JP4198904B2 - 記録再生装置、信号復号回路、エラー訂正方法、及び反復型復号器 - Google Patents
記録再生装置、信号復号回路、エラー訂正方法、及び反復型復号器 Download PDFInfo
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、磁気ディスク、光ディスク、光磁気ディスクなどからの信号再生や通信機器における信号復号のための記録再生装置、信号復号回路、エラー訂正方法及び反復型復号器に関し、特に、反復型復号法によるエラー訂正機能を備えた記録再生装置、信号復号回路、エラー訂正方法及び反復型復号器に関する。
【０００２】
【従来技術】
従来、記録再生装置には、記録した信号を誤りなく再生するため、強力なエラー訂正機能が搭載されている。このエラー訂正によって初めて、ノイズが含まれた不安定な信号の中から記録信号を確実に復元することが可能となる。
【０００３】
近年、記録再生装置のエラー訂正は、主としてＰＲＭＬ（Partial Response Maximum Likelihood）及びＥＣＣ（Error Correcting Code）と呼ぶ２つの手法の組合せによって実現されている。
【０００４】
ＰＲＭＬは、記録チャネルを符号間干渉のあるパーシャルレスポンスチャネル（ＰＲチャネル）とみなし、一般にビタビ検出器を用いた最尤復号（Maximum Likelihood Detection）を行う方式である。
【０００５】
一方、ＥＣＣ（Error Correcting Code）は、ビタビ検出器で訂正できなかったエラーを訂正するものであり、一般にリードソロモン符号が用いられている。ビタビ検出器やリードソロモン符号に関する一般的な解説は、多数の文献に示されているが、例えば文献「S. Lin and D. J. Costello, Jr., "Error control coding: fundamentals and applications," Prentice-Hall, 1９８３」がある。記録再生装置の代表例である磁気ディスク装置に関して、記録再生系の主要構成を図１２に示す。磁気ディスク装置の記録再生系は、大きく分けて、ハードディスクコントローラ（ＨＤＣ）２００、リードチャネル（ＲＤＣ）２０２、そしてヘッドＩＣ２０４からなる。
【０００６】
記録データには、まずＨＤＣ２００内で、ＣＲＣ符号器２０６とＥＣＣ符号器２０８とによるパリティが付加される。ＣＲＣ（Cyclic Redundancy Check)符号は、ＥＣＣの誤訂正を検出するために用いられるものである。次に、ＲＤＣ２０２では、符号器２１０、記録補償器２１２、ドライバ２１４を経由し、ヘッドＩＣ２０４のドライバ２１６に記録データを送出する。
【０００７】
符号器２１０では、ＰＬＬによるクロック再生を安定化するためのＲＬＬ符号等が用いられる。また記録補償器２１２は、磁化反転が隣接する個所で反転間隔を多少広げる補償処理を行う。最後にヘッドＩＣ２０４では、ドライバ２１６によって記録ヘッドへのライト電流を発生させる。
【０００８】
一方、再生の際は、再生ヘッドからのアナログ電圧をまずヘッドＩＣ２０４のプリアンプ２１８によって増幅した後、ＲＤＣ２０２に送る。ＲＤＣ２０２では、後で述べるサーマルアスペリティ検出部２２０による検出処理の後、可変利得アンプ（ＶＧＡ）２２２、ローパスフィルタ（ＬＰＦ）２２４、ＡＤコンバータ（ＡＤＣ）２２６を経由してデジタル信号への変換を行う。
【０００９】
引き続きＦＩＲフィルタ２２８によって波形等化を行った後、復号器２３０でビタビ復号を行う。なお、ＲＤＣ２０２内には、信号をサンプリングするタイミングを制御するＰＬＬ２３２、および可変利得アンプ２２２の利得を制御する自動利得制御器（ＡＧＣ）２３４も搭載されている。ＲＤＣ２０２による復号結果はＨＤＣ２００に戻され、ＥＣＣ復号器２３６によるエラー訂正を行った後、ＣＲＣ復号器２３８の検査処理を経て、再生データとなる。
【００１０】
近年の磁気ディスク装置は、再生用ヘッドとしてMR(Magnetoresi-stive）ヘッドを用いている。ＭＲヘッドはディスク媒体表面から３０〜５０ｎｍしか浮上していないため、ヘッドがディスク表面の突起等に接触・衝突することがある。
【００１１】
接触・衝突が起こると、ヘッド温度の上昇に伴って抵抗値が上昇するため、図１３（Ａ）に示すように、再生信号E1の直流レベルが大きく変動する。この現象をサーマルアスペリティ(TA: Thermal Asperity）現象と称する。ＴＡが発生すると、大振幅の信号が入力され、これまで安定動作していたＡＧＣ回路やＰＬＬ回路に悪影響が生じる。
【００１２】
そこで、一般に固定しきい値±ＴｈでＴＡを検知し、図１３（Ｂ）に示すように、信号Ｅ１がしきい値を越えた範囲のみオンとなる検知信号Ｅ２をイレージャフラグとして発生させる。そして、イレージャフラグがオンの間は、ＰＬＬ２３２やＡＧＣ２３４の動作を固定する。その結果、リード信号は、図１３（Ｃ）に示すように、しきい値±Ｔｈで挟み込まれた信号Ｅ３となる。
【００１３】
またＴＡの影響を最小限に抑えるため、ＴＡ検出回路２２０内に高域通過フィルタ（ＨＰＦ）の特性を持たせる方法が提案されている（米国特許第５２３３４８２号明細書図面,米国特許第６２２６1３６号明細書図面）。この場合、図１４に示すように、ヘッド出力をより早く元のレベルに復帰させることがる。
【００１４】
ＴＡ発生中、即ちイレージャフラグがオンの間は、本来のリード信号を観測できないため、入力データが消失した状態とみなすことができる。ビタビ復号器では長い消失を復元することができない。従来、このような消失訂正は、もっぱらＥＣＣに頼っている。
【００１５】
ＥＣＣはある程度の消失データを訂正でき、さらに図１２でも示したように、ＴＡ検出器２２０の出力するイレージャフラグを参照し、データ消失の位置を知ることによって、消失訂正能力を高めることもできる。
【００１６】
しかし、ディスクスピンドルモータの回転速度の増加に伴い、ＴＡ長も次第に増加しており、ＨＰＦを用いた場合でも、数十バイトに達している。これに応じてＥＣＣのパリティ長も増大せざるを得ず、記録容量の低下を招いている。
【００１７】
なお、イレージャフラグをＥＣＣへ入力して消失訂正する方法は、米国特許第５７０1３1４号明細書図面、同第５８７５1９９号明細書図面等に開示されている。また、ＥＣＣにおける消失訂正の様々な改良案が、例えば米国特許第５７1５２６２号明細書図面、同第４８５２０９９号明細書図面等に示されている。
【００１８】
ＴＡのようなデータ消失現象は、磁気ディスクだけで発生するものではない。例えば、光磁気ディスクにおいても、媒体欠陥やキズ・塵埃などによって、磁気ディスクと同様な消失現象が発生する。そこで、しきい値処理でデータ消失を検知し、ＡＧＣやＰＬＬの動作を固定する処理も同様に行われており、エラー訂正をＥＣＣで行う点も同じである。
【００１９】
このようなＴＡによるデータ消失以外に、リード信号が消失する要因としてメディアディフェクト（欠陥）がある。メディアディフェクトは、記録媒体上の欠陥等により再生信号の出力が弱まる現象である。
【００２０】
図１６に信号減衰率５０％のディフェクトが発生した場合の、再生信号の例を示す。矢印で示した区間がディフェクト区間２６０であり、信号が弱まっている様子が分かる。ディフェクト区間では減衰した信号にノイズが加わるため、単純なしきい値処理でディフェクトを検知することは難しい。
【００２１】
一般に、所定長以上のディフェクトについては、事前検査で抽出を行った上で、欠陥部分を正常なセクタで代替する。しかしながら、所定長以下の短いディフェクトは代替されない上、経年変化によりディフェクトが新たに発生する場合がある。従って、ディフェクトがあっても復号性能が大幅に劣化することのない復号法が必要とされる。
【００２２】
近年、ＰＲＭＬ方式に変わる新しい符号・復号方式として、ターボ符号や低密度パリティ検査符号（ＬＤＰＣ: Low Density Parity Check Code）等が提案されている。これらは反復計算で復号を行うことから、ここでは反復型復号法（iterative method）と総称する。
【００２３】
反復型復号法としては、米国特許第５４４６７４７号明細書図面に開示されているターボ符号が代表的である。ターボ符号は、２つの再帰的組織畳み込み符号(RSC: Recursive systematic convolutional code)をランダムインターリーバを介して接続した並列連接(parallel concatenation)符号であり、復号は２つの軟入出力復号器を用いた反復計算によって行う。
【００２４】
ターボ符号は通信の分野で考案されたが、これを記録再生系のＰＲチャネルに適用する複数の方式が、文献「 T. Souvignier et al., "Turbo Decoding for PR４: Parallel Versus Serial Concatenation," Proc. IEEE Int. Conf. on Communications, pp. 1６３８-1６４２, 1９９９. 」に開示されている。
【００２５】
ＰＲチャネルに適用する場合、図１５（Ａ）に示すように、２つの要素符号器(constituent encoder）２４０，２４４をπと表示されたランダムインターリーバ２４２を介して縦列連接(serial concatenation）した構成を取る。この時、チャネルに近い要素符号器２４４を内符号器（inner encoder）、もう一方の要素符号器２４０を外符号器（outer encoder）と呼ぶ。
実は、ＰＲチャネルでは、チャネル自体を畳み込み符号器とみなすことができるので、内符号器２４４は明に設ける必要がない。ただし、再帰的組織畳み込み符号にするためにプリコーダと呼ぶ補完的な符号器を用いる場合もある。
【００２６】
一方、外符号器２４０としては、２つの再帰的組織畳み込み符号（ＲＳＣ）を用いるものや１つの再帰的組織畳み込み符号（ＲＳＣ）を用いるものなどが各種提案されている。
【００２７】
また、文献「R. G. Gallager, "Low-Density Parity-Check Codes," Cambridge, MA: MIT Press, 1９６３」に開示される低密度パリティ検査符号（LDPC: Low density parity check codes）を用いる場合や、文献「R. M. Pyndiah, "Near-optimum decoding of product codes: block turbo codes," IEEE Trans. on Communications, ４６-８, pp. 1００３-1０1０, 1９９８」に示される積符号（TPC: Turbo product code）を用いる場合もある。
反復型方式の復号器は、図１５（Ｂ）のように、内復号器２４６と外復号器２５０と呼ぶ２つの要素復号器(constituent decoder）で構成する。内復号器２４６は図１５（Ａ）の内符号器２４４に対応した復号を行い、外復号器２５０は図１５（Ａ）の外符号器２４０に対応した復号を行う。内復号器をチャネル復号器と呼ぶこともある。
【００２８】
反復型復号法で特徴的な点は、最大事後確率（MAP: Maximum a posteriori Probability）復号を行うという点であり、そのため２つの要素復号器はいずれも軟入力・軟出力（SISO: Soft-In/Soft-Out）復号器となる。SISO復号器は単なる０または１といった硬判定結果を出力するのではなく、０.４や０.９といった信頼度情報を出力する。
【００２９】
例えば内復号器２４６は、チャネルからのリード信号系列ｙk（ｋ＝１〜Ｎ）が与えられた条件下で、符号化前の情報シンボルｘkの事後確率を計算するものであり、事後確率はｘkが１である確率と０である確率の対数尤度比（Log-Likelihood Ratio）
【００３０】
【数１】
【００３１】
で表現される。ただし、ｙ1 N＝｛ｙ1，ｙ2，…ｙN｝である。
【００３２】
一方、内復号器２４６には、復号に先立って得られている事前情報Λａ（ｘk）がやはり対数尤度比の形で入力される。内復号器２４６は、この事前情報Λａ（ｘk）とリード信号系列ｙkから、(1)式の事後確率を算出する。また、事後確率から事前情報を差し引いた外部情報(Extrinsic Information）
【００３３】
【数２】
【００３４】
を出力し、この外部情報Λｅ（ｘk）がもう一方の復号器に伝えられる。
復号の手順を改めて図１５（Ｂ）で説明する。リード信号系列ｙkは、まず内復号器２４６に入る。内復号器２４６では、リード信号系列ｙkと外復号器２５０から出力される事前情報Λａ（ｘk）とから、外部情報Λｅ（ｘk）を算出し出力する。
【００３５】
外部情報Λｅ（ｘk）は、π-1と表示された逆インターリーバ２４８を経由して外復号器２５０のチャネル情報Λａ（ｘ'k）となる。外復号器２５０では、チャネル情報Λａ（ｘ'k）から情報系列の事後確率Λ（ｕk）と外部情報Λｅ（ｘ'k）を出力し、外部情報Λｅ（ｘ'k）は再度、πと表示されたインターリーバ２５２を経由して内復号器２４６の事前情報Λａ（ｘk）として用いられる。これを所定回反復した後、外復号器２５０が出力する事後確率Λ（ｕk）を比較器２５４でしきい値処理することで復号が達成される。
畳み込み符号等の状態遷移で定義される符号に対する軟入力軟出力（SISO）復号の具体的計算法として、ＢＣＪＲアルゴリズムがある。一般には内符号器・外符号器ともＢＣＪＲアルゴリズムを用いるが、外符号器としてＬＤＰＣ符号を使う場合は、外符号器は信頼度伝播法（Belief Propagation Algorithm）に基づく。ＢＣＪＲアルゴリズムは、文献「 L. R. Bahl et al., "Optimal decoding of linear codes for minimizing symbol error rate," IEEE Trans. Inform. Theory, vol. ２０, pp. ２４８-８７, 1９７４.」に詳しく説明されている。また、反復型方式全般に亘る解説が文献「 Z. Wu, "Coding and iterative detection for magnetic recording channels," Kluwer Academic Publishers, ２０００」で述べられている。
以上で示した反復型復号法は、ＰＲＭＬ復号法を上回る高いエラー訂正能力を有しており、次世代符号化方法として有望視されている。
【００３６】
【解決しようとする課題】
しかしながら、このような反復型復号法は従来のＰＲＭＬ復号法に比べ極めて高いエラー訂正能力を有している反面、ＥＣＣの効果が低いという問題を有している。これは、反復復号によってほとんどのエラーが訂正されてしまうので、ＥＣＣで訂正すべきエラーがほとんど残らないために生じる。
【００３７】
実際、反復型復号法では、ＥＣＣを付加することによるＳＮ改善は僅か０．５ｄＢ以下である。そのため、ＥＣＣ前で見ると反復型復号法はＰＲＭＬ復号法より４〜５ｄＢの高いＳＮ改善を示すのに対して、ＥＣＣ後ではほとんど差が現れない。
【００３８】
このようにＥＣＣの効果が低いのであれば、ＥＣＣを取り除いてもエラー訂正能力に問題はなく、むしろＥＣＣを取ることによってＥＣＣの付加で生じていたロスがなくなり、その分、所要Ｓ／Ｎが改善される利点がある。
【００３９】
しかし、ＥＣＣをとってしまうと反復型復号法だけではＴＡ等により発生するデータ消失を訂正できない問題がある。その結果、例え通常時のＳ／Ｎの改善が小さくても、ＴＡ等により発生するデータ消失を訂正するためにＥＣＣと組み合わせて使うことが必要となっている。
【００４０】
本発明は、反復型復号法の復号器内で消失データを訂正することによりＥＣＣを不要にした記録再生装置、信号復号回路、エラー訂正方法及び反復型復号器を提供することを目的とする。
【００４１】
【課題を解決するための手段】
図１は本発明の原理説明図である。本発明は、ＥＣＣレスのエラー訂正機能を備えた記録再生装置であって、図１（Ａ）のように、リード信号の消失を示すイレージャフラグを発生させる消失検出器８０と、内復号器８４と外復号器８６との２つの軟入力軟出力（ＳＩＳＯ）の復号器を有し、イレージャフラグｅk を内復号器８４に入力して内復号器内で消失補償を行うことによって消失を訂正する反復型復号器８２とを備えたことを特徴とする。ここで、内復号器８４での消失補償としては、イレージャフラグがオン期間に亘りチャネル情報をマスクする。
【００４２】
このように本発明にあっては，ＥＣＣが無くなることで、ＥＣＣのパリティの分だけ記録容量を高める、あるいは反復型復号法で付加するパリティの数を増やし、エラー訂正能力を一層高めることとなる。
【００４３】
消失検出器８０は、サーマルアスペリティ（ＴＡ）を検出してリード信号の消失を示すイレージャフラグを発生させる。
【００４４】
内復号器は、ＢＣＪＲ（Bahl-Cocke-Jeinek-Raviv）復号法に基づく軟入力軟出力の復号器であり、図１（Ｂ）のように、イレージャフラグｅkがオンの時、内復号器内でチャネル情報Λｃ(yk)を０にマスクする。
【００４５】
また内復号器は、ＢＣＪＲ（Bahl-Cocke-Jeinek-Raviv）復号法に基づく軟入力軟出力の復号器であり、イレージャフラグがオンの時、内復号器内でチャネル情報の指数値を１にマスクしても良い。
【００４６】
内復号器は、対数最大事後確率復号法（LogMAP復号法）に基づく軟入力軟出力の復号器であり、イレージャフラグがオンの時、内復号器内でチャネル情報を０にマスクする。
【００４７】
内復号器は、近似型対数最大事後確率復号法（MaxLogMAP復号法）に基づく軟入力軟出力の復号器であり、イレージャフラグがオンの時、内復号器内でチャネル情報を０にマスクしても良い。
【００４８】
内復号器は、軟出力ビタビ復号法（ＳＯＶＡ復号法）に基づく軟入力軟出力の復号器であり、イレージャフラグがオンの時、内復号器内でチャネル情報を０にマスクする。
【００４９】
消失検出部は、イレージャフラグの前エッジを所定のビット数だけ前方に拡張する。また消失検出部は、イレージャフラグの後エッジを所定のビット数だけ後方に拡張する。これによりイレージャフラグの立上りエッジや立下りエッジでのリード信号における直流成分の変動による影響を軽減する。
【００５０】
本発明は、反復型復号器において、メディアディフェクトに起因するリード信号の消失を補償する。このため本発明の記録再生装置であって、反復型復号器内にリード信号の消失を示す第２イレージャフラグを発生させる第２消失検出部を設け、消失検出器による第１イレージャフラグと第２イレージャフラグとの論理和を内復号器に入力することを特徴とする。
【００５１】
ここで第２消失検出部は、ＲＬＬ拘束の違反を調べることによってイレージャフラグを発生させる。また第２消失検出部は、更にＲＬＬ拘束の違反回数が所定数以上である場合のみイレージャフラグを発生させる。
【００５２】
このように本発明は、反復型復号器内に第２消失検出器を設け、ディフェクトを検知することでイレージャフラグを生成するように構成することによって、消失補償処理をディフェクトに対しても適用することが可能となり、全ての消失要因に対応したＥＣＣレスの記録再生装置を実現することができる。
【００５３】
本発明は、信号復号回路を提供するものであり、リード信号の消失を示すイレージャフラグを発生させる消失検出部と、内復号器と外復号器との２つの軟入力軟出力の復号器を有し、イレージャフラグを内復号器に入力して内復号器内で消失補償を行うことによって消失を訂正する反復型復号器とを備えたことを特徴とする。この信号復号回路の詳細は、記録再生装置の場合と同じになる。
【００５４】
本発明は、リード信号を内復号器と外復号器との２つの軟入力軟出力の復号器を備えた反復型復号器で復号するＥＣＣレスのエラー訂正方法であって、リード信号の消失を示すイレージャフラグを発生させ、イレージャフラグを内復号器に入力して内復号器内で消失補償を行うことによって消失を訂正することを特徴とする。このエラー訂正方法の詳細は、装置構成の場合と同じになる。
【００５５】
また本発明は、ＥＣＣレスのエラー訂正機能を備えたリードチャネルであって、リード信号の消失を示すイレージャフラグを発生させる消失検出器と、内復号器と外復号器との２つの軟入力軟出力の復号器を有し、イレージャフラグを内復号器に入力して内復号器内で消失補償を行うことによって消失を訂正する反復型復号器とを備えたことを特徴とする。
【００５６】
更に、本発明は、反復型復号器を提供するものであり、内復号器と外復号器との２つの軟入力軟出力の復号器を有し、リード信号の消失を示すイレージャフラグを内復号器に入力して内復号器内で消失補償を行うことによって消失を訂正することを特徴とする。このリードチャネル及び復号型復号器の詳細も記録再生装置の場合と同じになる。
【００５７】
【発明の実施の形態】
図２は、本発明が適用されるハードディスクドライブのブロック図である。図２において、ハードディスクドライブは、ＳＣＳＩコントローラ１０、ドライブコントロール１２及びディスクエンクロージャ１４で構成される。勿論、ホストとのインタフェースはＳＣＳＩコントローラに限定されず、適宜のインタフェースコントローラを含む。
【００５８】
ＳＣＳＩコントローラ１０には、ＭＣＵ（メインコントロールユニット）１６、制御記憶として使用されるＤＲＡＭもしくはＳＲＡＭを用いたメモリ１８、制御プログラムを格納するフラッシュメモリなどの不揮発性メモリを使用したプログラムメモリ２０、ハードディスクコントローラ（ＨＤＣ）２２、及びデータバッファ２４が設けられる。
【００５９】
ＳＣＳＩコントローラ１０のハードディスクコントローラ２２には、通常はフォーマッタ及びＥＣＣ処理部を設けているが、本発明に合っては、ＥＣＣが不要であることから、ＥＣＣレスのハードディスクコントローラとしている。
【００６０】
図３は、図２のハードディスクドライブにおける本発明による記録再生系の主要部の構成である。磁気ディスク装置の記録再生系は、大きく分けて、ハードディスクコントローラ（ＨＤＣ）２２、リードチャネル（ＲＤＣ）３０及びヘッドＩＣ３４からなる。
【００６１】
記録データには、まずＨＤＣ２２内で、ＣＲＣ符号器２０８とによるパリティが付加される。本発明ではＥＣＣは必要ないためＥＣＣ符号器はもうけられていない。次に、ＲＤＣ３０では、反復型方法の符号器４６、記録補償器４８、ドライバ５０を経由し、ヘッドＩＣ３４のドライバ５２に記録データを送出する。
【００６２】
符号器４６では、ＰＬＬによるクロック再生を安定化するためのＲＬＬ符号等が用いられる。また記録補償器４８は、磁化反転が隣接する個所で反転間隔を多少広げる補償処理を行う。最後にヘッドＩＣ３４では、ドライバ５２によって記録ヘッドへのライト電流を発生させ、磁気ディスクに記録する。
【００６３】
一方、再生の際は、ＭＲヘッドからのアナログ電圧をまずヘッドＩＣ３４のプリアンプ５４によって増幅した後、ＲＤＣ３０に送る。ＲＤＣ３０では、サーマルアスペリティ検出部５６による検出処理の後、可変利得アンプ（ＶＧＡ）５８、ローパスフィルタ（ＬＰＦ）６０、ＡＤコンバータ（ＡＤＣ）６２を経由してデジタル信号への変換を行う。
【００６４】
続いてＦＩＲフィルタ６４によって波形等化を行った後、反復型復号法の復号器６６で反復型の復号を行う。またＲＤＣ３０内には、信号をサンプリングするタイミングを制御するＰＬＬ６８、および可変利得アンプ５８の利得を制御する自動利得制御器（ＡＧＣ）７０も設けられる。ＲＤＣ３０による復号結果はＨＤＣ２２に戻され、ＣＲＣ復号器７２の検査処理を経て、再生データとなる。また本発明はＥＣＣを必要としないため、ＨＤＣ２２にＥＣＣ復号器は設けられていない。
更に本発明では、ＴＡ検出器５６から出力するイレージャフラグを復号器６６に入力し、復号器６６内で消失データの訂正を行う。このためＥＣＣは不要となり、記録データはＣＲＣ符号器４４だけを経由してＲＤＣ３０の符号器４６に送出し、また、復号器６６の出力を直接ＣＲＣ検査器７２に送っている。
【００６５】
図４（Ａ）に本発明による符号器の基本構成を示し、図４（Ｂ）に復号器の基本構成を示す。
【００６６】
図４（Ａ）において、符号器４６は、外符号器７４と内符号器７８を縦列連接した構成を取る。ここでＰＲチャネルでは、チャネル自体を畳み込み符号器とみなすことができるので、内符号器７８は設ける必要がない。この符号器４６は、記録データの中にＥＣＣを含まない点を除き、基本的には、図１５（Ａ）の符号器と同じになる。
【００６７】
図４（Ｂ）の本発明による復号器６６は、消失検出器８０と反復型復号器８２で構成される。消失検出器８０は、ＴＡなどによるデータの消失を検出し、消失したビットの位置を示すイレージャフラグ信号を出力する。反復型復号器８２は、内復号器８４と外復号器８６の２つの軟入力・軟出力（ＳＩＳＯ）の復号器からなる。
【００６８】
内復号器８４は、イレージャフラグ信号Ｅ１０を受け、消失したビットに対応するチャネル情報をマスクしながら復号計算を行う。２つの符号器を構成する内復号器８４と外復号器８６間で所定回の反復型復号を行った後、比較器８８のしきい値処理によって復号データを生成し出力する。
【００６９】
ここで、消失検出器８０を反復型復号器８２の外部に配置しているが、中に配置してもよい。また、比較器８８によるしきい値処理を行わない場合もある。更に、図５の反復型復号器８２の構成は、主要部分のみを記載したものであり、実際には記載した以外のモジュールが構成要素の間に付加される。例えば、内復号器８４と外復号器８６の間にランダムインターリーバを挿入することがある。
【００７０】
本発明の内復号器８４において、消失データを訂正するためのチャネル情報をマスクする具体的な処理を説明する。まず、内復号器８４で実施されるＢＣＪＲ復号手順を詳細に説明する。既に図１５（Ｂ）に示したのと同様に、内復号器８４は、チャネルからのリード信号ｙkと外復号器８６からの事前情報Λａ（ｘk）を用いて、外部情報Λｅ（ｘk）を計算するものである。
【００７１】
ここで符号の状態遷移を表現するトレリスを考え、可能性のある状態遷移毎に、リード信号ｙkとその状態遷移に関連付けられた理想信号ｍkとから、チャネル情報Λc（ｙk）を次式により求める。
【００７２】
【数３】
【００７３】
ただし、σ2はノイズの分散値である。
【００７４】
次に、状態遷移ｓk-1→ｓkに対するパスメトリックγを、
【００７５】
【数４】
【００７６】
と求める。そして、順方向の再帰計算により、
【００７７】
【数５】
【００７８】
を、逆方向の再帰計算により、
【００７９】
【数６】
【００８０】
を求める。ただし、初期状態と終了状態を状態０と仮定すると、終端条件は以下の通りである。
【００８１】
【数７】
【００８２】
α、β、γから、事後確率Λ（ｘk）を次式で算出する。
【００８３】
【数８】
【００８４】
ただし、S1はに関連付けられた全ての状態遷移を、S０はｘk＝０に関連付けられた全ての状態遷移を意味する。最後に、事前情報Λａ（ｘk）を差し引いて、外部情報Λｅ（ｘk）を得る。
【００８５】
【数９】
【００８６】
図５は、図４（Ｂ）の内復号器８４における計算の手順をまとめたフローチャートである。まずステップＳ１で（３）式と（４）式に基づいてγk（ｓk-1，ｓk）を算出する。次に、ステップ２で(５)式に基づきαk（ｓk）を求め、更にステップＳ３で（６）式に基づいてβk（ｓk）を求める。最後にステップＳ４で（８）式及び（９）式に基づいてΛ（ｘk），Λｅ（ｘk）を得る。
【００８７】
一方、内復号器８４における計算量を減らすため、ＢＣＪＲアルゴリズムをlogドメインで計算するLogMAP復号法も提案されている。LogMAP復号法では、（４）〜（８）式が以下の（１０）〜（１４）式に置き替わるが、計算の手順は同様である。
【００８８】
【数１０】
【００８９】
ただし、
【００９０】
【数１１】
【００９１】
である。さらに、（１５）式を、
【００９２】
【数１２】
【００９３】
と近似し、計算量を一層削減するMax-LogMAP復号法も提案されている。
【００９４】
また、従来のビタビ復号の過程で事後確率を計算するＳＯＶＡ(Soft Output Viterbi Algorithm）も文献「 J. Hagenauer and P. Hoeher, "A viterbi algorithm with soft-decision outputs and its applications", IEEE GlobeCom, pp. 1６８0-８６, 1９８９.」や文献「M.C. Valent." Iterative detection and decoding for wireless communications." Ph.D. Dissertation. Virginia Tech,.July 1９９９ < HYPERLINK "http://www.cs.wvu.edu/~mvalenti/pubs.html" http://www.cs.wvu.edu/~mvalenti/pubs.html>」等に開示されている。本発明による消失データを訂正する復号法は、ＢＣＪＲ復号法における（３）式の演算を次式で置き換えるものである。
【００９５】
【数１３】
【００９６】
ただし、はイレージャフラグである。
【００９７】
即ち、イレージャフラグｅkがＯＮの場合、チャネル情報Λｃ（ｙk）を０にセットし、イレージャフラグｅkがＯＦＦの場合、チャネル情報Λｃ（ｙk）を従来通り計算するように構成する。
【００９８】
図６は、消失データを訂正するための本発明に基づくＢＣＪＲ復号法によるパスメトリックγk（ｓk-1，ｓk）の計算手順のフローチャートである。ステップＳ１でイレージャフラグｅkを調べ、ＯＮであれば、ステップＳ２でチャネル情報Λｃ（ｙk）＝０とし、ＯＦＦであればステップＳ３でチャネル情報Λｃ（ｙk）を算出する。そして、ステップＳ４でパスメトリックγk（ｓk-1，ｓk）を得る。
なお、チャネル情報Λｃ（ｙk）＝０の時、exp[Λｃ（ｙk）｝＝１であるから、（４）式の第２項を直接
【００９９】
【数１４】
【０１００】
としてもよい。
【０１０１】
このようにイレージャフラグｅkを調べ、ＯＮであればチャネル情報Λｃ（ｙk）＝０とすることで、データ消失中は、（４）式のパスメトリックγk（ｓk-1，ｓk）を、事前情報Λａ（ｘk）のみを用いて計算することを意味する．
LogMAP復号法、Max-LogMap復号法においても、（１７）式を共通に適用することができる。また、ＳＯＶＡ（ Soft Output Viterbi Algorithm）においても同様である。ＳＯＶＡは、ビダビ復号法を軟出力を行うように拡張したものであり、原理的にはＢＣＪＲ復号法と同じ軟入力軟出力のＳＩＳＯ復号法である。
【０１０２】
ＢＣＲＪ復号法とＳＯＶＡ復号法の違いは、ＢＣＲＪ復号法が全ての可能なパス（状態遷移の系列）を考えて事後確率を求めるのに対し、ＳＯＶＡ復号法は一部のパスだけから事後確率を求める点にある。そのため、ＳＯＶＡ復号法は、ＢＣＪＲ復号法より性能は劣るものの、計算量は少ない。
【０１０３】
またパスの選び方は異なるが、原理的に同じＳＩＳＯ復号法であることから、各状態遷移に対するパスメトリックの計算はＢＣＪＲ復号法と同じ（３）（４）式あるいは（１０）式に基づいている。従って、本発明による（１７）式をそのまま適用することができる。
以上のように構成することで、消失したビットに対しては敢えてリード信号を参照しないようにすることができ、反復型復号法の高いエラー訂正能力を活かし、消失のない他のビットから消失したビットを正しく復元することができる。
【０１０４】
図７は、図４（Ｂ）の内復号器８４におけるパスメトリック計算回路の例である。引き算器１１８は、信号系列ｙkと理想信号ｍkとの差を求めるものである。ルックアップテーブル(LUT)１２０は、ｙk−ｍkから、（３）式に基づいてチャネル情報Λｃ（ｘk）を求めるためのテーブルである。
【０１０５】
セレクタ１２２は、イレージャフラグｅkに応じて、ルックアップテーブル１２０の出力と０とのどちらか一方を選択する。セレクタ１２４はｘkに応じて、事前情報Λａ（ｘk）か０のいずれかを選択する。加算器１２６ではセレクタ１２２の出力とセレクタ１２４の出力を加算することによってパスメトリックγkを出力する。
【０１０６】
なお、図７ではイレージャフラグをそのまま参照したが、図１３、図１４からも分かる通り、イレージャフラグがＯＦＦからＯＮに変わる直前、およびＯＮからＯＦＦに変わった直後は、リード信号の直流成分が少なからず変動している。従って、イレージャフラグの立ち上がりエッジを前倒ししたり、立下りエッジを一定時間ホールドしたりして、直流成分の変動による影響を軽減することも可能である。立ち上がりエッジの前倒しとしては、リード信号をバッファリングして相対的に遅らせることで実現できる。
【０１０７】
図８は、外符号としてＬＤＰＣ符号を用いた場合の符号器と復号器の具体例である。図８（Ａ）は、図３の符号器４６の具体例であり、ＭＴＲ符号器９０とＬＤＰＣ符号器９６で構成する。記録データは、まずＭＴＲ符号器９０で符号化され、変換器９２で１／（１＋Ｄ）変換される。
【０１０８】
次に、ランダムインターリーバ９４を経由した後、ＬＤＰＣ符号器９６でパリティ列を生成する。パリティ列に対してはＭＴＲ (Maximum Transition Run)拘束が満たされないので、ガード挿入器９８にて定期的に０を挿入する。ここで、０を挿入する代わりに１を挿入し、ＲＬＬ拘束だけを満たすようにしてもよい。ガード挿入結果は、変換器９２の出力に付け加えられてからＰＲチャネルに記録される。内符号器はＰＲチャネルを利用することで特に設けておらず、図８（Ａ）全体が外符号器として機能する。
【０１０９】
また図４（Ａ）では外符号器７４の後にランダムインターリーバ７６を結合しているが、この実施形態では、外符号器の中にランダムインターリーバ９４を搭載している。このように構成してもインターリーバの効果は同じであるのみならず、ＭＴＲ拘束がインターリーバにより破壊されないという効果を有する。
なお、ＬＤＰＣ符号器９０で用いるパリティ検査行列自体がランダム性を有しているため、ランダムインターリーバを省略することもある。
【０１１０】
図８（Ｂ）の復号器６６は、Max-LogMAPに基づくチャネル復号器（内復号器）１００と、ＬＤＰＣ復号のための信頼度伝播法に基づく外復号器１０６を主要部とする。チャネル復号器１００にはイレージャフラグｅkが入力され、本発明に基づく消失訂正を行っている。
【０１１１】
チャネル復号器１００の出力のうち、情報シンボル部分はπと表示されたランダムインターリーバ１０２を経由し、パリティ部はと表記されたガードビット削除器１０４を経由して、外復号器１０６に入力される。
【０１１２】
一方、外復号器１０６の外部情報出力は、情報シンボル部分がと表記された逆インターリーバ１０８を、パリティ部分はと表記されたガード挿入器１１０を経由して、チャネル復号器１００に戻される。
【０１１３】
所定回数の反復が終わると、外復号器１０６の出力する事後確率を、比較器１１２によるしきい値処理で０か１の信号に変換し、変換器１１４で１＋Ｄ変換の後、ＭＴＲ復号器１１６を経由して再生データとして出力される。
【０１１４】
なお、符号器４６のランダムインターリーバ９４を省略した場合は、復号器６６のランダムインターリーバ１０２と逆ランダムインターリーバ１０８も省略する。
【０１１５】
図９にＴＡ及びディフェクトによるデータ消失を補償する本発明による反復型復号器の基本構成を示す。
【０１１６】
図９の反復型復号器８２は、入力段に図４と同じＴＡによるデータ消失を検出する第１消失検出器８０を設け、新たに反復型復号器８２内に第２消失検出器１２８を設ける。反復型復号器８２には更に図４と同様に、外復号器８６と比較器８８が設けられる。
【０１１７】
第２消失検出器１２８は、内復号器８４の出力を見て、ＲＬＬ拘束を満たしているか、即ち磁化反転の無い区間が所定長以内であるかを調べる。そしてＲＬＬ拘束に違反する箇所、即ち磁化反転の無い区間が所定長以上である箇所をディフェクトと判定し、対応するイレージャフラグをオンにセットし、それを第２イレージャフラグｅk2として出力する。
【０１１８】
第２消失検出器１２８が出力する第２イレージャフラグｅk2と第１消失検出器８０が出力する第１イレージャフラグｅk1は、ＯＲ回路１３０で論理和（ＯＲ）を取って内復号器８４に入力される。
【０１１９】
第２消失検出器１２８で違反するか否か調べるＲＬＬ拘束について説明する。記録再生装置では、ＰＬＬによるクロック再生を安定化するため、磁化反転の無い区間が所定長以上にならないような記録を行う。所定長区間に渡って磁化反転が無いとリードした信号において０が連続する結果となり、ＰＬＬが正常に動作しない。
【０１２０】
そこで、例えば16ビットに必ず1回は磁化反転が有るように記録し、ＰＬＬの正常動作を保証する。実際には、ユーザデータは任意であるから、ＲＬＬ（Run Length Limited）符号と呼ぶ符号化を行い、拘束を満たすようにデータを変換してから媒体に記録する。
【０１２１】
従って、復号結果においても、通常は、磁化反転の無い区間の長さは一定値以下に保たれる。しかしながら、ディフェクトが発生すると、信号が減衰するため、磁化反転が無い系列に誤って復号される可能性が極めて高くなる。
【０１２２】
そこで逆に、ＲＬＬ拘束を満たさない復号結果が得られた場合、これをディフェクトと見なせば、極めて高い確率でディフェクトを検知することができる。このように本発明では、第２消失検出器１２８において、ＲＬＬ拘束の違反を調べることでディフェクトを検知するよう構成する。
【０１２３】
第２消失検出器１２８が出力する第２イレージャフラグｅk2は、第１消失検出器８０が出力する第１イレージャフラグｅk1との論理和をＯＲ回路１３０で取った後、内復号器８４に入力される。この時、第２イレージャフラグｅk2は、内復号器８４における１回目の復号が終わるまで確定しない。即ち、反復１回目は第１イレージャフラグｅk1だけが有効であり、第２イレージャフラグｅk2は反復２回目以降初めて有効となる。
また、第２消失検出器１２８は、１回目の反復時だけ動作させる。即ち、１回目の内復号器８４での復号を行った後のみ、第２消失検出器１２８において検出処理を行い、２回目以降の内復号器８４での復号を行った後は、第２消失検出器１１８における検出処理を行わなず、１回目に生成したイレージャフラグをそのまま維持するように構成する。
【０１２４】
このように構成する理由は、ひとたび外復号器８６による復号を行うと、部分的ながら外復号による正しい復号が行われ、ディフェクトに起因するＲＬＬ拘束違反を検出しにくくなるからである。
【０１２５】
図１０は、第２消失検出器１２８でのディフェクト検知処理の手順を具体的に示したフローチャートである。ここで、信号系列の長さをNとする（k=0〜N-1）。また、内復号器の出力をΛｅ（ｘk）とする。cを磁化反転の無いビットの連続数（NRZIで表現した時の"0"の連続数）とし、nをＲＬＬ拘束に違反した回数とする。
【０１２６】
まず、ステップＳ１で違反数nとカウンタcを0に初期化する。次に、ステップＳ２においてk=1とする。また、Λｅ（ｘ0）をしきい値処理することで0ビット目の仮判定を行う。
【０１２７】
【数１５】
【０１２８】
以下、ステップＳ３〜Ｓ１０においてビットk毎に処理を繰り返す。まず、ステップＳ３でビットｋの仮判定を
【０１２９】
【数１６】
【０１３０】
とした上で、ステップＳ４のmod2計算によって、NRZデータをNRZIデータに変換する。
【０１３１】
ｔ‘ｋ＝ｔk＋ｔk-1（ｍｏｄ２） (21)
ただし、ｔ‘k＝０は磁化反転が無いことを示す。よって、ステップＳ５においてｔ‘k＝０ならカウンタcを1増やし、それ以外ならc=0とする。
【０１３２】
【数１７】
【０１３３】
ステップＳ６でカウンタcがRLL拘束長を超える場合、ビットkを拘束違反とみなす。この時、ステップＳ７で違反数nを1増やした後、ステップＳ８でビットkを中心とする±pビットの範囲（pは予め決める定数）について、イレージャフラグを1にセットする。以上の処理をステップＳ７でビットｋを１つ増加させながら、ステップＳ１０でｋ＜Ｎの間繰り返すことで所望のディフェクト検知処理が達成される。
【０１３４】
なお、最後に、ステップＳ１１で違反数nがしきい値Tdより小さい場合、ステップＳ１２でイレージャフラグを0にクリアする処理を設けてもよい。違反数が少ない場合、誤検知の恐れがあり、しきい値処理によって誤検知を抑制することができるからである。
【０１３５】
また、この時、第１イレージャフラグのオンの区間については、（４）式で常にｃ＝０とし、消失検出を行わないようにしてもよい。第２消失検器１２８はＴＡによる消失も検知するので、ＴＡ発生時は違反数が容易にしきい値Ｔｄを越え、ＴＡ以外の部分で誤検出が発生しやすい。また、ｐ値を大きく選んだ場合、ＴＡの範囲を必要以上に±ｐビット広げてしまうことがある。第１イレージャフラグがオンの区間で消失検出を行わないようにすれば、これらを避けることができる。
【０１３６】
以上のように第２消失検出器１２８によれば、メディアディフェクトによって生じるリードデータの消失を検知することができ、ひいてはディフェクトがあっても正しく記録信号を再生することが可能となる。
【０１３７】
図１１は、図９の基本構成を適用した本発明の反復型復号器の実施形態を示す。図１１（Ａ）の符号器４６は、先に示した図８の実施形態の符号器４６と同じであり、ＭＴＲ符号器９０が磁化反転が無い区間の長さを制限するようなＲＬＬ符合化を行う。
【０１３８】
一方、図１１（Ｂ）の復号器６６は、図８の復号器６６に第２消失検出器１２８を加えたものであり、第２消失検出器１２８から出力される第２イレージャフラグｅk2と、復号器６６の外から入力される第１イレージャフラグｅk1との論理和がＯＲ回路１３０で取られ、チャネル復号器１００に入力される。このように構成すれば、ディフェクトがあっても正しく記録信号を再生することが可能となる。
【０１３９】
なお、この実施形態では、チャネル復号器１００の直後に正規化処理部１３２を加えている。これはチャネル復号器１００の出力Λ（ｘk）の絶対値の最大値を以下のように求め、それを所定の範囲Aに収めるようにする処理である。
【０１４０】
【数１８】
【０１４１】
Λ（ｘk）は、ＳＮが高い程あるいは復号器６６の反復が進む程大きな値を取るが、Λ（ｘk）が大き過ぎると外復号器１０６での計算でオーバーフローが発生して正常に復号できないことがある。この現象はディフェクト時に顕著であり、これを補うため正規化処理部１３２を設けている。
【０１４２】
正規化処理部１３２を設けて正規化を行う場合も、第２消失検出器１２８によるディフェクト検知処理の動作は、正規化が無い場合と同様である。
【０１４３】
（付記）
（付記１）
記録再生装置であって、
リード信号の消失を示すイレージャフラグを発生させる消失検出部と、
内復号器と外復号器との２つの軟入力軟出力の復号器を有し、前記イレージャフラグを内復号器に入力して内復号器内で消失補償を行うことによって消失を訂正する反復型復号器と、
を備えたことを特徴とする記録再生装置。（１）
【０１４４】
（付記２）
付記１の記録再生装置であって、前記内復号器での消失補償として、前記イレージャフラグがオン期間に亘りチャネル情報をマスクすることを特徴とする記録再生装置。（２）
【０１４５】
（付記３）
付記１記載の記録再生装置であって、前記消失検出部は、サーマルアスペリティを検出してリード信号の消失を示すイレージャフラグを発生させることを特徴とする記録再生装置。（３）
【０１４６】
（付記４）
付記１記載の記録再生装置であって、前記内復号器が、ＢＣＪＲ（Bahl-Cocke-Jeinek-Raviv）復号法に基づく軟入力軟出力の復号器であり、前記イレージャフラグがオンの時、内復号器内でチャネル情報を０にマスクすることを特徴とする記録再生装置。（４）
【０１４７】
（付記５）
付記１記載の記録再生装置であって、前記内復号器が、ＢＣＪＲ（Bahi-Cocke-Jeinek-Raviv）復号法に基づく軟入力軟出力の復号器であり、前記イレージャフラグがオンの時、内復号器内でチャネル情報の指数値を１にマスクすることを特徴とする記録再生装置。（５）
【０１４８】
（付記６）
付記１記載の記録再生装置であって、前記内復号器が、対数最大事後確率復号法（LogMAP復号法）に基づく軟入力軟出力の復号器であり、前記イレージャフラグがオンの時、内復号器内でチャネル情報を０にマスクすることを特徴とする記録再生装置。（６）
【０１４９】
（付記７）
付記１記載の記録再生装置であって、前記内復号器が、近似型対数最大事後確率復号法（MaxLogMAP復号法）に基づく軟入力軟出力の復号器であり、前記イレージャフラグがオンの時、内復号器内でチャネル情報を０にマスクすることを特徴とする記録再生装置。（７）
【０１５０】
（付記８）
付記１記載の記録再生装置であって、前記内復号器が、軟出力ビタビ復号法（ＳＯＶＡ復号法）に基づく軟入力軟出力の復号器であり、前記イレージャフラグがオンの時、内復号器内でチャネル情報を０にマスクすることを特徴とする記録再生装置。
【０１５１】
（付記９）
付記１乃至８のいずれかに記載の記録再生装置であって、前記消失検出部は、イレージャフラグの前エッジを所定のビット数だけ前方に拡張することを特徴とする記録再生装置。
【０１５２】
（付記１０）
付記１乃至８のいずれかに記載の記録再生装置であって、前記消失検出部は、イレージャフラグの後エッジを所定のビット数だけ後方に拡張することを特徴とする記録再生装置。
【０１５３】
（付記１１）
付記１記載の記録再生装置であって、前記反復型復号器内にリード信号の消失を示す第２イレージャフラグを発生させる第２消失検出部を設け、前記消失検出器による第１イレージャフラグと第２イレージャフラグとの論理和を内復号器に入力することを特徴とする記録再生装置。（８）
【０１５４】
（付記１２）
付記１１記載の記録再生装置であって、前記第２消失検出部は、ＲＬＬ拘束の違反を調べることによってイレージャフラグを発生させることを特徴とする記録再生装置。
【０１５５】
（付記１３）
付記１２記載の記録再生装置であって、前記第２消失検出部は、更にＲＬＬ拘束の違反回数が所定数以上である場合のみイレージャフラグを発生させることを特徴とする記録再生装置。
【０１５６】
（付記１４）
信号復号回路であって、
リード信号の消失を示すイレージャフラグを発生させる消失検出部と、
内復号器と外復号器との２つの軟入力軟出力の復号器を有し、前記イレージャフラグを内復号器に入力して内復号器内で消失補償を行うことによって消失を訂正する反復型復号器と、
を備えたことを特徴とする信号復号回路。（９）
【０１５７】
（付記１５）
付記１４の信号復号回路であって、前記内復号器での消失補償として、前記イレージャフラグがオン期間に亘りチャネル情報をマスクすることを特徴とする信号復号回路。（１０）
【０１５８】
（付記１６）
付記１４記載の信号復号回路であって、前記消失検出部は、サーマルアスペリティを検出してリード信号の消失を示すイレージャフラグを発生させることを特徴とする信号復号回路。（１１）
【０１５９】
（付記１７）
付記１４記載の信号復号回路であって、前記内復号器が、ＢＣＪＲ（Bahl-Cocke-Jeinek-Raviv）復号法に基づく軟入力軟出力の復号器であり、前記イレージャフラグがオンの時、内復号器内でチャネル情報を０にマスクすることを特徴とする信号復号回路。（１２）
【０１６０】
（付記１８）
付記１４記載の信号復号回路であって、前記内復号器が、ＢＣＪＲ（Bahl-Cocke-Jeinek-Raviv）復号法に基づく軟入力軟出力の復号器であり、前記イレージャフラグがオンの時、内復号器内でチャネル情報の指数値を１にマスクすることを特徴とする信号復号回路。（１３）
【０１６１】
（付記１９）
付記１４記載の信号復号回路であって、前記内復号器が、対数最大事後確率復号法（LogMAP復号法）に基づく軟入力軟出力の復号器であり、前記イレージャフラグがオンの時、内復号器内でチャネル情報を０にマスクすることを特徴とする信号復号回路。（１４）
【０１６２】
（付記２０）
付記１４記載の信号復号回路であって、前記内復号器が、近似型対数最大事後確率復号法（MaxLogMAP復号法）に基づく軟入力軟出力の復号器であり、前記イレージャフラグがオンの時、内復号器内でチャネル情報を０にマスクすることを特徴とする信号復号回路。（１５）
【０１６３】
（付記２１）
付記１４記載の信号復号回路であって、前記内復号器が、軟出力ビタビ復号法（ＳＯＶＡ復号法）に基づく軟入力軟出力の復号器であり、前記イレージャフラグがオンの時、内復号器内でチャネル情報を０にマスクすることを特徴とする信号復号回路。
【０１６４】
（付記２２）
付記１４乃至２１のいずれかに記載の信号復号回路であって、前記消失検出部は、イレージャフラグの前エッジを所定のビット数だけ前方に拡張することを特徴とする信号復号回路。
【０１６５】
（付記２３）
付記１４乃至２１のいずれかに記載の信号復号回路であって、前記消失検出部は、イレージャフラグの後エッジを所定のビット数だけ後方に拡張することを特徴とする信号復号回路。
【０１６６】
（付記２４）
付記１４記載の信号復号回路であって、前記反復型復号器内にリード信号の消失を示す第２イレージャフラグを発生させる第２消失検出部を設け、前記消失検出器による第１イレージャフラグと第２イレージャフラグとの論理和を内復号器に入力することを特徴とする信号復号回路。（１６）
【０１６７】
（付記２５）
付記２４記載の信号復号回路であって、前記第２消失検出部は、ＲＬＬ拘束の違反を調べることによってイレージャフラグを発生させることを特徴とする信号復号回路。
【０１６８】
（付記２６）
付記２５記載の信号復号回路であって、前記第２消失検出部は、更にＲＬＬ拘束の違反回数が所定数以上である場合のみイレージャフラグを発生させることを特徴とする信号復号回路。
【０１６９】
（付記２７）
リード信号を内復号器と外復号器との２つの軟入力軟出力の復号器を備えた反復型復号器で復号するエラー訂正方法であって、
前記リード信号の消失を示すイレージャフラグを発生させ、
前記イレージャフラグを前記内復号器に入力して内復号器内で消失補償を行うことによって消失を訂正することを特徴とするエラー訂正方法。（１７）
【０１７０】
（付記２８）
付記２７記載のエラー訂正方法であって、前記反復型復号器内にリード信号の消失を示す第２イレージャフラグを発生させる第２消失検出部を設け、前記消失検出器による第１イレージャフラグと第２イレージャフラグとの論理和を内復号器に入力することを特徴とするエラー訂正方法。（１８）
【０１７１】
（付記２９）
内復号器と外復号器との２つの軟入力軟出力の復号器を有し、リード信号の消失を示すイレージャフラグを内復号器に入力して内復号器内で消失補償を行うことによって消失を訂正することを特長とする反復型復号器。（１９）
【０１７２】
（付記３０）
付記２９記載の反復型復号器であって、前記反復型復号器内にリード信号の消失を示す第２イレージャフラグを発生させる第２消失検出部を設け、前記消失検出器による第１イレージャフラグと第２イレージャフラグとの論理和を内復号器に入力することを特徴とする反復型復号器。（２０）
【０１７３】
【発明の効果】
以上説明したように本発明によれば、反復型の復号器内でＴＡ等により消失したデータの訂正が可能となり、そのためＥＣＣが不要となり、ＥＣＣのパリティを除去した分、ユーザデータを余分に記録することができ、ひいては記録容量を高めることができる。
【０１７４】
また、ＥＣＣのパリティを除去する代わりに反復型符号のパリティを増強することで、エラー訂正能力を高めることが可能となる。
【０１７５】
更に、ＴＡやメディアディフェクトによって生じるリードデータの消失を反復型復号器内で正しく復号することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の原理説明図
【図２】本発明が適用されるハードディスクドライブのブロック図
【図３】ＥＣＣを必要としない図２の記録再生系のブロック図
【図４】図３の反復型復号に適用する本発明の符号器と復号器の基本構成のブロック図
【図５】図３（Ｂ）の復号器におけるＢＣＪＲ復号法のフローチャート
【図６】本発明によるパスメトリック計算法のフローチャート
【図７】本発明によるパスメトリック計算回路のブロック図
【図８】ＬＤＰＣ符号を用いた本発明による符号器と復号器の具体的実施形態のブロック図
【図９】メディアディフェクトによるデータ消失も保障する本発明による反復型復号器の基本構成のブロック図
【図１０】図９の反復型復号器内における消失検出処理のフローチャート
【図１１】図９の基本構成に従った本発明による反復型復号器の具体的な実施形態を符号器と共に示したブロック図
【図１２】ＰＲＭＬを適用した従来の記録再生系のブロック図
【図１３】ＴＡ発生時のヘッド出力信号、ＴＡ検出によるイレージャフラグ、及びしきい値処理したアンプ出力信号のタイムチャート
【図１４】ＴＡ発生時にハイパスフィルタで変動を抑制した際のヘッド出力信号、ＴＡ検出によるイレージャフラグ、及びしきい値処理したアンプ出力信号のタイムチャート
【図１５】ＥＣＣを必要とする反復型復号法で使用している従来の符号器と復号器の基本構成のブロック図
【図１６】磁気ディスク装置におけるディフェクト発生時の再生波形の説明図
【符号の説明】
１０：ＳＩＳＣコントローラ
１２：ドライブコントロール
１４：エンクロージャ
１６：メインコントロールユニット（ＭＣＵ）
１８：メモリ
２０：プログラムメモリ
２２：ハードディスクコントローラ（ＨＤＣ）
２４：データバッファ
２６：ドライブインタフェースロジック
２８：ＤＳＰ
３０：リードチャネル（ＲＤＣ）
３２：サーボドライバ
３４：ヘッドＩＣ
３６−１〜３６−６：復号ヘッド
３８−１〜３８−３：磁気ディスク
４０：スピンドルモータ（ＳＰＭ）
４２：ボイスコイルモータ（ＶＣＭ）
４４：ＣＲＣ符号器
４６：符号器
４８：記録補償器
５０，５２：ドライバ
５４：プリアンプ
５６：ＴＡ検出器
５８：可変利得アンプ（ＶＧＡ）
６０：ローパスフィルタ（ＬＰＦ）
６２：ＡＤコンバータ
６４：ＦＩＲフィルタ
６６：復号器（反復型復号器）
６８：ＰＬＬ
７０：ＡＧＣ
７２：ＣＲＣ復号器
７４：外符号器
７６：ランダムインターリーバ
７８：内符号器（ＰＲチャネル）
８０：消失検出器
８４：内復号器
８６：外復号器
８８：比較器
９０：ＭＴＲ符号器
９２：変換器
９４，１０２：インターリーバ
９６：ＬＤＰＣ符号器
９８，１１０：ガード挿入器
１００：チャネル復号器（Ｍａｘ−ＬｏｇＭＡＰ）
１０４：ガードビット削除器
１０６：外復号器
１１０：逆インターリーバ
１１２：比較器
１１４：変換器
１１６：ＭＴＲ復号器
１１８：引き算器
１２０：ルックアップテーブル（ＬＵＴ）
１２２，１２４：セレクタ
１２６：加算器
１２８：第２消失検出器
１３０：ＯＲ回路
１３２：正規化処理部
【発明の属する技術分野】
本発明は、磁気ディスク、光ディスク、光磁気ディスクなどからの信号再生や通信機器における信号復号のための記録再生装置、信号復号回路、エラー訂正方法及び反復型復号器に関し、特に、反復型復号法によるエラー訂正機能を備えた記録再生装置、信号復号回路、エラー訂正方法及び反復型復号器に関する。
【０００２】
【従来技術】
従来、記録再生装置には、記録した信号を誤りなく再生するため、強力なエラー訂正機能が搭載されている。このエラー訂正によって初めて、ノイズが含まれた不安定な信号の中から記録信号を確実に復元することが可能となる。
【０００３】
近年、記録再生装置のエラー訂正は、主としてＰＲＭＬ（Partial Response Maximum Likelihood）及びＥＣＣ（Error Correcting Code）と呼ぶ２つの手法の組合せによって実現されている。
【０００４】
ＰＲＭＬは、記録チャネルを符号間干渉のあるパーシャルレスポンスチャネル（ＰＲチャネル）とみなし、一般にビタビ検出器を用いた最尤復号（Maximum Likelihood Detection）を行う方式である。
【０００５】
一方、ＥＣＣ（Error Correcting Code）は、ビタビ検出器で訂正できなかったエラーを訂正するものであり、一般にリードソロモン符号が用いられている。ビタビ検出器やリードソロモン符号に関する一般的な解説は、多数の文献に示されているが、例えば文献「S. Lin and D. J. Costello, Jr., "Error control coding: fundamentals and applications," Prentice-Hall, 1９８３」がある。記録再生装置の代表例である磁気ディスク装置に関して、記録再生系の主要構成を図１２に示す。磁気ディスク装置の記録再生系は、大きく分けて、ハードディスクコントローラ（ＨＤＣ）２００、リードチャネル（ＲＤＣ）２０２、そしてヘッドＩＣ２０４からなる。
【０００６】
記録データには、まずＨＤＣ２００内で、ＣＲＣ符号器２０６とＥＣＣ符号器２０８とによるパリティが付加される。ＣＲＣ（Cyclic Redundancy Check)符号は、ＥＣＣの誤訂正を検出するために用いられるものである。次に、ＲＤＣ２０２では、符号器２１０、記録補償器２１２、ドライバ２１４を経由し、ヘッドＩＣ２０４のドライバ２１６に記録データを送出する。
【０００７】
符号器２１０では、ＰＬＬによるクロック再生を安定化するためのＲＬＬ符号等が用いられる。また記録補償器２１２は、磁化反転が隣接する個所で反転間隔を多少広げる補償処理を行う。最後にヘッドＩＣ２０４では、ドライバ２１６によって記録ヘッドへのライト電流を発生させる。
【０００８】
一方、再生の際は、再生ヘッドからのアナログ電圧をまずヘッドＩＣ２０４のプリアンプ２１８によって増幅した後、ＲＤＣ２０２に送る。ＲＤＣ２０２では、後で述べるサーマルアスペリティ検出部２２０による検出処理の後、可変利得アンプ（ＶＧＡ）２２２、ローパスフィルタ（ＬＰＦ）２２４、ＡＤコンバータ（ＡＤＣ）２２６を経由してデジタル信号への変換を行う。
【０００９】
引き続きＦＩＲフィルタ２２８によって波形等化を行った後、復号器２３０でビタビ復号を行う。なお、ＲＤＣ２０２内には、信号をサンプリングするタイミングを制御するＰＬＬ２３２、および可変利得アンプ２２２の利得を制御する自動利得制御器（ＡＧＣ）２３４も搭載されている。ＲＤＣ２０２による復号結果はＨＤＣ２００に戻され、ＥＣＣ復号器２３６によるエラー訂正を行った後、ＣＲＣ復号器２３８の検査処理を経て、再生データとなる。
【００１０】
近年の磁気ディスク装置は、再生用ヘッドとしてMR(Magnetoresi-stive）ヘッドを用いている。ＭＲヘッドはディスク媒体表面から３０〜５０ｎｍしか浮上していないため、ヘッドがディスク表面の突起等に接触・衝突することがある。
【００１１】
接触・衝突が起こると、ヘッド温度の上昇に伴って抵抗値が上昇するため、図１３（Ａ）に示すように、再生信号E1の直流レベルが大きく変動する。この現象をサーマルアスペリティ(TA: Thermal Asperity）現象と称する。ＴＡが発生すると、大振幅の信号が入力され、これまで安定動作していたＡＧＣ回路やＰＬＬ回路に悪影響が生じる。
【００１２】
そこで、一般に固定しきい値±ＴｈでＴＡを検知し、図１３（Ｂ）に示すように、信号Ｅ１がしきい値を越えた範囲のみオンとなる検知信号Ｅ２をイレージャフラグとして発生させる。そして、イレージャフラグがオンの間は、ＰＬＬ２３２やＡＧＣ２３４の動作を固定する。その結果、リード信号は、図１３（Ｃ）に示すように、しきい値±Ｔｈで挟み込まれた信号Ｅ３となる。
【００１３】
またＴＡの影響を最小限に抑えるため、ＴＡ検出回路２２０内に高域通過フィルタ（ＨＰＦ）の特性を持たせる方法が提案されている（米国特許第５２３３４８２号明細書図面,米国特許第６２２６1３６号明細書図面）。この場合、図１４に示すように、ヘッド出力をより早く元のレベルに復帰させることがる。
【００１４】
ＴＡ発生中、即ちイレージャフラグがオンの間は、本来のリード信号を観測できないため、入力データが消失した状態とみなすことができる。ビタビ復号器では長い消失を復元することができない。従来、このような消失訂正は、もっぱらＥＣＣに頼っている。
【００１５】
ＥＣＣはある程度の消失データを訂正でき、さらに図１２でも示したように、ＴＡ検出器２２０の出力するイレージャフラグを参照し、データ消失の位置を知ることによって、消失訂正能力を高めることもできる。
【００１６】
しかし、ディスクスピンドルモータの回転速度の増加に伴い、ＴＡ長も次第に増加しており、ＨＰＦを用いた場合でも、数十バイトに達している。これに応じてＥＣＣのパリティ長も増大せざるを得ず、記録容量の低下を招いている。
【００１７】
なお、イレージャフラグをＥＣＣへ入力して消失訂正する方法は、米国特許第５７０1３1４号明細書図面、同第５８７５1９９号明細書図面等に開示されている。また、ＥＣＣにおける消失訂正の様々な改良案が、例えば米国特許第５７1５２６２号明細書図面、同第４８５２０９９号明細書図面等に示されている。
【００１８】
ＴＡのようなデータ消失現象は、磁気ディスクだけで発生するものではない。例えば、光磁気ディスクにおいても、媒体欠陥やキズ・塵埃などによって、磁気ディスクと同様な消失現象が発生する。そこで、しきい値処理でデータ消失を検知し、ＡＧＣやＰＬＬの動作を固定する処理も同様に行われており、エラー訂正をＥＣＣで行う点も同じである。
【００１９】
このようなＴＡによるデータ消失以外に、リード信号が消失する要因としてメディアディフェクト（欠陥）がある。メディアディフェクトは、記録媒体上の欠陥等により再生信号の出力が弱まる現象である。
【００２０】
図１６に信号減衰率５０％のディフェクトが発生した場合の、再生信号の例を示す。矢印で示した区間がディフェクト区間２６０であり、信号が弱まっている様子が分かる。ディフェクト区間では減衰した信号にノイズが加わるため、単純なしきい値処理でディフェクトを検知することは難しい。
【００２１】
一般に、所定長以上のディフェクトについては、事前検査で抽出を行った上で、欠陥部分を正常なセクタで代替する。しかしながら、所定長以下の短いディフェクトは代替されない上、経年変化によりディフェクトが新たに発生する場合がある。従って、ディフェクトがあっても復号性能が大幅に劣化することのない復号法が必要とされる。
【００２２】
近年、ＰＲＭＬ方式に変わる新しい符号・復号方式として、ターボ符号や低密度パリティ検査符号（ＬＤＰＣ: Low Density Parity Check Code）等が提案されている。これらは反復計算で復号を行うことから、ここでは反復型復号法（iterative method）と総称する。
【００２３】
反復型復号法としては、米国特許第５４４６７４７号明細書図面に開示されているターボ符号が代表的である。ターボ符号は、２つの再帰的組織畳み込み符号(RSC: Recursive systematic convolutional code)をランダムインターリーバを介して接続した並列連接(parallel concatenation)符号であり、復号は２つの軟入出力復号器を用いた反復計算によって行う。
【００２４】
ターボ符号は通信の分野で考案されたが、これを記録再生系のＰＲチャネルに適用する複数の方式が、文献「 T. Souvignier et al., "Turbo Decoding for PR４: Parallel Versus Serial Concatenation," Proc. IEEE Int. Conf. on Communications, pp. 1６３８-1６４２, 1９９９. 」に開示されている。
【００２５】
ＰＲチャネルに適用する場合、図１５（Ａ）に示すように、２つの要素符号器(constituent encoder）２４０，２４４をπと表示されたランダムインターリーバ２４２を介して縦列連接(serial concatenation）した構成を取る。この時、チャネルに近い要素符号器２４４を内符号器（inner encoder）、もう一方の要素符号器２４０を外符号器（outer encoder）と呼ぶ。
実は、ＰＲチャネルでは、チャネル自体を畳み込み符号器とみなすことができるので、内符号器２４４は明に設ける必要がない。ただし、再帰的組織畳み込み符号にするためにプリコーダと呼ぶ補完的な符号器を用いる場合もある。
【００２６】
一方、外符号器２４０としては、２つの再帰的組織畳み込み符号（ＲＳＣ）を用いるものや１つの再帰的組織畳み込み符号（ＲＳＣ）を用いるものなどが各種提案されている。
【００２７】
また、文献「R. G. Gallager, "Low-Density Parity-Check Codes," Cambridge, MA: MIT Press, 1９６３」に開示される低密度パリティ検査符号（LDPC: Low density parity check codes）を用いる場合や、文献「R. M. Pyndiah, "Near-optimum decoding of product codes: block turbo codes," IEEE Trans. on Communications, ４６-８, pp. 1００３-1０1０, 1９９８」に示される積符号（TPC: Turbo product code）を用いる場合もある。
反復型方式の復号器は、図１５（Ｂ）のように、内復号器２４６と外復号器２５０と呼ぶ２つの要素復号器(constituent decoder）で構成する。内復号器２４６は図１５（Ａ）の内符号器２４４に対応した復号を行い、外復号器２５０は図１５（Ａ）の外符号器２４０に対応した復号を行う。内復号器をチャネル復号器と呼ぶこともある。
【００２８】
反復型復号法で特徴的な点は、最大事後確率（MAP: Maximum a posteriori Probability）復号を行うという点であり、そのため２つの要素復号器はいずれも軟入力・軟出力（SISO: Soft-In/Soft-Out）復号器となる。SISO復号器は単なる０または１といった硬判定結果を出力するのではなく、０.４や０.９といった信頼度情報を出力する。
【００２９】
例えば内復号器２４６は、チャネルからのリード信号系列ｙk（ｋ＝１〜Ｎ）が与えられた条件下で、符号化前の情報シンボルｘkの事後確率を計算するものであり、事後確率はｘkが１である確率と０である確率の対数尤度比（Log-Likelihood Ratio）
【００３０】
【数１】
で表現される。ただし、ｙ1 N＝｛ｙ1，ｙ2，…ｙN｝である。
【００３２】
一方、内復号器２４６には、復号に先立って得られている事前情報Λａ（ｘk）がやはり対数尤度比の形で入力される。内復号器２４６は、この事前情報Λａ（ｘk）とリード信号系列ｙkから、(1)式の事後確率を算出する。また、事後確率から事前情報を差し引いた外部情報(Extrinsic Information）
【００３３】
【数２】
を出力し、この外部情報Λｅ（ｘk）がもう一方の復号器に伝えられる。
復号の手順を改めて図１５（Ｂ）で説明する。リード信号系列ｙkは、まず内復号器２４６に入る。内復号器２４６では、リード信号系列ｙkと外復号器２５０から出力される事前情報Λａ（ｘk）とから、外部情報Λｅ（ｘk）を算出し出力する。
【００３５】
外部情報Λｅ（ｘk）は、π-1と表示された逆インターリーバ２４８を経由して外復号器２５０のチャネル情報Λａ（ｘ'k）となる。外復号器２５０では、チャネル情報Λａ（ｘ'k）から情報系列の事後確率Λ（ｕk）と外部情報Λｅ（ｘ'k）を出力し、外部情報Λｅ（ｘ'k）は再度、πと表示されたインターリーバ２５２を経由して内復号器２４６の事前情報Λａ（ｘk）として用いられる。これを所定回反復した後、外復号器２５０が出力する事後確率Λ（ｕk）を比較器２５４でしきい値処理することで復号が達成される。
畳み込み符号等の状態遷移で定義される符号に対する軟入力軟出力（SISO）復号の具体的計算法として、ＢＣＪＲアルゴリズムがある。一般には内符号器・外符号器ともＢＣＪＲアルゴリズムを用いるが、外符号器としてＬＤＰＣ符号を使う場合は、外符号器は信頼度伝播法（Belief Propagation Algorithm）に基づく。ＢＣＪＲアルゴリズムは、文献「 L. R. Bahl et al., "Optimal decoding of linear codes for minimizing symbol error rate," IEEE Trans. Inform. Theory, vol. ２０, pp. ２４８-８７, 1９７４.」に詳しく説明されている。また、反復型方式全般に亘る解説が文献「 Z. Wu, "Coding and iterative detection for magnetic recording channels," Kluwer Academic Publishers, ２０００」で述べられている。
以上で示した反復型復号法は、ＰＲＭＬ復号法を上回る高いエラー訂正能力を有しており、次世代符号化方法として有望視されている。
【００３６】
【解決しようとする課題】
しかしながら、このような反復型復号法は従来のＰＲＭＬ復号法に比べ極めて高いエラー訂正能力を有している反面、ＥＣＣの効果が低いという問題を有している。これは、反復復号によってほとんどのエラーが訂正されてしまうので、ＥＣＣで訂正すべきエラーがほとんど残らないために生じる。
【００３７】
実際、反復型復号法では、ＥＣＣを付加することによるＳＮ改善は僅か０．５ｄＢ以下である。そのため、ＥＣＣ前で見ると反復型復号法はＰＲＭＬ復号法より４〜５ｄＢの高いＳＮ改善を示すのに対して、ＥＣＣ後ではほとんど差が現れない。
【００３８】
このようにＥＣＣの効果が低いのであれば、ＥＣＣを取り除いてもエラー訂正能力に問題はなく、むしろＥＣＣを取ることによってＥＣＣの付加で生じていたロスがなくなり、その分、所要Ｓ／Ｎが改善される利点がある。
【００３９】
しかし、ＥＣＣをとってしまうと反復型復号法だけではＴＡ等により発生するデータ消失を訂正できない問題がある。その結果、例え通常時のＳ／Ｎの改善が小さくても、ＴＡ等により発生するデータ消失を訂正するためにＥＣＣと組み合わせて使うことが必要となっている。
【００４０】
本発明は、反復型復号法の復号器内で消失データを訂正することによりＥＣＣを不要にした記録再生装置、信号復号回路、エラー訂正方法及び反復型復号器を提供することを目的とする。
【００４１】
【課題を解決するための手段】
図１は本発明の原理説明図である。本発明は、ＥＣＣレスのエラー訂正機能を備えた記録再生装置であって、図１（Ａ）のように、リード信号の消失を示すイレージャフラグを発生させる消失検出器８０と、内復号器８４と外復号器８６との２つの軟入力軟出力（ＳＩＳＯ）の復号器を有し、イレージャフラグｅk を内復号器８４に入力して内復号器内で消失補償を行うことによって消失を訂正する反復型復号器８２とを備えたことを特徴とする。ここで、内復号器８４での消失補償としては、イレージャフラグがオン期間に亘りチャネル情報をマスクする。
【００４２】
このように本発明にあっては，ＥＣＣが無くなることで、ＥＣＣのパリティの分だけ記録容量を高める、あるいは反復型復号法で付加するパリティの数を増やし、エラー訂正能力を一層高めることとなる。
【００４３】
消失検出器８０は、サーマルアスペリティ（ＴＡ）を検出してリード信号の消失を示すイレージャフラグを発生させる。
【００４４】
内復号器は、ＢＣＪＲ（Bahl-Cocke-Jeinek-Raviv）復号法に基づく軟入力軟出力の復号器であり、図１（Ｂ）のように、イレージャフラグｅkがオンの時、内復号器内でチャネル情報Λｃ(yk)を０にマスクする。
【００４５】
また内復号器は、ＢＣＪＲ（Bahl-Cocke-Jeinek-Raviv）復号法に基づく軟入力軟出力の復号器であり、イレージャフラグがオンの時、内復号器内でチャネル情報の指数値を１にマスクしても良い。
【００４６】
内復号器は、対数最大事後確率復号法（LogMAP復号法）に基づく軟入力軟出力の復号器であり、イレージャフラグがオンの時、内復号器内でチャネル情報を０にマスクする。
【００４７】
内復号器は、近似型対数最大事後確率復号法（MaxLogMAP復号法）に基づく軟入力軟出力の復号器であり、イレージャフラグがオンの時、内復号器内でチャネル情報を０にマスクしても良い。
【００４８】
内復号器は、軟出力ビタビ復号法（ＳＯＶＡ復号法）に基づく軟入力軟出力の復号器であり、イレージャフラグがオンの時、内復号器内でチャネル情報を０にマスクする。
【００４９】
消失検出部は、イレージャフラグの前エッジを所定のビット数だけ前方に拡張する。また消失検出部は、イレージャフラグの後エッジを所定のビット数だけ後方に拡張する。これによりイレージャフラグの立上りエッジや立下りエッジでのリード信号における直流成分の変動による影響を軽減する。
【００５０】
本発明は、反復型復号器において、メディアディフェクトに起因するリード信号の消失を補償する。このため本発明の記録再生装置であって、反復型復号器内にリード信号の消失を示す第２イレージャフラグを発生させる第２消失検出部を設け、消失検出器による第１イレージャフラグと第２イレージャフラグとの論理和を内復号器に入力することを特徴とする。
【００５１】
ここで第２消失検出部は、ＲＬＬ拘束の違反を調べることによってイレージャフラグを発生させる。また第２消失検出部は、更にＲＬＬ拘束の違反回数が所定数以上である場合のみイレージャフラグを発生させる。
【００５２】
このように本発明は、反復型復号器内に第２消失検出器を設け、ディフェクトを検知することでイレージャフラグを生成するように構成することによって、消失補償処理をディフェクトに対しても適用することが可能となり、全ての消失要因に対応したＥＣＣレスの記録再生装置を実現することができる。
【００５３】
本発明は、信号復号回路を提供するものであり、リード信号の消失を示すイレージャフラグを発生させる消失検出部と、内復号器と外復号器との２つの軟入力軟出力の復号器を有し、イレージャフラグを内復号器に入力して内復号器内で消失補償を行うことによって消失を訂正する反復型復号器とを備えたことを特徴とする。この信号復号回路の詳細は、記録再生装置の場合と同じになる。
【００５４】
本発明は、リード信号を内復号器と外復号器との２つの軟入力軟出力の復号器を備えた反復型復号器で復号するＥＣＣレスのエラー訂正方法であって、リード信号の消失を示すイレージャフラグを発生させ、イレージャフラグを内復号器に入力して内復号器内で消失補償を行うことによって消失を訂正することを特徴とする。このエラー訂正方法の詳細は、装置構成の場合と同じになる。
【００５５】
また本発明は、ＥＣＣレスのエラー訂正機能を備えたリードチャネルであって、リード信号の消失を示すイレージャフラグを発生させる消失検出器と、内復号器と外復号器との２つの軟入力軟出力の復号器を有し、イレージャフラグを内復号器に入力して内復号器内で消失補償を行うことによって消失を訂正する反復型復号器とを備えたことを特徴とする。
【００５６】
更に、本発明は、反復型復号器を提供するものであり、内復号器と外復号器との２つの軟入力軟出力の復号器を有し、リード信号の消失を示すイレージャフラグを内復号器に入力して内復号器内で消失補償を行うことによって消失を訂正することを特徴とする。このリードチャネル及び復号型復号器の詳細も記録再生装置の場合と同じになる。
【００５７】
【発明の実施の形態】
図２は、本発明が適用されるハードディスクドライブのブロック図である。図２において、ハードディスクドライブは、ＳＣＳＩコントローラ１０、ドライブコントロール１２及びディスクエンクロージャ１４で構成される。勿論、ホストとのインタフェースはＳＣＳＩコントローラに限定されず、適宜のインタフェースコントローラを含む。
【００５８】
ＳＣＳＩコントローラ１０には、ＭＣＵ（メインコントロールユニット）１６、制御記憶として使用されるＤＲＡＭもしくはＳＲＡＭを用いたメモリ１８、制御プログラムを格納するフラッシュメモリなどの不揮発性メモリを使用したプログラムメモリ２０、ハードディスクコントローラ（ＨＤＣ）２２、及びデータバッファ２４が設けられる。
【００５９】
ＳＣＳＩコントローラ１０のハードディスクコントローラ２２には、通常はフォーマッタ及びＥＣＣ処理部を設けているが、本発明に合っては、ＥＣＣが不要であることから、ＥＣＣレスのハードディスクコントローラとしている。
【００６０】
図３は、図２のハードディスクドライブにおける本発明による記録再生系の主要部の構成である。磁気ディスク装置の記録再生系は、大きく分けて、ハードディスクコントローラ（ＨＤＣ）２２、リードチャネル（ＲＤＣ）３０及びヘッドＩＣ３４からなる。
【００６１】
記録データには、まずＨＤＣ２２内で、ＣＲＣ符号器２０８とによるパリティが付加される。本発明ではＥＣＣは必要ないためＥＣＣ符号器はもうけられていない。次に、ＲＤＣ３０では、反復型方法の符号器４６、記録補償器４８、ドライバ５０を経由し、ヘッドＩＣ３４のドライバ５２に記録データを送出する。
【００６２】
符号器４６では、ＰＬＬによるクロック再生を安定化するためのＲＬＬ符号等が用いられる。また記録補償器４８は、磁化反転が隣接する個所で反転間隔を多少広げる補償処理を行う。最後にヘッドＩＣ３４では、ドライバ５２によって記録ヘッドへのライト電流を発生させ、磁気ディスクに記録する。
【００６３】
一方、再生の際は、ＭＲヘッドからのアナログ電圧をまずヘッドＩＣ３４のプリアンプ５４によって増幅した後、ＲＤＣ３０に送る。ＲＤＣ３０では、サーマルアスペリティ検出部５６による検出処理の後、可変利得アンプ（ＶＧＡ）５８、ローパスフィルタ（ＬＰＦ）６０、ＡＤコンバータ（ＡＤＣ）６２を経由してデジタル信号への変換を行う。
【００６４】
続いてＦＩＲフィルタ６４によって波形等化を行った後、反復型復号法の復号器６６で反復型の復号を行う。またＲＤＣ３０内には、信号をサンプリングするタイミングを制御するＰＬＬ６８、および可変利得アンプ５８の利得を制御する自動利得制御器（ＡＧＣ）７０も設けられる。ＲＤＣ３０による復号結果はＨＤＣ２２に戻され、ＣＲＣ復号器７２の検査処理を経て、再生データとなる。また本発明はＥＣＣを必要としないため、ＨＤＣ２２にＥＣＣ復号器は設けられていない。
更に本発明では、ＴＡ検出器５６から出力するイレージャフラグを復号器６６に入力し、復号器６６内で消失データの訂正を行う。このためＥＣＣは不要となり、記録データはＣＲＣ符号器４４だけを経由してＲＤＣ３０の符号器４６に送出し、また、復号器６６の出力を直接ＣＲＣ検査器７２に送っている。
【００６５】
図４（Ａ）に本発明による符号器の基本構成を示し、図４（Ｂ）に復号器の基本構成を示す。
【００６６】
図４（Ａ）において、符号器４６は、外符号器７４と内符号器７８を縦列連接した構成を取る。ここでＰＲチャネルでは、チャネル自体を畳み込み符号器とみなすことができるので、内符号器７８は設ける必要がない。この符号器４６は、記録データの中にＥＣＣを含まない点を除き、基本的には、図１５（Ａ）の符号器と同じになる。
【００６７】
図４（Ｂ）の本発明による復号器６６は、消失検出器８０と反復型復号器８２で構成される。消失検出器８０は、ＴＡなどによるデータの消失を検出し、消失したビットの位置を示すイレージャフラグ信号を出力する。反復型復号器８２は、内復号器８４と外復号器８６の２つの軟入力・軟出力（ＳＩＳＯ）の復号器からなる。
【００６８】
内復号器８４は、イレージャフラグ信号Ｅ１０を受け、消失したビットに対応するチャネル情報をマスクしながら復号計算を行う。２つの符号器を構成する内復号器８４と外復号器８６間で所定回の反復型復号を行った後、比較器８８のしきい値処理によって復号データを生成し出力する。
【００６９】
ここで、消失検出器８０を反復型復号器８２の外部に配置しているが、中に配置してもよい。また、比較器８８によるしきい値処理を行わない場合もある。更に、図５の反復型復号器８２の構成は、主要部分のみを記載したものであり、実際には記載した以外のモジュールが構成要素の間に付加される。例えば、内復号器８４と外復号器８６の間にランダムインターリーバを挿入することがある。
【００７０】
本発明の内復号器８４において、消失データを訂正するためのチャネル情報をマスクする具体的な処理を説明する。まず、内復号器８４で実施されるＢＣＪＲ復号手順を詳細に説明する。既に図１５（Ｂ）に示したのと同様に、内復号器８４は、チャネルからのリード信号ｙkと外復号器８６からの事前情報Λａ（ｘk）を用いて、外部情報Λｅ（ｘk）を計算するものである。
【００７１】
ここで符号の状態遷移を表現するトレリスを考え、可能性のある状態遷移毎に、リード信号ｙkとその状態遷移に関連付けられた理想信号ｍkとから、チャネル情報Λc（ｙk）を次式により求める。
【００７２】
【数３】
ただし、σ2はノイズの分散値である。
【００７４】
次に、状態遷移ｓk-1→ｓkに対するパスメトリックγを、
【００７５】
【数４】
と求める。そして、順方向の再帰計算により、
【００７７】
【数５】
を、逆方向の再帰計算により、
【００７９】
【数６】
を求める。ただし、初期状態と終了状態を状態０と仮定すると、終端条件は以下の通りである。
【００８１】
【数７】
α、β、γから、事後確率Λ（ｘk）を次式で算出する。
【００８３】
【数８】
ただし、S1はに関連付けられた全ての状態遷移を、S０はｘk＝０に関連付けられた全ての状態遷移を意味する。最後に、事前情報Λａ（ｘk）を差し引いて、外部情報Λｅ（ｘk）を得る。
【００８５】
【数９】
図５は、図４（Ｂ）の内復号器８４における計算の手順をまとめたフローチャートである。まずステップＳ１で（３）式と（４）式に基づいてγk（ｓk-1，ｓk）を算出する。次に、ステップ２で(５)式に基づきαk（ｓk）を求め、更にステップＳ３で（６）式に基づいてβk（ｓk）を求める。最後にステップＳ４で（８）式及び（９）式に基づいてΛ（ｘk），Λｅ（ｘk）を得る。
【００８７】
一方、内復号器８４における計算量を減らすため、ＢＣＪＲアルゴリズムをlogドメインで計算するLogMAP復号法も提案されている。LogMAP復号法では、（４）〜（８）式が以下の（１０）〜（１４）式に置き替わるが、計算の手順は同様である。
【００８８】
【数１０】
ただし、
【００９０】
【数１１】
である。さらに、（１５）式を、
【００９２】
【数１２】
と近似し、計算量を一層削減するMax-LogMAP復号法も提案されている。
【００９４】
また、従来のビタビ復号の過程で事後確率を計算するＳＯＶＡ(Soft Output Viterbi Algorithm）も文献「 J. Hagenauer and P. Hoeher, "A viterbi algorithm with soft-decision outputs and its applications", IEEE GlobeCom, pp. 1６８0-８６, 1９８９.」や文献「M.C. Valent." Iterative detection and decoding for wireless communications." Ph.D. Dissertation. Virginia Tech,.July 1９９９ < HYPERLINK "http://www.cs.wvu.edu/~mvalenti/pubs.html" http://www.cs.wvu.edu/~mvalenti/pubs.html>」等に開示されている。本発明による消失データを訂正する復号法は、ＢＣＪＲ復号法における（３）式の演算を次式で置き換えるものである。
【００９５】
【数１３】
ただし、はイレージャフラグである。
【００９７】
即ち、イレージャフラグｅkがＯＮの場合、チャネル情報Λｃ（ｙk）を０にセットし、イレージャフラグｅkがＯＦＦの場合、チャネル情報Λｃ（ｙk）を従来通り計算するように構成する。
【００９８】
図６は、消失データを訂正するための本発明に基づくＢＣＪＲ復号法によるパスメトリックγk（ｓk-1，ｓk）の計算手順のフローチャートである。ステップＳ１でイレージャフラグｅkを調べ、ＯＮであれば、ステップＳ２でチャネル情報Λｃ（ｙk）＝０とし、ＯＦＦであればステップＳ３でチャネル情報Λｃ（ｙk）を算出する。そして、ステップＳ４でパスメトリックγk（ｓk-1，ｓk）を得る。
なお、チャネル情報Λｃ（ｙk）＝０の時、exp[Λｃ（ｙk）｝＝１であるから、（４）式の第２項を直接
【００９９】
【数１４】
としてもよい。
【０１０１】
このようにイレージャフラグｅkを調べ、ＯＮであればチャネル情報Λｃ（ｙk）＝０とすることで、データ消失中は、（４）式のパスメトリックγk（ｓk-1，ｓk）を、事前情報Λａ（ｘk）のみを用いて計算することを意味する．
LogMAP復号法、Max-LogMap復号法においても、（１７）式を共通に適用することができる。また、ＳＯＶＡ（ Soft Output Viterbi Algorithm）においても同様である。ＳＯＶＡは、ビダビ復号法を軟出力を行うように拡張したものであり、原理的にはＢＣＪＲ復号法と同じ軟入力軟出力のＳＩＳＯ復号法である。
【０１０２】
ＢＣＲＪ復号法とＳＯＶＡ復号法の違いは、ＢＣＲＪ復号法が全ての可能なパス（状態遷移の系列）を考えて事後確率を求めるのに対し、ＳＯＶＡ復号法は一部のパスだけから事後確率を求める点にある。そのため、ＳＯＶＡ復号法は、ＢＣＪＲ復号法より性能は劣るものの、計算量は少ない。
【０１０３】
またパスの選び方は異なるが、原理的に同じＳＩＳＯ復号法であることから、各状態遷移に対するパスメトリックの計算はＢＣＪＲ復号法と同じ（３）（４）式あるいは（１０）式に基づいている。従って、本発明による（１７）式をそのまま適用することができる。
以上のように構成することで、消失したビットに対しては敢えてリード信号を参照しないようにすることができ、反復型復号法の高いエラー訂正能力を活かし、消失のない他のビットから消失したビットを正しく復元することができる。
【０１０４】
図７は、図４（Ｂ）の内復号器８４におけるパスメトリック計算回路の例である。引き算器１１８は、信号系列ｙkと理想信号ｍkとの差を求めるものである。ルックアップテーブル(LUT)１２０は、ｙk−ｍkから、（３）式に基づいてチャネル情報Λｃ（ｘk）を求めるためのテーブルである。
【０１０５】
セレクタ１２２は、イレージャフラグｅkに応じて、ルックアップテーブル１２０の出力と０とのどちらか一方を選択する。セレクタ１２４はｘkに応じて、事前情報Λａ（ｘk）か０のいずれかを選択する。加算器１２６ではセレクタ１２２の出力とセレクタ１２４の出力を加算することによってパスメトリックγkを出力する。
【０１０６】
なお、図７ではイレージャフラグをそのまま参照したが、図１３、図１４からも分かる通り、イレージャフラグがＯＦＦからＯＮに変わる直前、およびＯＮからＯＦＦに変わった直後は、リード信号の直流成分が少なからず変動している。従って、イレージャフラグの立ち上がりエッジを前倒ししたり、立下りエッジを一定時間ホールドしたりして、直流成分の変動による影響を軽減することも可能である。立ち上がりエッジの前倒しとしては、リード信号をバッファリングして相対的に遅らせることで実現できる。
【０１０７】
図８は、外符号としてＬＤＰＣ符号を用いた場合の符号器と復号器の具体例である。図８（Ａ）は、図３の符号器４６の具体例であり、ＭＴＲ符号器９０とＬＤＰＣ符号器９６で構成する。記録データは、まずＭＴＲ符号器９０で符号化され、変換器９２で１／（１＋Ｄ）変換される。
【０１０８】
次に、ランダムインターリーバ９４を経由した後、ＬＤＰＣ符号器９６でパリティ列を生成する。パリティ列に対してはＭＴＲ (Maximum Transition Run)拘束が満たされないので、ガード挿入器９８にて定期的に０を挿入する。ここで、０を挿入する代わりに１を挿入し、ＲＬＬ拘束だけを満たすようにしてもよい。ガード挿入結果は、変換器９２の出力に付け加えられてからＰＲチャネルに記録される。内符号器はＰＲチャネルを利用することで特に設けておらず、図８（Ａ）全体が外符号器として機能する。
【０１０９】
また図４（Ａ）では外符号器７４の後にランダムインターリーバ７６を結合しているが、この実施形態では、外符号器の中にランダムインターリーバ９４を搭載している。このように構成してもインターリーバの効果は同じであるのみならず、ＭＴＲ拘束がインターリーバにより破壊されないという効果を有する。
なお、ＬＤＰＣ符号器９０で用いるパリティ検査行列自体がランダム性を有しているため、ランダムインターリーバを省略することもある。
【０１１０】
図８（Ｂ）の復号器６６は、Max-LogMAPに基づくチャネル復号器（内復号器）１００と、ＬＤＰＣ復号のための信頼度伝播法に基づく外復号器１０６を主要部とする。チャネル復号器１００にはイレージャフラグｅkが入力され、本発明に基づく消失訂正を行っている。
【０１１１】
チャネル復号器１００の出力のうち、情報シンボル部分はπと表示されたランダムインターリーバ１０２を経由し、パリティ部はと表記されたガードビット削除器１０４を経由して、外復号器１０６に入力される。
【０１１２】
一方、外復号器１０６の外部情報出力は、情報シンボル部分がと表記された逆インターリーバ１０８を、パリティ部分はと表記されたガード挿入器１１０を経由して、チャネル復号器１００に戻される。
【０１１３】
所定回数の反復が終わると、外復号器１０６の出力する事後確率を、比較器１１２によるしきい値処理で０か１の信号に変換し、変換器１１４で１＋Ｄ変換の後、ＭＴＲ復号器１１６を経由して再生データとして出力される。
【０１１４】
なお、符号器４６のランダムインターリーバ９４を省略した場合は、復号器６６のランダムインターリーバ１０２と逆ランダムインターリーバ１０８も省略する。
【０１１５】
図９にＴＡ及びディフェクトによるデータ消失を補償する本発明による反復型復号器の基本構成を示す。
【０１１６】
図９の反復型復号器８２は、入力段に図４と同じＴＡによるデータ消失を検出する第１消失検出器８０を設け、新たに反復型復号器８２内に第２消失検出器１２８を設ける。反復型復号器８２には更に図４と同様に、外復号器８６と比較器８８が設けられる。
【０１１７】
第２消失検出器１２８は、内復号器８４の出力を見て、ＲＬＬ拘束を満たしているか、即ち磁化反転の無い区間が所定長以内であるかを調べる。そしてＲＬＬ拘束に違反する箇所、即ち磁化反転の無い区間が所定長以上である箇所をディフェクトと判定し、対応するイレージャフラグをオンにセットし、それを第２イレージャフラグｅk2として出力する。
【０１１８】
第２消失検出器１２８が出力する第２イレージャフラグｅk2と第１消失検出器８０が出力する第１イレージャフラグｅk1は、ＯＲ回路１３０で論理和（ＯＲ）を取って内復号器８４に入力される。
【０１１９】
第２消失検出器１２８で違反するか否か調べるＲＬＬ拘束について説明する。記録再生装置では、ＰＬＬによるクロック再生を安定化するため、磁化反転の無い区間が所定長以上にならないような記録を行う。所定長区間に渡って磁化反転が無いとリードした信号において０が連続する結果となり、ＰＬＬが正常に動作しない。
【０１２０】
そこで、例えば16ビットに必ず1回は磁化反転が有るように記録し、ＰＬＬの正常動作を保証する。実際には、ユーザデータは任意であるから、ＲＬＬ（Run Length Limited）符号と呼ぶ符号化を行い、拘束を満たすようにデータを変換してから媒体に記録する。
【０１２１】
従って、復号結果においても、通常は、磁化反転の無い区間の長さは一定値以下に保たれる。しかしながら、ディフェクトが発生すると、信号が減衰するため、磁化反転が無い系列に誤って復号される可能性が極めて高くなる。
【０１２２】
そこで逆に、ＲＬＬ拘束を満たさない復号結果が得られた場合、これをディフェクトと見なせば、極めて高い確率でディフェクトを検知することができる。このように本発明では、第２消失検出器１２８において、ＲＬＬ拘束の違反を調べることでディフェクトを検知するよう構成する。
【０１２３】
第２消失検出器１２８が出力する第２イレージャフラグｅk2は、第１消失検出器８０が出力する第１イレージャフラグｅk1との論理和をＯＲ回路１３０で取った後、内復号器８４に入力される。この時、第２イレージャフラグｅk2は、内復号器８４における１回目の復号が終わるまで確定しない。即ち、反復１回目は第１イレージャフラグｅk1だけが有効であり、第２イレージャフラグｅk2は反復２回目以降初めて有効となる。
また、第２消失検出器１２８は、１回目の反復時だけ動作させる。即ち、１回目の内復号器８４での復号を行った後のみ、第２消失検出器１２８において検出処理を行い、２回目以降の内復号器８４での復号を行った後は、第２消失検出器１１８における検出処理を行わなず、１回目に生成したイレージャフラグをそのまま維持するように構成する。
【０１２４】
このように構成する理由は、ひとたび外復号器８６による復号を行うと、部分的ながら外復号による正しい復号が行われ、ディフェクトに起因するＲＬＬ拘束違反を検出しにくくなるからである。
【０１２５】
図１０は、第２消失検出器１２８でのディフェクト検知処理の手順を具体的に示したフローチャートである。ここで、信号系列の長さをNとする（k=0〜N-1）。また、内復号器の出力をΛｅ（ｘk）とする。cを磁化反転の無いビットの連続数（NRZIで表現した時の"0"の連続数）とし、nをＲＬＬ拘束に違反した回数とする。
【０１２６】
まず、ステップＳ１で違反数nとカウンタcを0に初期化する。次に、ステップＳ２においてk=1とする。また、Λｅ（ｘ0）をしきい値処理することで0ビット目の仮判定を行う。
【０１２７】
【数１５】
以下、ステップＳ３〜Ｓ１０においてビットk毎に処理を繰り返す。まず、ステップＳ３でビットｋの仮判定を
【０１２９】
【数１６】
とした上で、ステップＳ４のmod2計算によって、NRZデータをNRZIデータに変換する。
【０１３１】
ｔ‘ｋ＝ｔk＋ｔk-1（ｍｏｄ２） (21)
ただし、ｔ‘k＝０は磁化反転が無いことを示す。よって、ステップＳ５においてｔ‘k＝０ならカウンタcを1増やし、それ以外ならc=0とする。
【０１３２】
【数１７】
ステップＳ６でカウンタcがRLL拘束長を超える場合、ビットkを拘束違反とみなす。この時、ステップＳ７で違反数nを1増やした後、ステップＳ８でビットkを中心とする±pビットの範囲（pは予め決める定数）について、イレージャフラグを1にセットする。以上の処理をステップＳ７でビットｋを１つ増加させながら、ステップＳ１０でｋ＜Ｎの間繰り返すことで所望のディフェクト検知処理が達成される。
【０１３４】
なお、最後に、ステップＳ１１で違反数nがしきい値Tdより小さい場合、ステップＳ１２でイレージャフラグを0にクリアする処理を設けてもよい。違反数が少ない場合、誤検知の恐れがあり、しきい値処理によって誤検知を抑制することができるからである。
【０１３５】
また、この時、第１イレージャフラグのオンの区間については、（４）式で常にｃ＝０とし、消失検出を行わないようにしてもよい。第２消失検器１２８はＴＡによる消失も検知するので、ＴＡ発生時は違反数が容易にしきい値Ｔｄを越え、ＴＡ以外の部分で誤検出が発生しやすい。また、ｐ値を大きく選んだ場合、ＴＡの範囲を必要以上に±ｐビット広げてしまうことがある。第１イレージャフラグがオンの区間で消失検出を行わないようにすれば、これらを避けることができる。
【０１３６】
以上のように第２消失検出器１２８によれば、メディアディフェクトによって生じるリードデータの消失を検知することができ、ひいてはディフェクトがあっても正しく記録信号を再生することが可能となる。
【０１３７】
図１１は、図９の基本構成を適用した本発明の反復型復号器の実施形態を示す。図１１（Ａ）の符号器４６は、先に示した図８の実施形態の符号器４６と同じであり、ＭＴＲ符号器９０が磁化反転が無い区間の長さを制限するようなＲＬＬ符合化を行う。
【０１３８】
一方、図１１（Ｂ）の復号器６６は、図８の復号器６６に第２消失検出器１２８を加えたものであり、第２消失検出器１２８から出力される第２イレージャフラグｅk2と、復号器６６の外から入力される第１イレージャフラグｅk1との論理和がＯＲ回路１３０で取られ、チャネル復号器１００に入力される。このように構成すれば、ディフェクトがあっても正しく記録信号を再生することが可能となる。
【０１３９】
なお、この実施形態では、チャネル復号器１００の直後に正規化処理部１３２を加えている。これはチャネル復号器１００の出力Λ（ｘk）の絶対値の最大値を以下のように求め、それを所定の範囲Aに収めるようにする処理である。
【０１４０】
【数１８】
Λ（ｘk）は、ＳＮが高い程あるいは復号器６６の反復が進む程大きな値を取るが、Λ（ｘk）が大き過ぎると外復号器１０６での計算でオーバーフローが発生して正常に復号できないことがある。この現象はディフェクト時に顕著であり、これを補うため正規化処理部１３２を設けている。
【０１４２】
正規化処理部１３２を設けて正規化を行う場合も、第２消失検出器１２８によるディフェクト検知処理の動作は、正規化が無い場合と同様である。
【０１４３】
（付記）
（付記１）
記録再生装置であって、
リード信号の消失を示すイレージャフラグを発生させる消失検出部と、
内復号器と外復号器との２つの軟入力軟出力の復号器を有し、前記イレージャフラグを内復号器に入力して内復号器内で消失補償を行うことによって消失を訂正する反復型復号器と、
を備えたことを特徴とする記録再生装置。（１）
【０１４４】
（付記２）
付記１の記録再生装置であって、前記内復号器での消失補償として、前記イレージャフラグがオン期間に亘りチャネル情報をマスクすることを特徴とする記録再生装置。（２）
【０１４５】
（付記３）
付記１記載の記録再生装置であって、前記消失検出部は、サーマルアスペリティを検出してリード信号の消失を示すイレージャフラグを発生させることを特徴とする記録再生装置。（３）
【０１４６】
（付記４）
付記１記載の記録再生装置であって、前記内復号器が、ＢＣＪＲ（Bahl-Cocke-Jeinek-Raviv）復号法に基づく軟入力軟出力の復号器であり、前記イレージャフラグがオンの時、内復号器内でチャネル情報を０にマスクすることを特徴とする記録再生装置。（４）
【０１４７】
（付記５）
付記１記載の記録再生装置であって、前記内復号器が、ＢＣＪＲ（Bahi-Cocke-Jeinek-Raviv）復号法に基づく軟入力軟出力の復号器であり、前記イレージャフラグがオンの時、内復号器内でチャネル情報の指数値を１にマスクすることを特徴とする記録再生装置。（５）
【０１４８】
（付記６）
付記１記載の記録再生装置であって、前記内復号器が、対数最大事後確率復号法（LogMAP復号法）に基づく軟入力軟出力の復号器であり、前記イレージャフラグがオンの時、内復号器内でチャネル情報を０にマスクすることを特徴とする記録再生装置。（６）
【０１４９】
（付記７）
付記１記載の記録再生装置であって、前記内復号器が、近似型対数最大事後確率復号法（MaxLogMAP復号法）に基づく軟入力軟出力の復号器であり、前記イレージャフラグがオンの時、内復号器内でチャネル情報を０にマスクすることを特徴とする記録再生装置。（７）
【０１５０】
（付記８）
付記１記載の記録再生装置であって、前記内復号器が、軟出力ビタビ復号法（ＳＯＶＡ復号法）に基づく軟入力軟出力の復号器であり、前記イレージャフラグがオンの時、内復号器内でチャネル情報を０にマスクすることを特徴とする記録再生装置。
【０１５１】
（付記９）
付記１乃至８のいずれかに記載の記録再生装置であって、前記消失検出部は、イレージャフラグの前エッジを所定のビット数だけ前方に拡張することを特徴とする記録再生装置。
【０１５２】
（付記１０）
付記１乃至８のいずれかに記載の記録再生装置であって、前記消失検出部は、イレージャフラグの後エッジを所定のビット数だけ後方に拡張することを特徴とする記録再生装置。
【０１５３】
（付記１１）
付記１記載の記録再生装置であって、前記反復型復号器内にリード信号の消失を示す第２イレージャフラグを発生させる第２消失検出部を設け、前記消失検出器による第１イレージャフラグと第２イレージャフラグとの論理和を内復号器に入力することを特徴とする記録再生装置。（８）
【０１５４】
（付記１２）
付記１１記載の記録再生装置であって、前記第２消失検出部は、ＲＬＬ拘束の違反を調べることによってイレージャフラグを発生させることを特徴とする記録再生装置。
【０１５５】
（付記１３）
付記１２記載の記録再生装置であって、前記第２消失検出部は、更にＲＬＬ拘束の違反回数が所定数以上である場合のみイレージャフラグを発生させることを特徴とする記録再生装置。
【０１５６】
（付記１４）
信号復号回路であって、
リード信号の消失を示すイレージャフラグを発生させる消失検出部と、
内復号器と外復号器との２つの軟入力軟出力の復号器を有し、前記イレージャフラグを内復号器に入力して内復号器内で消失補償を行うことによって消失を訂正する反復型復号器と、
を備えたことを特徴とする信号復号回路。（９）
【０１５７】
（付記１５）
付記１４の信号復号回路であって、前記内復号器での消失補償として、前記イレージャフラグがオン期間に亘りチャネル情報をマスクすることを特徴とする信号復号回路。（１０）
【０１５８】
（付記１６）
付記１４記載の信号復号回路であって、前記消失検出部は、サーマルアスペリティを検出してリード信号の消失を示すイレージャフラグを発生させることを特徴とする信号復号回路。（１１）
【０１５９】
（付記１７）
付記１４記載の信号復号回路であって、前記内復号器が、ＢＣＪＲ（Bahl-Cocke-Jeinek-Raviv）復号法に基づく軟入力軟出力の復号器であり、前記イレージャフラグがオンの時、内復号器内でチャネル情報を０にマスクすることを特徴とする信号復号回路。（１２）
【０１６０】
（付記１８）
付記１４記載の信号復号回路であって、前記内復号器が、ＢＣＪＲ（Bahl-Cocke-Jeinek-Raviv）復号法に基づく軟入力軟出力の復号器であり、前記イレージャフラグがオンの時、内復号器内でチャネル情報の指数値を１にマスクすることを特徴とする信号復号回路。（１３）
【０１６１】
（付記１９）
付記１４記載の信号復号回路であって、前記内復号器が、対数最大事後確率復号法（LogMAP復号法）に基づく軟入力軟出力の復号器であり、前記イレージャフラグがオンの時、内復号器内でチャネル情報を０にマスクすることを特徴とする信号復号回路。（１４）
【０１６２】
（付記２０）
付記１４記載の信号復号回路であって、前記内復号器が、近似型対数最大事後確率復号法（MaxLogMAP復号法）に基づく軟入力軟出力の復号器であり、前記イレージャフラグがオンの時、内復号器内でチャネル情報を０にマスクすることを特徴とする信号復号回路。（１５）
【０１６３】
（付記２１）
付記１４記載の信号復号回路であって、前記内復号器が、軟出力ビタビ復号法（ＳＯＶＡ復号法）に基づく軟入力軟出力の復号器であり、前記イレージャフラグがオンの時、内復号器内でチャネル情報を０にマスクすることを特徴とする信号復号回路。
【０１６４】
（付記２２）
付記１４乃至２１のいずれかに記載の信号復号回路であって、前記消失検出部は、イレージャフラグの前エッジを所定のビット数だけ前方に拡張することを特徴とする信号復号回路。
【０１６５】
（付記２３）
付記１４乃至２１のいずれかに記載の信号復号回路であって、前記消失検出部は、イレージャフラグの後エッジを所定のビット数だけ後方に拡張することを特徴とする信号復号回路。
【０１６６】
（付記２４）
付記１４記載の信号復号回路であって、前記反復型復号器内にリード信号の消失を示す第２イレージャフラグを発生させる第２消失検出部を設け、前記消失検出器による第１イレージャフラグと第２イレージャフラグとの論理和を内復号器に入力することを特徴とする信号復号回路。（１６）
【０１６７】
（付記２５）
付記２４記載の信号復号回路であって、前記第２消失検出部は、ＲＬＬ拘束の違反を調べることによってイレージャフラグを発生させることを特徴とする信号復号回路。
【０１６８】
（付記２６）
付記２５記載の信号復号回路であって、前記第２消失検出部は、更にＲＬＬ拘束の違反回数が所定数以上である場合のみイレージャフラグを発生させることを特徴とする信号復号回路。
【０１６９】
（付記２７）
リード信号を内復号器と外復号器との２つの軟入力軟出力の復号器を備えた反復型復号器で復号するエラー訂正方法であって、
前記リード信号の消失を示すイレージャフラグを発生させ、
前記イレージャフラグを前記内復号器に入力して内復号器内で消失補償を行うことによって消失を訂正することを特徴とするエラー訂正方法。（１７）
【０１７０】
（付記２８）
付記２７記載のエラー訂正方法であって、前記反復型復号器内にリード信号の消失を示す第２イレージャフラグを発生させる第２消失検出部を設け、前記消失検出器による第１イレージャフラグと第２イレージャフラグとの論理和を内復号器に入力することを特徴とするエラー訂正方法。（１８）
【０１７１】
（付記２９）
内復号器と外復号器との２つの軟入力軟出力の復号器を有し、リード信号の消失を示すイレージャフラグを内復号器に入力して内復号器内で消失補償を行うことによって消失を訂正することを特長とする反復型復号器。（１９）
【０１７２】
（付記３０）
付記２９記載の反復型復号器であって、前記反復型復号器内にリード信号の消失を示す第２イレージャフラグを発生させる第２消失検出部を設け、前記消失検出器による第１イレージャフラグと第２イレージャフラグとの論理和を内復号器に入力することを特徴とする反復型復号器。（２０）
【０１７３】
【発明の効果】
以上説明したように本発明によれば、反復型の復号器内でＴＡ等により消失したデータの訂正が可能となり、そのためＥＣＣが不要となり、ＥＣＣのパリティを除去した分、ユーザデータを余分に記録することができ、ひいては記録容量を高めることができる。
【０１７４】
また、ＥＣＣのパリティを除去する代わりに反復型符号のパリティを増強することで、エラー訂正能力を高めることが可能となる。
【０１７５】
更に、ＴＡやメディアディフェクトによって生じるリードデータの消失を反復型復号器内で正しく復号することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の原理説明図
【図２】本発明が適用されるハードディスクドライブのブロック図
【図３】ＥＣＣを必要としない図２の記録再生系のブロック図
【図４】図３の反復型復号に適用する本発明の符号器と復号器の基本構成のブロック図
【図５】図３（Ｂ）の復号器におけるＢＣＪＲ復号法のフローチャート
【図６】本発明によるパスメトリック計算法のフローチャート
【図７】本発明によるパスメトリック計算回路のブロック図
【図８】ＬＤＰＣ符号を用いた本発明による符号器と復号器の具体的実施形態のブロック図
【図９】メディアディフェクトによるデータ消失も保障する本発明による反復型復号器の基本構成のブロック図
【図１０】図９の反復型復号器内における消失検出処理のフローチャート
【図１１】図９の基本構成に従った本発明による反復型復号器の具体的な実施形態を符号器と共に示したブロック図
【図１２】ＰＲＭＬを適用した従来の記録再生系のブロック図
【図１３】ＴＡ発生時のヘッド出力信号、ＴＡ検出によるイレージャフラグ、及びしきい値処理したアンプ出力信号のタイムチャート
【図１４】ＴＡ発生時にハイパスフィルタで変動を抑制した際のヘッド出力信号、ＴＡ検出によるイレージャフラグ、及びしきい値処理したアンプ出力信号のタイムチャート
【図１５】ＥＣＣを必要とする反復型復号法で使用している従来の符号器と復号器の基本構成のブロック図
【図１６】磁気ディスク装置におけるディフェクト発生時の再生波形の説明図
【符号の説明】
１０：ＳＩＳＣコントローラ
１２：ドライブコントロール
１４：エンクロージャ
１６：メインコントロールユニット（ＭＣＵ）
１８：メモリ
２０：プログラムメモリ
２２：ハードディスクコントローラ（ＨＤＣ）
２４：データバッファ
２６：ドライブインタフェースロジック
２８：ＤＳＰ
３０：リードチャネル（ＲＤＣ）
３２：サーボドライバ
３４：ヘッドＩＣ
３６−１〜３６−６：復号ヘッド
３８−１〜３８−３：磁気ディスク
４０：スピンドルモータ（ＳＰＭ）
４２：ボイスコイルモータ（ＶＣＭ）
４４：ＣＲＣ符号器
４６：符号器
４８：記録補償器
５０，５２：ドライバ
５４：プリアンプ
５６：ＴＡ検出器
５８：可変利得アンプ（ＶＧＡ）
６０：ローパスフィルタ（ＬＰＦ）
６２：ＡＤコンバータ
６４：ＦＩＲフィルタ
６６：復号器（反復型復号器）
６８：ＰＬＬ
７０：ＡＧＣ
７２：ＣＲＣ復号器
７４：外符号器
７６：ランダムインターリーバ
７８：内符号器（ＰＲチャネル）
８０：消失検出器
８４：内復号器
８６：外復号器
８８：比較器
９０：ＭＴＲ符号器
９２：変換器
９４，１０２：インターリーバ
９６：ＬＤＰＣ符号器
９８，１１０：ガード挿入器
１００：チャネル復号器（Ｍａｘ−ＬｏｇＭＡＰ）
１０４：ガードビット削除器
１０６：外復号器
１１０：逆インターリーバ
１１２：比較器
１１４：変換器
１１６：ＭＴＲ復号器
１１８：引き算器
１２０：ルックアップテーブル（ＬＵＴ）
１２２，１２４：セレクタ
１２６：加算器
１２８：第２消失検出器
１３０：ＯＲ回路
１３２：正規化処理部
Claims (20)
- 記録再生装置であって、
リード信号の消失を示すイレージャフラグを発生させる消失検出部と、
内復号器と外復号器との２つの軟入力軟出力の復号器を有し、前記イレージャフラグを内復号器に入力して内復号器内で消失補償を行うことによって消失を訂正する反復型復号器と、
を備えたことを特徴とする記録再生装置。 - 請求項１の記録再生装置であって、前記内復号器での消失補償として、前記イレージャフラグがオン期間に亘りチャネル情報をマスクすることを特徴とする記録再生装置。
- 請求項１記載の記録再生装置であって、前記消失検出部は、サーマルアスペリティを検出してリード信号の消失を示すイレージャフラグを発生させることを特徴とする記録再生装置。
- 請求項１記載の記録再生装置であって、前記内復号器が、ＢＣＪＲ（Bahl-Cocke-Jeinek-Raviv）復号法に基づく軟入力軟出力の復号器であり、前記イレージャフラグがオンの時、内復号器内でチャネル情報を０にマスクすることを特徴とする記録再生装置。
- 請求項１記載の記録再生装置であって、前記内復号器が、ＢＣＪＲ（Bahl-Cocke-Jeinek-Raviv）復号法に基づく軟入力軟出力の復号器であり、前記イレージャフラグがオンの時、内復号器内でチャネル情報の指数値を１にマスクすることを特徴とする記録再生装置。
- 請求項１記載の記録再生装置であって、前記内復号器が、対数最大事後確率復号法（LogMAP復号法）に基づく軟入力軟出力の復号器であり、前記イレージャフラグがオンの時、内復号器内でチャネル情報を０にマスクすることを特徴とする記録再生装置。
- 請求項１記載の記録再生装置であって、前記内復号器が、近似型対数最大事後確率復号法（MaxLogMAP復号法）に基づく軟入力軟出力の復号器であり、前記イレージャフラグがオンの時、内復号器内でチャネル情報を０にマスクすることを特徴とする記録再生装置。
- 請求項１記載の記録再生装置であって、前記反復型復号器内にリード信号の消失を示す第２イレージャフラグを発生させる第２消失検出部を設け、前記消失検出器による第１イレージャフラグと第２イレージャフラグとの論理和を内復号器に入力することを特徴とする記録再生装置。
- 信号復号回路であって、
リード信号の消失を示すイレージャフラグを発生させる消失検出部と、
内復号器と外復号器との２つの軟入力軟出力の復号器を有し、前記イレージャフラグを内復号器に入力して内復号器内で消失補償を行うことによって消失を訂正する反復型復号器と、
を備えたことを特徴とする信号復号回路。 - 請求項９の信号復号回路であって、前記内復号器での消失補償として、前記イレージャフラグがオン期間に亘りチャネル情報をマスクすることを特徴とする信号復号回路。
- 請求項９記載の信号復号回路であって、前記消失検出部は、サーマルアスペリティを検出してリード信号の消失を示すイレージャフラグを発生させることを特徴とする信号復号回路。
- 請求項９記載の信号復号回路であって、前記内復号器が、ＢＣＪＲ（Bahl-Cocke-Jeinek-Raviv）復号法に基づく軟入力軟出力の復号器であり、前記イレージャフラグがオンの時、内復号器内でチャネル情報を０にマスクすることを特徴とする信号復号回路。
- 請求項９記載の信号復号回路であって、前記内復号器が、ＢＣＪＲ（Bahl-Cocke-Jeinek-Raviv）復号法に基づく軟入力軟出力の復号器であり、前記イレージャフラグがオンの時、内復号器内でチャネル情報の指数値を１にマスクすることを特徴とする信号復号回路。
- 請求項９記載の信号復号回路であって、前記内復号器が、対数最大事後確率復号法（LogMAP復号法）に基づく軟入力軟出力の復号器であり、前記イレージャフラグがオンの時、内復号器内でチャネル情報を０にマスクすることを特徴とする信号復号回路。
- 請求項９記載の信号復号回路であって、前記内復号器が、近似型対数最大事後確率復号法（MaxLogMAP復号法）に基づく軟入力軟出力の復号器であり、前記イレージャフラグがオンの時、内復号器内でチャネル情報を０にマスクすることを特徴とする信号復号回路。
- 請求項９記載の信号復号回路であって、前記反復型復号器内にリード信号の消失を示す第２イレージャフラグを発生させる第２消失検出部を設け、前記消失検出器による第１イレージャフラグと第２イレージャフラグとの論理和を内復号器に入力することを特徴とする信号復号回路。
- リード信号を内復号器と外復号器との２つの軟入力軟出力の復号器を備えた反復型復号器で復号するエラー訂正方法であって、
前記リード信号の消失を示すイレージャフラグを発生させ、
前記イレージャフラグを前記内復号器に入力して内復号器内で消失補償を行うことによって消失を訂正することを特徴とするエラー訂正方法。 - 請求項１７記載のエラー訂正方法であって、前記反復型復号器内にリード信号の消失を示す第２イレージャフラグを発生させる第２消失検出部を設け、前記消失検出器による第１イレージャフラグと第２イレージャフラグとの論理和を内復号器に入力することを特徴とするエラー訂正方法。
- 内復号器と外復号器との２つの軟入力軟出力の復号器を有し、リード信号の消失を示すイレージャフラグを内復号器に入力して内復号器内で消失補償を行うことによって消失を訂正することを特長とする反復型復号器。
- 請求項１９記載の反復型復号器であって、前記反復型復号器内にリード信号の消失を示す第２イレージャフラグを発生させる第２消失検出部を設け、前記消失検出器による第１イレージャフラグと第２イレージャフラグとの論理和を内復号器に入力することを特徴とする反復型復号器。
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