がＮＲＺＩ波形であるため、ＥＦＭ復調部１０６においてＮＲＺ波形のチャネル符号に変換し、再生された各チャネル符号（１４ビット）をこれと対応するデータ符号（８ビット）に変換する。この符号変換のために、ＥＦＭ復調部１０６には、ＥＦＭ変調部１０２の変換（符号化）テーブルとは入出力関係が逆になっている変換（復号化）テーブルが設けられる。
【０００８】
再生信号処理部１０８は、ＥＦＭ復調部１０６で再生されたデータ符号に先ず誤り訂正処理を施してから、アプリケーションに応じた所要のディジタル信号処理を施し、必要に応じてアナログ信号に変換する。
【０００９】
ディジタル伝送システムにおいても、記録再生部１０４が伝送路系に置き換わる点が大きく異なるだけで、ＥＦＭの実施（適用）内容はほぼ同じである。
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】
実際の記録再生系あるいは伝送系では、種種の原因たとえば記録媒体や伝送路の欠陥または汚れ、信号の劣化、乱れまたはゆらぎ等により、記録したとおりのビットパターンでチャネル符号が再生されないことが多々ある。たとえば、図１３の例で、本来は“01000001001000”のパターンで再生されなければならないチャネル符号がランダムエラーによって“01000001010000”のパターンで再生されることがある。
【００１１】
ＥＦＭ復調部１０６においては、変換（復号化）テーブルに登録されていないパターン（ＥＦＭアウトオブテーブル）の再生チャネル符号を入力したときは、変換不能とし、所定のエラー符号を発生する。この場合、再生信号号処理部１０８における誤り訂正処理により、誤った再生パターン“01000001010000”を正しいパターン“01000001001000”に補正することは可能ではある。
【００１２】
しかしながら、たとえば再生または伝送速度を高くすると、それだけエラーの発生する頻度つまりＥＦＭアウトオブテーブルの発生頻度も多くなるため、それに誤り訂正処理が追いつけなくなって訂正不能となることもあり、ひいてはシステムの信頼性が低下するおそれがある。
【００１３】
本発明は、上記のような従来技術の問題点に鑑みてなされたもので、チャネル符号をデータ符号に変換（復調）する際に再生エラーを訂正するようにしたディジタル変調におけるデータ復調方式、データ復調方法およびデータ復調回路を提供することを目的とする。
【００１４】
また、本発明は、特別なハードウェアの増大を必要とすることなく再生エラーを効率的に訂正するようにしたディジタル変調におけるデータ復調方式、データ復調方法およびデータ復調回路を提供することを目的とする。
【００１５】
さらに、本発明は、誤り訂正の前で再生エラーの出現確率を低くして、誤り訂正の負担を軽減し、記録再生または伝送システムの信頼性を向上させるようにしたディジタル変調におけるデータ復調方式、データ復調方法およびデータ復調回路を提供することを目的とする。
【００１６】
【課題を解決するための手段】
上記の目的を達成するために、本発明の第１のデータ復調方式は、Ｎビットのデータ符号をＭビット（Ｍ＞Ｎ）のチャネル符号に変換してＮＲＺＩ形式で記録または伝送し、再生されたＭビットのチャネル符号をＮビットのデータ符号に変換するディジタル変調におけるデータ復調方式であって、チャネル符号をそれと対応するデータ符号に変換するための復調用の変換テーブルに、正規チャネル符号のビットパターンにおいて１個または複数個の反転ビットをそれぞれ上位または下位へ所定の桁だけシフトして得られるビットパターンを有するチャネル符号を前記正規チャネル符号に対応する特定誤りチャネル符号として設定し、前記特定誤りチャネル符号が再生されたときは、前記変換テーブルにおいて、前記特定誤りチャネル符号をそれと対応する前記正規チャネル符号が再生されたときと同じデータ符号に変換する方式とした。
【００１７】
本発明のデータ復調方法は、Ｎビットのデータ符号をＭビット（Ｍ＞Ｎ）のチャネル符号に変換してＮＲＺＩ形式で記録または伝送し、再生されたＭビットのチャネル符号をＮビットのデータ符号に変換するディジタル変調におけるデータ復調方法であって、正規チャネル符号とデータ符号とを対応づけた符号対応テーブルを作成する第１のステップと、前記正規チャネル符号に含まれる反転ビットを識別する第２のステップと、前記正規チャネル符号のビットパターンにおいて選択した反転ビットを上位もしくは下位へ所定の桁だけシフトさせる第３のステップと、前記第３のステップにより得られたビットパターンを有するチャネル符号を前記正規チャネル符号に対応する特定誤りチャネル符号とし、前記特定誤りチャネル符号を前記正規チャネル符号に対応するデータ符号に対応づけられるよう前記符号対応テーブルに追加する第４のステップと、前記第４のステップにより得られた前記符号対応テーブルに基づいて、チャネル符号をそれと対応するデータ符号に変換するための復調用の変換テーブルを作成する第５のステップとを有する方法とした。
【００１８】
本発明のデータ復調回路は、ＮＲＺＩ形式で再生されたＭビットのチャネル符号をＮビット（Ｍ＞Ｎ）のデータ符号に変換するデータ復調回路であって、各チャネル符号をそれと対応するデータ符号に変換するための復調用の変換テーブルを有し、前記変換テーブルに、正規チャネル符号を設定するとともに、前記正規チャネル符号のビットパターンにおいて１個または複数個の反転ビットをそれぞれ上位または下位へ所定の桁だけシフトして得られるビットパターンを有するチャネル符号を前記正規チャネル符号に対応する特定誤りチャネル符号として設定しており、いずれかの正規チャネル符号とビットパターンの一致する再生チャネル符号が入力されたときは、その正規チャネル符号に対応するデータ符号を出力し、いずれかの特定誤りチャネル符号とビットパターンの一致する再生チャネル符号が入力されたときは、その特定誤りチャネル符号に対応する正規チャネル符号が入力されたときと同じデータ符号を出力する構成とした。
【００１９】
【発明の実施の形態】
以下、図１〜図１１を参照して本発明の実施例を説明する。
【００２０】
図１に、本発明の一実施例を適用したＤＶＤ（Digital Versatile Disk）再生装置の主要な構成を示す。
【００２１】
ＤＶＤディスク１０は中心孔を有する光ディスクであり、その信号記録面（片面または両面）にはピットの列を同心円状（厳密にはスパイラル状）に並べたトラックが形成されている。
【００２２】
ＤＶＤでは、ディジタル変調（記録符号化または伝送路符号化）方式として、ＥＦＭplusを採用している。ＥＦＭplusは、８ビットのデータ符号と１６ビットのチャネル符号との間で符号変換を行う変調方式である。ＥＦＭと同様に、ＥＦＭplusでも、ＲＬＬ符号条件を満たすように、チャネル符号において反転ビットの１と１の間に非反転ビットの０が２個以上、１０個以下で挿入される。
【００２３】
したがって、記録波形（ＮＲＺＩの信号波形）についてみると、チャネル符号のパターンは論理値１のレベルと論理値０のレベルとがそれぞれ３Ｔ〜１１Ｔ（Ｔは１ビット分の長さ）の９通りの長さで交互に入れ替わるような波形パターンとなる。これに対応して、記録媒体としてのＤＶＤディスクのトラック上には９通りのピット長および９通りのランド長（ピットでない部分の長さ）でピットの列が形成される。
【００２４】
このように、ＤＶＤディスク１０の信号記録面には、ＥＦＭplus方式でディジタル変調されたデータがトラック上のピット列の形態で予め記録されている。記録されるデータは、本ＤＶＤ再生装置がムービープレーヤの場合はオーディオデータを含む動画像データであってよく、ＲＯＭドライブの場合は一般のコンピュータで扱う任意のデータであってよい。
【００２５】
ＤＶＤディスク１０は、スピンドルモータ１２の回転軸に結合されているスピンドルに装着され、信号再生時にはＣＬＶ（Constant Linear Velocity）方式により所定の線速度で回転する。
【００２６】
ＤＶＤディスク１０の信号記録面と対向してディスク半径方向に移動可能な光ピックアップ１４が設けられている。光ピックアップ１４は、ディスク１０のピットを光学的に読み取るために信号記録面にレーザ光ＬＢを照射し、信号記録面からの反射光を検出して光電変換し、ピット列の凹凸パターンに対応した波形を有する電気信号またはＲＦ信号を生成する。
【００２７】
光ピックアップ１４より出力されたＲＦ信号はＲＦアンプ１６に供給され、ここでＮＲＺＩ波形に２値化（波形整形）される。さらに、ＲＦアンプ１６では、ＲＦ信号からフォーカス誤差信号Ｅfおよびトラッキング誤差信号Ｅtも生成される。
【００２８】
サーボコントローラ１８は、ＲＦアンプ１６からのフォーカス誤差信号Ｅfおよびトラッキング誤差信号Ｅtに基づいて、ディスク１０上でレーザ光ＬＢのビームスポットがピットに正確に集束し、かつトラック（ピット列）を正確に追跡するように光ピックアップ１４の位置を調節し（フォーカス／トラッキングサーボ）、さらには一定の線速度でトラック上のピットを読み取るようにスピンドルモータ１２の回転速度を制御する（スピンドルサーボ）。
【００２９】
ＲＦアンプ１６からのＮＲＺＩ波形のＲＦ信号Ｓrfは、クロック再生回路２０と同期信号検出回路２２とに供給される。クロック再生回路２０は、ＰＬＬ（Phase Locked Loop）からなり、ＲＦ信号Ｓrfに同期したＥＦＭクロック信号ＣＫを再生する。同期信号検出回路２２は、クロック信号ＣＫを基にＲＦ信号Ｓrfからフレーム同期信号を検出し、復調用のタイミング信号ＴＭを生成する。
【００３０】
ＥＦＭ復調回路２４は、クロック再生回路２０からのクロック信号ＣＫと同期信号検出回路２２からのＲＦ信号Ｓrfおよびタイミング信号ＴＭとを入力し、後述するように、ＲＦ信号Ｓrfから１６ビットのチャネル符号Ｃ(16)を再生し、再生したチャネル符号Ｃ(16)を８ビットのデータ符号Ｄ(8)に変換する。
【００３１】
ＥＦＭ復調回路２４より得られた再生データ符号Ｄ(8)はいったんＲＡＭ２８に格納される。誤り訂正回路２６は、セクタ単位、ＥＣＣブロック単位の同期信号を検出し、１ＥＥＣブロック分の再生データ符号Ｄ(8)がＲＡＭ２８に蓄えられたなら、所定の手順でエラー符号を検出し、かつ訂正する。
【００３２】
誤り訂正回路２６でエラー訂正を施されたデータ符号Ｄ(8)つまりディジタル信号は、インタフェース回路（Ｉ／Ｆ）３０を介してＭＰＥＧデコーダ（ムービープレーヤの場合）あるいはホストコンピュータ（ＲＯＭドライブの場合）へ転送される。
【００３３】
図２に、本実施例におけるＥＦＭ復調回路２４の構成を示す。このＥＦＭ復調回路２４は、ＮＲＺ変換回路３２、シリアル−パラレル（ＳＰ）変換回路３４、ディレイ回路３６、ＯＲ回路３８および変換テーブル４０を有している。変換テーブル４０は、たとえばＲＯＭ（Read Only Memory）で構成されている。
【００３４】
ＮＲＺ変換回路３２は、入力したＮＲＺＩ形式のＲＦ信号をＮＲＺ形式のシリアルデータに変換する。具体的には、入力ＲＦ信号とそれを１クロック遅延させた信号との排他的論理和（ＥｘＯＲ）演算によって、ＮＲＺＩ→ＮＲＺの変換を行う。
【００３５】
シリアル−パラレル変換回路３４は、同期信号検出回路２２からのフレーム同期信号を基準とするタイミング信号ＴＭに基づいて、ＮＲＺ形式のシリアルデータを１６ビットずつパラレルデータに変換し、変換した１６ビットのパラレルデータを再生チャネル符号Ｃ(16)とする。
【００３６】
シリアル−パラレル変換回路３４で生成されたチャネル符号Ｃ(16)はディレイ回路３６に入力される。また、チャネル符号Ｃ(16)の最上位と下位４番目の２つのビットがＯＲ回路３８に入力される。
【００３７】
したがって、変換テーブル４０には、ディレイ回路３６で１シンボル分だけ遅らされたチャネル符号Ｃ(16)と、その次のシンボルまたはチャネル符号Ｃ(16)における最上位と下位４番目の２ビットの論理和を表すＯＲ回路３８の出力（１ビット）とが同時に入力される。
【００３８】
ＥＦＭplus では、複数の異なるデータ符号に対して同一のチャネル符号を設定することもある。このため、変換テーブルを４組の単位テーブルで構成する。
【００３９】
データ符号Ｄ(8)をチャネル符号(16)に変換するためのＥＦＭ変調部側の変換（符号化）テーブルにおいては、１回の符号変換の度に次に使われるテーブルが決まる仕組みで４つのテーブルが切り替えられる。
【００４０】
一方、チャネル符号(16)をデータ符号Ｄ(8)に変換するためのＥＦＭ復調部側の変換（復号化）テーブルにおいては、入力（再生）したチャネル符号に対して複数の異なるデータ符号が存在することもあり得るため、１つ後のシンボル（チャネル符号）の最上位ビットと下位４番目のビットの値（論理和）をみて、該当するテーブルに切り替える。
【００４１】
本実施例においても、変換テーブル４０は、上記のように４組のテーブルで構成されてよく、ＯＲ回路３８の出力に応じて上記のようなテーブル切り替えを行う機能を有してよい。もっとも、本発明の主題は、このようなテーブル切り替え機能にはなく、個々のテーブルのデータ構造ないし符号変換機能にある。したがって、以下では、変換テーブル４０を１組のテーブルとみなして説明する。
【００４２】
変換テーブル４０は、入力したチャネル符号Ｃ(16)を入力アドレスとし、そのアドレスで指定されるＲＯＭの記憶番地に格納されているデータつまり８ビットのデータ符号Ｄ(8)を読み出して出力する。
【００４３】
本実施例の変換テーブル４０は、ＥＦＭ変調部（図示せず）の符号化テーブルに使用または選択されている正規チャネル符号の全部についてそれぞれの値にＲＯＭのアドレスを割り当て、割り当てた各アドレスで指示されるＲＯＭの記憶番地に当該正規チャネル符号に対応するデータ符号を格納している。したがって、いずれかの正規チャネル符号Ｃ(16)が変換テーブル４０に入力されたときは、その正規チャネル符号Ｃ(16)に対応するデータ符号Ｄ(8)が変換テーブル４０より出力されるようになっている。
【００４４】
さらに、本実施例の変換テーブル４０では、全部または一部の正規チャネル符号の各々について、そのビットパターンに近いビットパターンを有する１個または複数個の非正規チャネル符号を当該正規チャネル符号に対応する特定誤りチャネル符号として定義し、それら特定誤りチャネル符号の値にもＲＯＭアドレスを割り当てるとともに、それらの割り当てたアドレスのＲＯＭの記憶番地には上記正規チャネル符号に対応するデータ符号を格納している。
【００４５】
たとえば、図３に示すように、“0010000100100000”のビットパターンを有する正規チャネル符号が設定され、これに対応するデータ符号が“00000010”であるとする。本実施例においては、この正規チャネル符号のビットパターンにおいて、たとえば上位８番目の反転ビット１を下位（右）へ１桁だけシフトしてなるビットパターン“0010000010100000”あるいは上位２番目の反転ビット１を上位（左）へ１桁だけシフトしてなるビットパターン“0100000100100000”を当該正規チャネル符号に対応する特定誤りチャネル符号と定義する。そして、これらの誤りチャネル符号“0010000010100000”、“0100000100100000”にも同じデータ符号“00000010”を対応させる。
【００４６】
したがって、図４のメモリマップで示すように、変換テーブル４０のＲＯＭにおいては、上記正規チャネル符号およびこれに対応する上記特定誤りチャネル符号の値（ビットパターン）にそれぞれ一致するそれぞれメモリアドレスＡj，Ａi，Ａkが割り当てられ、これらのメモリアドレスＡj，Ａi，Ａkに同一のデータ符号“00000010”が格納される。
【００４７】
これにより、変換テーブル４０に入力されたチャネル符号Ｃ(16)が上記正規チャネル符号“0010000100100000”であるときはもちろんのこと、上記特定誤りチャネル符号“0010000010100000”、“0100000100100000”であるときでも、変換テーブル４０より同じデータ符号“00000010”が出力される。
【００４８】
なお、いずれの正規チャネル符号にもいずれの特定誤りチャネル符号にも該当しないチャネル符号Ｃ(16)が変換テーブル４０に入力されたときは、ＥＦＭアウトオブテーブルとして処理し、たとえば“11111111”（“ＦＦ”）のビットパターンを有するエラー符号を出力する。
【００４９】
上記したように、ＤＶＤで採用するＥＦＭplus方式では、１６ビットのチャネル符号が、２16 ＝６５５３６通りの中から、反転ビットの１と１の間に２個以上、１０個以下の非反転ビット０が入っているようなビットパターンだけが記録再生用の正規のチャネル符号に選ばれる。そして、かかるチャネル符号はＮＲＺＩ形式で記録再生されるため、ＮＲＺＩの信号波形についてみると、論理値１のレベルと論理値０のレベルとがそれぞれ３Ｔ〜１１Ｔの９通りの長さで交互に入れ替わるような波形パターンを有する。
【００５０】
このようなＥＦＭplus方式の条件下では、再生時に出現する種種のエラーの中でも、反転ビットの１がシフトするようなエラーが多い。特に、ディスク１０を高速回転させて再生速度を上げるような場合には、周波数特性が劣化したりクロック再生用のＰＬＬでジッタを起こしやすい。
【００５１】
たとえば、周波数特性の劣化により高域でゲインが落ちると、３Ｔパターンといった周波数の高いデータ列は低いレベルで再生され、再生ＲＦ信号の立ち上がり特性が劣化しやすい。
【００５２】
そうなると、図５に示すように、ＮＲＺＩ波形において“01110”という３Ｔパターンが“00110”となって再生されることがある。この種のエラーは、ＮＲＺ形式についてみると、“1001”という３Ｔパターンの中で最上位桁の１が下位（右）へ１桁シフトしたようなものである。
【００５３】
また、再生系の位相特性の劣化やノイズ等の影響によりＰＬＬが乱れると、たとえば図６に示すように、ＮＲＺＩ波形において正しくは“‥0011‥”と再生されるべきＲＦデータが“‥0111‥”と誤って再生されてしまうことがある。ＮＲＺ形式についてみると、正しくは“‥010‥”というパターンが“‥100‥”というパターンに誤ったものである。つまり、反転ビットの１が上位（左）へ１桁シフトしたようなものである。
【００５４】
なお、図５および図６では、ＲＦ信号を２値化（波形整形）する前の信号波形で示している。
【００５５】
このように、ＤＶＤの再生システムでは、ＮＲＺ形式に復元したチャネル符号についてみると、本来再生されるべき正規チャネル符号のビットパターンにおいていずれか１つまたは複数の反転ビット１が上位（左）または下位（右）へシフトしたようなエラーが多い。このようなエラーは、そのビットパターン自体から直接的に、つまり特別の冗長符号や他の符号を伴うことなく、本来（正規）のビットパターンを推定または割出可能にするものである。
【００５６】
本実施例のＤＶＤ再生装置においては、ＥＦＭ復調用の変換（復号化）テーブル４０に、ＥＦＭ変調用の符号化テーブルで使用または選択されている正規チャネル符号を設定するだけでなく、正規チャネル符号のビットパターンと少ししか違わない（より詳細には反転ビットの１を少しシフトしただけの）ビットパターンを有する所定の非正規チャネル符号も特定誤りチャネル符号として設定し、各組の正規チャネル符号および特定誤りチャネル符号に同じデータ符号を割り付けている。
【００５７】
そして、入力した再生チャネル符号Ｃ(16)のビットパターンがいずれかの正規チャネル符号のビットパターンに一致するときは該正規チャネル符号に割り付けられているデータ符号Ｄ(8)を出力し、再生チャネル符号Ｃ(16)のビットパターンがいずれかの特定誤りチャネル符号のビットパターンに一致するときはその特定誤りチャネル符号に割り付けられているデータ符号Ｄ(8)つまりその特定誤りチャネル符号に対応する該正規チャネル符号に割り付けられているのと同じデータ符号Ｄ(8)を出力する。
【００５８】
このような変換テーブル４０におけるエラー訂正機能により、ＥＦＭアウトオブテーブルの出現確率が大幅に減少し、そのぶん後段の誤り訂正回路２６の訂正能力に余裕が生まれる。このため、高速再生時でも、安定かつ強力なエラー訂正動作を保証し、信頼性の高いＤＶＤ再生システムを提供することができる。
【００５９】
次に、図７〜図１０につき本実施例の変換テーブル４０に設定するチャネル符号Ｃ(16)−データ符号Ｄ(8)を決定するためのデータ処理を説明する。
【００６０】
図７に示すように、このテーブル符号を設定するためのシステムは、たとえばＣＰＵ４２、プログラムメモリ４４、ワーキングメモリ４６、入力装置４８およびインタフェース回路（Ｉ／Ｆ）５０で構成することができる。プログラムメモリ４４には、後述する図８〜図１０の手順を実行するためのプログラムが格納される。ワーキングメモリ４６は、半導体メモリまたは磁気ディスク等からなるＲＡＭ（Random Access Memory）装置であってよい。インタフェース回路（Ｉ／Ｆ）５０には図示しない各種の周辺装置が接続されてよい。
【００６１】
このシステムでは、特定誤りチャネル符号をパターン別に類型化して、各類に優先順位をつけ、優先順位の高い方から順に設定登録する。この例では、▲１▼正規チャネル符号のビットパターンにおいていずれか１個の反転ビット１が下位（右）へ１桁シフトしたもの、▲２▼正規チャネル符号のビットパターンにおいていずれか１個の反転ビット１が上位（左）へ１桁シフトしたもの、▲３▼正規チャネル符号のビットパターンにおいていずれか１組の３Ｔパターン（“1001”）の両端の反転ビット１，１が同時に内側に１桁シフトしたものの３つの類型を選択し、▲１▼、▲２▼、▲３▼の順位に特定誤りチャネル符号を設定登録する。
【００６２】
図８に、上記▲１▼の類型に対する設定処理の手順を示す。なお，設定処理に先立ち、ワーキングメモリ４６上に２つの符号対応テーブル６０、７０を用意する。そして、ＥＦＭ変調で使用または選択された全て（２５６組）の正規チャネル符号Ｃ(16) およびデータ符号Ｄ(8)を各符号間（Ｃ(16)−Ｄ(8)）の対応関係をもたせたテーブル形式で両テーブル６０、７０にセットする。このようなオリジナル（２５６組）の正規チャネル符号Ｃ(16) およびデータ符号Ｄ(8)は、フォーマット（既知データ）として得られるものであり、入力装置４８より、または外部周辺装置よりインタフェース回路５０を介して両テーブル６０、７０にロード（セット）される。
【００６３】
両符号対応テーブル６０、７０のうち、一方のテーブル６０はその登録内容を変更または更新することなく維持し、他方のテーブル７０は特定誤りチャネル符号を設定登録してその度毎に登録内容を更新するようになっている。
【００６４】
図８において、先ずテーブル６０に格納されている１番目の組の正規チャネル符号Ｃ(16)“0010010000010000”およびデータ符号Ｄ(8)“00000000”を読み出す（ステップＳ1）。
【００６５】
次に、その読み出した正規チャネル符号Ｃ(16)のビットパターンをたとえば最上位側からサーチして反転ビットの１を１個（この例では上位３番目の桁の１）見つける（ステップＳ2）。
【００６６】
次に、この見つけた反転ビット１を下位（右）へ１桁シフトさせ、それによって得られたビットパターン“0001010000010000”を特定誤りチャネル符号候補Ｃ(16)´として保持する（ステップＳ5）。
【００６７】
次いで、この特定誤りチャネル符号候補Ｃ(16)´をテーブル６０内の正規チャネル符号Ｃ(16)と比較（照合）する（ステップＳ6）。
【００６８】
この照合の結果、いずれの正規チャネル符号Ｃ(16)にも一致するものでないことが確認されたなら、この特定誤りチャネル符号候補Ｃ(16)´を特定誤りチャネル符号と認定して、これに当該正規チャネル符号Ｃ(16)と同じデータ符号Ｄ(8) “00000000”を対応づけ、この新たな１組の符号Ｃ(16)´，Ｄ(8)をテーブル７０に追加する（ステップＳ9）。
【００６９】
そして、再びステップＳ2のサーチ処理に戻って次の反転ビット１を見つけ出し、その反転ビット１について上記と同様の処理を繰り返す。なお、ステップＳ6の照合で、特定誤りチャネル符号候補Ｃ(16)´がいずれかの正規チャネル符号Ｃ(16)に一致するものであったときは、この特定誤りチャネル符号候補Ｃ(16)´の登録を取り止める（ステップＳ7→Ｓ8）。また、サーチ処理（ステップＳ2）で次の反転ビット１が見つからなかったときは、この先頭の正規チャネル符号Ｃ(16)についての処理を終了し、次の２番目の正規チャネル符号Ｃ(16)に対する処理に移る（ステップＳ3→Ｓ4）。
【００７０】
２番目の正規チャネル符号Ｃ(16)“0100001001000010”およびデータ符号Ｄ(8)“00000001”についても上記と同じ手順で一連の処理を行う（ステップＳ1→‥‥→Ｓ10）。３番目以降についても同様である。
【００７１】
その結果、最後（２５６番目）の組に対する処理が終了すると、テーブル７０には、オリジナルデータとしての全ての正規チャネル符号に加えて、正規チャネル符号のビットパターンにおいていずれか１個の反転ビット１を下位（右）へ１桁シフトして得られるビットパターンを有する全ての非正規チャネル符号が特定誤りチャネル符号として追加登録される。
【００７２】
図９に、上記▲２▼の類型に対する設定処理の手順を示す。この処理手順は、ステップＳ15で反転ビットの１を上位（左）へ１桁シフトする点と、ステップＳ16で特定誤りチャネル符号候補Ｃ(16)´と比較（照合）されるものがテーブル７０内の正規チャネル符号および既登録の特定誤りチャネル符号である点を除いて、上記した類型▲１▼に対する処理手順（図８）と同じである。
【００７３】
その結果、この類型▲２▼に対する処理手順（図９）が終了すると、テーブル７０には、上記類型▲２▼に該当し、かつ正規チャネル符号にも上記類型▲１▼にも該当しないような非正規チャネル符号が特定誤りチャネル符号として追加登録される。
【００７４】
図１０に、上記▲３▼の類型に対する設定処理の手順を示す。この処理手順のステップＳ25において、３Ｔパターン（“1001”）の両端の反転ビット１，１を同時に内側に１桁シフトして得られるビットパターンは、正規チャネル符号のビットパターンに存在しないのはもちろんのこと、先に追加登録されている類型▲１▼、▲２▼の特定誤りチャネル符号のビットパターンにもあり得ないものである。したがって、それら既登録パターンとの照合を行うことなく、直ちにテーブル７０に設定登録する（ステップＳ26）。
【００７５】
上記した３つの類型▲１▼、▲２▼、▲３▼以外にも種種の誤りパターンを有する非正規チャネル符号を特定誤りチャネル符号としてテーブル７０に追加登録することが可能である。たとえば、正規チャネル符号のビットパターンにおいて全ての反転ビット１を同時に上位（左）または下位（右）へシフトさせて得られるようなビットパターンも特定誤りチャネル符号とすることが可能である。また、シフト量を２桁以上とすることも可能である。もっとも、１つの正規チャネル符号に対応する特定誤りチャネル符号の範囲を広げすぎると、他の正規チャネル符号との距離関係または抵触関係が複雑になり、適確なエラー訂正が難しくなることもある。
【００７６】
上記のようなデータ処理システム（図７）で得られた符号対応テーブル７０は適当な記憶媒体に蓄積されてよい。そして、この符号対応テーブル７０を基に本実施例におけるＥＦＭ変調回路２４の変換テーブル４０を作成してよい。
【００７７】
図１１には、本実施例における変換テーブル４０を作成するための製作工程の一例を示す。変換テーブル４０をマスクＲＯＭとして製作する場合には、機能・論理設計７４の段階で符号対応テーブル７０を基にＲＯＭプログラムデータを作成することができる。この場合、ＬＳＩ製造８０のウエハ工程において該マスクＲＯＭがプログラミングされ、変換テーブル４０が作成される。
【００７８】
なお、ＲＯＭアドレスのうち正規チャネル符号にも特定誤りチャネル符号にも割り付けられていないアドレスはＥＦＭアウトオブテーブルとし、これらのアドレスで指定されるＲＯＭの記憶番地にはエラー符号のデータ（“ＦＦ”）を書き込んでおく。
【００７９】
本実施例のＤＶＤ再生装置においては、クロック再生回路２０、同期信号検出回路２２、ＥＦＭ変調回路２４、誤り訂正回路２６およびインタフェース回路３０を１チップのＬＳＩとして製作することができる。
【００８０】
以上本発明の好適な実施例について説明したが、本発明は上記した実施例に限定されるものではなく、その技術的思想の範囲内で種種の変形が可能である。
【００８１】
上記実施例では、変換テーブル４０に登録する各チャネル符号の値をそのままＲＯＭアドレスに用いた。しかし、間接な仕方で、たとえば所定のオフセットを介在させる方法で登録チャネル符号とＲＯＭアドレスとを対応させてもよい。
【００８２】
変換テーブル４０をプログラムＲＯＭやＥＥＰＲＯＭ等で構成してもよく、ＲＡＭで構成することも可能である。また、メモリの代わりにロジックアレイで変換テーブル４０を構成することももちろん可能である。
【００８３】
従来より、ビダビアルゴリズム（最尤復号法）を用いて再生エラーを低減するようにしたＤＶＤ用の復号回路が知られている。この種の復号回路は、高速のＡ／Ｄコンバータを必要とし、回路規模も大きい。これに対し、本実施例では、復号用の変換テーブル４０における符号変換方式の工夫によってハードウェアの増加無しに再生エラーを効果的に低減する。もっとも、ビダビ方式の復号回路と本実施例による変換テーブル４０を併用することも可能である。
【００８４】
一般にディジタル変調では誤り訂正符号（パリティ）を用いた誤り訂正を行うのが普通であるが、本発明はパリティ方式の誤り訂正から独立して各種のシステムに適用することが可能である。
【００８５】
上記した実施例はＤＶＤ再生装置に係るものであったが、本発明はＥＦＭ方式およびこれに類似する（実質的に均等な）他の任意のディジタル記録再生システムたとえばＣＤ（Compact Disc）システムやディジタル伝送システムにも適用可能である。
【００８６】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、チャネル符号をデータ符号に変換（復調）する際に再生エラーを訂正することができる。本発明は、特別なハードウエアの増大を必要としない。また、誤り訂正符号に基づいた誤り訂正を行う場合は、誤り訂正の前で再生エラーの出現確率を低くして、誤り訂正の負担を軽減することができる。本発明によれば、記録再生または伝送システムの信頼性を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施例によるＤＶＤ再生装置の主な構成を示すブロック図である。
【図２】実施例におけるＥＦＭ変調回路の構成を示すブロック図である。
【図３】実施例における特定誤りチャネル符号の設定方法を説明するための図である。
【図４】実施例において変調テーブルのＲＯＭに設定されるアドレスおよび記憶データの配置を示す図である。
【図５】ＲＦ信号の劣化による再生エラーを信号波形およびタイミングで示す図である。
【図６】クロックの劣化による再生エラーを信号波形およびタイミングで示す図である。
【図７】実施例において変調テーブルに設定登録される特定チャネル符号を決定するためのシステムのハードウェア構成を示すブロック図である。
【図８】実施例において変調テーブルに設定登録される特定チャネル符号を決定するための第１の手順を示すフローチャート図である。
【図９】実施例において変調テーブルに設定登録される特定チャネル符号を決定するための第２の手順を示すフローチャート図である。
【図１０】実施例において変調テーブルに設定登録される特定チャネル符号を決定するための第３の手順を示すフローチャート図である。
【図１１】実施例における変換テーブルを作成するための製作工程例を示す図である。
【図１２】ＥＦＭの基本原理を説明するためのブロック図である。
【図１３】ＥＦＭの基本原理を説明するための信号波形図である。
【符号の説明】
１０ ＤＶＤディスク
１４ 光ピックアップ
１６ ＲＦアンプ
２２ 同期信号検出回路
２４ ＥＦＭ復調回路
２６ 誤り訂正回路
２８ ＲＡＭ
３２ ＮＲＺ変換回路
３４ シリアル−パラレル変換回路
３６ ディレイ回路
３８ ＯＲ回路
４０ 変換テーブル
４２ ＣＰＵ
４４ プログラムメモリ
４８ 入力装置
６０，７０ 符号対応テーブル
【発明の属する技術分野】
本発明は、ビット数の異なる2種類の符号間で符号変換を行うディジタル変調に係り、より詳細には復調側において再生エラーの出現確率を低減させる技術に関する。
【０００２】
【従来の技術】
図１２および図１３に、ディジタル記録再生システムによく用いられているＥＦＭ（Eight to Fourteen Modulation）の基本原理を示す。
【０００３】
記録信号処理部１００は、たとえば記録すべきアプリケーションに応じたアナログ信号をＡ／Ｄ変換して８ビットのデータ符号（データ・ビット）を生成し、これに所定のフレームまたはブロック単位で誤り訂正符号を付加する。
【０００４】
ＥＦＭ変調部１０２は、記録信号処理部１００からの８ビットのデータ符号を図１３に示すように１４ビットのチャネル符号（チャネル・ビット）に変換する。この符号変換のために、ＥＦＭ変調部１０２に設けられる変換（符号化）テーブルには、可能な全て（２8＝２５６通り）のデータ符号とそれぞれ対応する同数（２５６個）のチャネル符号が所定のビットパターンで設定されている。
【０００５】
チャネル符号において論理値１のビットは記録または伝送波形の論理レベルの反転を示す反転ビットである。ＲＬＬ（Run-Length Limited）符号の条件を満たすように、隣り合う２つの反転ビット１，１の間には２個以上、１０個以下の０が挿入されていなければならない。このため、全部で２14＝１６３８４通りのパターンの中から上記ＲＬＬ符号条件を満たす２５６個のパターンがＥＦＭのチャネル符号用に選択される。
【０００６】
ＥＦＭ変調によって生成されるチャネル符号はＮＲＺ（Non Return to Zero）の信号波形を有しているので、これをＮＲＺＩ（Non Return to Zero Inverted）の信号波形に変換してから、記録再生部１０４において記録媒体に所定の記録方式（たとえば光記録方式、磁気記録方式等）で記録する。
【０００７】
再生側では、記録再生部１０４より読み出される再生信号がＮＲＺＩ波形であるため、ＥＦＭ復調部１０６においてＮＲＺ波形のチャネル符号に変換し、再生された各チャネル符号（１４ビット）をこれと対応するデータ符号（８ビット）に変換する。この符号変換のために、ＥＦＭ復調部１０６には、ＥＦＭ変調部１０２の変換（符号化）テーブルとは入出力関係が逆になっている変換（復号化）テーブルが設けられる。
【０００８】
再生信号処理部１０８は、ＥＦＭ復調部１０６で再生されたデータ符号に先ず誤り訂正処理を施してから、アプリケーションに応じた所要のディジタル信号処理を施し、必要に応じてアナログ信号に変換する。
【０００９】
ディジタル伝送システムにおいても、記録再生部１０４が伝送路系に置き換わる点が大きく異なるだけで、ＥＦＭの実施（適用）内容はほぼ同じである。
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】
実際の記録再生系あるいは伝送系では、種種の原因たとえば記録媒体や伝送路の欠陥または汚れ、信号の劣化、乱れまたはゆらぎ等により、記録したとおりのビットパターンでチャネル符号が再生されないことが多々ある。たとえば、図１３の例で、本来は“01000001001000”のパターンで再生されなければならないチャネル符号がランダムエラーによって“01000001010000”のパターンで再生されることがある。
【００１１】
ＥＦＭ復調部１０６においては、変換（復号化）テーブルに登録されていないパターン（ＥＦＭアウトオブテーブル）の再生チャネル符号を入力したときは、変換不能とし、所定のエラー符号を発生する。この場合、再生信号号処理部１０８における誤り訂正処理により、誤った再生パターン“01000001010000”を正しいパターン“01000001001000”に補正することは可能ではある。
【００１２】
しかしながら、たとえば再生または伝送速度を高くすると、それだけエラーの発生する頻度つまりＥＦＭアウトオブテーブルの発生頻度も多くなるため、それに誤り訂正処理が追いつけなくなって訂正不能となることもあり、ひいてはシステムの信頼性が低下するおそれがある。
【００１３】
本発明は、上記のような従来技術の問題点に鑑みてなされたもので、チャネル符号をデータ符号に変換（復調）する際に再生エラーを訂正するようにしたディジタル変調におけるデータ復調方式、データ復調方法およびデータ復調回路を提供することを目的とする。
【００１４】
また、本発明は、特別なハードウェアの増大を必要とすることなく再生エラーを効率的に訂正するようにしたディジタル変調におけるデータ復調方式、データ復調方法およびデータ復調回路を提供することを目的とする。
【００１５】
さらに、本発明は、誤り訂正の前で再生エラーの出現確率を低くして、誤り訂正の負担を軽減し、記録再生または伝送システムの信頼性を向上させるようにしたディジタル変調におけるデータ復調方式、データ復調方法およびデータ復調回路を提供することを目的とする。
【００１６】
【課題を解決するための手段】
上記の目的を達成するために、本発明の第１のデータ復調方式は、Ｎビットのデータ符号をＭビット（Ｍ＞Ｎ）のチャネル符号に変換してＮＲＺＩ形式で記録または伝送し、再生されたＭビットのチャネル符号をＮビットのデータ符号に変換するディジタル変調におけるデータ復調方式であって、チャネル符号をそれと対応するデータ符号に変換するための復調用の変換テーブルに、正規チャネル符号のビットパターンにおいて１個または複数個の反転ビットをそれぞれ上位または下位へ所定の桁だけシフトして得られるビットパターンを有するチャネル符号を前記正規チャネル符号に対応する特定誤りチャネル符号として設定し、前記特定誤りチャネル符号が再生されたときは、前記変換テーブルにおいて、前記特定誤りチャネル符号をそれと対応する前記正規チャネル符号が再生されたときと同じデータ符号に変換する方式とした。
【００１７】
本発明のデータ復調方法は、Ｎビットのデータ符号をＭビット（Ｍ＞Ｎ）のチャネル符号に変換してＮＲＺＩ形式で記録または伝送し、再生されたＭビットのチャネル符号をＮビットのデータ符号に変換するディジタル変調におけるデータ復調方法であって、正規チャネル符号とデータ符号とを対応づけた符号対応テーブルを作成する第１のステップと、前記正規チャネル符号に含まれる反転ビットを識別する第２のステップと、前記正規チャネル符号のビットパターンにおいて選択した反転ビットを上位もしくは下位へ所定の桁だけシフトさせる第３のステップと、前記第３のステップにより得られたビットパターンを有するチャネル符号を前記正規チャネル符号に対応する特定誤りチャネル符号とし、前記特定誤りチャネル符号を前記正規チャネル符号に対応するデータ符号に対応づけられるよう前記符号対応テーブルに追加する第４のステップと、前記第４のステップにより得られた前記符号対応テーブルに基づいて、チャネル符号をそれと対応するデータ符号に変換するための復調用の変換テーブルを作成する第５のステップとを有する方法とした。
【００１８】
本発明のデータ復調回路は、ＮＲＺＩ形式で再生されたＭビットのチャネル符号をＮビット（Ｍ＞Ｎ）のデータ符号に変換するデータ復調回路であって、各チャネル符号をそれと対応するデータ符号に変換するための復調用の変換テーブルを有し、前記変換テーブルに、正規チャネル符号を設定するとともに、前記正規チャネル符号のビットパターンにおいて１個または複数個の反転ビットをそれぞれ上位または下位へ所定の桁だけシフトして得られるビットパターンを有するチャネル符号を前記正規チャネル符号に対応する特定誤りチャネル符号として設定しており、いずれかの正規チャネル符号とビットパターンの一致する再生チャネル符号が入力されたときは、その正規チャネル符号に対応するデータ符号を出力し、いずれかの特定誤りチャネル符号とビットパターンの一致する再生チャネル符号が入力されたときは、その特定誤りチャネル符号に対応する正規チャネル符号が入力されたときと同じデータ符号を出力する構成とした。
【００１９】
【発明の実施の形態】
以下、図１〜図１１を参照して本発明の実施例を説明する。
【００２０】
図１に、本発明の一実施例を適用したＤＶＤ（Digital Versatile Disk）再生装置の主要な構成を示す。
【００２１】
ＤＶＤディスク１０は中心孔を有する光ディスクであり、その信号記録面（片面または両面）にはピットの列を同心円状（厳密にはスパイラル状）に並べたトラックが形成されている。
【００２２】
ＤＶＤでは、ディジタル変調（記録符号化または伝送路符号化）方式として、ＥＦＭplusを採用している。ＥＦＭplusは、８ビットのデータ符号と１６ビットのチャネル符号との間で符号変換を行う変調方式である。ＥＦＭと同様に、ＥＦＭplusでも、ＲＬＬ符号条件を満たすように、チャネル符号において反転ビットの１と１の間に非反転ビットの０が２個以上、１０個以下で挿入される。
【００２３】
したがって、記録波形（ＮＲＺＩの信号波形）についてみると、チャネル符号のパターンは論理値１のレベルと論理値０のレベルとがそれぞれ３Ｔ〜１１Ｔ（Ｔは１ビット分の長さ）の９通りの長さで交互に入れ替わるような波形パターンとなる。これに対応して、記録媒体としてのＤＶＤディスクのトラック上には９通りのピット長および９通りのランド長（ピットでない部分の長さ）でピットの列が形成される。
【００２４】
このように、ＤＶＤディスク１０の信号記録面には、ＥＦＭplus方式でディジタル変調されたデータがトラック上のピット列の形態で予め記録されている。記録されるデータは、本ＤＶＤ再生装置がムービープレーヤの場合はオーディオデータを含む動画像データであってよく、ＲＯＭドライブの場合は一般のコンピュータで扱う任意のデータであってよい。
【００２５】
ＤＶＤディスク１０は、スピンドルモータ１２の回転軸に結合されているスピンドルに装着され、信号再生時にはＣＬＶ（Constant Linear Velocity）方式により所定の線速度で回転する。
【００２６】
ＤＶＤディスク１０の信号記録面と対向してディスク半径方向に移動可能な光ピックアップ１４が設けられている。光ピックアップ１４は、ディスク１０のピットを光学的に読み取るために信号記録面にレーザ光ＬＢを照射し、信号記録面からの反射光を検出して光電変換し、ピット列の凹凸パターンに対応した波形を有する電気信号またはＲＦ信号を生成する。
【００２７】
光ピックアップ１４より出力されたＲＦ信号はＲＦアンプ１６に供給され、ここでＮＲＺＩ波形に２値化（波形整形）される。さらに、ＲＦアンプ１６では、ＲＦ信号からフォーカス誤差信号Ｅfおよびトラッキング誤差信号Ｅtも生成される。
【００２８】
サーボコントローラ１８は、ＲＦアンプ１６からのフォーカス誤差信号Ｅfおよびトラッキング誤差信号Ｅtに基づいて、ディスク１０上でレーザ光ＬＢのビームスポットがピットに正確に集束し、かつトラック（ピット列）を正確に追跡するように光ピックアップ１４の位置を調節し（フォーカス／トラッキングサーボ）、さらには一定の線速度でトラック上のピットを読み取るようにスピンドルモータ１２の回転速度を制御する（スピンドルサーボ）。
【００２９】
ＲＦアンプ１６からのＮＲＺＩ波形のＲＦ信号Ｓrfは、クロック再生回路２０と同期信号検出回路２２とに供給される。クロック再生回路２０は、ＰＬＬ（Phase Locked Loop）からなり、ＲＦ信号Ｓrfに同期したＥＦＭクロック信号ＣＫを再生する。同期信号検出回路２２は、クロック信号ＣＫを基にＲＦ信号Ｓrfからフレーム同期信号を検出し、復調用のタイミング信号ＴＭを生成する。
【００３０】
ＥＦＭ復調回路２４は、クロック再生回路２０からのクロック信号ＣＫと同期信号検出回路２２からのＲＦ信号Ｓrfおよびタイミング信号ＴＭとを入力し、後述するように、ＲＦ信号Ｓrfから１６ビットのチャネル符号Ｃ(16)を再生し、再生したチャネル符号Ｃ(16)を８ビットのデータ符号Ｄ(8)に変換する。
【００３１】
ＥＦＭ復調回路２４より得られた再生データ符号Ｄ(8)はいったんＲＡＭ２８に格納される。誤り訂正回路２６は、セクタ単位、ＥＣＣブロック単位の同期信号を検出し、１ＥＥＣブロック分の再生データ符号Ｄ(8)がＲＡＭ２８に蓄えられたなら、所定の手順でエラー符号を検出し、かつ訂正する。
【００３２】
誤り訂正回路２６でエラー訂正を施されたデータ符号Ｄ(8)つまりディジタル信号は、インタフェース回路（Ｉ／Ｆ）３０を介してＭＰＥＧデコーダ（ムービープレーヤの場合）あるいはホストコンピュータ（ＲＯＭドライブの場合）へ転送される。
【００３３】
図２に、本実施例におけるＥＦＭ復調回路２４の構成を示す。このＥＦＭ復調回路２４は、ＮＲＺ変換回路３２、シリアル−パラレル（ＳＰ）変換回路３４、ディレイ回路３６、ＯＲ回路３８および変換テーブル４０を有している。変換テーブル４０は、たとえばＲＯＭ（Read Only Memory）で構成されている。
【００３４】
ＮＲＺ変換回路３２は、入力したＮＲＺＩ形式のＲＦ信号をＮＲＺ形式のシリアルデータに変換する。具体的には、入力ＲＦ信号とそれを１クロック遅延させた信号との排他的論理和（ＥｘＯＲ）演算によって、ＮＲＺＩ→ＮＲＺの変換を行う。
【００３５】
シリアル−パラレル変換回路３４は、同期信号検出回路２２からのフレーム同期信号を基準とするタイミング信号ＴＭに基づいて、ＮＲＺ形式のシリアルデータを１６ビットずつパラレルデータに変換し、変換した１６ビットのパラレルデータを再生チャネル符号Ｃ(16)とする。
【００３６】
シリアル−パラレル変換回路３４で生成されたチャネル符号Ｃ(16)はディレイ回路３６に入力される。また、チャネル符号Ｃ(16)の最上位と下位４番目の２つのビットがＯＲ回路３８に入力される。
【００３７】
したがって、変換テーブル４０には、ディレイ回路３６で１シンボル分だけ遅らされたチャネル符号Ｃ(16)と、その次のシンボルまたはチャネル符号Ｃ(16)における最上位と下位４番目の２ビットの論理和を表すＯＲ回路３８の出力（１ビット）とが同時に入力される。
【００３８】
ＥＦＭplus では、複数の異なるデータ符号に対して同一のチャネル符号を設定することもある。このため、変換テーブルを４組の単位テーブルで構成する。
【００３９】
データ符号Ｄ(8)をチャネル符号(16)に変換するためのＥＦＭ変調部側の変換（符号化）テーブルにおいては、１回の符号変換の度に次に使われるテーブルが決まる仕組みで４つのテーブルが切り替えられる。
【００４０】
一方、チャネル符号(16)をデータ符号Ｄ(8)に変換するためのＥＦＭ復調部側の変換（復号化）テーブルにおいては、入力（再生）したチャネル符号に対して複数の異なるデータ符号が存在することもあり得るため、１つ後のシンボル（チャネル符号）の最上位ビットと下位４番目のビットの値（論理和）をみて、該当するテーブルに切り替える。
【００４１】
本実施例においても、変換テーブル４０は、上記のように４組のテーブルで構成されてよく、ＯＲ回路３８の出力に応じて上記のようなテーブル切り替えを行う機能を有してよい。もっとも、本発明の主題は、このようなテーブル切り替え機能にはなく、個々のテーブルのデータ構造ないし符号変換機能にある。したがって、以下では、変換テーブル４０を１組のテーブルとみなして説明する。
【００４２】
変換テーブル４０は、入力したチャネル符号Ｃ(16)を入力アドレスとし、そのアドレスで指定されるＲＯＭの記憶番地に格納されているデータつまり８ビットのデータ符号Ｄ(8)を読み出して出力する。
【００４３】
本実施例の変換テーブル４０は、ＥＦＭ変調部（図示せず）の符号化テーブルに使用または選択されている正規チャネル符号の全部についてそれぞれの値にＲＯＭのアドレスを割り当て、割り当てた各アドレスで指示されるＲＯＭの記憶番地に当該正規チャネル符号に対応するデータ符号を格納している。したがって、いずれかの正規チャネル符号Ｃ(16)が変換テーブル４０に入力されたときは、その正規チャネル符号Ｃ(16)に対応するデータ符号Ｄ(8)が変換テーブル４０より出力されるようになっている。
【００４４】
さらに、本実施例の変換テーブル４０では、全部または一部の正規チャネル符号の各々について、そのビットパターンに近いビットパターンを有する１個または複数個の非正規チャネル符号を当該正規チャネル符号に対応する特定誤りチャネル符号として定義し、それら特定誤りチャネル符号の値にもＲＯＭアドレスを割り当てるとともに、それらの割り当てたアドレスのＲＯＭの記憶番地には上記正規チャネル符号に対応するデータ符号を格納している。
【００４５】
たとえば、図３に示すように、“0010000100100000”のビットパターンを有する正規チャネル符号が設定され、これに対応するデータ符号が“00000010”であるとする。本実施例においては、この正規チャネル符号のビットパターンにおいて、たとえば上位８番目の反転ビット１を下位（右）へ１桁だけシフトしてなるビットパターン“0010000010100000”あるいは上位２番目の反転ビット１を上位（左）へ１桁だけシフトしてなるビットパターン“0100000100100000”を当該正規チャネル符号に対応する特定誤りチャネル符号と定義する。そして、これらの誤りチャネル符号“0010000010100000”、“0100000100100000”にも同じデータ符号“00000010”を対応させる。
【００４６】
したがって、図４のメモリマップで示すように、変換テーブル４０のＲＯＭにおいては、上記正規チャネル符号およびこれに対応する上記特定誤りチャネル符号の値（ビットパターン）にそれぞれ一致するそれぞれメモリアドレスＡj，Ａi，Ａkが割り当てられ、これらのメモリアドレスＡj，Ａi，Ａkに同一のデータ符号“00000010”が格納される。
【００４７】
これにより、変換テーブル４０に入力されたチャネル符号Ｃ(16)が上記正規チャネル符号“0010000100100000”であるときはもちろんのこと、上記特定誤りチャネル符号“0010000010100000”、“0100000100100000”であるときでも、変換テーブル４０より同じデータ符号“00000010”が出力される。
【００４８】
なお、いずれの正規チャネル符号にもいずれの特定誤りチャネル符号にも該当しないチャネル符号Ｃ(16)が変換テーブル４０に入力されたときは、ＥＦＭアウトオブテーブルとして処理し、たとえば“11111111”（“ＦＦ”）のビットパターンを有するエラー符号を出力する。
【００４９】
上記したように、ＤＶＤで採用するＥＦＭplus方式では、１６ビットのチャネル符号が、２16 ＝６５５３６通りの中から、反転ビットの１と１の間に２個以上、１０個以下の非反転ビット０が入っているようなビットパターンだけが記録再生用の正規のチャネル符号に選ばれる。そして、かかるチャネル符号はＮＲＺＩ形式で記録再生されるため、ＮＲＺＩの信号波形についてみると、論理値１のレベルと論理値０のレベルとがそれぞれ３Ｔ〜１１Ｔの９通りの長さで交互に入れ替わるような波形パターンを有する。
【００５０】
このようなＥＦＭplus方式の条件下では、再生時に出現する種種のエラーの中でも、反転ビットの１がシフトするようなエラーが多い。特に、ディスク１０を高速回転させて再生速度を上げるような場合には、周波数特性が劣化したりクロック再生用のＰＬＬでジッタを起こしやすい。
【００５１】
たとえば、周波数特性の劣化により高域でゲインが落ちると、３Ｔパターンといった周波数の高いデータ列は低いレベルで再生され、再生ＲＦ信号の立ち上がり特性が劣化しやすい。
【００５２】
そうなると、図５に示すように、ＮＲＺＩ波形において“01110”という３Ｔパターンが“00110”となって再生されることがある。この種のエラーは、ＮＲＺ形式についてみると、“1001”という３Ｔパターンの中で最上位桁の１が下位（右）へ１桁シフトしたようなものである。
【００５３】
また、再生系の位相特性の劣化やノイズ等の影響によりＰＬＬが乱れると、たとえば図６に示すように、ＮＲＺＩ波形において正しくは“‥0011‥”と再生されるべきＲＦデータが“‥0111‥”と誤って再生されてしまうことがある。ＮＲＺ形式についてみると、正しくは“‥010‥”というパターンが“‥100‥”というパターンに誤ったものである。つまり、反転ビットの１が上位（左）へ１桁シフトしたようなものである。
【００５４】
なお、図５および図６では、ＲＦ信号を２値化（波形整形）する前の信号波形で示している。
【００５５】
このように、ＤＶＤの再生システムでは、ＮＲＺ形式に復元したチャネル符号についてみると、本来再生されるべき正規チャネル符号のビットパターンにおいていずれか１つまたは複数の反転ビット１が上位（左）または下位（右）へシフトしたようなエラーが多い。このようなエラーは、そのビットパターン自体から直接的に、つまり特別の冗長符号や他の符号を伴うことなく、本来（正規）のビットパターンを推定または割出可能にするものである。
【００５６】
本実施例のＤＶＤ再生装置においては、ＥＦＭ復調用の変換（復号化）テーブル４０に、ＥＦＭ変調用の符号化テーブルで使用または選択されている正規チャネル符号を設定するだけでなく、正規チャネル符号のビットパターンと少ししか違わない（より詳細には反転ビットの１を少しシフトしただけの）ビットパターンを有する所定の非正規チャネル符号も特定誤りチャネル符号として設定し、各組の正規チャネル符号および特定誤りチャネル符号に同じデータ符号を割り付けている。
【００５７】
そして、入力した再生チャネル符号Ｃ(16)のビットパターンがいずれかの正規チャネル符号のビットパターンに一致するときは該正規チャネル符号に割り付けられているデータ符号Ｄ(8)を出力し、再生チャネル符号Ｃ(16)のビットパターンがいずれかの特定誤りチャネル符号のビットパターンに一致するときはその特定誤りチャネル符号に割り付けられているデータ符号Ｄ(8)つまりその特定誤りチャネル符号に対応する該正規チャネル符号に割り付けられているのと同じデータ符号Ｄ(8)を出力する。
【００５８】
このような変換テーブル４０におけるエラー訂正機能により、ＥＦＭアウトオブテーブルの出現確率が大幅に減少し、そのぶん後段の誤り訂正回路２６の訂正能力に余裕が生まれる。このため、高速再生時でも、安定かつ強力なエラー訂正動作を保証し、信頼性の高いＤＶＤ再生システムを提供することができる。
【００５９】
次に、図７〜図１０につき本実施例の変換テーブル４０に設定するチャネル符号Ｃ(16)−データ符号Ｄ(8)を決定するためのデータ処理を説明する。
【００６０】
図７に示すように、このテーブル符号を設定するためのシステムは、たとえばＣＰＵ４２、プログラムメモリ４４、ワーキングメモリ４６、入力装置４８およびインタフェース回路（Ｉ／Ｆ）５０で構成することができる。プログラムメモリ４４には、後述する図８〜図１０の手順を実行するためのプログラムが格納される。ワーキングメモリ４６は、半導体メモリまたは磁気ディスク等からなるＲＡＭ（Random Access Memory）装置であってよい。インタフェース回路（Ｉ／Ｆ）５０には図示しない各種の周辺装置が接続されてよい。
【００６１】
このシステムでは、特定誤りチャネル符号をパターン別に類型化して、各類に優先順位をつけ、優先順位の高い方から順に設定登録する。この例では、▲１▼正規チャネル符号のビットパターンにおいていずれか１個の反転ビット１が下位（右）へ１桁シフトしたもの、▲２▼正規チャネル符号のビットパターンにおいていずれか１個の反転ビット１が上位（左）へ１桁シフトしたもの、▲３▼正規チャネル符号のビットパターンにおいていずれか１組の３Ｔパターン（“1001”）の両端の反転ビット１，１が同時に内側に１桁シフトしたものの３つの類型を選択し、▲１▼、▲２▼、▲３▼の順位に特定誤りチャネル符号を設定登録する。
【００６２】
図８に、上記▲１▼の類型に対する設定処理の手順を示す。なお，設定処理に先立ち、ワーキングメモリ４６上に２つの符号対応テーブル６０、７０を用意する。そして、ＥＦＭ変調で使用または選択された全て（２５６組）の正規チャネル符号Ｃ(16) およびデータ符号Ｄ(8)を各符号間（Ｃ(16)−Ｄ(8)）の対応関係をもたせたテーブル形式で両テーブル６０、７０にセットする。このようなオリジナル（２５６組）の正規チャネル符号Ｃ(16) およびデータ符号Ｄ(8)は、フォーマット（既知データ）として得られるものであり、入力装置４８より、または外部周辺装置よりインタフェース回路５０を介して両テーブル６０、７０にロード（セット）される。
【００６３】
両符号対応テーブル６０、７０のうち、一方のテーブル６０はその登録内容を変更または更新することなく維持し、他方のテーブル７０は特定誤りチャネル符号を設定登録してその度毎に登録内容を更新するようになっている。
【００６４】
図８において、先ずテーブル６０に格納されている１番目の組の正規チャネル符号Ｃ(16)“0010010000010000”およびデータ符号Ｄ(8)“00000000”を読み出す（ステップＳ1）。
【００６５】
次に、その読み出した正規チャネル符号Ｃ(16)のビットパターンをたとえば最上位側からサーチして反転ビットの１を１個（この例では上位３番目の桁の１）見つける（ステップＳ2）。
【００６６】
次に、この見つけた反転ビット１を下位（右）へ１桁シフトさせ、それによって得られたビットパターン“0001010000010000”を特定誤りチャネル符号候補Ｃ(16)´として保持する（ステップＳ5）。
【００６７】
次いで、この特定誤りチャネル符号候補Ｃ(16)´をテーブル６０内の正規チャネル符号Ｃ(16)と比較（照合）する（ステップＳ6）。
【００６８】
この照合の結果、いずれの正規チャネル符号Ｃ(16)にも一致するものでないことが確認されたなら、この特定誤りチャネル符号候補Ｃ(16)´を特定誤りチャネル符号と認定して、これに当該正規チャネル符号Ｃ(16)と同じデータ符号Ｄ(8) “00000000”を対応づけ、この新たな１組の符号Ｃ(16)´，Ｄ(8)をテーブル７０に追加する（ステップＳ9）。
【００６９】
そして、再びステップＳ2のサーチ処理に戻って次の反転ビット１を見つけ出し、その反転ビット１について上記と同様の処理を繰り返す。なお、ステップＳ6の照合で、特定誤りチャネル符号候補Ｃ(16)´がいずれかの正規チャネル符号Ｃ(16)に一致するものであったときは、この特定誤りチャネル符号候補Ｃ(16)´の登録を取り止める（ステップＳ7→Ｓ8）。また、サーチ処理（ステップＳ2）で次の反転ビット１が見つからなかったときは、この先頭の正規チャネル符号Ｃ(16)についての処理を終了し、次の２番目の正規チャネル符号Ｃ(16)に対する処理に移る（ステップＳ3→Ｓ4）。
【００７０】
２番目の正規チャネル符号Ｃ(16)“0100001001000010”およびデータ符号Ｄ(8)“00000001”についても上記と同じ手順で一連の処理を行う（ステップＳ1→‥‥→Ｓ10）。３番目以降についても同様である。
【００７１】
その結果、最後（２５６番目）の組に対する処理が終了すると、テーブル７０には、オリジナルデータとしての全ての正規チャネル符号に加えて、正規チャネル符号のビットパターンにおいていずれか１個の反転ビット１を下位（右）へ１桁シフトして得られるビットパターンを有する全ての非正規チャネル符号が特定誤りチャネル符号として追加登録される。
【００７２】
図９に、上記▲２▼の類型に対する設定処理の手順を示す。この処理手順は、ステップＳ15で反転ビットの１を上位（左）へ１桁シフトする点と、ステップＳ16で特定誤りチャネル符号候補Ｃ(16)´と比較（照合）されるものがテーブル７０内の正規チャネル符号および既登録の特定誤りチャネル符号である点を除いて、上記した類型▲１▼に対する処理手順（図８）と同じである。
【００７３】
その結果、この類型▲２▼に対する処理手順（図９）が終了すると、テーブル７０には、上記類型▲２▼に該当し、かつ正規チャネル符号にも上記類型▲１▼にも該当しないような非正規チャネル符号が特定誤りチャネル符号として追加登録される。
【００７４】
図１０に、上記▲３▼の類型に対する設定処理の手順を示す。この処理手順のステップＳ25において、３Ｔパターン（“1001”）の両端の反転ビット１，１を同時に内側に１桁シフトして得られるビットパターンは、正規チャネル符号のビットパターンに存在しないのはもちろんのこと、先に追加登録されている類型▲１▼、▲２▼の特定誤りチャネル符号のビットパターンにもあり得ないものである。したがって、それら既登録パターンとの照合を行うことなく、直ちにテーブル７０に設定登録する（ステップＳ26）。
【００７５】
上記した３つの類型▲１▼、▲２▼、▲３▼以外にも種種の誤りパターンを有する非正規チャネル符号を特定誤りチャネル符号としてテーブル７０に追加登録することが可能である。たとえば、正規チャネル符号のビットパターンにおいて全ての反転ビット１を同時に上位（左）または下位（右）へシフトさせて得られるようなビットパターンも特定誤りチャネル符号とすることが可能である。また、シフト量を２桁以上とすることも可能である。もっとも、１つの正規チャネル符号に対応する特定誤りチャネル符号の範囲を広げすぎると、他の正規チャネル符号との距離関係または抵触関係が複雑になり、適確なエラー訂正が難しくなることもある。
【００７６】
上記のようなデータ処理システム（図７）で得られた符号対応テーブル７０は適当な記憶媒体に蓄積されてよい。そして、この符号対応テーブル７０を基に本実施例におけるＥＦＭ変調回路２４の変換テーブル４０を作成してよい。
【００７７】
図１１には、本実施例における変換テーブル４０を作成するための製作工程の一例を示す。変換テーブル４０をマスクＲＯＭとして製作する場合には、機能・論理設計７４の段階で符号対応テーブル７０を基にＲＯＭプログラムデータを作成することができる。この場合、ＬＳＩ製造８０のウエハ工程において該マスクＲＯＭがプログラミングされ、変換テーブル４０が作成される。
【００７８】
なお、ＲＯＭアドレスのうち正規チャネル符号にも特定誤りチャネル符号にも割り付けられていないアドレスはＥＦＭアウトオブテーブルとし、これらのアドレスで指定されるＲＯＭの記憶番地にはエラー符号のデータ（“ＦＦ”）を書き込んでおく。
【００７９】
本実施例のＤＶＤ再生装置においては、クロック再生回路２０、同期信号検出回路２２、ＥＦＭ変調回路２４、誤り訂正回路２６およびインタフェース回路３０を１チップのＬＳＩとして製作することができる。
【００８０】
以上本発明の好適な実施例について説明したが、本発明は上記した実施例に限定されるものではなく、その技術的思想の範囲内で種種の変形が可能である。
【００８１】
上記実施例では、変換テーブル４０に登録する各チャネル符号の値をそのままＲＯＭアドレスに用いた。しかし、間接な仕方で、たとえば所定のオフセットを介在させる方法で登録チャネル符号とＲＯＭアドレスとを対応させてもよい。
【００８２】
変換テーブル４０をプログラムＲＯＭやＥＥＰＲＯＭ等で構成してもよく、ＲＡＭで構成することも可能である。また、メモリの代わりにロジックアレイで変換テーブル４０を構成することももちろん可能である。
【００８３】
従来より、ビダビアルゴリズム（最尤復号法）を用いて再生エラーを低減するようにしたＤＶＤ用の復号回路が知られている。この種の復号回路は、高速のＡ／Ｄコンバータを必要とし、回路規模も大きい。これに対し、本実施例では、復号用の変換テーブル４０における符号変換方式の工夫によってハードウェアの増加無しに再生エラーを効果的に低減する。もっとも、ビダビ方式の復号回路と本実施例による変換テーブル４０を併用することも可能である。
【００８４】
一般にディジタル変調では誤り訂正符号（パリティ）を用いた誤り訂正を行うのが普通であるが、本発明はパリティ方式の誤り訂正から独立して各種のシステムに適用することが可能である。
【００８５】
上記した実施例はＤＶＤ再生装置に係るものであったが、本発明はＥＦＭ方式およびこれに類似する（実質的に均等な）他の任意のディジタル記録再生システムたとえばＣＤ（Compact Disc）システムやディジタル伝送システムにも適用可能である。
【００８６】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、チャネル符号をデータ符号に変換（復調）する際に再生エラーを訂正することができる。本発明は、特別なハードウエアの増大を必要としない。また、誤り訂正符号に基づいた誤り訂正を行う場合は、誤り訂正の前で再生エラーの出現確率を低くして、誤り訂正の負担を軽減することができる。本発明によれば、記録再生または伝送システムの信頼性を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施例によるＤＶＤ再生装置の主な構成を示すブロック図である。
【図２】実施例におけるＥＦＭ変調回路の構成を示すブロック図である。
【図３】実施例における特定誤りチャネル符号の設定方法を説明するための図である。
【図４】実施例において変調テーブルのＲＯＭに設定されるアドレスおよび記憶データの配置を示す図である。
【図５】ＲＦ信号の劣化による再生エラーを信号波形およびタイミングで示す図である。
【図６】クロックの劣化による再生エラーを信号波形およびタイミングで示す図である。
【図７】実施例において変調テーブルに設定登録される特定チャネル符号を決定するためのシステムのハードウェア構成を示すブロック図である。
【図８】実施例において変調テーブルに設定登録される特定チャネル符号を決定するための第１の手順を示すフローチャート図である。
【図９】実施例において変調テーブルに設定登録される特定チャネル符号を決定するための第２の手順を示すフローチャート図である。
【図１０】実施例において変調テーブルに設定登録される特定チャネル符号を決定するための第３の手順を示すフローチャート図である。
【図１１】実施例における変換テーブルを作成するための製作工程例を示す図である。
【図１２】ＥＦＭの基本原理を説明するためのブロック図である。
【図１３】ＥＦＭの基本原理を説明するための信号波形図である。
【符号の説明】
１０ ＤＶＤディスク
１４ 光ピックアップ
１６ ＲＦアンプ
２２ 同期信号検出回路
２４ ＥＦＭ復調回路
２６ 誤り訂正回路
２８ ＲＡＭ
３２ ＮＲＺ変換回路
３４ シリアル−パラレル変換回路
３６ ディレイ回路
３８ ＯＲ回路
４０ 変換テーブル
４２ ＣＰＵ
４４ プログラムメモリ
４８ 入力装置
６０，７０ 符号対応テーブル
Claims (4)
- Ｎビットのデータ符号をＭビット（Ｍ＞Ｎ）のチャネル符号に変換してＮＲＺＩ形式で記録または伝送し、再生されたＭビットのチャネル符号をＮビットのデータ符号に変換するディジタル変調におけるデータ復調方式であって、
チャネル符号をそれと対応するデータ符号に変換するための復調用の変換テーブルに、正規チャネル符号のビットパターンにおいて１個または複数個の反転ビットをそれぞれ上位または下位へ所定の桁だけシフトして得られるビットパターンを有するチャネル符号を前記正規チャネル符号に対応する特定誤りチャネル符号として設定し、
前記特定誤りチャネル符号が再生されたときは、前記変換テーブルにおいて、前記特定誤りチャネル符号をそれと対応する前記正規チャネル符号が再生されたときと同じデータ符号に変換するようにしたデータ復調方式。 - Ｎビットのデータ符号をＭビット（Ｍ＞Ｎ）のチャネル符号に変換してＮＲＺＩ形式で記録または伝送し、再生されたＭビットのチャネル符号をＮビットのデータ符号に変換するディジタル変調におけるデータ復調方法であって、
正規チャネル符号とデータ符号とを対応づけた符号対応テーブルを作成する第１のステップと、
前記正規チャネル符号に含まれる反転ビットを識別する第２のステップと、
前記正規チャネル符号のビットパターンにおいて選択した反転ビットを上位もしくは下位へ所定の桁だけシフトさせる第３のステップと、
前記第３のステップにより得られたビットパターンを有するチャネル符号を前記正規チャネル符号に対応する特定誤りチャネル符号とし、前記特定誤りチャネル符号を前記正規チャネル符号に対応するデータ符号に対応づけられるよう前記符号対応テーブルに追加する第４のステップと、
前記第４のステップにより得られた前記符号対応テーブルを基に、チャネル符号をそれと対応するデータ符号に変換するための復調用の変換テーブルを作成する第５のステップと
を有するデータ復調方法。 - 前記第３のステップにより得られたビットパターンがいずれかの正規チャネル符号のビットパターンと一致するか否かを判定する第６のステップと、前記第６のステップでいずれの正規チャネル符号のビットパターンとも一致しないとの判定結果が得られたときは当該チャネル符号を前記正規チャネル符号に対応する特定誤りチャネル符号とし、前記第６のステップでいずれかの正規チャネル符号のビットパターンと一致するとの判定結果が得られたときは当該チャネル符号を特定誤りチャネル符号から外す第７のステップとを有する請求項２に記載のデータ復調方法。
- ＮＲＺＩ形式で再生されたＭビットのチャネル符号をＮビット（Ｍ＞Ｎ）のデータ符号に変換するデータ復調回路であって、
各チャネル符号をそれと対応するデータ符号に変換するための復調用の変換テーブルを有し、
前記変換テーブルに、正規チャネル符号を設定するとともに、前記正規チャネル符号のビットパターンにおいて１個または複数個の反転ビットをそれぞれ上位または下位へ所定の桁だけシフトして得られるビットパターンを有するチャネル符号を前記正規チャネル符号に対応する特定誤りチャネル符号として設定しており、
いずれかの正規チャネル符号とビットパターンの一致する再生チャネル符号が入力されたときは、その正規チャネル符号に対応するデータ符号を出力し、
いずれかの特定誤りチャネル符号とビットパターンの一致する再生チャネル符号が入力されたときは、その特定誤りチャネル符号に対応する正規チャネル符号が入力されたときと同じデータ符号を出力するデータ復調回路。
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