JP4048576B2 - 情報再生装置および再生方法 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、例えば光磁気ディスク装置等の情報再生装置および再生方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
情報再生装置において、従来の一般的なＰＬＬでは、再生ＲＦ信号のクロック周波数とＶＣＯの発振周波数との差がある程度以内であれば、図２２に示すように、両信号の周波数差に対応するビート信号が発生する。このビート信号の正の半周期において、ＶＣＯの発振周波数が再生ＲＦ信号のクロック周波数に接近し、負の半周期においては、逆に遠ざかる。このため、正の半周期は、負の半周期より緩やかに変化し、全体のＤＣレベルが正となる。このＤＣ電圧が周波数差を小さくする方向にＶＣＯを制御する。このようにして、周波数引込みが行われる。
【０００３】
本願発明出願人は、例えばビタビ復号器内のＡ／Ｄ変換器によってサンプリングされるＡ／Ｄ変換値のＭＳＢ（Most Significant Bit) に基づいて位相誤差を検出する方法（ＭＳＢ判定モード）を提案している。ＭＳＢ判定モードによって生成される位相誤差信号は、再生ＲＦ信号のクロック周波数とＶＣＯの発振周波数との間に差があるにもかかわらず、位相誤差信号の積分信号すなわち時間平均でみた位相誤差信号がゼロとなる場合がある。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
このような場合、再生ＲＦ信号のクロック周波数とは異なった周波数でＰＬＬがロックしてしまう。かかる状況をフォールスロックと称するが、ＭＳＢ判定モードは、原理的に、フォールスロックが生じる可能性を内在するモードである。
【０００５】
このため、ＭＳＢ判定モードを使用する際には、別の方法によって周波数引込みを行い、その後、ＭＳＢ判定モードに移行して位相引込みを行うようにＰＬＬを構成する必要がある。
【０００６】
周波数引込みを行う方法として、例えば従来の一般的なＰＬＬ回路等、ＭＳＢ判定モードを行うための構成とは異なる構成を用いるようにすると、装置全体の回路規模を増大させるという問題が生じる。
【０００７】
従って、この発明の目的は、ＭＳＢ判定モードによって生成される位相誤差信号に関連して、周波数引込みを行うことが可能な情報再生装置および再生方法を提供することにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
請求項１の発明は、記録媒体に記録されている情報信号をビタビ復号方法によって復号するようにした情報再生装置であって、
記録媒体から再生される再生信号に基づいてＰＬＬをロックさせることによってクロックを生成し、クロックに従うタイミングで再生系の動作を行うようにした情報再生装置において、
ビタビ復号方法を行うビタビ復号器の前段に設けられるＡ／Ｄ変換器からの所定ビット数の再生信号値中のＭＳＢの反転が生じるタイミングに基づいて、再生信号の立ち上がりまたは立ち下がりエッジと対応する、位相誤差検出タイミングを生成する位相誤差検出タイミング生成手段と、
複数の位相誤差検出タイミングのうち、二箇所のタイミングに対応するサンプリングされたそれぞれの再生信号値を演算することによって第１の位相誤差信号を生成する第１の位相誤差信号生成手段と、
第１の位相誤差信号における、連続する２個の時点間での位相誤差信号の差としての微分信号を生成する微分信号生成手段と、
第１の位相誤差信号と、微分信号とに基づいて第２の位相誤差信号を生成し、第２の位相誤差信号をＰＬＬに制御信号として供給する第２の位相誤差信号生成手段とを有し、
第２の位相誤差信号生成手段は、
第１の位相誤差信号の極性と微分信号の極性とが一致する第１の条件と、微分信号の絶対値が小さい第２の条件とが共に満たされる場合に、第１の位相誤差信号を第２の位相誤差信号として出力し、
第１および第２の条件の一方または両方が満たされない場合に、第１の位相誤差信号をミュートすることを特徴とする情報再生装置である。
【０００９】
請求項７の発明は、記録媒体に記録されている情報信号をビタビ復号方法によって復号するようにした情報再生方法であって、
記録媒体から再生される再生信号に基づいてＰＬＬをロックさせることによってクロックを生成し、クロックに従うタイミングで再生系の動作を行うようにした情報再生方法において、
ビタビ復号方法を行うビタビ復号器の前段に設けられるＡ／Ｄ変換器からの所定ビット数の再生信号値中のＭＳＢの反転が生じるタイミングに基づいて、再生信号の立ち上がりまたは立ち下がりエッジと対応する、位相誤差検出タイミングを生成する位相誤差検出タイミングを生成するステップと、
複数の位相誤差検出タイミングのうち、二箇所のタイミングに対応するサンプリングされたそれぞれの再生信号値を演算することによって第１の位相誤差信号を生成する第１の位相誤差信号を生成するステップと、
第１の位相誤差信号における、連続する２個の時点間での位相誤差信号の差としての微分信号を生成するステップと、
第１の位相誤差信号と、微分信号とに基づいて第２の位相誤差信号を生成し、第２の位相誤差信号をＰＬＬに制御信号として供給する第２の位相誤差信号を生成するステップを有し、
第２の位相誤差信号を生成するステップは、
第１の位相誤差信号の極性と微分信号の極性とが一致する第１の条件と、微分信号の絶対値が小さい第２の条件とが共に満たされる場合に、第１の位相誤差信号を第２の位相誤差信号として出力し、
第１および第２の条件の一方または両方が満たされない場合に、第１の位相誤差信号をミュートすることを特徴とする情報再生方法である。
【００１０】
以上のような発明によれば、ＭＳＢ判定モードによって生成される第１の位相誤差信号を利用して、周波数引込みを行うために使用できる第２の位相誤差信号を生成することができる。
【００１１】
【発明の実施の形態】
以下に、この発明の理解を容易とするために、ビタビ復号方法を行う再生系を有する記録／再生装置の一例について、装置の全体構成、記録媒体のセクタフォーマット、４値４状態ビタビ復号方法の概要、４値４状態ビタビ復号方法を実現するビタビ復号器の構成および動作、および４値４状態ビタビ復号方法以外のビタビ復号方法の順に説明する。
【００１２】
〔ディスク記録再生装置の概要〕
以下、ビタビ復号方法を行う再生系を有する記録／再生装置の一例について説明する。図１は、ビタビ復号方法を行う再生系を有する光磁気ディスク装置の一例の全体構成を示すブロック図である。記録時には、コントローラ２がホストコンピュータ１の指令に従って、記録すべきユーザデータを受取り、情報語としてのユーザデータに基づいてエンコードを行って、符号語としてのＲＬＬ（１，７）符号を生成する。この符号語が記録データとしてレーザパワーコントロール部（以下、ＬＰＣと表記する）４に供給される。コントローラ２は、このような処理の他に、後述する復号化処理、および記録、再生、消去等の各モードの制御、並びにホストコンピュータ１との交信等の動作を行う。
【００１３】
ＬＰＣ４は、供給された記録データに対応して、光ピックアップ７のレーザパワーを制御して光磁気ディスク６上に磁気極性を有するピット列を形成することにより、記録を行う。この記録の際に、磁気ヘッド５が光磁気ディスク６にバイアス磁界を付与する。実際には、記録データに基づいて後述するように生成されるプリコード出力に従って、後述するようなマークエッジ記録が行われる。
【００１４】
後述するように、記録位置すなわちピットの形成位置の制御は、磁気ヘッド５および光ピックアップ７等の位置決めを行う、図示しない手段によってなされる。このため、記録動作時においても、光ピックアップ７がアドレス部等を通過する際には、後述するような再生時の動作と同様な動作が行われる。
【００１５】
上述したようにして形成される各ピットを、記録データに基づいて後述するようにして生成されるプリコード出力中の各ビットに対応させる方法について、図２を参照して説明する。プリコード出力中の、例えば'1' に対してピットを形成し、'0' に対してピットを形成しない記録方法をマーク位置記録方法と称する。一方、各ピットのエッジによって表現される、プリコード出力中の各ビットの境界における極性の反転を、例えば'1' に対応させる記録方法をマークエッジ記録方法と称する。再生時には、再生信号中の各ビットの境界は、後述するようにして生成されるリードクロックＤＣＫに従って認識される。
【００１６】
次に、再生系の構成および動作について説明する。光ピックアップ７は、光磁気ディスク６にレーザ光を照射し、それによって生じる反射光を受光して、再生信号を生成する。再生信号は、和信号、差信号、図示しないフォーカスエラー信号並びにトラッキングエラー信号の４種類の信号からなる。再生信号が得られる領域が物理的に形成されたアドレス部であるか、光磁気的に記録されたデータ部であるかに応じて、和信号または差信号が再生信号供給スイッチ８に供給される。
【００１７】
再生信号供給スイッチ８には、コントローラ２から再生を指令するＲＧＡＴＥ信号が供給される。再生信号供給スイッチ８は、ＲＧＡＴＥ信号がアクティブとされる時に、和信号または差信号をアンプ９に供給する。アンプ９は、供給される信号にゲイン調整等を施し、波形等化部１１に供給する。
【００１８】
一方、フォーカスエラー信号は、フォーカスエラーを解消する手段（図示せず）に供給される。また、トラッキングエラー信号は、図示しないサーボ系等に供給され、その動作において用いられる。
【００１９】
波形等化部１１は、ノイズカットを行うローパスフィルタおよび波形等化を行う波形等化器から構成される。後述するように、この際の波形等化処理において用いられる波形等化特性は、ビタビ復号器１３が行うビタビ復号方法に適合するものとされる。波形等化部１１の出力を供給されるＡ／Ｄ変換器１２は、後述するようにして供給されるリードクロックＤＣＫに従って再生信号値ｚ〔ｋ〕をサンプリングする。
【００２０】
ビタビ復号器１３は、再生信号値ｚ〔ｋ〕に基づいて、ビタビ復号方法によって復号データを生成する。かかる復号データは、上述したようにして記録される記録データに対する最尤復号系列である。従って、復号エラーが無い場合には、復号データは、記録データと一致する。
【００２１】
復号データは、コントローラ２に供給される。上述したように、記録データは、ユーザデータからチャンネル符号化等の符号化によって生成された符号語である。従って、復号エラーレートが充分低ければ、復号データは、符号語としての記録データとみなすことができる。コントローラ２は、復号データに、上述のチャンネル符号化等の符号化に対応する復号化処理を施すことにより、ユーザデータ等を再生する。
【００２２】
また、波形等化部１１の出力は、ＰＬＬ部１４にも供給される。ＰＬＬ部１４は、供給された信号に基づいて、リードクロックＤＣＫを生成する。リードクロックＤＣＫは、コントローラ２、Ａ／Ｄ変換器１２、ビタビ復号器１３等に供給される。コントローラ２、Ａ／Ｄ変換器１２、ビタビ復号器１３の動作は、リードクロックＤＣＫに従うタイミングでなされる。さらに、リードクロックＤＣＫは、図示しないタイミングジェネレータに供給される。タイミングジェネレータは、例えば、記録／再生動作の切替え等の装置の動作タイミングを制御する信号を生成する。
【００２３】
上述したような再生動作において、光磁気ディスク６から再生される再生信号に基いて、より正しい再生データを得るために、再生系の各構成要素の動作を再生信号の品質に応じて適正化することが行われる。このような操作をキャリブレーションと称する。キャリブレーションは、再生信号の品質等が例えば加工精度等の記録媒体の特性、および例えば記録用レーザ光のパワーの変動、周囲温度等の記録／再生時の条件等によって変化する可能性があることに対応するために再生系のパラメータを適正化するためのものである。
【００２４】
キャリブレーションの内容は、例えば光ピックアップ７の読取り用レーザ光パワーの調整、アンプ９のゲインの調整、波形等化部１１の波形等化特性の調整、およびビタビ復号器１３の動作において用いられる振幅基準値の調整等である。このようなキャリブレーションは、電源投入直後または記録媒体の交換時等に、図１中には図示しない構成によって行われる。
【００２５】
〔記録媒体のセクタフォーマットの概要〕
光磁気ディスク６には、セクタを記録／再生の単位としてユーザデータが記録される。図３を参照して、光磁気ディスク６において用いられるセクタフォーマットの一例について説明する。図３Ａに示すように、１セクタは、記録／再生の順に従って、ヘッダ、ＡＬＰＣ，ギャップ、ＶＦＯ3 、シンク、データフィールド、バッファの各エリアに区分されている。図３中に付した数字は、バイト数を表す。光磁気ディスク６上には、ブロック符号化等の符号化がなされたデータが記録される。例えば８ビットが１２チャンネルビットに変換されて記録される。
【００２６】
このセクタフォーマットの一例においては、ユーザデータ量が１０２４バイトのフォーマットと、ユーザデータ量が５１２バイトのフォーマットとが用意されている。ユーザデータ量が１０２４バイトのフォーマットでは、データフィールドのバイト数が６７０バイトとされる。また、ユーザデータ量が５１２バイトのフォーマットでは、データフィールドのバイト数が１２７８バイトとされる。これら２つのセクタフォーマットにおいて、６３バイトのプリフォーマットされたヘッダと、ＡＬＰＣ，ギャップエリアの１８バイトは、同一とされている。
【００２７】
図３Ｂは、６３バイトのヘッダを拡大して示す。ヘッダは、セクタマークＳＭ（８バイト）、ＶＦＯフィールドのＶＦＯ1 （２６バイト）、アドレスマークＡＭ（１バイト）、ＩＤフィールドのＩＤ1 （５バイト）、ＶＦＯフィールドのＶＦＯ2 （１６バイト）、アドレスマークＡＭ（１バイト）、ＩＤフィールドのＩＤ2 （５バイト）、およびポストアンブルＰＡ（１バイト）が順に配列された構成とされている。
【００２８】
図３Ｃは、１８バイトのＡＬＰＣ，ギャップエリアを拡大して示す。１８バイトは、ギャップフィールド（５バイト）、フラグフィールド（５バイト）、ギャップフィールド（２バイト）、ＡＬＰＣ（６バイト）からなる。
【００２９】
次に、これらのフィールドについて説明する。セクタマークＳＭは、セクタの開始を識別するためのマークであり、ＲＬＬ（１，７）符号において生じないエンボス加工によって形成されたパターンを有する。ＶＦＯフィールドは、上述のＰＬＬ部１８中のＶＦＯ(Variable Frequency Oscillator) を同期させるためのもので、ＶＦＯ1 、ＶＦＯ2 およびＶＦＯ3 からなる。ＶＦＯ1 およびＶＦＯ2 は、エンボス加工によって形成されている。また、ＶＦＯ3 は、そのセクタに対して記録動作が行われる際に光磁気的に書かれる。ＶＦＯ1 、ＶＦＯ2 およびＶＦＯ3 は、それぞれチャンネルビットの'0' と'1' が交互に現れるパターン（２Ｔパターン）を有する。従って、１チャンネルビットの時間長に対応する時間をＴとすると、ＶＦＯフィールドを再生した時に、２Ｔ毎にレベルが反転する再生信号が得られる。
【００３０】
アドレスマークＡＭは、後続のＩＤフィールドのためのバイト同期を装置に対して与えるために使用され、ＲＬＬ（１，７）符号において生じないエンボスされたパターンを有する。ＩＤフィールドは、セクタのアドレス、すなわち、トラック番号およびセクタ番号の情報と、これらの情報に対するエラー検出用のＣＲＣバイトを有する。ＩＤフィールドは、５バイトからなる。ＩＤ1 およびＩＤ2 によって、同一のアドレス情報が二重に記録される。ポストアンブルＰＡは、チャンネルビットの'0' と'1' とが交互に現れるパターン（２Ｔパターン）を有する。ＩＤ1 、ＩＤ2 およびポストアンブルＰＡも、エンボス加工によって形成されている。このように、ヘッダの領域は、エンボス加工によりピットが形成されたプリフォーマットされた領域である。
【００３１】
図３Ｃは、ＡＬＰＣ，ギャップエリアを拡大して示す。ギャップには、ピットが形成されない。最初のギャップフィールド（５バイト）は、プリフォーマットされたヘッダの後の最初のフィールドであり、これによって、ヘッダの読取りを完了した後の処理に装置が要する時間が確保される。２番目のギャップフィールド（２バイト）は、後のＶＦＯ3 の位置のずれを許容するためのものである。
【００３２】
ＡＬＰＣ，ギャップエリアには、５バイトのフラグフィールドが記録される。フラグフィールドは、セクタのデータが記録される時に、連続した２Ｔパターンが記録される。ＡＬＰＣ(Auto Laser Power Control)フィールドは、記録時のレーザパワーをテストするために設けられている。シンクフィールド（４バイト）は、続くデータフィールドのためのバイト同期を装置が得るために設けられており、所定のビットパターンを有する。
【００３３】
データフィールドは、ユーザデータを記録するために設けられる。上述した６７０バイトのデータフィールドには、５１２バイトのユーザデータと、１４４バイトのエラー検出、訂正用のパリティ等と、１２バイトのセクタ書込みフラグと、２バイト（ＦＦ）とからなる。また、１２７８バイトのデータフィールドの場合には、１０２４バイトのユーザデータと、２４２バイトのエラー検出、訂正用のパリティ等と、１２バイトのセクタ書込みフラグとからなる。セクタの最後のバッファフィールドは、電気的、あるいは機械的な誤差に対する許容範囲として使用される。
【００３４】
上述したセクタフォーマットの例において、ヘッダは、エンボス加工によりピットが形成されたエリアである。また、ＡＬＰＣ，ギャップエリアは、再生時には、使用されないエリアである。さらに、ＶＦＯ3 、シンクフィールドおよびデータフィールドは、光磁気記録されたデータのエリアである。
【００３５】
〔４値４状態ビタビ復号方法の概要〕
以下、ビタビ復号器１３によって行われるビタビ復号方法について説明する。上述したように、ユーザデータは、様々な符号化方法によって記録データとしての符号語に変換される。符号化方法は、記録媒体の性質および記録／再生方法等に応じて適切なものが採用される。光磁気ディスク装置においては、ブロック符号化において、Run Lengthすなわち'1' と'1' の間の'0' の数を制限するＲＬＬ（Run Length Limited）符号化方法が用いられることが多い。従来から幾つかのＲＬＬ符号化方法が用いられている。一般に、'1' と'1' の間の'0' の数を最小でｄ個、最大でｋ個とするｍ／ｎブロック符号をＲＬＬ（ｄ，ｋ；ｍ，ｎ）符号と称する。
【００３６】
例えば、２／３ブロック符号において、'1' と'1' の間の'0' の数を最小で１個、最大で７個とするブロック符号化方法は、ＲＬＬ（１，７；２，３）符号である。一般にＲＬＬ（１，７；２，３）符号をＲＬＬ（１，７）符号と称することが多いので、以下の説明においても単にＲＬＬ（１，７）符号と表記した場合には、ＲＬＬ（１，７；２，３）符号を指すことにする。
【００３７】
このようなＲＬＬ符号化方法と、上述したマークエッジ記録方法との組合わせによって記録されたデータから再生される再生信号を復号するために、ビタビ復号方法を用いることができる。
【００３８】
このようなＲＬＬ符号化方法は、記録密度の向上、および再生動作の安定性の確保という２つの観点から、符号化方法に要求される条件に対応できるものである。まず、上述したように、マークエッジ記録方法は、記録データに基づいて後述するように生成されるプリコード出力における'1' を各ピットのエッジによって表現される極性の反転に対応させるものなので、'1' と'1' の間の'0' の数を多くする程、各ピット１個当たりに記録されるビット数を大きくすることができる。従って、記録密度を大きくすることができる。
【００３９】
一方、再生系の動作タイミングを合わせるために必要なリードクロックＤＣＫは、上述したように、再生信号に基づいてＰＬＬ部１４によって生成される。このため、記録データにおいて'1' と'1' の間の'0' の数を多くすると、再生動作の際にＰＬＬ部の動作が不安定となるので、再生動作全体が不安定なものとなる。
【００４０】
これら２つの条件を考慮すると、'1' と'1' の間の'0' の数は、多過ぎたり、少な過ぎたりしない、適切な範囲内に設定される必要がある。このような、記録データ中の'0' の数の設定に関して、ＲＬＬ符号化方法が有効となる。
【００４１】
ところで、図４に示すように、上述したＲＬＬ（１，７）符号化方法とマークエッジ記録方法の組み合わせにおいては、記録データに基づいて生成されるプリコード出力中の'1' と'1' の間に最低１個の'0' が含まれるので、最小反転幅が２となる。このような、最小反転幅が２となる符号化方法が用いられる場合に、符号間干渉およびノイズ等の影響を受けている再生信号から記録データを復号する方法として、後述するように、４値４状態ビタビ復号方法を適用することができる。
【００４２】
上述したように、再生信号には、波形等化部１１によって波形等化処理がなされる。ビタビ復号方法の前段としてなされるこのような波形等化処理には、符号間干渉を積極的に利用するパーシャルレスポンス方法が用いられる。この際に用いられる波形等化特性は、一般に（１＋Ｄ）n で表されるパーシャルレスポンス特性の内から、記録／再生系の線記録密度およびＭＴＦ（Modulation Transfer Function）を考慮して決められる。上述したＲＬＬ（１，７）符号化方法とマークエッジ記録方法の組み合わせによって記録されたデータに対して、ＰＲ（１，２，１）を用いる波形等化処理は、４値４状態ビタビ復号方法の前段となる。
【００４３】
一方、マークエッジ記録方法においては、光磁気ディスク媒体等に対する実際の記録に先立って、上述のＲＬＬ符号化等によって符号化された記録データに基づくプリコードが行われる。各時点ｋにおける記録データ列をａ〔ｋ〕、これに基づくプリコード出力をｂ〔ｋ〕とすると、プリコードは、以下のように行われる。
【００４４】
ｂ〔ｋ〕＝ｍｏｄ２｛ａ〔ｋ〕＋ｂ〔ｋ−１〕｝ （１）
このようなプリコード出力ｂ〔ｋ〕が実際に光磁気ディスク媒体等に記録される。一方、波形等化部１１中の波形等化器によってなされる、波形等化特性ＰＲ（１，２，１）での波形等化処理について説明する。但し、以下の説明においては、信号の振幅を規格化せずに、波形等化特性をＰＲ（Ｂ，２Ａ，Ｂ）とする。また、ノイズを考慮しない場合の再生信号の値をｃ〔ｋ〕と表記する。さらに、ノイズを含む実際の再生信号（すなわち、記録媒体から再生された再生信号）をｚ〔ｋ〕と表記する。
【００４５】
ＰＲ（Ｂ，２Ａ，Ｂ）は、ある時点ｋにおける再生信号の値に対して、時点ｋにおける振幅の寄与が振幅値の２Ａ倍とされ、さらに前後の時点ｋ−１およびｋ＋１における振幅の寄与が各々の時点での信号の振幅のＢ倍とされるものである。従って、再生信号の値の最大値は、時点ｋ−１、ｋ、ｋ＋１において何れもパルスが検出される場合である。このような場合には、再生信号の値の最大値は、以下のようになる。
【００４６】
Ｂ＋２Ａ＋Ｂ＝２Ａ＋２Ｂ
また、再生信号の値の最小値は０となる。但し、実際の取り扱いにおいては、ｃ〔ｋ〕として、ＤＣ成分のＡ＋Ｂを差し引いた以下のようなものが用いられる。
【００４７】
従って、ノイズを考慮しない場合の再生信号ｃ〔ｋ〕は、Ａ＋Ｂ，Ａ，−Ａ，−Ａ−Ｂの内の何れかの値をとることになる。一般に、再生信号の性質を示す方法の１つとして、例えば５個の時点を単位として、再生信号を多数重ね合わせたものをアイパターンと称する。この発明を適用することができる光磁気ディスク装置において、ＰＲ（Ｂ，２Ａ，Ｂ）の下で波形等化処理された実際の再生信号ｚ〔ｋ〕についてのアイパターンの一例を図５に示す。図５から各時点における再生信号ｚ〔ｋ〕の値は、ノイズによるばらつきを有するが、ほぼ、Ａ＋Ｂ，Ａ，−Ａ，−Ａ−Ｂの内の何れかになることが確認できる。後述するように、Ａ＋Ｂ，Ａ，−Ａ，−Ａ−Ｂの値は、識別点として用いられる。
【００４８】
上述したような波形等化処理がなされた再生信号を復号する、ビタビ復号方法の概略は、次のようなものである。ステップ▲１▼符号化方法および記録媒体に対する記録方法に基づいて、生じ得る全ての状態を特定する。ステップ▲２▼ある時点における各状態を起点として、次の時点において生じ得る全ての状態遷移と、各状態遷移が生じる時の記録データａ〔ｋ〕および再生信号の値ｃ〔ｋ〕を特定する。
【００４９】
ステップ▲１▼および▲２▼の結果として特定された全ての状態および状態遷移と、各状態遷移が生じる時の〔記録データの値ａ〔ｋ〕／再生信号の値ｃ〔ｋ〕〕を図の形式で表現したものを状態遷移図と称する。後述するように、４値４状態ビタビ復号方法における状態遷移図は、図７に示すようなものである。そして、この状態遷移図に基づく復号動作を行うように、ビタビ復号器１３が構成される。
【００５０】
さらに、ステップ▲３▼上述したように、状態遷移図を前提として、記録媒体から各時点ｋにおいて再生される再生信号ｚ〔ｋ〕に基づく最尤な状態遷移が選択される。但し、上述したように、ｚ〔ｋ〕は、ビタビ復号器１３に供給される前段において波形等化されたものである。このような最尤な状態遷移の選択がなされる毎に、選択された状態遷移に対応して、状態遷移図に記載された記録データａ〔ｋ〕の値を復号値とすることによって、記録データに対する最尤復号値系列としての復号データａ' 〔ｋ〕を得ることができる。
【００５１】
但し、各時点ｋにおける復号データ値から、最尤復号値系列とするための構成は、後述するビタビ復号器１３中のＰＭＵ２３である。従って、上述したように、復号データ列ａ' 〔ｋ〕は、復号エラーが無い場合には、記録データ列ａ〔ｋ〕と一致する。上述のステップ▲１▼〜ステップ▲３▼について、以下に詳細に説明する。
【００５２】
上述のステップ▲１▼について説明する。まず、ここで用いられる状態として、ある時点ｋにおける状態を、時点ｋおよびそれ以前のプリコード出力を用いて次のように定義する。すなわち、ｎ＝ｂ〔ｋ〕、ｍ＝ｂ〔ｋ−１〕、ｌ＝ｂ〔ｋ−２〕の時の状態をＳnml と定義する。このような定義によって、２3 ＝８個の状態があると考えられるが、上述したように、実際に生じ得る状態は、符号化方法等に基づいて制限される。
【００５３】
ＲＬＬ（１，７）符号として符号化された記録データ列ａ〔ｋ〕においては、'1' と'1' の間に最低１個の'0' が含まれるので、２個以上の'1' が連続することが無い。記録データ列ａ〔ｋ〕に課されるこのような条件に基づいてプリコード出力ｂ〔ｋ〕について一定の条件が課され、その結果として生じ得る状態に制限が加えられる。
【００５４】
このような制限について具体的に説明する。上述したようにＲＬＬ（１，７）符号化によって生成される記録データ列中に、２個以上の'1' が連続するもの、すなわち以下のものはあり得ない。
【００５５】
ａ〔ｋ〕＝１，ａ〔ｋ−１〕＝１，ａ〔ｋ−２〕＝１ （３）
ａ〔ｋ〕＝１，ａ〔ｋ−１〕＝１，ａ〔ｋ−２〕＝０ （４）
ａ〔ｋ〕＝０，ａ〔ｋ−１〕＝１，ａ〔ｋ−２〕＝１ （５）
記録データ列に課されるこのような条件に基づいて、上述の（１）式に従ってｂ〔ｋ〕について課される条件について検討すると、Ｓ０１０およびＳ１０１の２個の状態は生じ得ないことがわかる。従って、生じ得る状態は、２3 −２＝６個である。
【００５６】
次に、ステップ▲２▼について説明する。ある時点ｊにおける状態を起点として、次の時点ｊ＋１において生じ得る状態を求めるためには、時点ｊ＋１における記録データの値ａ〔ｊ＋１〕が１となる場合、および０となる場合に分けて調べる必要がある。
【００５７】
ここでは、時点ｊにおける状態がＳ０００である場合を例として説明する。上述の（１）式に従って、Ｓ０００すなわちｎ＝ｂ〔ｊ〕＝０，ｌ＝ｂ〔ｊ−１〕＝０，ｍ＝ｂ〔ｊ−２〕＝０とプリコードされる記録データは、以下の（７）である。
【００５８】
ａ〔ｊ〕＝０、ａ〔ｊ−１〕＝０、ａ〔ｊ−２〕＝０ （７）
〔ａ〔ｊ＋１〕＝'1' の時〕
この時、ｂ〔ｊ＋１〕が（１）式に従って以下のように計算される。
【００５９】
次の時点ｊ＋１での状態Ｓnlm については、ｎ＝ｂ〔ｊ＋１〕，ｌ＝ｂ〔ｊ〕，ｍ＝ｂ〔ｊ−１〕である。そして、（８）からｂ〔ｊ＋１〕＝１であり、また、ｂ〔ｊ〕＝０，ｂ〔ｊ−１〕＝０なので、次の時点ｊ＋１における状態は、Ｓ１００である。従って、ａ〔ｊ＋１〕＝'1' の場合には、Ｓ０００→Ｓ１００という遷移が生じることが特定できる。
【００６０】
また、再生信号ｃ〔ｊ＋１〕の値は、上述の（２）式に従って、次のように計算される。
【００６１】
以上のことから、時点ｊで状態Ｓ０００である場合において、新たな再生信号値ｃ〔ｊ＋１〕の値が誤差の範囲内で−Ａである時には、状態遷移Ｓ０００→Ｓ１００が生じ、復号データ値として、ａ〔ｊ＋１〕の値'1' が得られることがわかる。
【００６２】
〔ａ〔ｊ＋１〕＝'0' の時〕
この時、（１）式に従って、ｂ〔ｊ＋１〕が以下のように計算される。
【００６３】
次の時点ｊ＋１での状態Ｓnlm については、ｎ＝ｂ〔ｊ＋１〕，ｌ＝ｂ〔ｊ〕，ｍ＝ｂ〔ｊ−１〕である。そして、（１０）からｂ〔ｊ＋１〕＝０であり、また、ｂ〔ｊ〕＝０，ｂ〔ｊ−１〕＝０なので、次の時点ｊ＋１における状態は、Ｓ０００である。従って、ａ〔ｊ＋１〕＝'0' の場合には、Ｓ０００→Ｓ１００という遷移が生じることが特定できる。
【００６４】
また、再生信号ｃ〔ｊ＋１〕の値は、上述の（２）式に従って、次のように計算される。
【００６５】
以上のことから、時点ｊで状態Ｓ０００である場合において、新たな再生信号値ｃ〔ｊ＋１〕の値が誤差の範囲内で−Ａ−Ｂである時には、状態遷移Ｓ０００→Ｓ０００が生じ、復号データ値として、ａ〔ｊ＋１〕の値'0' が得られることがわかる。
【００６６】
このようにして、時点ｊにおけるＳ０００以外の各状態についても、それらを起点として次の時点ｊ＋１において生じ得る状態遷移と、そのような各状態遷移が生じる時の記録データ値ａ〔ｊ＋１〕および再生信号値ｃ〔ｊ＋１〕との対応を求めることができる。
【００６７】
上述したようにして、各状態について、それらを起点として生じ得る状態遷移と、各状態遷移が生じる時の記録データの値および再生信号の値との対応を求め、図の形式に表したものが図６である。上述の時点ｊおよびｊ＋１は、特別の時点ではない。従って、上述したようにして求まる、生じ得る状態遷移とそれらに伴う記録データの値および再生信号の値との対応は、任意の時点において適用することができる。このため、図６においては、任意の時点ｋにおいて生じる状態遷移に伴う記録データの値をａ〔ｋ〕と表記し、再生信号の値をｃ〔ｋ〕と表記する。
【００６８】
図６において、状態遷移は、矢印によって表される。また、各矢印に付した符号が〔記録データ値ａ〔ｋ〕／再生信号値ｃ〔ｋ〕〕を示している。状態Ｓ０００，Ｓ００１，Ｓ１１１およびＳ１１０を起点とする状態遷移は、２通り有るのに対して、状態Ｓ０１１およびＳ１００を起点として生じ得る遷移は１通りのみである。
【００６９】
さらに、図６においてＳ０００とＳ００１は、何れもａ〔ｋ〕＝１に対しては、ｃ〔ｋ〕＝−Ａという値を取り、Ｓ１００に遷移している。一方、ａ〔ｋ〕＝０に対しては、ｃ〔ｋ〕＝−Ａ−Ｂという値を取り、Ｓ０００に遷移している。また、Ｓ１１１とＳ１１０も同様に、同じａ〔ｋ＋１〕の値について同じｃ〔ｋ＋１〕の値を取り、且つ、同じ状態に遷移している。従って、Ｓ０００とＳ００１をまとめてＳ０と表現し、Ｓ１１１とＳ１１０をまとめてＳ２と表現することができる。さらに、Ｓ０１１をＳ３とし、Ｓ１００をＳ１と表現することにして、整理したものが図７である。
【００７０】
上述したように、図７が４値４状態ビタビ復号方法に用いられる状態遷移図である。図７中には、Ｓ０〜Ｓ３の４個の状態、および再生信号ｃ〔ｋ＋１〕の値としての−Ａ−Ｂ，−Ａ，Ａ，Ａ＋Ｂの４個の値が示されている。状態Ｓ０およびＳ２を起点とする状態遷移は、２通り有るのに対して、状態Ｓ１およびＳ３を起点とする状態遷移は、１通りのみである。
【００７１】
一方、状態遷移を時間に沿って表現する形式として、図８に示すようなトレリス線図が用いられる。図８では、２個の時点間の遷移を示しているが、さらに多数の時点間の遷移を示すこともできる。時間経過に伴い、順次右の時点に遷移していく様子が表現される。従って、水平な矢印は、例えばＳ０→Ｓ０等の同じ状態への遷移を表し、斜めの矢印は、例えばＳ１→Ｓ２等の異なる状態への遷移を表すことになる。
【００７２】
上述したビタビ復号方法のステップ▲３▼、すなわち図７に示した状態遷移図を前提として、ノイズを含む実際の再生信号ｚ〔ｋ〕から最尤な状態遷移を選択する方法について以下に説明する。
【００７３】
最尤な状態遷移を選択するためには、まず、ある時点ｋにおける状態について、その状態に至る過程において経由してきた複数時点間の状態遷移の尤度の和を計算し、さらに、計算された尤度の和を比較して、最尤の復号系列を選択することが必要である。このような尤度の和をパスメトリックと称する。
【００７４】
パスメトリックを計算するためには、まず、隣接する時点間の状態遷移の尤度を計算することが必要となる。このような尤度の計算は、上述の状態遷移図を参照して、再生信号ｚ〔ｋ〕の値に基づいて以下のようになされる。まず、一般的な説明として、時点ｋ−１において、状態Ｓａである場合について考える。この時、ビタビ復号器３１に再生信号ｚ〔ｋ〕が入力された場合に、状態Ｓｂへの状態遷移が生じる尤度が次式に従って計算される。但し、状態Ｓａおよび状態Ｓｂは、図７の状態遷移図に記載されている４個の状態の何れかとする。
【００７５】
（ｚ〔ｋ〕−ｃ（Ｓａ，Ｓｂ））2 （１２）
上式において、ｃ（Ｓａ，Ｓｂ）は、状態Ｓａから状態Ｓｂへの状態遷移について、図７の状態遷移図に記載されている再生信号の値である。すなわち、上述の図７において、例えば状態遷移Ｓ０→Ｓ１について、−Ａと算出されている値である。従って、式（１２）は、ノイズを含む実際の再生信号ｚ〔ｋ〕の値と、ノイズを考慮せずに計算された再生信号ｃ（Ｓａ，Ｓｂ）の値の間のユークリッド距離となる。ある時点におけるパスメトリックは、その時点に至るまでのこのような隣接時点間の状態遷移の尤度の総和として定義される。
【００７６】
ところで、時点ｋにおいて状態Ｓａである場合を考える。この場合に、時点ｋ−１において状態Ｓａに遷移し得る状態をＳｐとすれば、パスメトリックＬ（Ｓａ，ｋ）は、時点ｋ−１におけるパスメトリックを用いて次式のように計算される。
【００７７】
Ｌ（Ｓａ，ｋ）
＝Ｌ（Ｓｐ，ｋ−１）＋（ｚ〔ｋ〕−ｃ（Ｓｐ，Ｓａ））2 （１３）
すなわち、時点ｋ−１において状態Ｓｐに至った場合のパスメトリックＬ（Ｓｐ，ｋ−１）と、時点ｋ−１と時点ｋの間で生じるＳｐ→Ｓａなる状態遷移の尤度（ｚ〔ｋ〕−ｃ（Ｓｐ，Ｓａ））2 とを加算することによって、パスメトリックＬ（Ｓａ，ｋ）が計算される。この（ｚ〔ｋ〕−ｃ（Ｓｐ，Ｓａ））2 のような、最新の状態遷移の尤度は、ブランチメトリックと称される。但し、ここでのブランチメトリックは、後述するビタビ復号器１３中のブランチメトリック計算回路（ＢＭＣ）２０によって計算されるブランチメトリック、すなわち、規格化メトリックに対応するブランチメトリックとは、別のものであることに注意が必要である。
【００７８】
また、時点ｋにおいて状態Ｓａである場合に、時点ｋ−１において状態Ｓａに遷移し得る状態が複数個存在することがある。図７においては、状態Ｓ０およびＳ２がこのような場合である。すなわち時点ｋにおいて状態Ｓ０である場合に、時点ｋ−１において状態Ｓ０に遷移し得る状態は、Ｓ０とＳ３の２個である。また、時点ｋにおいて状態Ｓ２である場合に、時点ｋ−１において状態Ｓ２に遷移し得る状態は、Ｓ１とＳ２の２個である。一般的な説明として、時点ｋにおいて状態Ｓａであり、且つ、時点ｋ−１において状態Ｓａに遷移し得る状態がＳｐおよびＳｑの２個である場合に、パスメトリックＬ（Ｓａ，ｋ）は、次式のように計算される。
【００７９】
すなわち、時点ｋ−１において状態Ｓｐであり、Ｓｐ→Ｓａなる状態遷移によって状態Ｓａに至った場合と、時点ｋ−１において状態Ｓｑであり、Ｓｑ→Ｓａなる状態遷移によって状態Ｓａに至った場合の各々について、尤度の和を計算する。そして、各々の計算値を比較し、より小さい値を時点ｋにおける状態Ｓａに関するパスメトリックＬ（Ｓａ，ｋ）とする。
【００８０】
このようなパスメトリックの計算を、図７を用いて上述した４値４状態について具体的に適用すると、時点ｋにおける各状態Ｓ０，Ｓ１，Ｓ２およびＳ３についてのパスメトリックＬ（０，ｋ），Ｌ（１，ｋ），Ｌ（２，ｋ）およびＬ（３，ｋ）は、時点ｋ−１における各状態Ｓ０〜Ｓ３についてのパスメトリックＬ（０，ｋ−１）〜Ｌ（３，ｋ−１）を用いて以下のように計算できる。
【００８１】
上述したように、このようにして計算されるパスメトリックの値を比較して、最尤な状態遷移が選択されれば良い。ところで、最尤な状態遷移を選択するためには、パスメトリックの値そのものを計算しなくても、パスメトリックの値の比較ができれば良い。そこで、実際の４値４状態ビタビ復号方法においては、パスメトリックの代わりに以下に定義するような規格化パスメトリックを用いることにより、各時点ｋにおけるｚ〔ｋ〕に基づく計算を容易なものとするようになされる。
【００８２】
ｍ（ｉ，ｋ）
＝〔Ｌ（ｉ，ｋ）−ｚ〔ｋ〕2 −（Ａ＋Ｂ）2 〕／２／（Ａ＋Ｂ）（１９）
式（１９）をＳ０〜Ｓ３の各状態に適用すると、具体的な規格化パスメトリックは、以下のように２乗計算を含まないものとなる。このため、後述する、加算、比較、選択回路（ＡＣＳ）２１における計算を容易なものとすることができる。
【００８３】
但し、式（２０）〜（２３）中のαおよびβは、以下のようなものである。
【００８４】
α＝Ａ／（Ａ＋Ｂ） （２４）
β＝Ｂ×（Ｂ＋２×Ａ）／２／（Ａ＋Ｂ） （２５）
このような規格化パスメトリックに基づく４値４状態ビタビ復号方法における状態遷移の条件について図９に示す。上述の４個の規格化パスメトリックの内に、２個から１個を選択する式が２つあるので、２×２＝４通りの条件がある。
【００８５】
〔４値４状態ビタビ復号器の概要〕
上述した４値４状態ビタビ復号方法を実現するビタビ復号器１３について以下に説明する。図１０にビタビ復号器１３の全体構成を示す。ビタビ復号器１３は、ブランチメトリック計算回路（以下、ＢＭＣと表記する）２０、加算、比較および選択回路（以下、ＡＣＳと表記する）２１、圧縮およびラッチ回路２２およびパスメモリユニット（以下、ＰＭＵと表記する）２３から構成される。これらの各構成要素に対して上述のリードクロックＤＣＫ（以下の説明においては、単にクロックと表記する）が供給されることにより、ビタビ復号器１３全体の動作タイミングが合わされる。以下、各構成要素について説明する。
【００８６】
ＢＭＣ２０は、入力される再生信号ｚ〔ｋ〕に基づいて、規格化パスメトリックに対応するブランチメトリックの値ＢＭ０，ＢＭ１，ＢＭ２およびＢＭ３を計算する。ＢＭ０〜ＢＭ３は、上述の式（２０）〜（２３）の規格化パスメトリックを計算するために必要とされる、以下のようなものである。
【００８７】
ＢＭ０＝ｚ（ｋ） （２６）
ＢＭ１＝α×ｚ〔ｋ〕−β （２７）
ＢＭ２＝−ｚ（ｋ） （２８）
ＢＭ３＝−α×ｚ〔ｋ〕−β （２９）
この計算に必要なαおよびβは、上述の式（２４）および（２５）に従ってＢＭＣ２０によって計算される基準値である。かかる計算は、例えば再生信号ｚ〔ｋ〕に基づくエンベロープ検出等の方法で検出され、ＢＭＣ２０に供給される識別点−Ａ−Ｂ，−Ａ，ＡおよびＡ＋Ｂの値に基づいてなされる。
【００８８】
ＢＭ０〜ＢＭ３の値は、ＡＣＳ２１に供給される。一方、ＡＣＳ２１は、後述するような圧縮およびラッチ回路２２から、１クロック前の規格化パスメトリックの値（但し、後述するように圧縮のなされたもの）Ｍ０，Ｍ１，Ｍ２およびＭ３を供給される。そして、Ｍ０〜Ｍ３と、ＢＭ０〜ＢＭ３とを加算して、後述するようにして、最新の規格化パスメトリックの値Ｌ０，Ｌ１，Ｌ２およびＬ３を計算する。Ｍ０〜Ｍ３が圧縮のなされたものであるため、Ｌ０〜Ｌ３を計算する際のオーバーフローを避けることができる。
【００８９】
さらに、ＡＣＳ２１は、最新の規格化パスメトリックの値Ｌ０〜Ｌ３に基づいて、後述するように、最尤な状態遷移を選択し、また、選択結果に対応して、パスメモリ２３に供給される選択信号ＳＥＬ０およびＳＥＬ２を'High'または'Low' とする。
【００９０】
また、ＡＣＳ２１は、Ｌ０〜Ｌ３を圧縮およびラッチ回路２２に供給する。圧縮およびラッチ回路２２は、供給されるＬ０〜Ｌ３を圧縮した後にラッチする。その後、１クロック前の規格化パスメトリックＭ０〜Ｍ３としてＡＣＳ２１に供給する。
【００９１】
この際の圧縮の方法としては、例えば以下に示すように、最新の規格化パスメトリックＬ０〜Ｌ３から、そのうちの１個、例えばＬ０を一律に差し引く等の方法が用いられる。
【００９２】
Ｍ０＝Ｌ０−Ｌ０ （３０）
Ｍ１＝Ｌ１−Ｌ０ （３１）
Ｍ２＝Ｌ２−Ｌ０ （３２）
Ｍ３＝Ｌ３−Ｌ０ （３３）
この結果として、Ｍ０が常に０の値をとることになるが、以下の説明においては、一般性を損なわないために、このままＭ０と表記する。式（３０）〜（３３）によって計算されるＭ０〜Ｍ３の値の差は、Ｌ０〜Ｌ３の値の差と等しいものとなる。上述したように、最尤な状態遷移の選択においては、規格化パスメトリック間の値の差のみが問題となる。従って、このような圧縮方法は、最尤な状態遷移の選択結果に影響せずに規格化パスメトリックの値を圧縮し、オーバーフローを防止する方法として有効である。このように、ＡＣＳ２１と圧縮およびラッチ回路２２は、規格化パスメトリックの計算に関するループを構成する。
【００９３】
上述のＡＣＳ２１について、図１１を参照してより詳細に説明する。ＡＣＳ２１は、６個の加算器５１、５２、５３、５４、５６、５８および２個の比較器５５、５７から構成される。一方、上述したようにＡＣＳ２１には、１クロック前の圧縮された規格化パスメトリックの値Ｍ０〜Ｍ３および規格化パスメトリックに対応するブランチメトリックの値ＢＭ０〜ＢＭ３が供給される。
【００９４】
加算器５１には、Ｍ０およびＢＭ０が供給される。加算器５１は、これらを加算して以下のようなＬ００を算出する。
【００９５】
Ｌ００＝Ｍ０＋ＢＭ０ （３４）
上述したように、Ｍ０は、時点ｋ−１において状態Ｓ０に至った場合に、経由してきた状態遷移の総和に対応する圧縮された規格化パスメトリックである。また、ＢＭ０は、時点ｋにおいて入力される再生信号ｚ〔ｋ〕に基づいて上述の（２６）式に従って計算されるもの、すなわちｚ〔ｋ〕の値そのものである。従って、式（３４）の値は、上述したような圧縮の作用の下に、上述の式（２０）中のｍ（０，ｋ−１）＋ｚ〔ｋ〕の値を計算したものとなる。すなわち、時点ｋ−１において状態Ｓ０であり、時点ｋにおける状態遷移Ｓ０→Ｓ０によって最終的に状態遷移Ｓ０に至った場合に対応する計算値である。
【００９６】
一方、加算器５２には、Ｍ３およびＢＭ１が供給される。加算器５１は、これらを加算して以下のようなＬ３０を算出する。
【００９７】
Ｌ３０＝Ｍ３＋ＢＭ１ （３５）
上述したように、Ｍ３は、時点ｋ−１において状態Ｓ３に至った場合に、経由してきた状態遷移の総和に対応する、圧縮された規格化パスメトリックである。また、ＢＭ１は、時点ｋにおいて入力される再生信号ｚ〔ｋ〕に基づいて上述の（２７）式に従って計算されるもの、すなわちα×ｚ〔ｋ〕−βである。従って、式（３５）の値は、上述したような圧縮の作用の下に、上述の式（２０）中のｍ（３，ｋ−１）＋α×ｚ〔ｋ〕−βの値を計算したものとなる。すなわち、時点ｋ−１において状態Ｓ３であり、時点ｋにおける状態遷移Ｓ３→Ｓ０によって最終的に状態遷移Ｓ０に至った場合に対応する計算値である。
【００９８】
上述のＬ００およびＬ３０は、比較器５５に供給される。比較器５５は、Ｌ００およびＬ３０の値を比較し、小さい方を最新の規格化パスメトリックＬ０とすると供に、選択結果に応じて、上述したように選択信号ＳＥＬ０の極性を切替える。このような構成は、式（２０）において、最小値が選択されることに対応するものである。すなわち、Ｌ００＜Ｌ３０の場合（この時は、Ｓ０→Ｓ０が選択される）に、Ｌ００をＬ０として出力し、且つ、ＳＥＬ０を例えば、'Low' とする。また、Ｌ３０＜Ｌ００の場合（この時は、Ｓ３→Ｓ０が選択される）には、Ｌ３０をＬ０として出力し、且つ、ＳＥＬ０を例えば'High'とする。ＳＥＬ０は、後述するように、状態Ｓ０に対応するＡ型パスメモリ２４に供給される。
【００９９】
このように、加算器５１、５２および比較器５５は、上述の式（２０）に対応して、Ｓ０→Ｓ０とＳ３→Ｓ０の内から、時点ｋにおける状態遷移として最尤なものを選択する動作を行う。そして、選択結果に応じて、最新の規格化パスメトリックＬ０および選択信号ＳＥＬ０を出力する。
【０１００】
また、加算器５６には、Ｍ０およびＢＭ１が供給される。加算器５１は、これらを加算して以下のようなＬ１を算出する。
【０１０１】
Ｌ１＝Ｍ０＋ＢＭ１ （３６）
上述したように、Ｍ０は、時点ｋ−１において状態Ｓ０に至った場合に、経由してきた状態遷移の総和に対応する圧縮された規格化パスメトリックである。また、ＢＭ１は、時点ｋにおいて入力される再生信号ｚ〔ｋ〕に基づいて上述の（２７）式に従って計算されるもの、すなわちα×ｚ〔ｋ〕−βである。従って、式（３６）の値は、上述したような圧縮の作用の下に、上述の式（２１）の右辺ｍ（０，ｋ−１）＋α×ｚ〔ｋ〕−βの値を計算したものとなる。
【０１０２】
すなわち、時点ｋ−１において状態Ｓ０であり、時点ｋにおける状態遷移Ｓ０→Ｓ１によって最終的に状態遷移Ｓ１に至った場合に対応する計算値である。式（２１）が値の選択を行わないことに対応して、加算器５６の出力がそのまま最新の規格化パスメトリックＬ１とされる。
【０１０３】
加算器５３には、Ｍ２およびＢＭ２が供給される。加算器５３は、これらを加算して以下のようなＬ２２を算出する。
【０１０４】
Ｌ２２＝Ｍ２＋ＢＭ２ （３７）
上述したように、Ｍ２は、時点ｋ−１において状態Ｓ２に至った場合に、経由してきた状態遷移の総和に対応する圧縮された規格化パスメトリックである。また、ＢＭ０は、時点ｋにおいて入力される再生信号ｚ〔ｋ〕に基づいて上述の（２８）式に従って計算されるもの、すなわち−ｚ〔ｋ〕である。従って、式（３７）の値は、上述したような圧縮の作用の下に、上述の式（２２）中のｍ（２，ｋ−１）−ｚ〔ｋ〕の値を計算したものとなる。すなわち、時点ｋ−１において状態Ｓ２であり、時点ｋにおける状態遷移Ｓ２→Ｓ２によって最終的に状態遷移Ｓ２に至った場合に対応する計算値である。
【０１０５】
一方、加算器５４には、Ｍ１およびＢＭ３が供給される。加算器５３は、これらを加算して以下のようなＬ１２を算出する。
【０１０６】
Ｌ１２＝Ｍ１＋ＢＭ３ （３８）
上述したように、Ｍ１は、時点ｋ−１において状態Ｓ１に至った場合に、経由してきた状態遷移の総和に対応する圧縮された規格化パスメトリックである。また、ＢＭ３は、時点ｋにおいて入力される再生信号ｚ〔ｋ〕に基づいて上述の（２９）式に従って計算されるもの、すなわち−α×ｚ〔ｋ〕−β である。従って、式（３８）の値は、上述したような圧縮の作用の下に、上述の式（２２）中のｍ（１，ｋ−１）−α×ｚ〔ｋ〕−βの値を計算したものとなる。すなわち、時点ｋ−１において状態Ｓ１であり、時点ｋにおける状態遷移Ｓ１→Ｓ２によって最終的に状態遷移Ｓ２に至った場合に対応する計算値である。
【０１０７】
上述のＬ２２およびＬ１２は、比較器５７に供給される。比較器５７は、Ｌ２２およびＬ１２の値を比較し、小さい方を最新の規格化パスメトリックＬ２とすると共に、選択結果に応じて、上述したように選択信号ＳＥＬ２の極性を切替える。このような構成は、式（２２）において、最小値が選択されることに対応するものである。
【０１０８】
すなわち、Ｌ２２＜Ｌ１２の場合（この時は、Ｓ２→Ｓ２が選択される）に、Ｌ２２をＬ２として出力し、且つ、ＳＥＬ２を例えば、'Low' とする。また、Ｌ１２＜Ｌ２２の場合（この時は、Ｓ１→Ｓ２が選択される）には、Ｌ１２をＬ２として出力し、且つ、ＳＥＬ２を例えば'High'とする。ＳＥＬ２は、後述するように、状態Ｓ２に対応するＡ型パスメモリ２６に供給される。
【０１０９】
このように、加算器５３、５４および比較器５７は、上述の式（２２）に対応して、Ｓ１→Ｓ２とＳ２→Ｓ２の内から、時点ｋにおける状態遷移として最尤なものを選択する。そして、選択結果に応じて、最新の規格化パスメトリックＬ２および選択信号ＳＥＬ２を出力する。
【０１１０】
また、加算器５８には、Ｍ２およびＢＭ３が供給される。加算器５８は、これらを加算して以下のようなＬ３を算出する。
【０１１１】
Ｌ３＝Ｍ２＋ＢＭ３ （３９）
上述したように、Ｍ２は、時点ｋ−１において状態Ｓ２に至った場合に、経由してきた状態遷移の総和に対応する圧縮された規格化パスメトリックである。また、ＢＭ３は、時点ｋにおいて入力される再生信号ｚ〔ｋ〕に基づいて上述の（２９）式に従って計算されるもの、すなわち−α×ｚ〔ｋ〕−βである。従って、式（３９）の値は、上述したような圧縮の作用の下に、上述の式（２３）の右辺ｍ（２，ｋ−１）＋α×ｚ〔ｋ〕−βの値を計算したものとなる。
【０１１２】
すなわち、時点ｋ−１において状態Ｓ０であり、時点ｋにおける状態遷移Ｓ２→Ｓ３によって最終的に状態遷移Ｓ３に至った場合に対応する計算値である。式（２３）が値の選択を行わないことに対応して、加算器５８の出力がそのまま最新の規格化パスメトリックＬ３とされる。
【０１１３】
上述したようにして, ＡＣＳ２１が出力するＳＥＬ０およびＳＥＬ２に従って、パスメモリユニット（以下、ＰＭＵと表記する）２３が動作することによって、記録データａ〔ｋ〕に対する最尤復号系列としての復号データａ’〔ｋ〕が生成される。ＰＭＵ２３は、図７に示した４個の状態間の状態遷移に対応するために、２個のＡ型パスメモリおよび２個のＢ型パスメモリから構成される。
【０１１４】
Ａ型パスメモリは、その状態に至る遷移として２つの遷移（すなわち、自分自身からの遷移と、他の１個の状態からの遷移）を有し、且つ、その状態を起点とする２つの遷移（すなわち、自分自身に至る遷移と他の１個の状態に至る遷移）を有する状態に対応するための構成とされる。従って、Ａ型パスメモリは、図７に示した４個の状態の内、Ｓ０およびＳ２に対応するものである。
【０１１５】
一方、Ｂ型パスメモリは、その状態に至る遷移が１つのみであり、且つ、その状態を起点とする遷移が１つのみである状態に対応するための構成とされる。従って、Ｂ型パスメモリは、図７に示した４個の状態の内、Ｓ１およびＳ３に対応するものである。
【０１１６】
これら２個のＡ型パスメモリおよび２個のＢ型パスメモリが図７に示した状態遷移図に従う動作を行うために、ＰＭＵ２３において、図１０に示すような復号データの受渡しがなされるように構成される。すなわち、Ａ型パスメモリ２４がＳ０に対応し、Ａ型パスメモリ２６がＳ２に対応する。また、Ｂ型パスメモリ２５がＳ１に対応し、また、Ｂ型パスメモリ２７がＳ３に対応する。
【０１１７】
このように構成すれば、Ｓ０を起点として生じ得る状態遷移がＳ０→Ｓ０およびＳ０→Ｓ１であり、Ｓ２を起点として生じ得る状態遷移がＳ２→Ｓ２およびＳ２→Ｓ３であることに合致する。また、Ｓ１を起点として生じ得る状態遷移がＳ１→Ｓ２のみであり、Ｓ３を起点として生じ得る状態遷移がＳ３→Ｓ０のみであることにも合致する。
【０１１８】
Ａ型パスメモリ２４について、その詳細な構成を図１２に示す。Ａ型パスメモリ２４は、パスメモリ長に対応する個数のフリップフロップとセレクタを、交互に接続したものである。図１０には、１４ビットのデコードデータ長に対応する構成を示した。すなわち、１４個のセレクタ３１1 〜３１14および１５個のフリップフロップ３０0 〜３０14を有するものである。セレクタ３１1 〜３１14は、何れも２個のデータを受取り、その内の１個を選択的に後段に供給するものである。また、フリップフロップ３０0 〜３０14にクロックが供給されることにより、Ａ型パスメモリ２４全体の動作タイミングが合わされる。
【０１１９】
図７を用いて上述したように、状態Ｓ０に至る遷移は、Ｓ０→Ｓ０すなわち自分自身から継承する遷移、およびＳ３→Ｓ０である。このような状況に対応する構成として、各セレクタは、前段のフリップフロップから供給されるデータすなわちＳ０→Ｓ０に対応する復号データと、状態Ｓ３に対応するＢ型パスメモリ２７から供給されるデータすなわちＳ３→Ｓ０に対応する復号データＰＭ３とを受取る。
【０１２０】
さらに、各セレクタは、ＡＣＳ２１からＳＥＬ０を供給される。そして、ＳＥＬ０の極性に応じて、供給される２個の復号データの内の一方を後段のフリップフロップに供給する。また、このようにして後段のフリップフロップに供給される復号データは、状態Ｓ１に対応するＢ型パスメモリ２５にもＰＭ０として供給される。
【０１２１】
すなわち、例えばセレクタ３１14は、前段のフリップフロップ３０13から供給されるデータと、Ｂ型パスメモリ２７から供給される１４ビットからなるＰＭ３の１４番目のビット位置のデータとを受取る。そして、これら２個のデータの内から以下のようにして選択したデータを、後段のフリップフロップ３０14に供給する。上述したようにＳＥＬ０は、選択結果に応じて、'Low' または'High'とされる。
【０１２２】
ＳＥＬ０が例えば'Low' の時は、前段のフリップフロップ３０13からのデータが選択されるようになされる。また、ＳＥＬ０が例えば'High'の時は、ＰＭ３の１４番目のビット位置のデータが選択されるようになされる。選択されたデータは、後段のフリップフロップ３０14に供給され、また、ＰＭ０の１４番目のビット位置のデータとして、状態Ｓ１に対応するＢ型パスメモリ２５に供給される。
【０１２３】
Ａ型パスメモリ２４中の他のセレクタ３１1 〜３１13においても、ＳＥＬ０の極性に応じて、同様な動作が行われる。従って、Ａ型パスメモリ２４全体としては、ＳＥＬ０が例えば'Low' の時は、Ａ型パスメモリ２４中で、各々のフリップフロップがその前段に位置するフリップフロップのデータを継承するシリアルシフトを行う。また、ＳＥＬ０が例えば'High'の時は、Ｂ型パスメモリ２７から供給される１４ビットからなる復号データＰＭ３を継承するパラレルロードを行う。何れの場合にも、継承される復号データは、Ｂ型パスメモリ２５に１４ビットの復号データＰＭ０として供給される。
【０１２４】
また、最初の処理段となるフリップフロップ３０0 には、クロックに同期して常に'0' が入力される。かかる動作は、Ｓ０に至る状態遷移Ｓ０→Ｓ０とＳ２→Ｓ０の何れにおいても、図７に示すように、復号データが'0' なので、最新の復号データは、常に'0' となることに対応している。
【０１２５】
上述したように、Ｓ２に対応するＡ型パスメモリ２６についても、構成自体は、Ａ型パスメモリ２４と全く同様である。但し、ＡＣＳ２１から入力される選択信号は、ＳＥＬ２である。また、図６に示すように状態Ｓ２に至る遷移としては、Ｓ２→Ｓ２すなわち自分自身から継承する遷移と、Ｓ１→Ｓ２とがある。このため、状態Ｓ１に対応するＢ型パスメモリ２５からＰＭ１を供給される。さらに、状態Ｓ２を起点として生じ得る状態がＳ２すなわち自分自身と、Ｓ３であることに対応して、状態Ｓ３に対応するＢ型パスメモリ２７にＰＭ２を供給する。
【０１２６】
また、Ｓ２に対応するＡ型パスメモリ２６においても、最初の処理段となるフリップフロップには、クロックに同期して常に'0' が入力される。かかる動作は、Ｓ２に至る状態遷移Ｓ２→Ｓ２とＳ１→Ｓ０の何れにおいても、図７に示すように、復号データが'0' なので、最新の復号データは、常に'0' となることに対応している。
【０１２７】
他方、Ｂ型パスメモリ２５について、その詳細な構成を図１３に示す。Ｂ型パスメモリ２５は、パスメモリ長に対応する個数のフリップフロップを接続したものである。図１３には、１４ビットのデコードデータ長に対応する構成を示した。すなわち、１５個のフリップフロップ３２0 〜３２14を有するものである。フリップフロップ３２0 〜３２14にクロックが供給されることにより、Ｂ型パスメモリ２５全体の動作タイミングが合わされる。
【０１２８】
各フリップフロップ３２1 〜３２14には、状態Ｓ０に対応するＡ型パスメモリ２４から、１４ビットの復号データがＰＭ０として供給される。例えば、フリップフロップ３２1 には、ＰＭ０の１ビット目が供給される。各フリップフロップ３２1 〜３２14は、供給された値を１クロックの間保持する。そして、状態Ｓ２に対応するＡ型パスメモリ２６に、１４ビットの復号データＰＭ１として出力する。例えば、フリップフロップ３２1 は、ＰＭ１の２ビット目を出力する。
【０１２９】
Ｂ型パスメモリ２５中の他のセレクタ３２1 〜３２13においても、同様な動作が行われる。従って、Ｂ型パスメモリ２５全体としては、Ａ型パスメモリ２４から供給される１４ビットからなる復号データＰＭ０を受取り、またＡ型パスメモリ２６に１４ビットからなる復号データＰＭ１を供給する。
【０１３０】
また、フリップフロップ３２0 には、クロックに同期して常に'1' が入力される。かかる動作は、図７に示したように、最新の状態遷移がＳ０→Ｓ１である場合に復号データが'1' であることに対応している。
【０１３１】
また、上述のように、状態Ｓ３に対応するＢ型パスメモリ２７についても、Ｂ型パスメモリ２５と全く同様な構成とされる。但し、図７に示すように状態Ｓ３に至る遷移は、Ｓ２→Ｓ３なので、状態Ｓ２に対応するＡ型パスメモリ２６からＰＭ２を供給される。さらに、状態Ｓ３を起点として生じ得る状態がＳ０であることに対応して、状態Ｓ０に対応するＡ型パスメモリ２４にＰＭ３を供給するようになされる。Ｂ型パスメモリ２７においても、最初の処理段となるフリップフロップには、クロックに同期して常に'1' が入力される。かかる動作は、図７に示したように、最新の状態遷移がＳ２→Ｓ３である場合に復号データが'1' であることに対応している。
【０１３２】
上述したようにして、ＰＭＵ２３中の４個のパスメモリは、各々復号データを生成する。このようにして生成される４個の復号データは、常に正確なビタビ復号動作がなされる場合には、互いに一致することになる。ところで、実際のビタビ復号動作においては、４個の復号データに不一致が生じることも起こり得る。このような不一致は、再生信号に含まれるノイズの影響等により、上述の識別点ＡおよびＢを検出する際に誤差が生じる等の要因により、ビタビ復号動作が不正確なものとなることによって生じる。
【０１３３】
一般に、このような不一致が生じる確率は、再生信号の品質に対応してパスメモリの処理段数を充分に大きく設定することによって減少させることができる。すなわち、再生信号のＣ／Ｎ等の品質が良い場合には、パスメモリの処理段数が比較的小さくても復号データ間の不一致が生じる確率は小さい。これに対して、再生信号の品質が良くない場合には、上述の不一致が生じる確率を小さくするためには、パスメモリの処理段数を大きくする必要がある。
【０１３４】
再生信号の品質に対してパスメモリの処理段数が比較的小さくて、復号データ間の不一致が生じる確率を充分に低くすることができない場合には、４個の復号データから、例えば多数決等の方法によって、より的確なものを選択するような、図示しない構成がＰＭＵ２３中の４個のパスメモリの後段に設けられる。
【０１３５】
〔４値４状態ビタビ復号方法以外のビタビ復号方法〕
上述した４値４状態ビタビ復号方法は、波形等化部１１において用いられる波形等化特性がＰＲ（１，２，１）であり、且つ、記録データとしてＲＬＬ（１，７）符号が採用される場合に用いられる。例えば、ＩＳＯで標準化が進められている記録線密度０．４０μｍ，レーザ波長６８５ｎｍ，ＮＡ＝０．５５の場合には、波形等化特性をＰＲ（１，２，１）とし、４値４状態ビタビ復号方法を用いることが最適となる。他方、波形等化特性または記録データを生成するための符号化方法に応じて、他の種類のビタビ復号方法が用いられることもある。
【０１３６】
例えば、波形等化特性がＰＲ（１，１）であり、且つ、記録データとしてＲＬＬ（１，７）符号が用いられる場合には、３値４状態ビタビ復号方法が用いられる。また、波形等化特性がＰＲ（１，３，３，１）であり、且つ、記録データとしてＲＬＬ（１，７）符号が用いられる場合には、７値６状態ビタビ復号方法が用いられる。このようなビタビ復号方法の内、何れを用いるかを選択するための要素の１つとなる波形等化特性は、再生信号上の符号間干渉に適合する程度が良いものが採用される。従って、上述したように、線記録密度およびＭＴＦを考慮して最適なものとされる。
【０１３７】
また、波形等化特性の理論値からのずれ、および再生信号の振幅変動、非対称歪等によって、識別点の値が理論と異なる場合もある。このような場合を考慮して、ビタビ復号方法を修正して用いることも行われる。例えば４値４状態ビタビ復号方法において、波形等化特性を正確にＰＲ（１，２，１）とすることは困難である点を考慮して、後述するように６個の識別点を前提とした６値４状態ビタビ復号方法が用いられることもある。
【０１３８】
上述した光磁気ディスク装置の一例においては、セクタフォーマット上のＶＦＯフィールドに記録されている２Ｔパターンから再生される２Ｔ信号に基づいて、アナログ的に周波数引込みを行うことによってＰＬＬにロックを掛ける方法が用いられている。
【０１３９】
これに対して、この発明は、Ａ／Ｄ変換器によってサンプリングされる再生信号値のＭＳＢ（Most Significant Bit) に基づいて位相誤差を検出するＭＳＢ判定モードによって生成される位相誤差検出信号と、かかる位相誤差信号間の微分信号（すなわち各時点での位相誤差信号と１時点前の位相誤差信号との差として得られる信号）とに基づいて、ＰＬＬの周波数引込みを行うようにしたものである。
【０１４０】
この発明の理解を容易とするために、まず、ＭＳＢ判定モードについて説明する。図１４は、ＭＳＢ判定モードを用いる光磁気ディスク装置の再生系の構成の一例を示したブロック図である。光磁気ディスク６を再生するための光ピックアップ７からＡ／Ｄ変換器１２までの構成は、図１等を用いて上述した光磁気ディスク装置の一例と同様である。
【０１４１】
Ａ／Ｄ変換器１２がサンプリングする再生信号値ｚ〔ｋ〕に基づいて、ビタビ復号器１３０が復号データを生成し、コントローラ２に供給する。ビタビ復号器１３０は、図１中のビタビ復号器１３と同様なものでも良いし、状態遷移そのものを表現する状態データ（例えば４値４状態ビタビ復号方法においては、２ビットからなる状態データ値の系列）を生成し、状態データに基づいて、復号データの生成等の処理を行うものであっても良い。
【０１４２】
Ａ／Ｄ変換器１２の例えば６〜８ビット等のダイナミックレンジでの出力ｚ〔ｋ〕の内、ＭＳＢがタイミングジェネレータ１０１に供給される。ＭＳＢは、再生信号値ｚ〔ｋ〕の値がダイナミックレンジの半分以上／以下に応じて'1' ／'0' となる。
【０１４３】
タイミングジェネレータ１０１は、供給されるＭＳＢに基づいて、位相誤差検出タイミングを指令する所定の時間幅のサンプリングパルスＧP ，ＧQ ，ＧR およびＧS を生成し、位相誤差信号計算回路（以下、ＰＥＣと表記する）１０６に供給する。ＰＥＣ１０６は、サンプリングパルスＧP 〜ＧS に従ってシフトレジスタ１０７の出力，すなわち所定時間遅延させられた再生信号値から位相誤差信号の生成に必要なサンプリングを行い、サンプリング値に基づいてＭＳＢ判定モードによる位相誤差信号ＰＥMSB を生成する。このＰＥMSB がＤ／Ａ変換器１０８によってＤ／Ａ変換され、さらにフィルタ１０９によってノイズ除去等の処理が行われてから、ＶＣＯ１１０に供給される。
【０１４４】
以下、ＭＳＢ判定モードによる位相誤差検出タイミングについて説明する。そのために、まず、状態遷移図の表記法について説明する。
【０１４５】
例えば４値４状態ビタビ復号方法においては、４個の状態を２ビットで表現できるので、このような２ビットのデータを状態データ値として用いることができる。そこで、図７中のＳ０，Ｓ１，Ｓ２，Ｓ３を、それぞれ２ビットの状態データ値、００，０１，１１，１０を用いて表現することができる。そこで、以下の説明においては、図７中のＳ０，Ｓ１，Ｓ２，Ｓ３をそれぞれＳ００，Ｓ０１，Ｓ１１，Ｓ１０と表記することにし、４値４状態ビタビ復号方法の状態遷移図として、図７の代わりに図１５を用いる。
【０１４６】
また、以下の説明においては、波形等化特性として、上述のＰＲ（Ｂ，２Ａ，Ｂ）の代わりに、規格化されたものすなわちＰＲ（１，２，１）を前提とする。このため、識別点の値すなわちノイズを考慮しない計算によって求まる再生信号値ｃ〔ｋ〕は、図７中の−Ａ−Ｂ，−Ａ，Ａ，Ａ＋Ｂの代わりにそれぞれ０、１、３、４と表現される。図１５中のＰ，Ｑ，ＲおよびＳは、位相誤差検出タイミングを示しているが、これについては後述する。
【０１４７】
実際の再生信号値は、誤差を含むので、０、１、３、４付近の値をとる。０および１は、ダイナミックレンジの半分以下の大きさなので、再生信号値が０または１付近の値をとる時には、ＭＳＢが'0' となる。また、３および４は、ダイナミックレンジの半分以上の大きさなので、再生信号値が３または４付近の値をとる時にはＭＳＢが'1' となる。
【０１４８】
従って、再生信号値が１付近の値から３付近の値に変化する時、また、その反対に再生信号値が３付近の値から１付近の値に変化する時には、ＭＳＢのビット反転が生じる。ＭＳＢのビット反転を検出することによって再生ＲＦ信号の立ち上がり時点および立ち下がり時点を認識することができる。
【０１４９】
図１６を参照して具体的に説明する。図１６Ａは、再生ＲＦ信号の一例を示す。特に、サンプリング点には、黒丸を付した。図１６Ａ中には、ダイナミックレンジの半分を示す水平線、および再生ＲＦ信号から選択される状態遷移を、説明の参考のために付記した。
【０１５０】
図１５の状態遷移図から、時点ｊにおいて状態Ｓ００から状態Ｓ１１への遷移が生じた場合には、次の時点ｊ＋１において必ず状態Ｓ１１に遷移することがわかる。このような遷移に伴い、再生信号値は、Ｐ＝ｚ〔ｊ〕が１付近の値をとり、Ｑ＝ｚ〔ｊ＋１〕が３付近の値をとる。従って、時点ｊ＋１においてＭＳＢの反転が検出される。このため、ＭＳＢが反転した時点の１つ前の時点として、立ち上がり時点ｊを認識することができる。
【０１５１】
図１６は、再生ＲＦ信号と、位相誤差検出タイミングの一例を示すものである。図１６Ａにおいて、Ｐが立ち上がり時の再生信号値である。このＰの値は、ＭＳＢの反転が検出された時点の１つ前の時点のサンプリング値として、すなわち、図１６Ｃに示すサンプリングパルスＧP に従って、取込むことが可能である。
【０１５２】
さらに、Ｑが立ち上がり時の次の時点での再生信号値である。Ｑの値は、Ｐの値を取込んだ時点の次の時点での再生信号値として、すなわち、図１６Ｄに示すサンプリングパルスＧQ に従って取込むことが可能である。
【０１５３】
一方、図１５の状態遷移図において、時点ｊ’において状態Ｓ１１から状態Ｓ１０への遷移が生じた場合には、次の時点ｊ’＋１において必ず状態Ｓ００に遷移することがわかる。このような遷移に伴い、再生信号値は、Ｒ＝ｚ〔ｊ’〕が３付近の値をとり、Ｓ＝ｚ〔ｊ’＋１〕が１付近の値をとる。従って、時点ｊ’＋１においてＭＳＢの反転が検出される。このため、ＭＳＢが反転した時点の１つ前の時点として、立ち下がり時点ｊ’を認識することができる。
【０１５４】
図１６Ａにおいて、Ｒが立ち下がり時の再生信号値である。このＲの値は、ＭＳＢの反転が検出された時点の１つ前の時点のサンプリング値として、すなわち、図１６Ｅに示すサンプリングパルスＧR に従って取込むことが可能である。
【０１５５】
さらに、Ｓが立ち下がり時の次の時点の再生信号値である。このＳの値は、Ｒの値を取込んだ時点の次の時点での再生信号値として、すなわち、図１６Ｆに示すサンプリングパルスＧS に従って取込むことが可能である。
【０１５６】
以上のようにして取込まれるＰ、Ｑ，ＲおよびＳは、位相誤差が無い時には、以下のような値をとる。
【０１５７】
Ｐ：１付近
Ｑ：３付近
Ｒ：３付近
Ｓ：１付近
ＰおよびＳは、何れも１付近の値をとるので、位相誤差が無ければ、Ｐ＝Ｓとなるはずである。同様に、何れも３付近の値をとるＱおよびＲについても、位相誤差が無ければ、Ｑ＝Ｒとなるはずである。
【０１５８】
従って、ＰとＳの差およびＱとＲの差を用いて位相誤差の大きさを表すことができる。そこで、ＭＳＢ判定モードにおける位相誤差信号ＰＥMSB としては、以下のようなものを用いることができる。
【０１５９】
ＰＥMSB ＝（Ｐ−Ｓ）＋（Ｑ−Ｒ） （４０）
このようなＰＥMSB の値は、位相誤差が無い場合にはゼロとなる。ＭＳＢ判定モードにおいては、ＰＥMSB の値が常に計算されている。すなわち、サンプリングパルスが供給される毎にＰＥの値が更新される。Ｐ，Ｑ，ＲおよびＳの値をサンプリングし、サンプリング値に基づいてＰＥMSB の値を計算する構成が上述したタイミングジェネレータ１０１、ＰＥＣ１０６，シフトレジスタ１０７等である。
【０１６０】
ところで、以上のようなＭＳＢ判定モードにおいて、位相誤差信号には、周波数に関する情報が含まれない。このため、ＶＣＯ１１０の発振周波数が再生ＲＦ信号のクロックと異なる場合にも、位相誤差信号の積分信号、すなわち時間的な平均でみた位相誤差信号がゼロとなる場合がある。このような場合には、ＶＣＯ１１０の発振周波数が再生ＲＦ信号のクロックと異なった状況で、ＰＬＬがロックしてしまう。
【０１６１】
このような状況について、図１７を参照して説明する。図１７は、再生ＲＦ信号として２Ｔパターンを用いた場合に、ＭＳＢ判定モードにおいて位相誤差信号を検出する際に、クロックの周波数が異なる２つの場合を例示したものである。図１７Ａに示す波形と、図１７Ｂに示す波形とでは周波数が異なる。ところが、何れの波形についてもＡ−ＤおよびＢ−Ｃは等しくなり、その結果ＰＥMSB の値も等しくなる。
【０１６２】
このような場合に、ＰＥMSB の値が充分小さく、ＰＬＬがロックしたと見なされる時には、ＶＣＯ１１０が図１７Ａの波形を発振する場合もあるし、図１７Ｂの波形を発振する場合もあることになる。従って、間違った周波数、すなわち再生ＲＦ信号のクロック周波数と異なる周波数でＰＬＬがロックしてしまうおそれがある。
【０１６３】
ＰＬＬが間違った周波数でロックすることは、フォールスロック（False Lock）と称される。ＭＳＢ判定モードは、原理的にフォールスロックを生じる可能性を内在するモードである。このため、ＭＳＢ判定モードは、ＰＬＬの周波数引込みに用いることができない。
【０１６４】
フォールスロックを避けるためには、位相誤差信号の積分信号、すなわち時間平均で見た位相誤差信号が０にならないようにすれば良い。そこで、この発明の実施の一形態では、所定の条件を満たす場合に式（４０）によって計算されるＰＥMSB を位相誤差信号として後段に出力し、それ以外の場合には位相誤差信号を０とする方法を用いる。
【０１６５】
このような方法について具体的に説明する。まず、時点ｔにおけるＰＥMSB をＰＥMSB （ｔ）と表記する。さらに、各時点での微分信号をｄｉｆｆ（ｔ）と表記する。この時、ｄｉｆｆ（ｔ）は、次式に従って計算される。
【０１６６】
ｄｉｆｆ（ｔ）＝ＰＥMSB （ｔ）−ＰＥMSB （ｔ−１） （４１）
ＶＣＯ１１０の発振周波数が再生ＲＦ信号のクロック周波数と近くて、かつ、ＰＬＬが未だロックしていない時には、ＰＥMSB （ｔ）が図１８Ａのようになり、また、ｄｉｆｆ（ｔ）が図１８Ｂのようになる。
【０１６７】
フォールスロックを避ける一つの方法として、まず、ｄｉｆｆ（ｔ）とＰＥMSB （ｔ）の符号が一致した時のみ、ＰＥMSB （ｔ）を位相誤差信号として出力する方法がある。このように位相誤差信号の出力を制御することを、以下、ミュートする、と表記する。この場合の位相誤差信号をＰＥMute1 （ｔ）と表記する。ＰＥMute1 （ｔ）は、次式のように計算される。
【０１６８】
このようなＰＥMute1 （ｔ）を、図１８Ｄに示す。
【０１６９】
ところで、このような場合に、ＰＥMSB （ｔ）の傾きの絶対値、すなわちｄｉｆｆ（ｔ）の絶対値は、大きいものと小さいものの２種類が生じる。傾きの絶対値が小さい期間には、ＶＣＯ１１０の発振周波数と、再生ＲＦ信号のクロック周波数とが近づきつつある。また、傾きの絶対値が大きい期間には、ＶＣＯ１１０の発振周波数と、再生ＲＦ信号のクロック周波数とが離れつつある。
【０１７０】
離れつつある期間、すなわちｄｉｆｆ（ｔ）の絶対値が大きい期間に位相誤差信号をミュートすれば、ＶＣＯ１１０の発振周波数が再生ＲＦ信号のクロック周波数から離れる方向に行かないようにすることができる。
【０１７１】
そこで、ｄｉｆｆ（ｔ）の絶対値が所定値以上となる時には、さらに、ＰＥ
Mute1 （ｔ）をミュートすることにする。このようにして生成される位相誤差信号をＰＥMute2 （ｔ）と表記する。ＰＥMute2 （ｔ）は、次式に従って生成される。
【０１７２】
ここで、Ｔｈは、スレッショルドとして予め規定した値である。Ｔｈを適切に設定することにより、ＰＥMute2 （ｔ）に基づいて周波数引込みを行うことができる。
【０１７３】
ＰＥMute1 （ｔ）は、ＰＥMute2 （ｔ）において、スレッショルドＴｈの値が極めて大きい場合と考えることができるので、一般に、ＰＥMute2 （ｔ）を周波数引込みのための位相誤差信号と呼ぶことができる。ＰＥMute2 （ｔ）を改めてＰＥMute（ｔ）と表記すると、式（４２）および（４３）から、以下のようになることがわかる。
【０１７４】
ＰＥMute（ｔ）を位相誤差信号としてＰＬＬを構成するモードを、以下、ＭｕｔｅモードのＰＬＬと表記する。Ｍｕｔｅモードは、ＭＳＢ判定モードによる位相誤差信号ＰＥMSB （ｔ）の一部だけを位相誤差信号ＰＥMute（ｔ）としたものなので、ＭＳＢ判定モードの方がより正確に位相誤差情報を反映したものである。
【０１７５】
従って、ＰＬＬを安定してロックさせる方法として、ＰＬＬの周波数引込みを行うアクイジション時にのみＭｕｔｅモードを用い、周波数引込み後のトラッキング時には、ＭＳＢ判定モードに切替える制御を行うことが適切である。
【０１７６】
このような制御を実現する構成の一例について、図１９を参照して説明する。図１９において、図１４中の構成要素と同様なものには、同一の符号を付した。ＰＥＣ１９６は、図１４中のＰＥＣ１０６と同様にＭＳＢ判定モードによる位相誤差信号ＰＥMSB （ｔ）を生成し、それと共に、式（４１）に従って微分信号ｄｉｆｆ（ｔ）を生成する。
【０１７７】
ＰＥMSB （ｔ）およびｄｉｆｆ（ｔ）がＰＬＬモードブロック１９７に供給される。ＰＬＬモードブロック１９７は、ＰＥMSB （ｔ）およびｄｉｆｆ（ｔ）に基づいて、式（４４）に従ってＰＥMute（ｔ）を計算する。
【０１７８】
さらに、ＰＬＬモードブロック１９７には、コントローラ２からＰＬＬＧａｔｅ信号が供給される。ＰＬＬモードブロック１９７は、ＰＬＬＧａｔｅ信号の指令に従って、位相誤差信号として、ＰＥMSB （ｔ）をそのまま出力するか、ＰＥMute（ｔ）を出力するかを切替える。
【０１７９】
ＰＬＬモードブロック１９７が出力する位相誤差信号は、図１４を参照して上述した構成例と同様に、Ｄ／Ａ変換器１０８およびフィルタ１０９によって処理されて、ＶＣＯ１１０に供給される。
【０１８０】
ＰＥＣ１９６について、図２０を用いてより詳細に説明する。ＰＥＣ１９６は、４個のレジスタ３０１、３０２、３０３および３０４を有する。これら４個のレジスタ３０１〜３０４の後段には、演算部３０５が設けられる。また、演算部３０５の出力は、ＰＬＬモードブロック１９７に供給されると共に、微分信号生成部３０６に供給される。
【０１８１】
レジスタ３０１、３０２、３０３、３０４には、それぞれサンプリングパルスＧP , ＧQ , ＧR , ＧS が供給される。このようなサンプリングパルスＧP , ＧQ , ＧR , ＧS に従って、各レジスタ３０１、３０２、３０３、３０４は、それぞれＰ，Ｑ，Ｒ，Ｓの値を適切に取込み、且つ、取込んだＰ，Ｑ，Ｒ，Ｓの値を演算部３０５に出力する。また、演算部３０５にはクロックが供給される。
【０１８２】
シフトレジスタ１０７から供給される遅延時間を補償された再生信号値、並びにサンプリングパルスの組ＧP ，ＧQ ，ＧR およびＧS は、何れもクロックに従うタイミングで供給されるので、本来、演算部３０５にクロックを供給する必要はないが、何らかの原因でタイミングがずれる場合に備えて演算部３０５にクロックを供給するようになされている。従って、演算部３０５の動作タイミングがずれる可能性が充分小さいときは、このようなクロックの供給を行わない構成としてもよい。
【０１８３】
演算部３０５は、レジスタ３０１〜３０４の出力として供給されるＰ〜Ｓの値に基づいて、式（４０）に従ってＰＥMSB （ｔ）の値を計算する。
【０１８４】
微分信号生成部３０６は、演算部３０５から供給されるＰＥMSB の値に基づいて、式（４１）に従って微分信号ｄｉｆｆ（ｔ）の値を計算し、ＰＬＬモードブロック１９７に供給する。微分信号生成部３０６は、例えば、レジスタと減算器とを有する構成とされれば良い。
【０１８５】
一方、ＰＬＬモードブロック１９７によってなされる位相誤差信号の切替えについて図２１を参照して説明する。図２１Ａに示すＲＧＡＴＥ信号は、データリード時にのみアクティブとなる信号である。すなわち、ＲＧＡＴＥ信号がアクティブの時にのみ再生ＲＦ信号が再生系に入力する。また、図３等を参照して上述したように、図２１Ｃに示すＶＦＯフィールドには、２Ｔパターンが記録されている。この２ＴパターンがＰＬＬにロックを掛けるための信号パターンとして使用される。
【０１８６】
ＲＧＡＴＥ信号がアクティブとされると、ＶＣＯ１１０が自走周波数で発振を始め、それによってＰＥＣブロック１９６がＰＥMSB （ｔ）およびｄｉｆｆ（ｔ）の計算を開始する。ＲＧＡＴＥ信号がアクティブとされてから所定の期間内においては、図２１Ｂに示すようにＰＬＬＧａｔｅがアクティブとされ、図２１Ｄに示すようにＭｕｔｅモードとされる。ＰＬＬモードブロック１９７は、かかる期間には、ＰＥMute（ｔ）を位相誤差信号として出力する。
【０１８７】
この出力に基づくＶＣＯ１１０の動作によってＰＬＬの周波数引込みが開始され、その後、ＰＬＬがロックする。上述の所定期間は、ＰＬＬがロックするために充分な期間となるように設定される。
【０１８８】
ＰＬＬがロックした後には、ＰＬＬＧａｔｅがアクティブでない状態とされて、ＭＳＢ判定モードに切替えられることにより、ＶＣＯ１１０の発振周波数と再生ＲＦ信号との位相差に応じた位相誤差信号が生成されるようになされる。このようにして、ＰＬＬロックを安定なものとすることができる。
【０１８９】
また、ＭＳＢ判定モードに切替えた後に、さらに位相マージンが大きいビタビ判定モードに切替えるようにしてもよい。あるいは、ＭＳＢ判定モードの代わりにビタビ判定モードを用いる、すなわち、Ｍｕｔｅモードによって周波数引込みが完了した後、直ちにビタビ判定モードに移行するようにしてもよい。
【０１９０】
但し、これらの場合には、ビタビ判定モードを行うための以下のような構成が必要とされる。まず、ビタビ復号器は、状態遷移そのものを表現する状態データを生成する機能を有するものである必要がある。また、状態データに基づいて、ビタビ判定モードにおける位相誤差検出タイミングを示すサンプリングパルスを生成し、ＰＥＣ１９６に供給する構成を設ける必要がある。
【０１９１】
上述したこの発明の実施の一形態は、４値４状態ビタビ復号方法を行う光磁気ディスク装置にこの発明を適用したものである。これに対し、上述したような３値４状態ビタビ復号方法、および７値６状態ビタビ復号方法等の他の種類のビタビ復号方法を行う光磁気ディスク装置にも、この発明を適用することができる。
【０１９２】
また、この発明は、記録媒体に記録されたデータから再生される再生ＲＦ信号から、リードデータを復号するためにビタビ復号方法を用いることができる情報再生装置に適用することができる。すなわち、光磁気ディスク（ＭＯ）以外にも、例えば相変化型ディスクＰＤ、ＣＤ−Ｅ（CD-Erasable ）等の書き換え可能ディスク、ＣＤ−Ｒ等の追記型ディスク、ＣＤ−ＲＯＭ等の読み出し専用ディスク等の光ディスク装置に適用することが可能である。
【０１９３】
また、この発明は、上述した実施の形態に限定されることなく、この発明の要旨を逸脱しない範囲で種々の応用および変形が考えられる。
【０１９４】
【発明の効果】
上述したように、この発明は、ＭＳＢ判定モードによって生成される位相誤差信号ＰＥMSB （ｔ）を、ＰＥMSB （ｔ）と微分信号ｄｉｆｆ（ｔ）が異符号となる期間、または、かかる期間においてさらに微分信号ｄｉｆｆ（ｔ）の絶対値が所定値以上となる時にミュートすることによって、位相誤差信号ＰＥMute（ｔ）を生成するＭｕｔｅモードを行うようにしたものである。
【０１９５】
ＰＥMute（ｔ）に基づいてＶＣＯを発振させるようにすれば、フォールスロックを避けることができる。このため、ＭｕｔｅモードによってＰＬＬの周波数引込みを行うようにすることができる。
【０１９６】
また、位相誤差計算回路（ＰＥＣ）は、Ｍｕｔｅモード、ＭＳＢ判定モードおよびビタビ判定モードにおいて共通の構成のものを用いることができる。このため、ＰＬＬの周波数引込みを行うアクイジションモード時にＭｕｔｅモードを使用し、ＰＬＬの周波数引込み完了後のトラッキングモードとして、ＭＳＢ判定モードまたはビタビ判定モードを使用するようなモード切替えを行うようにすることによって、安定且つ確実なＰＬＬを構成することができる。
【０１９７】
さらに、アクイジションモードを行うために、ＭＳＢ判定モードを行うための構成と全く別個の構成、例えば従来の一般的なＰＬＬ等の構成を設ける必要が無いので、装置の回路規模を小さくすることが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】４値４状態ビタビ復号方法を行う光磁気ディスク装置の一例の全体構成を示すブロック図である。
【図２】マーク位置記録方法およびマークエッジ記録方法について説明するための略線図である。
【図３】光磁気ディスクのセクタフォーマットの一例について説明するための略線図である。
【図４】ＲＬＬ（１，７）符号化方法において、最小磁化反転幅が２であることを示す略線図である。
【図５】ＲＬＬ（１，７）符号とマークエッジ記録方法の組合わせによって記録されたデータから再生される再生信号を、パーシャルレスポンス特性ＰＲ（１，２，１）の下で波形等化した時のアイ・パターンについて説明するための略線図である。
【図６】４値４状態ビタビ復号方法の状態遷移図を作成する過程について説明するための略線図である。
【図７】４値４状態ビタビ復号方法の状態遷移図の一例を示す略線図である。
【図８】４値４状態ビタビ復号方法におけるトレリス線図の一例を示す略線図である。
【図９】４値４状態ビタビ復号方法において、規格化メトリックに基づく状態遷移の条件を示す略線図である。
【図１０】４値４状態ビタビ復号を行うビタビ復号器の全体構成を示すブロック図である。
【図１１】図１０に示したビタビ復号器の一部分の構成を詳細に示すブロック図である。
【図１２】図１０に示したビタビ復号器の他の一部分の構成を詳細に示すブロック図である。
【図１３】図１０に示したビタビ復号器のさらに他の一部分の構成を詳細に示すブロック図である。
【図１４】ＭＳＢ判定モードを行う光磁気ディスク装置の一例の再生系の構成について説明するためのブロック図である。
【図１５】図７とは異なる表記方法による、４値４状態ビタビ復号方法の状態遷移図の一例を示す略線図である。
【図１６】ＭＳＢ判定モードにおける位相誤差の検出方法について説明するための略線図である。
【図１７】フォールスロックについて説明するための略線図である。
【図１８】この発明の実施の一形態において生成される位相誤差信号について説明するためのブロック図である。
【図１９】この発明の実施の一形態の再生系の構成について説明するためのブロック図である。
【図２０】この発明の実施の一形態の再生系の一部の構成について詳細に説明するためのブロック図である。
【図２１】モードの切替えタイミングの一例について説明するための略線図である。
【図２２】一般的なＰＬＬにおいて、同期過程と位相誤差信号とについて説明するための略線図である。
【符号の説明】
２・・・コントローラ、１２・・・Ａ／Ｄ変換器、１３０・・・ビタビ復号器、１０１・・・タイミングジェネレータ、１０７・・・シフトレジスタ、１０８・・・Ｄ／Ａ変換器、１０９・・・フィルタ、１９６・・・位相誤差演算部（ＰＥＣ）、３０６・・・微分信号生成部、１９７・・・ＰＬＬモードブロック、１１０・・・ＶＣＯ
【発明の属する技術分野】
この発明は、例えば光磁気ディスク装置等の情報再生装置および再生方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
情報再生装置において、従来の一般的なＰＬＬでは、再生ＲＦ信号のクロック周波数とＶＣＯの発振周波数との差がある程度以内であれば、図２２に示すように、両信号の周波数差に対応するビート信号が発生する。このビート信号の正の半周期において、ＶＣＯの発振周波数が再生ＲＦ信号のクロック周波数に接近し、負の半周期においては、逆に遠ざかる。このため、正の半周期は、負の半周期より緩やかに変化し、全体のＤＣレベルが正となる。このＤＣ電圧が周波数差を小さくする方向にＶＣＯを制御する。このようにして、周波数引込みが行われる。
【０００３】
本願発明出願人は、例えばビタビ復号器内のＡ／Ｄ変換器によってサンプリングされるＡ／Ｄ変換値のＭＳＢ（Most Significant Bit) に基づいて位相誤差を検出する方法（ＭＳＢ判定モード）を提案している。ＭＳＢ判定モードによって生成される位相誤差信号は、再生ＲＦ信号のクロック周波数とＶＣＯの発振周波数との間に差があるにもかかわらず、位相誤差信号の積分信号すなわち時間平均でみた位相誤差信号がゼロとなる場合がある。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
このような場合、再生ＲＦ信号のクロック周波数とは異なった周波数でＰＬＬがロックしてしまう。かかる状況をフォールスロックと称するが、ＭＳＢ判定モードは、原理的に、フォールスロックが生じる可能性を内在するモードである。
【０００５】
このため、ＭＳＢ判定モードを使用する際には、別の方法によって周波数引込みを行い、その後、ＭＳＢ判定モードに移行して位相引込みを行うようにＰＬＬを構成する必要がある。
【０００６】
周波数引込みを行う方法として、例えば従来の一般的なＰＬＬ回路等、ＭＳＢ判定モードを行うための構成とは異なる構成を用いるようにすると、装置全体の回路規模を増大させるという問題が生じる。
【０００７】
従って、この発明の目的は、ＭＳＢ判定モードによって生成される位相誤差信号に関連して、周波数引込みを行うことが可能な情報再生装置および再生方法を提供することにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
請求項１の発明は、記録媒体に記録されている情報信号をビタビ復号方法によって復号するようにした情報再生装置であって、
記録媒体から再生される再生信号に基づいてＰＬＬをロックさせることによってクロックを生成し、クロックに従うタイミングで再生系の動作を行うようにした情報再生装置において、
ビタビ復号方法を行うビタビ復号器の前段に設けられるＡ／Ｄ変換器からの所定ビット数の再生信号値中のＭＳＢの反転が生じるタイミングに基づいて、再生信号の立ち上がりまたは立ち下がりエッジと対応する、位相誤差検出タイミングを生成する位相誤差検出タイミング生成手段と、
複数の位相誤差検出タイミングのうち、二箇所のタイミングに対応するサンプリングされたそれぞれの再生信号値を演算することによって第１の位相誤差信号を生成する第１の位相誤差信号生成手段と、
第１の位相誤差信号における、連続する２個の時点間での位相誤差信号の差としての微分信号を生成する微分信号生成手段と、
第１の位相誤差信号と、微分信号とに基づいて第２の位相誤差信号を生成し、第２の位相誤差信号をＰＬＬに制御信号として供給する第２の位相誤差信号生成手段とを有し、
第２の位相誤差信号生成手段は、
第１の位相誤差信号の極性と微分信号の極性とが一致する第１の条件と、微分信号の絶対値が小さい第２の条件とが共に満たされる場合に、第１の位相誤差信号を第２の位相誤差信号として出力し、
第１および第２の条件の一方または両方が満たされない場合に、第１の位相誤差信号をミュートすることを特徴とする情報再生装置である。
【０００９】
請求項７の発明は、記録媒体に記録されている情報信号をビタビ復号方法によって復号するようにした情報再生方法であって、
記録媒体から再生される再生信号に基づいてＰＬＬをロックさせることによってクロックを生成し、クロックに従うタイミングで再生系の動作を行うようにした情報再生方法において、
ビタビ復号方法を行うビタビ復号器の前段に設けられるＡ／Ｄ変換器からの所定ビット数の再生信号値中のＭＳＢの反転が生じるタイミングに基づいて、再生信号の立ち上がりまたは立ち下がりエッジと対応する、位相誤差検出タイミングを生成する位相誤差検出タイミングを生成するステップと、
複数の位相誤差検出タイミングのうち、二箇所のタイミングに対応するサンプリングされたそれぞれの再生信号値を演算することによって第１の位相誤差信号を生成する第１の位相誤差信号を生成するステップと、
第１の位相誤差信号における、連続する２個の時点間での位相誤差信号の差としての微分信号を生成するステップと、
第１の位相誤差信号と、微分信号とに基づいて第２の位相誤差信号を生成し、第２の位相誤差信号をＰＬＬに制御信号として供給する第２の位相誤差信号を生成するステップを有し、
第２の位相誤差信号を生成するステップは、
第１の位相誤差信号の極性と微分信号の極性とが一致する第１の条件と、微分信号の絶対値が小さい第２の条件とが共に満たされる場合に、第１の位相誤差信号を第２の位相誤差信号として出力し、
第１および第２の条件の一方または両方が満たされない場合に、第１の位相誤差信号をミュートすることを特徴とする情報再生方法である。
【００１０】
以上のような発明によれば、ＭＳＢ判定モードによって生成される第１の位相誤差信号を利用して、周波数引込みを行うために使用できる第２の位相誤差信号を生成することができる。
【００１１】
【発明の実施の形態】
以下に、この発明の理解を容易とするために、ビタビ復号方法を行う再生系を有する記録／再生装置の一例について、装置の全体構成、記録媒体のセクタフォーマット、４値４状態ビタビ復号方法の概要、４値４状態ビタビ復号方法を実現するビタビ復号器の構成および動作、および４値４状態ビタビ復号方法以外のビタビ復号方法の順に説明する。
【００１２】
〔ディスク記録再生装置の概要〕
以下、ビタビ復号方法を行う再生系を有する記録／再生装置の一例について説明する。図１は、ビタビ復号方法を行う再生系を有する光磁気ディスク装置の一例の全体構成を示すブロック図である。記録時には、コントローラ２がホストコンピュータ１の指令に従って、記録すべきユーザデータを受取り、情報語としてのユーザデータに基づいてエンコードを行って、符号語としてのＲＬＬ（１，７）符号を生成する。この符号語が記録データとしてレーザパワーコントロール部（以下、ＬＰＣと表記する）４に供給される。コントローラ２は、このような処理の他に、後述する復号化処理、および記録、再生、消去等の各モードの制御、並びにホストコンピュータ１との交信等の動作を行う。
【００１３】
ＬＰＣ４は、供給された記録データに対応して、光ピックアップ７のレーザパワーを制御して光磁気ディスク６上に磁気極性を有するピット列を形成することにより、記録を行う。この記録の際に、磁気ヘッド５が光磁気ディスク６にバイアス磁界を付与する。実際には、記録データに基づいて後述するように生成されるプリコード出力に従って、後述するようなマークエッジ記録が行われる。
【００１４】
後述するように、記録位置すなわちピットの形成位置の制御は、磁気ヘッド５および光ピックアップ７等の位置決めを行う、図示しない手段によってなされる。このため、記録動作時においても、光ピックアップ７がアドレス部等を通過する際には、後述するような再生時の動作と同様な動作が行われる。
【００１５】
上述したようにして形成される各ピットを、記録データに基づいて後述するようにして生成されるプリコード出力中の各ビットに対応させる方法について、図２を参照して説明する。プリコード出力中の、例えば'1' に対してピットを形成し、'0' に対してピットを形成しない記録方法をマーク位置記録方法と称する。一方、各ピットのエッジによって表現される、プリコード出力中の各ビットの境界における極性の反転を、例えば'1' に対応させる記録方法をマークエッジ記録方法と称する。再生時には、再生信号中の各ビットの境界は、後述するようにして生成されるリードクロックＤＣＫに従って認識される。
【００１６】
次に、再生系の構成および動作について説明する。光ピックアップ７は、光磁気ディスク６にレーザ光を照射し、それによって生じる反射光を受光して、再生信号を生成する。再生信号は、和信号、差信号、図示しないフォーカスエラー信号並びにトラッキングエラー信号の４種類の信号からなる。再生信号が得られる領域が物理的に形成されたアドレス部であるか、光磁気的に記録されたデータ部であるかに応じて、和信号または差信号が再生信号供給スイッチ８に供給される。
【００１７】
再生信号供給スイッチ８には、コントローラ２から再生を指令するＲＧＡＴＥ信号が供給される。再生信号供給スイッチ８は、ＲＧＡＴＥ信号がアクティブとされる時に、和信号または差信号をアンプ９に供給する。アンプ９は、供給される信号にゲイン調整等を施し、波形等化部１１に供給する。
【００１８】
一方、フォーカスエラー信号は、フォーカスエラーを解消する手段（図示せず）に供給される。また、トラッキングエラー信号は、図示しないサーボ系等に供給され、その動作において用いられる。
【００１９】
波形等化部１１は、ノイズカットを行うローパスフィルタおよび波形等化を行う波形等化器から構成される。後述するように、この際の波形等化処理において用いられる波形等化特性は、ビタビ復号器１３が行うビタビ復号方法に適合するものとされる。波形等化部１１の出力を供給されるＡ／Ｄ変換器１２は、後述するようにして供給されるリードクロックＤＣＫに従って再生信号値ｚ〔ｋ〕をサンプリングする。
【００２０】
ビタビ復号器１３は、再生信号値ｚ〔ｋ〕に基づいて、ビタビ復号方法によって復号データを生成する。かかる復号データは、上述したようにして記録される記録データに対する最尤復号系列である。従って、復号エラーが無い場合には、復号データは、記録データと一致する。
【００２１】
復号データは、コントローラ２に供給される。上述したように、記録データは、ユーザデータからチャンネル符号化等の符号化によって生成された符号語である。従って、復号エラーレートが充分低ければ、復号データは、符号語としての記録データとみなすことができる。コントローラ２は、復号データに、上述のチャンネル符号化等の符号化に対応する復号化処理を施すことにより、ユーザデータ等を再生する。
【００２２】
また、波形等化部１１の出力は、ＰＬＬ部１４にも供給される。ＰＬＬ部１４は、供給された信号に基づいて、リードクロックＤＣＫを生成する。リードクロックＤＣＫは、コントローラ２、Ａ／Ｄ変換器１２、ビタビ復号器１３等に供給される。コントローラ２、Ａ／Ｄ変換器１２、ビタビ復号器１３の動作は、リードクロックＤＣＫに従うタイミングでなされる。さらに、リードクロックＤＣＫは、図示しないタイミングジェネレータに供給される。タイミングジェネレータは、例えば、記録／再生動作の切替え等の装置の動作タイミングを制御する信号を生成する。
【００２３】
上述したような再生動作において、光磁気ディスク６から再生される再生信号に基いて、より正しい再生データを得るために、再生系の各構成要素の動作を再生信号の品質に応じて適正化することが行われる。このような操作をキャリブレーションと称する。キャリブレーションは、再生信号の品質等が例えば加工精度等の記録媒体の特性、および例えば記録用レーザ光のパワーの変動、周囲温度等の記録／再生時の条件等によって変化する可能性があることに対応するために再生系のパラメータを適正化するためのものである。
【００２４】
キャリブレーションの内容は、例えば光ピックアップ７の読取り用レーザ光パワーの調整、アンプ９のゲインの調整、波形等化部１１の波形等化特性の調整、およびビタビ復号器１３の動作において用いられる振幅基準値の調整等である。このようなキャリブレーションは、電源投入直後または記録媒体の交換時等に、図１中には図示しない構成によって行われる。
【００２５】
〔記録媒体のセクタフォーマットの概要〕
光磁気ディスク６には、セクタを記録／再生の単位としてユーザデータが記録される。図３を参照して、光磁気ディスク６において用いられるセクタフォーマットの一例について説明する。図３Ａに示すように、１セクタは、記録／再生の順に従って、ヘッダ、ＡＬＰＣ，ギャップ、ＶＦＯ3 、シンク、データフィールド、バッファの各エリアに区分されている。図３中に付した数字は、バイト数を表す。光磁気ディスク６上には、ブロック符号化等の符号化がなされたデータが記録される。例えば８ビットが１２チャンネルビットに変換されて記録される。
【００２６】
このセクタフォーマットの一例においては、ユーザデータ量が１０２４バイトのフォーマットと、ユーザデータ量が５１２バイトのフォーマットとが用意されている。ユーザデータ量が１０２４バイトのフォーマットでは、データフィールドのバイト数が６７０バイトとされる。また、ユーザデータ量が５１２バイトのフォーマットでは、データフィールドのバイト数が１２７８バイトとされる。これら２つのセクタフォーマットにおいて、６３バイトのプリフォーマットされたヘッダと、ＡＬＰＣ，ギャップエリアの１８バイトは、同一とされている。
【００２７】
図３Ｂは、６３バイトのヘッダを拡大して示す。ヘッダは、セクタマークＳＭ（８バイト）、ＶＦＯフィールドのＶＦＯ1 （２６バイト）、アドレスマークＡＭ（１バイト）、ＩＤフィールドのＩＤ1 （５バイト）、ＶＦＯフィールドのＶＦＯ2 （１６バイト）、アドレスマークＡＭ（１バイト）、ＩＤフィールドのＩＤ2 （５バイト）、およびポストアンブルＰＡ（１バイト）が順に配列された構成とされている。
【００２８】
図３Ｃは、１８バイトのＡＬＰＣ，ギャップエリアを拡大して示す。１８バイトは、ギャップフィールド（５バイト）、フラグフィールド（５バイト）、ギャップフィールド（２バイト）、ＡＬＰＣ（６バイト）からなる。
【００２９】
次に、これらのフィールドについて説明する。セクタマークＳＭは、セクタの開始を識別するためのマークであり、ＲＬＬ（１，７）符号において生じないエンボス加工によって形成されたパターンを有する。ＶＦＯフィールドは、上述のＰＬＬ部１８中のＶＦＯ(Variable Frequency Oscillator) を同期させるためのもので、ＶＦＯ1 、ＶＦＯ2 およびＶＦＯ3 からなる。ＶＦＯ1 およびＶＦＯ2 は、エンボス加工によって形成されている。また、ＶＦＯ3 は、そのセクタに対して記録動作が行われる際に光磁気的に書かれる。ＶＦＯ1 、ＶＦＯ2 およびＶＦＯ3 は、それぞれチャンネルビットの'0' と'1' が交互に現れるパターン（２Ｔパターン）を有する。従って、１チャンネルビットの時間長に対応する時間をＴとすると、ＶＦＯフィールドを再生した時に、２Ｔ毎にレベルが反転する再生信号が得られる。
【００３０】
アドレスマークＡＭは、後続のＩＤフィールドのためのバイト同期を装置に対して与えるために使用され、ＲＬＬ（１，７）符号において生じないエンボスされたパターンを有する。ＩＤフィールドは、セクタのアドレス、すなわち、トラック番号およびセクタ番号の情報と、これらの情報に対するエラー検出用のＣＲＣバイトを有する。ＩＤフィールドは、５バイトからなる。ＩＤ1 およびＩＤ2 によって、同一のアドレス情報が二重に記録される。ポストアンブルＰＡは、チャンネルビットの'0' と'1' とが交互に現れるパターン（２Ｔパターン）を有する。ＩＤ1 、ＩＤ2 およびポストアンブルＰＡも、エンボス加工によって形成されている。このように、ヘッダの領域は、エンボス加工によりピットが形成されたプリフォーマットされた領域である。
【００３１】
図３Ｃは、ＡＬＰＣ，ギャップエリアを拡大して示す。ギャップには、ピットが形成されない。最初のギャップフィールド（５バイト）は、プリフォーマットされたヘッダの後の最初のフィールドであり、これによって、ヘッダの読取りを完了した後の処理に装置が要する時間が確保される。２番目のギャップフィールド（２バイト）は、後のＶＦＯ3 の位置のずれを許容するためのものである。
【００３２】
ＡＬＰＣ，ギャップエリアには、５バイトのフラグフィールドが記録される。フラグフィールドは、セクタのデータが記録される時に、連続した２Ｔパターンが記録される。ＡＬＰＣ(Auto Laser Power Control)フィールドは、記録時のレーザパワーをテストするために設けられている。シンクフィールド（４バイト）は、続くデータフィールドのためのバイト同期を装置が得るために設けられており、所定のビットパターンを有する。
【００３３】
データフィールドは、ユーザデータを記録するために設けられる。上述した６７０バイトのデータフィールドには、５１２バイトのユーザデータと、１４４バイトのエラー検出、訂正用のパリティ等と、１２バイトのセクタ書込みフラグと、２バイト（ＦＦ）とからなる。また、１２７８バイトのデータフィールドの場合には、１０２４バイトのユーザデータと、２４２バイトのエラー検出、訂正用のパリティ等と、１２バイトのセクタ書込みフラグとからなる。セクタの最後のバッファフィールドは、電気的、あるいは機械的な誤差に対する許容範囲として使用される。
【００３４】
上述したセクタフォーマットの例において、ヘッダは、エンボス加工によりピットが形成されたエリアである。また、ＡＬＰＣ，ギャップエリアは、再生時には、使用されないエリアである。さらに、ＶＦＯ3 、シンクフィールドおよびデータフィールドは、光磁気記録されたデータのエリアである。
【００３５】
〔４値４状態ビタビ復号方法の概要〕
以下、ビタビ復号器１３によって行われるビタビ復号方法について説明する。上述したように、ユーザデータは、様々な符号化方法によって記録データとしての符号語に変換される。符号化方法は、記録媒体の性質および記録／再生方法等に応じて適切なものが採用される。光磁気ディスク装置においては、ブロック符号化において、Run Lengthすなわち'1' と'1' の間の'0' の数を制限するＲＬＬ（Run Length Limited）符号化方法が用いられることが多い。従来から幾つかのＲＬＬ符号化方法が用いられている。一般に、'1' と'1' の間の'0' の数を最小でｄ個、最大でｋ個とするｍ／ｎブロック符号をＲＬＬ（ｄ，ｋ；ｍ，ｎ）符号と称する。
【００３６】
例えば、２／３ブロック符号において、'1' と'1' の間の'0' の数を最小で１個、最大で７個とするブロック符号化方法は、ＲＬＬ（１，７；２，３）符号である。一般にＲＬＬ（１，７；２，３）符号をＲＬＬ（１，７）符号と称することが多いので、以下の説明においても単にＲＬＬ（１，７）符号と表記した場合には、ＲＬＬ（１，７；２，３）符号を指すことにする。
【００３７】
このようなＲＬＬ符号化方法と、上述したマークエッジ記録方法との組合わせによって記録されたデータから再生される再生信号を復号するために、ビタビ復号方法を用いることができる。
【００３８】
このようなＲＬＬ符号化方法は、記録密度の向上、および再生動作の安定性の確保という２つの観点から、符号化方法に要求される条件に対応できるものである。まず、上述したように、マークエッジ記録方法は、記録データに基づいて後述するように生成されるプリコード出力における'1' を各ピットのエッジによって表現される極性の反転に対応させるものなので、'1' と'1' の間の'0' の数を多くする程、各ピット１個当たりに記録されるビット数を大きくすることができる。従って、記録密度を大きくすることができる。
【００３９】
一方、再生系の動作タイミングを合わせるために必要なリードクロックＤＣＫは、上述したように、再生信号に基づいてＰＬＬ部１４によって生成される。このため、記録データにおいて'1' と'1' の間の'0' の数を多くすると、再生動作の際にＰＬＬ部の動作が不安定となるので、再生動作全体が不安定なものとなる。
【００４０】
これら２つの条件を考慮すると、'1' と'1' の間の'0' の数は、多過ぎたり、少な過ぎたりしない、適切な範囲内に設定される必要がある。このような、記録データ中の'0' の数の設定に関して、ＲＬＬ符号化方法が有効となる。
【００４１】
ところで、図４に示すように、上述したＲＬＬ（１，７）符号化方法とマークエッジ記録方法の組み合わせにおいては、記録データに基づいて生成されるプリコード出力中の'1' と'1' の間に最低１個の'0' が含まれるので、最小反転幅が２となる。このような、最小反転幅が２となる符号化方法が用いられる場合に、符号間干渉およびノイズ等の影響を受けている再生信号から記録データを復号する方法として、後述するように、４値４状態ビタビ復号方法を適用することができる。
【００４２】
上述したように、再生信号には、波形等化部１１によって波形等化処理がなされる。ビタビ復号方法の前段としてなされるこのような波形等化処理には、符号間干渉を積極的に利用するパーシャルレスポンス方法が用いられる。この際に用いられる波形等化特性は、一般に（１＋Ｄ）n で表されるパーシャルレスポンス特性の内から、記録／再生系の線記録密度およびＭＴＦ（Modulation Transfer Function）を考慮して決められる。上述したＲＬＬ（１，７）符号化方法とマークエッジ記録方法の組み合わせによって記録されたデータに対して、ＰＲ（１，２，１）を用いる波形等化処理は、４値４状態ビタビ復号方法の前段となる。
【００４３】
一方、マークエッジ記録方法においては、光磁気ディスク媒体等に対する実際の記録に先立って、上述のＲＬＬ符号化等によって符号化された記録データに基づくプリコードが行われる。各時点ｋにおける記録データ列をａ〔ｋ〕、これに基づくプリコード出力をｂ〔ｋ〕とすると、プリコードは、以下のように行われる。
【００４４】
ｂ〔ｋ〕＝ｍｏｄ２｛ａ〔ｋ〕＋ｂ〔ｋ−１〕｝ （１）
このようなプリコード出力ｂ〔ｋ〕が実際に光磁気ディスク媒体等に記録される。一方、波形等化部１１中の波形等化器によってなされる、波形等化特性ＰＲ（１，２，１）での波形等化処理について説明する。但し、以下の説明においては、信号の振幅を規格化せずに、波形等化特性をＰＲ（Ｂ，２Ａ，Ｂ）とする。また、ノイズを考慮しない場合の再生信号の値をｃ〔ｋ〕と表記する。さらに、ノイズを含む実際の再生信号（すなわち、記録媒体から再生された再生信号）をｚ〔ｋ〕と表記する。
【００４５】
ＰＲ（Ｂ，２Ａ，Ｂ）は、ある時点ｋにおける再生信号の値に対して、時点ｋにおける振幅の寄与が振幅値の２Ａ倍とされ、さらに前後の時点ｋ−１およびｋ＋１における振幅の寄与が各々の時点での信号の振幅のＢ倍とされるものである。従って、再生信号の値の最大値は、時点ｋ−１、ｋ、ｋ＋１において何れもパルスが検出される場合である。このような場合には、再生信号の値の最大値は、以下のようになる。
【００４６】
Ｂ＋２Ａ＋Ｂ＝２Ａ＋２Ｂ
また、再生信号の値の最小値は０となる。但し、実際の取り扱いにおいては、ｃ〔ｋ〕として、ＤＣ成分のＡ＋Ｂを差し引いた以下のようなものが用いられる。
【００４７】
【００４８】
上述したような波形等化処理がなされた再生信号を復号する、ビタビ復号方法の概略は、次のようなものである。ステップ▲１▼符号化方法および記録媒体に対する記録方法に基づいて、生じ得る全ての状態を特定する。ステップ▲２▼ある時点における各状態を起点として、次の時点において生じ得る全ての状態遷移と、各状態遷移が生じる時の記録データａ〔ｋ〕および再生信号の値ｃ〔ｋ〕を特定する。
【００４９】
ステップ▲１▼および▲２▼の結果として特定された全ての状態および状態遷移と、各状態遷移が生じる時の〔記録データの値ａ〔ｋ〕／再生信号の値ｃ〔ｋ〕〕を図の形式で表現したものを状態遷移図と称する。後述するように、４値４状態ビタビ復号方法における状態遷移図は、図７に示すようなものである。そして、この状態遷移図に基づく復号動作を行うように、ビタビ復号器１３が構成される。
【００５０】
さらに、ステップ▲３▼上述したように、状態遷移図を前提として、記録媒体から各時点ｋにおいて再生される再生信号ｚ〔ｋ〕に基づく最尤な状態遷移が選択される。但し、上述したように、ｚ〔ｋ〕は、ビタビ復号器１３に供給される前段において波形等化されたものである。このような最尤な状態遷移の選択がなされる毎に、選択された状態遷移に対応して、状態遷移図に記載された記録データａ〔ｋ〕の値を復号値とすることによって、記録データに対する最尤復号値系列としての復号データａ' 〔ｋ〕を得ることができる。
【００５１】
但し、各時点ｋにおける復号データ値から、最尤復号値系列とするための構成は、後述するビタビ復号器１３中のＰＭＵ２３である。従って、上述したように、復号データ列ａ' 〔ｋ〕は、復号エラーが無い場合には、記録データ列ａ〔ｋ〕と一致する。上述のステップ▲１▼〜ステップ▲３▼について、以下に詳細に説明する。
【００５２】
上述のステップ▲１▼について説明する。まず、ここで用いられる状態として、ある時点ｋにおける状態を、時点ｋおよびそれ以前のプリコード出力を用いて次のように定義する。すなわち、ｎ＝ｂ〔ｋ〕、ｍ＝ｂ〔ｋ−１〕、ｌ＝ｂ〔ｋ−２〕の時の状態をＳnml と定義する。このような定義によって、２3 ＝８個の状態があると考えられるが、上述したように、実際に生じ得る状態は、符号化方法等に基づいて制限される。
【００５３】
ＲＬＬ（１，７）符号として符号化された記録データ列ａ〔ｋ〕においては、'1' と'1' の間に最低１個の'0' が含まれるので、２個以上の'1' が連続することが無い。記録データ列ａ〔ｋ〕に課されるこのような条件に基づいてプリコード出力ｂ〔ｋ〕について一定の条件が課され、その結果として生じ得る状態に制限が加えられる。
【００５４】
このような制限について具体的に説明する。上述したようにＲＬＬ（１，７）符号化によって生成される記録データ列中に、２個以上の'1' が連続するもの、すなわち以下のものはあり得ない。
【００５５】
ａ〔ｋ〕＝１，ａ〔ｋ−１〕＝１，ａ〔ｋ−２〕＝１ （３）
ａ〔ｋ〕＝１，ａ〔ｋ−１〕＝１，ａ〔ｋ−２〕＝０ （４）
ａ〔ｋ〕＝０，ａ〔ｋ−１〕＝１，ａ〔ｋ−２〕＝１ （５）
記録データ列に課されるこのような条件に基づいて、上述の（１）式に従ってｂ〔ｋ〕について課される条件について検討すると、Ｓ０１０およびＳ１０１の２個の状態は生じ得ないことがわかる。従って、生じ得る状態は、２3 −２＝６個である。
【００５６】
次に、ステップ▲２▼について説明する。ある時点ｊにおける状態を起点として、次の時点ｊ＋１において生じ得る状態を求めるためには、時点ｊ＋１における記録データの値ａ〔ｊ＋１〕が１となる場合、および０となる場合に分けて調べる必要がある。
【００５７】
ここでは、時点ｊにおける状態がＳ０００である場合を例として説明する。上述の（１）式に従って、Ｓ０００すなわちｎ＝ｂ〔ｊ〕＝０，ｌ＝ｂ〔ｊ−１〕＝０，ｍ＝ｂ〔ｊ−２〕＝０とプリコードされる記録データは、以下の（７）である。
【００５８】
ａ〔ｊ〕＝０、ａ〔ｊ−１〕＝０、ａ〔ｊ−２〕＝０ （７）
〔ａ〔ｊ＋１〕＝'1' の時〕
この時、ｂ〔ｊ＋１〕が（１）式に従って以下のように計算される。
【００５９】
【００６０】
また、再生信号ｃ〔ｊ＋１〕の値は、上述の（２）式に従って、次のように計算される。
【００６１】
【００６２】
〔ａ〔ｊ＋１〕＝'0' の時〕
この時、（１）式に従って、ｂ〔ｊ＋１〕が以下のように計算される。
【００６３】
【００６４】
また、再生信号ｃ〔ｊ＋１〕の値は、上述の（２）式に従って、次のように計算される。
【００６５】
【００６６】
このようにして、時点ｊにおけるＳ０００以外の各状態についても、それらを起点として次の時点ｊ＋１において生じ得る状態遷移と、そのような各状態遷移が生じる時の記録データ値ａ〔ｊ＋１〕および再生信号値ｃ〔ｊ＋１〕との対応を求めることができる。
【００６７】
上述したようにして、各状態について、それらを起点として生じ得る状態遷移と、各状態遷移が生じる時の記録データの値および再生信号の値との対応を求め、図の形式に表したものが図６である。上述の時点ｊおよびｊ＋１は、特別の時点ではない。従って、上述したようにして求まる、生じ得る状態遷移とそれらに伴う記録データの値および再生信号の値との対応は、任意の時点において適用することができる。このため、図６においては、任意の時点ｋにおいて生じる状態遷移に伴う記録データの値をａ〔ｋ〕と表記し、再生信号の値をｃ〔ｋ〕と表記する。
【００６８】
図６において、状態遷移は、矢印によって表される。また、各矢印に付した符号が〔記録データ値ａ〔ｋ〕／再生信号値ｃ〔ｋ〕〕を示している。状態Ｓ０００，Ｓ００１，Ｓ１１１およびＳ１１０を起点とする状態遷移は、２通り有るのに対して、状態Ｓ０１１およびＳ１００を起点として生じ得る遷移は１通りのみである。
【００６９】
さらに、図６においてＳ０００とＳ００１は、何れもａ〔ｋ〕＝１に対しては、ｃ〔ｋ〕＝−Ａという値を取り、Ｓ１００に遷移している。一方、ａ〔ｋ〕＝０に対しては、ｃ〔ｋ〕＝−Ａ−Ｂという値を取り、Ｓ０００に遷移している。また、Ｓ１１１とＳ１１０も同様に、同じａ〔ｋ＋１〕の値について同じｃ〔ｋ＋１〕の値を取り、且つ、同じ状態に遷移している。従って、Ｓ０００とＳ００１をまとめてＳ０と表現し、Ｓ１１１とＳ１１０をまとめてＳ２と表現することができる。さらに、Ｓ０１１をＳ３とし、Ｓ１００をＳ１と表現することにして、整理したものが図７である。
【００７０】
上述したように、図７が４値４状態ビタビ復号方法に用いられる状態遷移図である。図７中には、Ｓ０〜Ｓ３の４個の状態、および再生信号ｃ〔ｋ＋１〕の値としての−Ａ−Ｂ，−Ａ，Ａ，Ａ＋Ｂの４個の値が示されている。状態Ｓ０およびＳ２を起点とする状態遷移は、２通り有るのに対して、状態Ｓ１およびＳ３を起点とする状態遷移は、１通りのみである。
【００７１】
一方、状態遷移を時間に沿って表現する形式として、図８に示すようなトレリス線図が用いられる。図８では、２個の時点間の遷移を示しているが、さらに多数の時点間の遷移を示すこともできる。時間経過に伴い、順次右の時点に遷移していく様子が表現される。従って、水平な矢印は、例えばＳ０→Ｓ０等の同じ状態への遷移を表し、斜めの矢印は、例えばＳ１→Ｓ２等の異なる状態への遷移を表すことになる。
【００７２】
上述したビタビ復号方法のステップ▲３▼、すなわち図７に示した状態遷移図を前提として、ノイズを含む実際の再生信号ｚ〔ｋ〕から最尤な状態遷移を選択する方法について以下に説明する。
【００７３】
最尤な状態遷移を選択するためには、まず、ある時点ｋにおける状態について、その状態に至る過程において経由してきた複数時点間の状態遷移の尤度の和を計算し、さらに、計算された尤度の和を比較して、最尤の復号系列を選択することが必要である。このような尤度の和をパスメトリックと称する。
【００７４】
パスメトリックを計算するためには、まず、隣接する時点間の状態遷移の尤度を計算することが必要となる。このような尤度の計算は、上述の状態遷移図を参照して、再生信号ｚ〔ｋ〕の値に基づいて以下のようになされる。まず、一般的な説明として、時点ｋ−１において、状態Ｓａである場合について考える。この時、ビタビ復号器３１に再生信号ｚ〔ｋ〕が入力された場合に、状態Ｓｂへの状態遷移が生じる尤度が次式に従って計算される。但し、状態Ｓａおよび状態Ｓｂは、図７の状態遷移図に記載されている４個の状態の何れかとする。
【００７５】
（ｚ〔ｋ〕−ｃ（Ｓａ，Ｓｂ））2 （１２）
上式において、ｃ（Ｓａ，Ｓｂ）は、状態Ｓａから状態Ｓｂへの状態遷移について、図７の状態遷移図に記載されている再生信号の値である。すなわち、上述の図７において、例えば状態遷移Ｓ０→Ｓ１について、−Ａと算出されている値である。従って、式（１２）は、ノイズを含む実際の再生信号ｚ〔ｋ〕の値と、ノイズを考慮せずに計算された再生信号ｃ（Ｓａ，Ｓｂ）の値の間のユークリッド距離となる。ある時点におけるパスメトリックは、その時点に至るまでのこのような隣接時点間の状態遷移の尤度の総和として定義される。
【００７６】
ところで、時点ｋにおいて状態Ｓａである場合を考える。この場合に、時点ｋ−１において状態Ｓａに遷移し得る状態をＳｐとすれば、パスメトリックＬ（Ｓａ，ｋ）は、時点ｋ−１におけるパスメトリックを用いて次式のように計算される。
【００７７】
Ｌ（Ｓａ，ｋ）
＝Ｌ（Ｓｐ，ｋ−１）＋（ｚ〔ｋ〕−ｃ（Ｓｐ，Ｓａ））2 （１３）
すなわち、時点ｋ−１において状態Ｓｐに至った場合のパスメトリックＬ（Ｓｐ，ｋ−１）と、時点ｋ−１と時点ｋの間で生じるＳｐ→Ｓａなる状態遷移の尤度（ｚ〔ｋ〕−ｃ（Ｓｐ，Ｓａ））2 とを加算することによって、パスメトリックＬ（Ｓａ，ｋ）が計算される。この（ｚ〔ｋ〕−ｃ（Ｓｐ，Ｓａ））2 のような、最新の状態遷移の尤度は、ブランチメトリックと称される。但し、ここでのブランチメトリックは、後述するビタビ復号器１３中のブランチメトリック計算回路（ＢＭＣ）２０によって計算されるブランチメトリック、すなわち、規格化メトリックに対応するブランチメトリックとは、別のものであることに注意が必要である。
【００７８】
また、時点ｋにおいて状態Ｓａである場合に、時点ｋ−１において状態Ｓａに遷移し得る状態が複数個存在することがある。図７においては、状態Ｓ０およびＳ２がこのような場合である。すなわち時点ｋにおいて状態Ｓ０である場合に、時点ｋ−１において状態Ｓ０に遷移し得る状態は、Ｓ０とＳ３の２個である。また、時点ｋにおいて状態Ｓ２である場合に、時点ｋ−１において状態Ｓ２に遷移し得る状態は、Ｓ１とＳ２の２個である。一般的な説明として、時点ｋにおいて状態Ｓａであり、且つ、時点ｋ−１において状態Ｓａに遷移し得る状態がＳｐおよびＳｑの２個である場合に、パスメトリックＬ（Ｓａ，ｋ）は、次式のように計算される。
【００７９】
【００８０】
このようなパスメトリックの計算を、図７を用いて上述した４値４状態について具体的に適用すると、時点ｋにおける各状態Ｓ０，Ｓ１，Ｓ２およびＳ３についてのパスメトリックＬ（０，ｋ），Ｌ（１，ｋ），Ｌ（２，ｋ）およびＬ（３，ｋ）は、時点ｋ−１における各状態Ｓ０〜Ｓ３についてのパスメトリックＬ（０，ｋ−１）〜Ｌ（３，ｋ−１）を用いて以下のように計算できる。
【００８１】
【００８２】
ｍ（ｉ，ｋ）
＝〔Ｌ（ｉ，ｋ）−ｚ〔ｋ〕2 −（Ａ＋Ｂ）2 〕／２／（Ａ＋Ｂ）（１９）
式（１９）をＳ０〜Ｓ３の各状態に適用すると、具体的な規格化パスメトリックは、以下のように２乗計算を含まないものとなる。このため、後述する、加算、比較、選択回路（ＡＣＳ）２１における計算を容易なものとすることができる。
【００８３】
【００８４】
α＝Ａ／（Ａ＋Ｂ） （２４）
β＝Ｂ×（Ｂ＋２×Ａ）／２／（Ａ＋Ｂ） （２５）
このような規格化パスメトリックに基づく４値４状態ビタビ復号方法における状態遷移の条件について図９に示す。上述の４個の規格化パスメトリックの内に、２個から１個を選択する式が２つあるので、２×２＝４通りの条件がある。
【００８５】
〔４値４状態ビタビ復号器の概要〕
上述した４値４状態ビタビ復号方法を実現するビタビ復号器１３について以下に説明する。図１０にビタビ復号器１３の全体構成を示す。ビタビ復号器１３は、ブランチメトリック計算回路（以下、ＢＭＣと表記する）２０、加算、比較および選択回路（以下、ＡＣＳと表記する）２１、圧縮およびラッチ回路２２およびパスメモリユニット（以下、ＰＭＵと表記する）２３から構成される。これらの各構成要素に対して上述のリードクロックＤＣＫ（以下の説明においては、単にクロックと表記する）が供給されることにより、ビタビ復号器１３全体の動作タイミングが合わされる。以下、各構成要素について説明する。
【００８６】
ＢＭＣ２０は、入力される再生信号ｚ〔ｋ〕に基づいて、規格化パスメトリックに対応するブランチメトリックの値ＢＭ０，ＢＭ１，ＢＭ２およびＢＭ３を計算する。ＢＭ０〜ＢＭ３は、上述の式（２０）〜（２３）の規格化パスメトリックを計算するために必要とされる、以下のようなものである。
【００８７】
ＢＭ０＝ｚ（ｋ） （２６）
ＢＭ１＝α×ｚ〔ｋ〕−β （２７）
ＢＭ２＝−ｚ（ｋ） （２８）
ＢＭ３＝−α×ｚ〔ｋ〕−β （２９）
この計算に必要なαおよびβは、上述の式（２４）および（２５）に従ってＢＭＣ２０によって計算される基準値である。かかる計算は、例えば再生信号ｚ〔ｋ〕に基づくエンベロープ検出等の方法で検出され、ＢＭＣ２０に供給される識別点−Ａ−Ｂ，−Ａ，ＡおよびＡ＋Ｂの値に基づいてなされる。
【００８８】
ＢＭ０〜ＢＭ３の値は、ＡＣＳ２１に供給される。一方、ＡＣＳ２１は、後述するような圧縮およびラッチ回路２２から、１クロック前の規格化パスメトリックの値（但し、後述するように圧縮のなされたもの）Ｍ０，Ｍ１，Ｍ２およびＭ３を供給される。そして、Ｍ０〜Ｍ３と、ＢＭ０〜ＢＭ３とを加算して、後述するようにして、最新の規格化パスメトリックの値Ｌ０，Ｌ１，Ｌ２およびＬ３を計算する。Ｍ０〜Ｍ３が圧縮のなされたものであるため、Ｌ０〜Ｌ３を計算する際のオーバーフローを避けることができる。
【００８９】
さらに、ＡＣＳ２１は、最新の規格化パスメトリックの値Ｌ０〜Ｌ３に基づいて、後述するように、最尤な状態遷移を選択し、また、選択結果に対応して、パスメモリ２３に供給される選択信号ＳＥＬ０およびＳＥＬ２を'High'または'Low' とする。
【００９０】
また、ＡＣＳ２１は、Ｌ０〜Ｌ３を圧縮およびラッチ回路２２に供給する。圧縮およびラッチ回路２２は、供給されるＬ０〜Ｌ３を圧縮した後にラッチする。その後、１クロック前の規格化パスメトリックＭ０〜Ｍ３としてＡＣＳ２１に供給する。
【００９１】
この際の圧縮の方法としては、例えば以下に示すように、最新の規格化パスメトリックＬ０〜Ｌ３から、そのうちの１個、例えばＬ０を一律に差し引く等の方法が用いられる。
【００９２】
Ｍ０＝Ｌ０−Ｌ０ （３０）
Ｍ１＝Ｌ１−Ｌ０ （３１）
Ｍ２＝Ｌ２−Ｌ０ （３２）
Ｍ３＝Ｌ３−Ｌ０ （３３）
この結果として、Ｍ０が常に０の値をとることになるが、以下の説明においては、一般性を損なわないために、このままＭ０と表記する。式（３０）〜（３３）によって計算されるＭ０〜Ｍ３の値の差は、Ｌ０〜Ｌ３の値の差と等しいものとなる。上述したように、最尤な状態遷移の選択においては、規格化パスメトリック間の値の差のみが問題となる。従って、このような圧縮方法は、最尤な状態遷移の選択結果に影響せずに規格化パスメトリックの値を圧縮し、オーバーフローを防止する方法として有効である。このように、ＡＣＳ２１と圧縮およびラッチ回路２２は、規格化パスメトリックの計算に関するループを構成する。
【００９３】
上述のＡＣＳ２１について、図１１を参照してより詳細に説明する。ＡＣＳ２１は、６個の加算器５１、５２、５３、５４、５６、５８および２個の比較器５５、５７から構成される。一方、上述したようにＡＣＳ２１には、１クロック前の圧縮された規格化パスメトリックの値Ｍ０〜Ｍ３および規格化パスメトリックに対応するブランチメトリックの値ＢＭ０〜ＢＭ３が供給される。
【００９４】
加算器５１には、Ｍ０およびＢＭ０が供給される。加算器５１は、これらを加算して以下のようなＬ００を算出する。
【００９５】
Ｌ００＝Ｍ０＋ＢＭ０ （３４）
上述したように、Ｍ０は、時点ｋ−１において状態Ｓ０に至った場合に、経由してきた状態遷移の総和に対応する圧縮された規格化パスメトリックである。また、ＢＭ０は、時点ｋにおいて入力される再生信号ｚ〔ｋ〕に基づいて上述の（２６）式に従って計算されるもの、すなわちｚ〔ｋ〕の値そのものである。従って、式（３４）の値は、上述したような圧縮の作用の下に、上述の式（２０）中のｍ（０，ｋ−１）＋ｚ〔ｋ〕の値を計算したものとなる。すなわち、時点ｋ−１において状態Ｓ０であり、時点ｋにおける状態遷移Ｓ０→Ｓ０によって最終的に状態遷移Ｓ０に至った場合に対応する計算値である。
【００９６】
一方、加算器５２には、Ｍ３およびＢＭ１が供給される。加算器５１は、これらを加算して以下のようなＬ３０を算出する。
【００９７】
Ｌ３０＝Ｍ３＋ＢＭ１ （３５）
上述したように、Ｍ３は、時点ｋ−１において状態Ｓ３に至った場合に、経由してきた状態遷移の総和に対応する、圧縮された規格化パスメトリックである。また、ＢＭ１は、時点ｋにおいて入力される再生信号ｚ〔ｋ〕に基づいて上述の（２７）式に従って計算されるもの、すなわちα×ｚ〔ｋ〕−βである。従って、式（３５）の値は、上述したような圧縮の作用の下に、上述の式（２０）中のｍ（３，ｋ−１）＋α×ｚ〔ｋ〕−βの値を計算したものとなる。すなわち、時点ｋ−１において状態Ｓ３であり、時点ｋにおける状態遷移Ｓ３→Ｓ０によって最終的に状態遷移Ｓ０に至った場合に対応する計算値である。
【００９８】
上述のＬ００およびＬ３０は、比較器５５に供給される。比較器５５は、Ｌ００およびＬ３０の値を比較し、小さい方を最新の規格化パスメトリックＬ０とすると供に、選択結果に応じて、上述したように選択信号ＳＥＬ０の極性を切替える。このような構成は、式（２０）において、最小値が選択されることに対応するものである。すなわち、Ｌ００＜Ｌ３０の場合（この時は、Ｓ０→Ｓ０が選択される）に、Ｌ００をＬ０として出力し、且つ、ＳＥＬ０を例えば、'Low' とする。また、Ｌ３０＜Ｌ００の場合（この時は、Ｓ３→Ｓ０が選択される）には、Ｌ３０をＬ０として出力し、且つ、ＳＥＬ０を例えば'High'とする。ＳＥＬ０は、後述するように、状態Ｓ０に対応するＡ型パスメモリ２４に供給される。
【００９９】
このように、加算器５１、５２および比較器５５は、上述の式（２０）に対応して、Ｓ０→Ｓ０とＳ３→Ｓ０の内から、時点ｋにおける状態遷移として最尤なものを選択する動作を行う。そして、選択結果に応じて、最新の規格化パスメトリックＬ０および選択信号ＳＥＬ０を出力する。
【０１００】
また、加算器５６には、Ｍ０およびＢＭ１が供給される。加算器５１は、これらを加算して以下のようなＬ１を算出する。
【０１０１】
Ｌ１＝Ｍ０＋ＢＭ１ （３６）
上述したように、Ｍ０は、時点ｋ−１において状態Ｓ０に至った場合に、経由してきた状態遷移の総和に対応する圧縮された規格化パスメトリックである。また、ＢＭ１は、時点ｋにおいて入力される再生信号ｚ〔ｋ〕に基づいて上述の（２７）式に従って計算されるもの、すなわちα×ｚ〔ｋ〕−βである。従って、式（３６）の値は、上述したような圧縮の作用の下に、上述の式（２１）の右辺ｍ（０，ｋ−１）＋α×ｚ〔ｋ〕−βの値を計算したものとなる。
【０１０２】
すなわち、時点ｋ−１において状態Ｓ０であり、時点ｋにおける状態遷移Ｓ０→Ｓ１によって最終的に状態遷移Ｓ１に至った場合に対応する計算値である。式（２１）が値の選択を行わないことに対応して、加算器５６の出力がそのまま最新の規格化パスメトリックＬ１とされる。
【０１０３】
加算器５３には、Ｍ２およびＢＭ２が供給される。加算器５３は、これらを加算して以下のようなＬ２２を算出する。
【０１０４】
Ｌ２２＝Ｍ２＋ＢＭ２ （３７）
上述したように、Ｍ２は、時点ｋ−１において状態Ｓ２に至った場合に、経由してきた状態遷移の総和に対応する圧縮された規格化パスメトリックである。また、ＢＭ０は、時点ｋにおいて入力される再生信号ｚ〔ｋ〕に基づいて上述の（２８）式に従って計算されるもの、すなわち−ｚ〔ｋ〕である。従って、式（３７）の値は、上述したような圧縮の作用の下に、上述の式（２２）中のｍ（２，ｋ−１）−ｚ〔ｋ〕の値を計算したものとなる。すなわち、時点ｋ−１において状態Ｓ２であり、時点ｋにおける状態遷移Ｓ２→Ｓ２によって最終的に状態遷移Ｓ２に至った場合に対応する計算値である。
【０１０５】
一方、加算器５４には、Ｍ１およびＢＭ３が供給される。加算器５３は、これらを加算して以下のようなＬ１２を算出する。
【０１０６】
Ｌ１２＝Ｍ１＋ＢＭ３ （３８）
上述したように、Ｍ１は、時点ｋ−１において状態Ｓ１に至った場合に、経由してきた状態遷移の総和に対応する圧縮された規格化パスメトリックである。また、ＢＭ３は、時点ｋにおいて入力される再生信号ｚ〔ｋ〕に基づいて上述の（２９）式に従って計算されるもの、すなわち−α×ｚ〔ｋ〕−β である。従って、式（３８）の値は、上述したような圧縮の作用の下に、上述の式（２２）中のｍ（１，ｋ−１）−α×ｚ〔ｋ〕−βの値を計算したものとなる。すなわち、時点ｋ−１において状態Ｓ１であり、時点ｋにおける状態遷移Ｓ１→Ｓ２によって最終的に状態遷移Ｓ２に至った場合に対応する計算値である。
【０１０７】
上述のＬ２２およびＬ１２は、比較器５７に供給される。比較器５７は、Ｌ２２およびＬ１２の値を比較し、小さい方を最新の規格化パスメトリックＬ２とすると共に、選択結果に応じて、上述したように選択信号ＳＥＬ２の極性を切替える。このような構成は、式（２２）において、最小値が選択されることに対応するものである。
【０１０８】
すなわち、Ｌ２２＜Ｌ１２の場合（この時は、Ｓ２→Ｓ２が選択される）に、Ｌ２２をＬ２として出力し、且つ、ＳＥＬ２を例えば、'Low' とする。また、Ｌ１２＜Ｌ２２の場合（この時は、Ｓ１→Ｓ２が選択される）には、Ｌ１２をＬ２として出力し、且つ、ＳＥＬ２を例えば'High'とする。ＳＥＬ２は、後述するように、状態Ｓ２に対応するＡ型パスメモリ２６に供給される。
【０１０９】
このように、加算器５３、５４および比較器５７は、上述の式（２２）に対応して、Ｓ１→Ｓ２とＳ２→Ｓ２の内から、時点ｋにおける状態遷移として最尤なものを選択する。そして、選択結果に応じて、最新の規格化パスメトリックＬ２および選択信号ＳＥＬ２を出力する。
【０１１０】
また、加算器５８には、Ｍ２およびＢＭ３が供給される。加算器５８は、これらを加算して以下のようなＬ３を算出する。
【０１１１】
Ｌ３＝Ｍ２＋ＢＭ３ （３９）
上述したように、Ｍ２は、時点ｋ−１において状態Ｓ２に至った場合に、経由してきた状態遷移の総和に対応する圧縮された規格化パスメトリックである。また、ＢＭ３は、時点ｋにおいて入力される再生信号ｚ〔ｋ〕に基づいて上述の（２９）式に従って計算されるもの、すなわち−α×ｚ〔ｋ〕−βである。従って、式（３９）の値は、上述したような圧縮の作用の下に、上述の式（２３）の右辺ｍ（２，ｋ−１）＋α×ｚ〔ｋ〕−βの値を計算したものとなる。
【０１１２】
すなわち、時点ｋ−１において状態Ｓ０であり、時点ｋにおける状態遷移Ｓ２→Ｓ３によって最終的に状態遷移Ｓ３に至った場合に対応する計算値である。式（２３）が値の選択を行わないことに対応して、加算器５８の出力がそのまま最新の規格化パスメトリックＬ３とされる。
【０１１３】
上述したようにして, ＡＣＳ２１が出力するＳＥＬ０およびＳＥＬ２に従って、パスメモリユニット（以下、ＰＭＵと表記する）２３が動作することによって、記録データａ〔ｋ〕に対する最尤復号系列としての復号データａ’〔ｋ〕が生成される。ＰＭＵ２３は、図７に示した４個の状態間の状態遷移に対応するために、２個のＡ型パスメモリおよび２個のＢ型パスメモリから構成される。
【０１１４】
Ａ型パスメモリは、その状態に至る遷移として２つの遷移（すなわち、自分自身からの遷移と、他の１個の状態からの遷移）を有し、且つ、その状態を起点とする２つの遷移（すなわち、自分自身に至る遷移と他の１個の状態に至る遷移）を有する状態に対応するための構成とされる。従って、Ａ型パスメモリは、図７に示した４個の状態の内、Ｓ０およびＳ２に対応するものである。
【０１１５】
一方、Ｂ型パスメモリは、その状態に至る遷移が１つのみであり、且つ、その状態を起点とする遷移が１つのみである状態に対応するための構成とされる。従って、Ｂ型パスメモリは、図７に示した４個の状態の内、Ｓ１およびＳ３に対応するものである。
【０１１６】
これら２個のＡ型パスメモリおよび２個のＢ型パスメモリが図７に示した状態遷移図に従う動作を行うために、ＰＭＵ２３において、図１０に示すような復号データの受渡しがなされるように構成される。すなわち、Ａ型パスメモリ２４がＳ０に対応し、Ａ型パスメモリ２６がＳ２に対応する。また、Ｂ型パスメモリ２５がＳ１に対応し、また、Ｂ型パスメモリ２７がＳ３に対応する。
【０１１７】
このように構成すれば、Ｓ０を起点として生じ得る状態遷移がＳ０→Ｓ０およびＳ０→Ｓ１であり、Ｓ２を起点として生じ得る状態遷移がＳ２→Ｓ２およびＳ２→Ｓ３であることに合致する。また、Ｓ１を起点として生じ得る状態遷移がＳ１→Ｓ２のみであり、Ｓ３を起点として生じ得る状態遷移がＳ３→Ｓ０のみであることにも合致する。
【０１１８】
Ａ型パスメモリ２４について、その詳細な構成を図１２に示す。Ａ型パスメモリ２４は、パスメモリ長に対応する個数のフリップフロップとセレクタを、交互に接続したものである。図１０には、１４ビットのデコードデータ長に対応する構成を示した。すなわち、１４個のセレクタ３１1 〜３１14および１５個のフリップフロップ３０0 〜３０14を有するものである。セレクタ３１1 〜３１14は、何れも２個のデータを受取り、その内の１個を選択的に後段に供給するものである。また、フリップフロップ３０0 〜３０14にクロックが供給されることにより、Ａ型パスメモリ２４全体の動作タイミングが合わされる。
【０１１９】
図７を用いて上述したように、状態Ｓ０に至る遷移は、Ｓ０→Ｓ０すなわち自分自身から継承する遷移、およびＳ３→Ｓ０である。このような状況に対応する構成として、各セレクタは、前段のフリップフロップから供給されるデータすなわちＳ０→Ｓ０に対応する復号データと、状態Ｓ３に対応するＢ型パスメモリ２７から供給されるデータすなわちＳ３→Ｓ０に対応する復号データＰＭ３とを受取る。
【０１２０】
さらに、各セレクタは、ＡＣＳ２１からＳＥＬ０を供給される。そして、ＳＥＬ０の極性に応じて、供給される２個の復号データの内の一方を後段のフリップフロップに供給する。また、このようにして後段のフリップフロップに供給される復号データは、状態Ｓ１に対応するＢ型パスメモリ２５にもＰＭ０として供給される。
【０１２１】
すなわち、例えばセレクタ３１14は、前段のフリップフロップ３０13から供給されるデータと、Ｂ型パスメモリ２７から供給される１４ビットからなるＰＭ３の１４番目のビット位置のデータとを受取る。そして、これら２個のデータの内から以下のようにして選択したデータを、後段のフリップフロップ３０14に供給する。上述したようにＳＥＬ０は、選択結果に応じて、'Low' または'High'とされる。
【０１２２】
ＳＥＬ０が例えば'Low' の時は、前段のフリップフロップ３０13からのデータが選択されるようになされる。また、ＳＥＬ０が例えば'High'の時は、ＰＭ３の１４番目のビット位置のデータが選択されるようになされる。選択されたデータは、後段のフリップフロップ３０14に供給され、また、ＰＭ０の１４番目のビット位置のデータとして、状態Ｓ１に対応するＢ型パスメモリ２５に供給される。
【０１２３】
Ａ型パスメモリ２４中の他のセレクタ３１1 〜３１13においても、ＳＥＬ０の極性に応じて、同様な動作が行われる。従って、Ａ型パスメモリ２４全体としては、ＳＥＬ０が例えば'Low' の時は、Ａ型パスメモリ２４中で、各々のフリップフロップがその前段に位置するフリップフロップのデータを継承するシリアルシフトを行う。また、ＳＥＬ０が例えば'High'の時は、Ｂ型パスメモリ２７から供給される１４ビットからなる復号データＰＭ３を継承するパラレルロードを行う。何れの場合にも、継承される復号データは、Ｂ型パスメモリ２５に１４ビットの復号データＰＭ０として供給される。
【０１２４】
また、最初の処理段となるフリップフロップ３０0 には、クロックに同期して常に'0' が入力される。かかる動作は、Ｓ０に至る状態遷移Ｓ０→Ｓ０とＳ２→Ｓ０の何れにおいても、図７に示すように、復号データが'0' なので、最新の復号データは、常に'0' となることに対応している。
【０１２５】
上述したように、Ｓ２に対応するＡ型パスメモリ２６についても、構成自体は、Ａ型パスメモリ２４と全く同様である。但し、ＡＣＳ２１から入力される選択信号は、ＳＥＬ２である。また、図６に示すように状態Ｓ２に至る遷移としては、Ｓ２→Ｓ２すなわち自分自身から継承する遷移と、Ｓ１→Ｓ２とがある。このため、状態Ｓ１に対応するＢ型パスメモリ２５からＰＭ１を供給される。さらに、状態Ｓ２を起点として生じ得る状態がＳ２すなわち自分自身と、Ｓ３であることに対応して、状態Ｓ３に対応するＢ型パスメモリ２７にＰＭ２を供給する。
【０１２６】
また、Ｓ２に対応するＡ型パスメモリ２６においても、最初の処理段となるフリップフロップには、クロックに同期して常に'0' が入力される。かかる動作は、Ｓ２に至る状態遷移Ｓ２→Ｓ２とＳ１→Ｓ０の何れにおいても、図７に示すように、復号データが'0' なので、最新の復号データは、常に'0' となることに対応している。
【０１２７】
他方、Ｂ型パスメモリ２５について、その詳細な構成を図１３に示す。Ｂ型パスメモリ２５は、パスメモリ長に対応する個数のフリップフロップを接続したものである。図１３には、１４ビットのデコードデータ長に対応する構成を示した。すなわち、１５個のフリップフロップ３２0 〜３２14を有するものである。フリップフロップ３２0 〜３２14にクロックが供給されることにより、Ｂ型パスメモリ２５全体の動作タイミングが合わされる。
【０１２８】
各フリップフロップ３２1 〜３２14には、状態Ｓ０に対応するＡ型パスメモリ２４から、１４ビットの復号データがＰＭ０として供給される。例えば、フリップフロップ３２1 には、ＰＭ０の１ビット目が供給される。各フリップフロップ３２1 〜３２14は、供給された値を１クロックの間保持する。そして、状態Ｓ２に対応するＡ型パスメモリ２６に、１４ビットの復号データＰＭ１として出力する。例えば、フリップフロップ３２1 は、ＰＭ１の２ビット目を出力する。
【０１２９】
Ｂ型パスメモリ２５中の他のセレクタ３２1 〜３２13においても、同様な動作が行われる。従って、Ｂ型パスメモリ２５全体としては、Ａ型パスメモリ２４から供給される１４ビットからなる復号データＰＭ０を受取り、またＡ型パスメモリ２６に１４ビットからなる復号データＰＭ１を供給する。
【０１３０】
また、フリップフロップ３２0 には、クロックに同期して常に'1' が入力される。かかる動作は、図７に示したように、最新の状態遷移がＳ０→Ｓ１である場合に復号データが'1' であることに対応している。
【０１３１】
また、上述のように、状態Ｓ３に対応するＢ型パスメモリ２７についても、Ｂ型パスメモリ２５と全く同様な構成とされる。但し、図７に示すように状態Ｓ３に至る遷移は、Ｓ２→Ｓ３なので、状態Ｓ２に対応するＡ型パスメモリ２６からＰＭ２を供給される。さらに、状態Ｓ３を起点として生じ得る状態がＳ０であることに対応して、状態Ｓ０に対応するＡ型パスメモリ２４にＰＭ３を供給するようになされる。Ｂ型パスメモリ２７においても、最初の処理段となるフリップフロップには、クロックに同期して常に'1' が入力される。かかる動作は、図７に示したように、最新の状態遷移がＳ２→Ｓ３である場合に復号データが'1' であることに対応している。
【０１３２】
上述したようにして、ＰＭＵ２３中の４個のパスメモリは、各々復号データを生成する。このようにして生成される４個の復号データは、常に正確なビタビ復号動作がなされる場合には、互いに一致することになる。ところで、実際のビタビ復号動作においては、４個の復号データに不一致が生じることも起こり得る。このような不一致は、再生信号に含まれるノイズの影響等により、上述の識別点ＡおよびＢを検出する際に誤差が生じる等の要因により、ビタビ復号動作が不正確なものとなることによって生じる。
【０１３３】
一般に、このような不一致が生じる確率は、再生信号の品質に対応してパスメモリの処理段数を充分に大きく設定することによって減少させることができる。すなわち、再生信号のＣ／Ｎ等の品質が良い場合には、パスメモリの処理段数が比較的小さくても復号データ間の不一致が生じる確率は小さい。これに対して、再生信号の品質が良くない場合には、上述の不一致が生じる確率を小さくするためには、パスメモリの処理段数を大きくする必要がある。
【０１３４】
再生信号の品質に対してパスメモリの処理段数が比較的小さくて、復号データ間の不一致が生じる確率を充分に低くすることができない場合には、４個の復号データから、例えば多数決等の方法によって、より的確なものを選択するような、図示しない構成がＰＭＵ２３中の４個のパスメモリの後段に設けられる。
【０１３５】
〔４値４状態ビタビ復号方法以外のビタビ復号方法〕
上述した４値４状態ビタビ復号方法は、波形等化部１１において用いられる波形等化特性がＰＲ（１，２，１）であり、且つ、記録データとしてＲＬＬ（１，７）符号が採用される場合に用いられる。例えば、ＩＳＯで標準化が進められている記録線密度０．４０μｍ，レーザ波長６８５ｎｍ，ＮＡ＝０．５５の場合には、波形等化特性をＰＲ（１，２，１）とし、４値４状態ビタビ復号方法を用いることが最適となる。他方、波形等化特性または記録データを生成するための符号化方法に応じて、他の種類のビタビ復号方法が用いられることもある。
【０１３６】
例えば、波形等化特性がＰＲ（１，１）であり、且つ、記録データとしてＲＬＬ（１，７）符号が用いられる場合には、３値４状態ビタビ復号方法が用いられる。また、波形等化特性がＰＲ（１，３，３，１）であり、且つ、記録データとしてＲＬＬ（１，７）符号が用いられる場合には、７値６状態ビタビ復号方法が用いられる。このようなビタビ復号方法の内、何れを用いるかを選択するための要素の１つとなる波形等化特性は、再生信号上の符号間干渉に適合する程度が良いものが採用される。従って、上述したように、線記録密度およびＭＴＦを考慮して最適なものとされる。
【０１３７】
また、波形等化特性の理論値からのずれ、および再生信号の振幅変動、非対称歪等によって、識別点の値が理論と異なる場合もある。このような場合を考慮して、ビタビ復号方法を修正して用いることも行われる。例えば４値４状態ビタビ復号方法において、波形等化特性を正確にＰＲ（１，２，１）とすることは困難である点を考慮して、後述するように６個の識別点を前提とした６値４状態ビタビ復号方法が用いられることもある。
【０１３８】
上述した光磁気ディスク装置の一例においては、セクタフォーマット上のＶＦＯフィールドに記録されている２Ｔパターンから再生される２Ｔ信号に基づいて、アナログ的に周波数引込みを行うことによってＰＬＬにロックを掛ける方法が用いられている。
【０１３９】
これに対して、この発明は、Ａ／Ｄ変換器によってサンプリングされる再生信号値のＭＳＢ（Most Significant Bit) に基づいて位相誤差を検出するＭＳＢ判定モードによって生成される位相誤差検出信号と、かかる位相誤差信号間の微分信号（すなわち各時点での位相誤差信号と１時点前の位相誤差信号との差として得られる信号）とに基づいて、ＰＬＬの周波数引込みを行うようにしたものである。
【０１４０】
この発明の理解を容易とするために、まず、ＭＳＢ判定モードについて説明する。図１４は、ＭＳＢ判定モードを用いる光磁気ディスク装置の再生系の構成の一例を示したブロック図である。光磁気ディスク６を再生するための光ピックアップ７からＡ／Ｄ変換器１２までの構成は、図１等を用いて上述した光磁気ディスク装置の一例と同様である。
【０１４１】
Ａ／Ｄ変換器１２がサンプリングする再生信号値ｚ〔ｋ〕に基づいて、ビタビ復号器１３０が復号データを生成し、コントローラ２に供給する。ビタビ復号器１３０は、図１中のビタビ復号器１３と同様なものでも良いし、状態遷移そのものを表現する状態データ（例えば４値４状態ビタビ復号方法においては、２ビットからなる状態データ値の系列）を生成し、状態データに基づいて、復号データの生成等の処理を行うものであっても良い。
【０１４２】
Ａ／Ｄ変換器１２の例えば６〜８ビット等のダイナミックレンジでの出力ｚ〔ｋ〕の内、ＭＳＢがタイミングジェネレータ１０１に供給される。ＭＳＢは、再生信号値ｚ〔ｋ〕の値がダイナミックレンジの半分以上／以下に応じて'1' ／'0' となる。
【０１４３】
タイミングジェネレータ１０１は、供給されるＭＳＢに基づいて、位相誤差検出タイミングを指令する所定の時間幅のサンプリングパルスＧP ，ＧQ ，ＧR およびＧS を生成し、位相誤差信号計算回路（以下、ＰＥＣと表記する）１０６に供給する。ＰＥＣ１０６は、サンプリングパルスＧP 〜ＧS に従ってシフトレジスタ１０７の出力，すなわち所定時間遅延させられた再生信号値から位相誤差信号の生成に必要なサンプリングを行い、サンプリング値に基づいてＭＳＢ判定モードによる位相誤差信号ＰＥMSB を生成する。このＰＥMSB がＤ／Ａ変換器１０８によってＤ／Ａ変換され、さらにフィルタ１０９によってノイズ除去等の処理が行われてから、ＶＣＯ１１０に供給される。
【０１４４】
以下、ＭＳＢ判定モードによる位相誤差検出タイミングについて説明する。そのために、まず、状態遷移図の表記法について説明する。
【０１４５】
例えば４値４状態ビタビ復号方法においては、４個の状態を２ビットで表現できるので、このような２ビットのデータを状態データ値として用いることができる。そこで、図７中のＳ０，Ｓ１，Ｓ２，Ｓ３を、それぞれ２ビットの状態データ値、００，０１，１１，１０を用いて表現することができる。そこで、以下の説明においては、図７中のＳ０，Ｓ１，Ｓ２，Ｓ３をそれぞれＳ００，Ｓ０１，Ｓ１１，Ｓ１０と表記することにし、４値４状態ビタビ復号方法の状態遷移図として、図７の代わりに図１５を用いる。
【０１４６】
また、以下の説明においては、波形等化特性として、上述のＰＲ（Ｂ，２Ａ，Ｂ）の代わりに、規格化されたものすなわちＰＲ（１，２，１）を前提とする。このため、識別点の値すなわちノイズを考慮しない計算によって求まる再生信号値ｃ〔ｋ〕は、図７中の−Ａ−Ｂ，−Ａ，Ａ，Ａ＋Ｂの代わりにそれぞれ０、１、３、４と表現される。図１５中のＰ，Ｑ，ＲおよびＳは、位相誤差検出タイミングを示しているが、これについては後述する。
【０１４７】
実際の再生信号値は、誤差を含むので、０、１、３、４付近の値をとる。０および１は、ダイナミックレンジの半分以下の大きさなので、再生信号値が０または１付近の値をとる時には、ＭＳＢが'0' となる。また、３および４は、ダイナミックレンジの半分以上の大きさなので、再生信号値が３または４付近の値をとる時にはＭＳＢが'1' となる。
【０１４８】
従って、再生信号値が１付近の値から３付近の値に変化する時、また、その反対に再生信号値が３付近の値から１付近の値に変化する時には、ＭＳＢのビット反転が生じる。ＭＳＢのビット反転を検出することによって再生ＲＦ信号の立ち上がり時点および立ち下がり時点を認識することができる。
【０１４９】
図１６を参照して具体的に説明する。図１６Ａは、再生ＲＦ信号の一例を示す。特に、サンプリング点には、黒丸を付した。図１６Ａ中には、ダイナミックレンジの半分を示す水平線、および再生ＲＦ信号から選択される状態遷移を、説明の参考のために付記した。
【０１５０】
図１５の状態遷移図から、時点ｊにおいて状態Ｓ００から状態Ｓ１１への遷移が生じた場合には、次の時点ｊ＋１において必ず状態Ｓ１１に遷移することがわかる。このような遷移に伴い、再生信号値は、Ｐ＝ｚ〔ｊ〕が１付近の値をとり、Ｑ＝ｚ〔ｊ＋１〕が３付近の値をとる。従って、時点ｊ＋１においてＭＳＢの反転が検出される。このため、ＭＳＢが反転した時点の１つ前の時点として、立ち上がり時点ｊを認識することができる。
【０１５１】
図１６は、再生ＲＦ信号と、位相誤差検出タイミングの一例を示すものである。図１６Ａにおいて、Ｐが立ち上がり時の再生信号値である。このＰの値は、ＭＳＢの反転が検出された時点の１つ前の時点のサンプリング値として、すなわち、図１６Ｃに示すサンプリングパルスＧP に従って、取込むことが可能である。
【０１５２】
さらに、Ｑが立ち上がり時の次の時点での再生信号値である。Ｑの値は、Ｐの値を取込んだ時点の次の時点での再生信号値として、すなわち、図１６Ｄに示すサンプリングパルスＧQ に従って取込むことが可能である。
【０１５３】
一方、図１５の状態遷移図において、時点ｊ’において状態Ｓ１１から状態Ｓ１０への遷移が生じた場合には、次の時点ｊ’＋１において必ず状態Ｓ００に遷移することがわかる。このような遷移に伴い、再生信号値は、Ｒ＝ｚ〔ｊ’〕が３付近の値をとり、Ｓ＝ｚ〔ｊ’＋１〕が１付近の値をとる。従って、時点ｊ’＋１においてＭＳＢの反転が検出される。このため、ＭＳＢが反転した時点の１つ前の時点として、立ち下がり時点ｊ’を認識することができる。
【０１５４】
図１６Ａにおいて、Ｒが立ち下がり時の再生信号値である。このＲの値は、ＭＳＢの反転が検出された時点の１つ前の時点のサンプリング値として、すなわち、図１６Ｅに示すサンプリングパルスＧR に従って取込むことが可能である。
【０１５５】
さらに、Ｓが立ち下がり時の次の時点の再生信号値である。このＳの値は、Ｒの値を取込んだ時点の次の時点での再生信号値として、すなわち、図１６Ｆに示すサンプリングパルスＧS に従って取込むことが可能である。
【０１５６】
以上のようにして取込まれるＰ、Ｑ，ＲおよびＳは、位相誤差が無い時には、以下のような値をとる。
【０１５７】
Ｐ：１付近
Ｑ：３付近
Ｒ：３付近
Ｓ：１付近
ＰおよびＳは、何れも１付近の値をとるので、位相誤差が無ければ、Ｐ＝Ｓとなるはずである。同様に、何れも３付近の値をとるＱおよびＲについても、位相誤差が無ければ、Ｑ＝Ｒとなるはずである。
【０１５８】
従って、ＰとＳの差およびＱとＲの差を用いて位相誤差の大きさを表すことができる。そこで、ＭＳＢ判定モードにおける位相誤差信号ＰＥMSB としては、以下のようなものを用いることができる。
【０１５９】
ＰＥMSB ＝（Ｐ−Ｓ）＋（Ｑ−Ｒ） （４０）
このようなＰＥMSB の値は、位相誤差が無い場合にはゼロとなる。ＭＳＢ判定モードにおいては、ＰＥMSB の値が常に計算されている。すなわち、サンプリングパルスが供給される毎にＰＥの値が更新される。Ｐ，Ｑ，ＲおよびＳの値をサンプリングし、サンプリング値に基づいてＰＥMSB の値を計算する構成が上述したタイミングジェネレータ１０１、ＰＥＣ１０６，シフトレジスタ１０７等である。
【０１６０】
ところで、以上のようなＭＳＢ判定モードにおいて、位相誤差信号には、周波数に関する情報が含まれない。このため、ＶＣＯ１１０の発振周波数が再生ＲＦ信号のクロックと異なる場合にも、位相誤差信号の積分信号、すなわち時間的な平均でみた位相誤差信号がゼロとなる場合がある。このような場合には、ＶＣＯ１１０の発振周波数が再生ＲＦ信号のクロックと異なった状況で、ＰＬＬがロックしてしまう。
【０１６１】
このような状況について、図１７を参照して説明する。図１７は、再生ＲＦ信号として２Ｔパターンを用いた場合に、ＭＳＢ判定モードにおいて位相誤差信号を検出する際に、クロックの周波数が異なる２つの場合を例示したものである。図１７Ａに示す波形と、図１７Ｂに示す波形とでは周波数が異なる。ところが、何れの波形についてもＡ−ＤおよびＢ−Ｃは等しくなり、その結果ＰＥMSB の値も等しくなる。
【０１６２】
このような場合に、ＰＥMSB の値が充分小さく、ＰＬＬがロックしたと見なされる時には、ＶＣＯ１１０が図１７Ａの波形を発振する場合もあるし、図１７Ｂの波形を発振する場合もあることになる。従って、間違った周波数、すなわち再生ＲＦ信号のクロック周波数と異なる周波数でＰＬＬがロックしてしまうおそれがある。
【０１６３】
ＰＬＬが間違った周波数でロックすることは、フォールスロック（False Lock）と称される。ＭＳＢ判定モードは、原理的にフォールスロックを生じる可能性を内在するモードである。このため、ＭＳＢ判定モードは、ＰＬＬの周波数引込みに用いることができない。
【０１６４】
フォールスロックを避けるためには、位相誤差信号の積分信号、すなわち時間平均で見た位相誤差信号が０にならないようにすれば良い。そこで、この発明の実施の一形態では、所定の条件を満たす場合に式（４０）によって計算されるＰＥMSB を位相誤差信号として後段に出力し、それ以外の場合には位相誤差信号を０とする方法を用いる。
【０１６５】
このような方法について具体的に説明する。まず、時点ｔにおけるＰＥMSB をＰＥMSB （ｔ）と表記する。さらに、各時点での微分信号をｄｉｆｆ（ｔ）と表記する。この時、ｄｉｆｆ（ｔ）は、次式に従って計算される。
【０１６６】
ｄｉｆｆ（ｔ）＝ＰＥMSB （ｔ）−ＰＥMSB （ｔ−１） （４１）
ＶＣＯ１１０の発振周波数が再生ＲＦ信号のクロック周波数と近くて、かつ、ＰＬＬが未だロックしていない時には、ＰＥMSB （ｔ）が図１８Ａのようになり、また、ｄｉｆｆ（ｔ）が図１８Ｂのようになる。
【０１６７】
フォールスロックを避ける一つの方法として、まず、ｄｉｆｆ（ｔ）とＰＥMSB （ｔ）の符号が一致した時のみ、ＰＥMSB （ｔ）を位相誤差信号として出力する方法がある。このように位相誤差信号の出力を制御することを、以下、ミュートする、と表記する。この場合の位相誤差信号をＰＥMute1 （ｔ）と表記する。ＰＥMute1 （ｔ）は、次式のように計算される。
【０１６８】
【０１６９】
ところで、このような場合に、ＰＥMSB （ｔ）の傾きの絶対値、すなわちｄｉｆｆ（ｔ）の絶対値は、大きいものと小さいものの２種類が生じる。傾きの絶対値が小さい期間には、ＶＣＯ１１０の発振周波数と、再生ＲＦ信号のクロック周波数とが近づきつつある。また、傾きの絶対値が大きい期間には、ＶＣＯ１１０の発振周波数と、再生ＲＦ信号のクロック周波数とが離れつつある。
【０１７０】
離れつつある期間、すなわちｄｉｆｆ（ｔ）の絶対値が大きい期間に位相誤差信号をミュートすれば、ＶＣＯ１１０の発振周波数が再生ＲＦ信号のクロック周波数から離れる方向に行かないようにすることができる。
【０１７１】
そこで、ｄｉｆｆ（ｔ）の絶対値が所定値以上となる時には、さらに、ＰＥ
Mute1 （ｔ）をミュートすることにする。このようにして生成される位相誤差信号をＰＥMute2 （ｔ）と表記する。ＰＥMute2 （ｔ）は、次式に従って生成される。
【０１７２】
【０１７３】
ＰＥMute1 （ｔ）は、ＰＥMute2 （ｔ）において、スレッショルドＴｈの値が極めて大きい場合と考えることができるので、一般に、ＰＥMute2 （ｔ）を周波数引込みのための位相誤差信号と呼ぶことができる。ＰＥMute2 （ｔ）を改めてＰＥMute（ｔ）と表記すると、式（４２）および（４３）から、以下のようになることがわかる。
【０１７４】
【０１７５】
従って、ＰＬＬを安定してロックさせる方法として、ＰＬＬの周波数引込みを行うアクイジション時にのみＭｕｔｅモードを用い、周波数引込み後のトラッキング時には、ＭＳＢ判定モードに切替える制御を行うことが適切である。
【０１７６】
このような制御を実現する構成の一例について、図１９を参照して説明する。図１９において、図１４中の構成要素と同様なものには、同一の符号を付した。ＰＥＣ１９６は、図１４中のＰＥＣ１０６と同様にＭＳＢ判定モードによる位相誤差信号ＰＥMSB （ｔ）を生成し、それと共に、式（４１）に従って微分信号ｄｉｆｆ（ｔ）を生成する。
【０１７７】
ＰＥMSB （ｔ）およびｄｉｆｆ（ｔ）がＰＬＬモードブロック１９７に供給される。ＰＬＬモードブロック１９７は、ＰＥMSB （ｔ）およびｄｉｆｆ（ｔ）に基づいて、式（４４）に従ってＰＥMute（ｔ）を計算する。
【０１７８】
さらに、ＰＬＬモードブロック１９７には、コントローラ２からＰＬＬＧａｔｅ信号が供給される。ＰＬＬモードブロック１９７は、ＰＬＬＧａｔｅ信号の指令に従って、位相誤差信号として、ＰＥMSB （ｔ）をそのまま出力するか、ＰＥMute（ｔ）を出力するかを切替える。
【０１７９】
ＰＬＬモードブロック１９７が出力する位相誤差信号は、図１４を参照して上述した構成例と同様に、Ｄ／Ａ変換器１０８およびフィルタ１０９によって処理されて、ＶＣＯ１１０に供給される。
【０１８０】
ＰＥＣ１９６について、図２０を用いてより詳細に説明する。ＰＥＣ１９６は、４個のレジスタ３０１、３０２、３０３および３０４を有する。これら４個のレジスタ３０１〜３０４の後段には、演算部３０５が設けられる。また、演算部３０５の出力は、ＰＬＬモードブロック１９７に供給されると共に、微分信号生成部３０６に供給される。
【０１８１】
レジスタ３０１、３０２、３０３、３０４には、それぞれサンプリングパルスＧP , ＧQ , ＧR , ＧS が供給される。このようなサンプリングパルスＧP , ＧQ , ＧR , ＧS に従って、各レジスタ３０１、３０２、３０３、３０４は、それぞれＰ，Ｑ，Ｒ，Ｓの値を適切に取込み、且つ、取込んだＰ，Ｑ，Ｒ，Ｓの値を演算部３０５に出力する。また、演算部３０５にはクロックが供給される。
【０１８２】
シフトレジスタ１０７から供給される遅延時間を補償された再生信号値、並びにサンプリングパルスの組ＧP ，ＧQ ，ＧR およびＧS は、何れもクロックに従うタイミングで供給されるので、本来、演算部３０５にクロックを供給する必要はないが、何らかの原因でタイミングがずれる場合に備えて演算部３０５にクロックを供給するようになされている。従って、演算部３０５の動作タイミングがずれる可能性が充分小さいときは、このようなクロックの供給を行わない構成としてもよい。
【０１８３】
演算部３０５は、レジスタ３０１〜３０４の出力として供給されるＰ〜Ｓの値に基づいて、式（４０）に従ってＰＥMSB （ｔ）の値を計算する。
【０１８４】
微分信号生成部３０６は、演算部３０５から供給されるＰＥMSB の値に基づいて、式（４１）に従って微分信号ｄｉｆｆ（ｔ）の値を計算し、ＰＬＬモードブロック１９７に供給する。微分信号生成部３０６は、例えば、レジスタと減算器とを有する構成とされれば良い。
【０１８５】
一方、ＰＬＬモードブロック１９７によってなされる位相誤差信号の切替えについて図２１を参照して説明する。図２１Ａに示すＲＧＡＴＥ信号は、データリード時にのみアクティブとなる信号である。すなわち、ＲＧＡＴＥ信号がアクティブの時にのみ再生ＲＦ信号が再生系に入力する。また、図３等を参照して上述したように、図２１Ｃに示すＶＦＯフィールドには、２Ｔパターンが記録されている。この２ＴパターンがＰＬＬにロックを掛けるための信号パターンとして使用される。
【０１８６】
ＲＧＡＴＥ信号がアクティブとされると、ＶＣＯ１１０が自走周波数で発振を始め、それによってＰＥＣブロック１９６がＰＥMSB （ｔ）およびｄｉｆｆ（ｔ）の計算を開始する。ＲＧＡＴＥ信号がアクティブとされてから所定の期間内においては、図２１Ｂに示すようにＰＬＬＧａｔｅがアクティブとされ、図２１Ｄに示すようにＭｕｔｅモードとされる。ＰＬＬモードブロック１９７は、かかる期間には、ＰＥMute（ｔ）を位相誤差信号として出力する。
【０１８７】
この出力に基づくＶＣＯ１１０の動作によってＰＬＬの周波数引込みが開始され、その後、ＰＬＬがロックする。上述の所定期間は、ＰＬＬがロックするために充分な期間となるように設定される。
【０１８８】
ＰＬＬがロックした後には、ＰＬＬＧａｔｅがアクティブでない状態とされて、ＭＳＢ判定モードに切替えられることにより、ＶＣＯ１１０の発振周波数と再生ＲＦ信号との位相差に応じた位相誤差信号が生成されるようになされる。このようにして、ＰＬＬロックを安定なものとすることができる。
【０１８９】
また、ＭＳＢ判定モードに切替えた後に、さらに位相マージンが大きいビタビ判定モードに切替えるようにしてもよい。あるいは、ＭＳＢ判定モードの代わりにビタビ判定モードを用いる、すなわち、Ｍｕｔｅモードによって周波数引込みが完了した後、直ちにビタビ判定モードに移行するようにしてもよい。
【０１９０】
但し、これらの場合には、ビタビ判定モードを行うための以下のような構成が必要とされる。まず、ビタビ復号器は、状態遷移そのものを表現する状態データを生成する機能を有するものである必要がある。また、状態データに基づいて、ビタビ判定モードにおける位相誤差検出タイミングを示すサンプリングパルスを生成し、ＰＥＣ１９６に供給する構成を設ける必要がある。
【０１９１】
上述したこの発明の実施の一形態は、４値４状態ビタビ復号方法を行う光磁気ディスク装置にこの発明を適用したものである。これに対し、上述したような３値４状態ビタビ復号方法、および７値６状態ビタビ復号方法等の他の種類のビタビ復号方法を行う光磁気ディスク装置にも、この発明を適用することができる。
【０１９２】
また、この発明は、記録媒体に記録されたデータから再生される再生ＲＦ信号から、リードデータを復号するためにビタビ復号方法を用いることができる情報再生装置に適用することができる。すなわち、光磁気ディスク（ＭＯ）以外にも、例えば相変化型ディスクＰＤ、ＣＤ−Ｅ（CD-Erasable ）等の書き換え可能ディスク、ＣＤ−Ｒ等の追記型ディスク、ＣＤ−ＲＯＭ等の読み出し専用ディスク等の光ディスク装置に適用することが可能である。
【０１９３】
また、この発明は、上述した実施の形態に限定されることなく、この発明の要旨を逸脱しない範囲で種々の応用および変形が考えられる。
【０１９４】
【発明の効果】
上述したように、この発明は、ＭＳＢ判定モードによって生成される位相誤差信号ＰＥMSB （ｔ）を、ＰＥMSB （ｔ）と微分信号ｄｉｆｆ（ｔ）が異符号となる期間、または、かかる期間においてさらに微分信号ｄｉｆｆ（ｔ）の絶対値が所定値以上となる時にミュートすることによって、位相誤差信号ＰＥMute（ｔ）を生成するＭｕｔｅモードを行うようにしたものである。
【０１９５】
ＰＥMute（ｔ）に基づいてＶＣＯを発振させるようにすれば、フォールスロックを避けることができる。このため、ＭｕｔｅモードによってＰＬＬの周波数引込みを行うようにすることができる。
【０１９６】
また、位相誤差計算回路（ＰＥＣ）は、Ｍｕｔｅモード、ＭＳＢ判定モードおよびビタビ判定モードにおいて共通の構成のものを用いることができる。このため、ＰＬＬの周波数引込みを行うアクイジションモード時にＭｕｔｅモードを使用し、ＰＬＬの周波数引込み完了後のトラッキングモードとして、ＭＳＢ判定モードまたはビタビ判定モードを使用するようなモード切替えを行うようにすることによって、安定且つ確実なＰＬＬを構成することができる。
【０１９７】
さらに、アクイジションモードを行うために、ＭＳＢ判定モードを行うための構成と全く別個の構成、例えば従来の一般的なＰＬＬ等の構成を設ける必要が無いので、装置の回路規模を小さくすることが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】４値４状態ビタビ復号方法を行う光磁気ディスク装置の一例の全体構成を示すブロック図である。
【図２】マーク位置記録方法およびマークエッジ記録方法について説明するための略線図である。
【図３】光磁気ディスクのセクタフォーマットの一例について説明するための略線図である。
【図４】ＲＬＬ（１，７）符号化方法において、最小磁化反転幅が２であることを示す略線図である。
【図５】ＲＬＬ（１，７）符号とマークエッジ記録方法の組合わせによって記録されたデータから再生される再生信号を、パーシャルレスポンス特性ＰＲ（１，２，１）の下で波形等化した時のアイ・パターンについて説明するための略線図である。
【図６】４値４状態ビタビ復号方法の状態遷移図を作成する過程について説明するための略線図である。
【図７】４値４状態ビタビ復号方法の状態遷移図の一例を示す略線図である。
【図８】４値４状態ビタビ復号方法におけるトレリス線図の一例を示す略線図である。
【図９】４値４状態ビタビ復号方法において、規格化メトリックに基づく状態遷移の条件を示す略線図である。
【図１０】４値４状態ビタビ復号を行うビタビ復号器の全体構成を示すブロック図である。
【図１１】図１０に示したビタビ復号器の一部分の構成を詳細に示すブロック図である。
【図１２】図１０に示したビタビ復号器の他の一部分の構成を詳細に示すブロック図である。
【図１３】図１０に示したビタビ復号器のさらに他の一部分の構成を詳細に示すブロック図である。
【図１４】ＭＳＢ判定モードを行う光磁気ディスク装置の一例の再生系の構成について説明するためのブロック図である。
【図１５】図７とは異なる表記方法による、４値４状態ビタビ復号方法の状態遷移図の一例を示す略線図である。
【図１６】ＭＳＢ判定モードにおける位相誤差の検出方法について説明するための略線図である。
【図１７】フォールスロックについて説明するための略線図である。
【図１８】この発明の実施の一形態において生成される位相誤差信号について説明するためのブロック図である。
【図１９】この発明の実施の一形態の再生系の構成について説明するためのブロック図である。
【図２０】この発明の実施の一形態の再生系の一部の構成について詳細に説明するためのブロック図である。
【図２１】モードの切替えタイミングの一例について説明するための略線図である。
【図２２】一般的なＰＬＬにおいて、同期過程と位相誤差信号とについて説明するための略線図である。
【符号の説明】
２・・・コントローラ、１２・・・Ａ／Ｄ変換器、１３０・・・ビタビ復号器、１０１・・・タイミングジェネレータ、１０７・・・シフトレジスタ、１０８・・・Ｄ／Ａ変換器、１０９・・・フィルタ、１９６・・・位相誤差演算部（ＰＥＣ）、３０６・・・微分信号生成部、１９７・・・ＰＬＬモードブロック、１１０・・・ＶＣＯ
Claims (7)
- 記録媒体に記録されている情報信号をビタビ復号方法によって復号するようにした情報再生装置であって、
上記記録媒体から再生される再生信号に基づいてＰＬＬをロックさせることによってクロックを生成し、上記クロックに従うタイミングで再生系の動作を行うようにした情報再生装置において、
ビタビ復号方法を行うビタビ復号器の前段に設けられるＡ／Ｄ変換器からの所定ビット数の再生信号値中のＭＳＢの反転が生じるタイミングに基づいて、再生信号の立ち上がりまたは立ち下がりエッジと対応する、位相誤差検出タイミングを生成する位相誤差検出タイミング生成手段と、
複数の上記位相誤差検出タイミングのうち、二箇所のタイミングに対応する上記サンプリングされたそれぞれの再生信号値を演算することによって第１の位相誤差信号を生成する第１の位相誤差信号生成手段と、
上記第１の位相誤差信号における、連続する２個の時点間での位相誤差信号の差としての微分信号を生成する微分信号生成手段と、
上記第１の位相誤差信号と、上記微分信号とに基づいて第２の位相誤差信号を生成し、上記第２の位相誤差信号を上記ＰＬＬに制御信号として供給する第２の位相誤差信号生成手段とを有し、
上記第２の位相誤差信号生成手段は、
上記第１の位相誤差信号の極性と上記微分信号の極性とが一致する第１の条件と、上記微分信号の絶対値が小さい第２の条件とが共に満たされる場合に、上記第１の位相誤差信号を上記第２の位相誤差信号として出力し、
上記第１および第２の条件の一方または両方が満たされない場合に、上記第１の位相誤差信号をミュートすることを特徴とする情報再生装置。 - 請求項１において、
上記第２の条件として、上記第１の位相誤差信号の傾きの絶対値が所定の範囲内であることを使用することを特徴とする情報再生装置。 - 請求項１において、
ＰＬＬをロックさせる際に、周波数引込みを行うために上記第２の位相誤差信号を使用することを特徴とする情報再生装置。 - 請求項３において、
上記第２の位相誤差信号を使用して周波数引込みを行い、その後、上記第１の位相誤差信号を使用してＰＬＬをロックさせることを特徴とする情報再生装置。 - 請求項３において
上記第２の位相誤差信号を使用して周波数引込みを行い、その後、上記第１の位相誤差信号を使用してＰＬＬをロックさせ，さらにその後、ビタビ判定モードに移行するようになし、
上記ビタビ判定モードは、
上記ビタビ復号器によって選択される状態遷移を表現する状態データに基づいて位相誤差検出タイミングを生成し、かかる位相誤差検出タイミングに従って生成される位相誤差信号に基づいてＰＬＬをロックさせるものであることを特徴とする情報再生装置。 - 請求項３において、
上記ビタビ復号器によって選択される状態遷移を表現する状態データに基づいて位相誤差検出タイミングを生成し、かかる位相誤差検出タイミングに従って生成される位相誤差信号に基づいてＰＬＬをロックさせるビタビ判定モードを行う機能をさらに有する情報再生装置において、
上記第２の位相誤差信号を使用して周波数引込みを行い、その後、ビタビ判定モードに移行するようになし、
上記ビタビ判定モードは、
上記ビタビ復号器によって選択される状態遷移を表現する状態データに基づいて位相誤差検出タイミングを生成し、かかる位相誤差検出タイミングに従って生成される位相誤差信号に基づいてＰＬＬをロックさせるものであることを特徴とする情報再生装置。 - 記録媒体に記録されている情報信号をビタビ復号方法によって復号するようにした情報再生方法であって、
記録媒体から再生される再生信号に基づいてＰＬＬをロックさせることによってクロックを生成し、上記クロックに従うタイミングで再生系の動作を行うようにした情報再生方法において、
ビタビ復号方法を行うビタビ復号器の前段に設けられるＡ／Ｄ変換器からの所定ビット数の再生信号値中のＭＳＢの反転が生じるタイミングに基づいて、再生信号の立ち上がりまたは立ち下がりエッジと対応する、位相誤差検出タイミングを生成する位相誤差検出タイミングを生成するステップと、
複数の上記位相誤差検出タイミングのうち、二箇所のタイミングに対応する上記サンプリングされたそれぞれの再生信号値を演算することによって第１の位相誤差信号を生成する第１の位相誤差信号を生成するステップと、
上記第１の位相誤差信号における、連続する２個の時点間での位相誤差信号の差としての微分信号を生成するステップと、
上記第１の位相誤差信号と、上記微分信号とに基づいて第２の位相誤差信号を生成し、上記第２の位相誤差信号を上記ＰＬＬに制御信号として供給する第２の位相誤差信号を生成するステップを有し、
上記第２の位相誤差信号を生成するステップは、
上記第１の位相誤差信号の極性と上記微分信号の極性とが一致する第１の条件と、上記微分信号の絶対値が小さい第２の条件とが共に満たされる場合に、上記第１の位相誤差信号を上記第２の位相誤差信号として出力し、
上記第１および第２の条件の一方または両方が満たされない場合に、上記第１の位相誤差信号をミュートすることを特徴とする情報再生方法。
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| JPH1116294A JPH1116294A (ja) | 1999-01-22 |
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