JP4821297B2 - 符号列生成方法、変調装置、変調方法、変調プログラム、復調装置、復調方法、復調プログラム及び記録媒体 - Google Patents
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Description
L.Fredrickson,"ImprovedTrellis-Coding for Partial-Response Channels", IEEE TRANSACTIONS ONMAGNETICS, VOL31,NO.2,MARCH 1995
(1−1)光ディスク装置の全体構成
図1において、光ディスク装置1は制御部2によって統括制御されており、全体として記録すべきデータDTを光ディスク100に記録し、また当該光ディスク100から当該データDTを再生するようになされている。
(1−2−1)周波数スペクトル及び状態遷移図
ところで光ディスク装置1では、PR等化処理として、例えばPR(1,1)、PR(1,2,1)又はPR(1,2,2,1)といったPR等化方式を利用する場合がある。
Lyle J.Fredrickson,"On the Shannon Chapacity of DC-and Nyquist-Free Codes",IEEE TRANSACTIONS ON INFORMATION THEORY, VOL37,NO.3,MAY 1991
Makoto Noda,"A New DC-and Nyquist-Free Trellis Code forPartial Response Class-I and Class-II Channels", IEEE TRANSACTIONS ON MAGNETICS, VOL37,NO.2,MARCH 2001
ところで、上述したように、光ディスク100には、所定のトラックに沿って符号列CLに応じた離散的長さを有するピットを形成することにより当該符号列CLが記録されるようになされている。このため当該符号列CLは、NRZI方式で表した符号”1”と符号”1”との間に連続する符号”0”の数、いわゆる走行長(ラン)の最小値(以下、これを最小ランdと呼ぶ)が1以上とされる必要がある。
ところで、図6に示した分離縮退型FSTDは、符号列を生成するためのものであり、当該分離縮退型FSTDに従いある初期状態から状態遷移をn回繰り返してある終端状態に遷移する場合、遷移時に通過した破線矢印又は実線矢印に応じて符号”0”又は”1”が生成されるため、結果的に符号長nの符号列を生成することになる。
ところで、光ディスク装置1は、光ディスク100から読み出した符号列CLに対してPLL回路8により同期を行うようになされているが、当該符号列CLの符号”0”から符号”1”、又は符号”1”から符号”0”へ遷移する頻度を高めることにより、PLLによる位相の同期処理を容易に行い得るようになると考えられる。
ところで、最小ランdを1に制限して生成した符号列CLを基に光ディスク100にピットを形成した場合、最短のピットは符号列”10”に対応した”2T”となる。このため、光ディスク装置1が光ピックアップ5(図1)によりこの最短のピットを読み出したとき、再生RF信号SRF(図1)の波長が最短となる。
続いて本発明では、216=65536個以上の符号列CLでなる符号列集合U3(65725個)及び符号列集合U4(65723個)のうち、符号列CLの個数が多かった符号列集合U3のなかから65536個の符号列CL(26ビット)を選択し、それぞれ16ビットのデータDTに一対一で対応付ける。
ところで光ディスク装置1(図1)は、上述したように、PR等化器9においてPR等化処理されたPR等化信号SPRを基に、最尤復号器11において最尤復号処理を行うことにより符号列CLを生成するようになされている。
PR(1,1+x,x)等化方式(ただしxは任意の実数)の場合、最小ランdを1とする制限を考慮したPRの状態遷移図は、図16(A)に示すように、過去の2時刻の符号に応じた状態の組み合わせにより構成される。
PR(1,1)等化方式の場合、最小ランdを1とする制限を考慮したPRの状態遷移図は、図16(B)に示すように、過去の2時刻の符号に応じた状態の組み合わせにより構成される。
PR(1,1+a,a+b,b)等化方式(ただしa及びbはいずれも任意の実数)の場合、最小ランdを1とする制限を考慮したPRの状態遷移図は、図16(C)に示すように、過去の3時刻の符号に応じた状態の組み合わせにより構成される。
次に、光ディスク装置1(図1)の変調部3について説明する。この変調部3は、16ビットのデータDTからMSN符号でなる26ビットの符号列CLに変調することに加え、DSV(Digital Sum Value)の値をできるだけ0に近づける、いわゆるDC(Direct Current)コントロールを行うようになされている。
変調部3は、図19に示すように、変調処理を行うMSNエンコーダ21及び符号列CLのDCコントロールを行うDCコントロール回路22によって構成されている。
次に、光ディスク装置1が光ディスク100にデータDTを符号列CLとして記録する際の、変調部3のMSNエンコーダ21における符号列生成処理手順RT1について、図22のフローチャートを用いて説明する。
続いて、光ディスク装置1が光ディスク100にデータDTを符号列CLとして記録する際の、変調部3のDCコントロール回路22におけるDCC符号列選択処理手順RT2について、図23のフローチャートを用いて説明する。
次に、光ディスク装置1(図1)の復調部10について説明する。この復調部10は、MSN符号でなる26ビットの符号列CLから16ビットのデータDTに復調することに加え、変調部3により付加されたDCコントロール用の付加ビットを取り除くようになされている。
復調部10は、図24に示すように、最尤復号処理を行う最尤復号器11、復調処理を行うMSNデコーダ23及びDCコントロール用の付加ビットを取り除くDCコントロールビット除去器24によって構成されている。
次に、復調部10による復調処理手順RT3について、図25に示すフローチャートを用いて説明する。
以上の構成において、本発明の符号列生成方法では、NRZI方式で符号を表しADSを制限し縮退させた縮退型FSTD(図4)を基に、1つの状態を「直前に符号”0”を生成した状態」と「直前に符号”1”を生成した状態」の2状態に分解することにより、分離縮退型FSTD(図6)を生成し、さらに条件N0として、当該分離縮退型FSTDにおける状態遷移の範囲を状態s0〜s9の範囲に限定し初期状態及び終端状態を同一の状態s1にすると共に遷移回数を26回に設定した(図7)。
(2−1)光ディスク装置の全体構成
第2の実施の形態における光ディスク装置30は、上述した第1の実施の形態における光ディスク装置1(図1)と比較して、変調部3、復調部10、最尤復号器11及び復調回路12に代えて変調部31、復調部32、最尤復号器33及び復調回路34を有しているものの、その他は同様の構成となっているため、その説明を省略する。
この第2の実施の形態では、上述した第1の実施の形態において最小ランdを1に制限したことに代えて、当該最小ランdを2に制限するようになされている。
ここで、符号列を生成する際に最小ランdを2に制限することは、「符号”1”の前に符号"0"が2個以上連続していればよい」ことと同義であることから、直前に生成された2個の符号のみについて着目すればよい。
次に、第1の実施の形態と同様に、分離縮退型FSTD(図31)を基に、符号列CLを生成する際の状態遷移の範囲、初期状態及び終端状態、並びに状態遷移の回数nを制限する。
次に、第1の実施の形態と同様、符号列集合U10に含まれる66193個の符号列CLに対して、65536個以上の符号列CLを抽出し得るように最大ランkを制限することを検討する。
次に、本発明の第2の実施の形態による符号列生成方法では、第1の実施の形態と同様、符号列集合U12のなかから65536個の符号列CL(34ビット)を選択し、それぞれ16ビットのデータDTに一対一で対応付ける。
光ディスク装置30の変調部31は、図39に示すように、第1の実施の形態における変調部3と比較して、DCコントロール回路22が省略された構成を有している。
以上の構成において、本発明の第2の実施の形態による符号列生成方法では、NRZI方式で符号を表しADSを制限し縮退させた縮退型FSTD(図4)を基に、1つの状態を「直前に符号”00”を生成した状態」、「直前に符号”01”を生成した状態」及び「直前に符号”10”を生成した状態」」の3状態に分解することにより、分離縮退型FSTD(図31)を生成し、さらに条件N10として、当該分離縮退型FSTDにおける状態遷移の範囲を状態t0〜t21の範囲に限定し初期状態及び終端状態を同一の状態t2にすると共に遷移回数を34回に設定した。
なお上述した第1及び第2の実施の形態においては、全体の形状が略階段状に構築された16/26分離縮退型FSTD(図7)及び16/34分離縮退型FSTD(図31)に従って符号列CLを生成するようにした場合について述べたが、本発明はこれに限らず、その他種々の形状でなるFSTDに従って符号列CLを生成するようにしても良い。
Claims (20)
- 所定ビット数のデータ列と所定ビット数の符号列とが互いに対応付けられた対応テーブルに従い予め上記データ列から変調された上記符号列を、上記対応テーブルに従い上記データ列に復調する復調部
を有し、
上記符号列は、
NRZI(Not Return to Zero Inverse)方式におけるADS(Alternating Digital Sum)の値が制限された制限状態遷移図(FSTD:Finite State Transition Diagram)における各状態が当該状態に遷移する直前に出力したd個(ただしdは1以上の整数)の符号でなる直前符号列の種類に応じたd+1個の状態に分離され、分離された各状態から次の状態への遷移を上記直前符号列に応じて制限された分離型制限状態遷移図に従って生成された、最小ランをdとするMSN(Matched Spectral Null)符号列でなる
復調装置。 - 上記データ列は16ビットでなり、
上記MSN符号列は、最小ランが1に制限されると共に符号長が26ビットでなる
請求項1に記載の復調装置。 - 上記MSN符号列は、
当該MSN符号列の先頭から連続する符号”0”の最大数を表す先頭ランが6に制限され、当該MSN符号列の末尾まで連続する符号”0”の最大数を表す末尾ランが8に制限され、当該MSN符号列における上記先頭からの符号”0”の連続部分及び上記末尾までの符号”0”の連続部分を除いた部分において連続する符号”0”の最大数を表す中央ランが14に制限された
請求項2に記載の復調装置。 - 上記MSN符号列は、
当該MSN符号列の先頭から連続する符号”0”の最大数を表す先頭ランが7に制限され、当該MSN符号列の末尾まで連続する符号”0”の最大数を表す末尾ランが7に制限され、当該MSN符号列における上記先頭からの符号”0”の連続部分及び上記末尾までの符号”0”の連続部分を除いた部分において連続する符号”0”の最大数を表す中央ランが14に制限された
請求項2に記載の復調装置。 - 上記MSN符号列は、
先頭部分が符号列”101”であり当該先頭部分からのランが最小値となる最短ラン符号”10”の繰返回数の最大値(RMTR)を表す正側先頭RMTRが4に制限され、末尾部分が符号列”010”であり当該末尾部分までの上記RMTRを表す正側末尾RMTRが5に制限され、上記先頭部分が符号列”101”であり上記先頭から上記最短ラン符号が連続して繰り返される部分及び上記末尾まで上記最短ラン符号が連続して繰り返される部分以外における上記RMTRを表す正側中央RMTRが10に制限され、上記先頭部分が符号列”010”であり当該先頭部分からの上記RMTRを表す負側先頭RMTRが10に制限され、上記先頭部分が符号列”010”であり上記先頭から上記最短ラン符号が連続して繰り返される部分及び上記末尾まで上記最短ラン符号が連続して繰り返される部分以外における上記RMTRを表す負側中央RMTRが10に制限された
請求項3又は請求項4に記載の復調装置。 - 上記データ列は16ビットでなり、
上記符号列は、最小ランが2に制限されると共に符号長が34ビットでなる
請求項1に記載の復調装置。 - 上記MSN符号列は、
当該MSN符号列の先頭から連続する符号”0”の最大数を表す先頭ランが14に制限され、当該MSN符号列の末尾まで連続する符号”0”の最大数を表す末尾ランが16に制限され、当該MSN符号列における上記先頭からの符号”0”の連続部分及び上記末尾までの符号”0”の連続部分を除いた部分において連続する符号”0”の最大数表す中央ランが30に制限された
請求項6に記載の復調装置。 - 上記MSN符号列は、
先頭部分が符号列”1001”であり当該先頭部分からのランが最小値となる最短ラン符号”100”の繰返回数の最大値(RMTR)を表す正側先頭RMTRが2に制限され、末尾部分が符号列”0100”であり当該末尾部分までの上記RMTRを表す正側末尾RMTRが3に制限され、上記先頭部分が符号列”1001”であり上記先頭から上記最短ラン符号が連続して繰り返される部分及び上記末尾まで上記最短ラン符号が連続して繰り返される部分以外における上記RMTRを表す正側中央RMTRが6に制限された
請求項7に記載の復調装置。 - ランの最小値dが1以上に制限されたPR等化の状態遷移図と上記制限分割状態遷移図とを基に構成されたトレリス構造に従い、上記伝送路を介して取得した信号に対してPR等化処理及び最尤復号処理を行うことにより上記符号列を検出するTCPRML(Trellis Coded Partial Response Maximum Likelihood)検出部と
を有する請求項1に記載の復調装置。 - 所定ビット数のデータ列と所定ビット数の符号列とが互いに対応付けられた対応テーブルに従い予め上記データ列から変調された上記符号列を、上記対応テーブルに従い上記データ列に復調する復調ステップ
を有し、
上記符号列は、
NRZI方式におけるADSの値が制限された制限状態遷移図における各状態が当該状態に遷移する直前に出力したd個(ただしdは1以上の整数)の符号でなる直前符号列の種類に応じたd+1個の状態に分離され、分離された各状態から次の状態への遷移を上記直前符号列に応じて制限された分離型制限状態遷移図に従って生成された、最小ランをdとするMSN符号列でなる
復調方法。 - 情報処理装置に対して、
所定ビット数のデータ列と所定ビット数の符号列とが互いに対応付けられた対応テーブルに従い予め上記データ列から変調された上記符号列を、上記対応テーブルに従い上記データ列に復調する復調ステップ
を実行させ、
上記符号列は、
NRZI方式におけるADSの値が制限された制限状態遷移図における各状態が当該状態に遷移する直前に出力したd個(ただしdは1以上の整数)の符号でなる直前符号列の種類に応じたd+1個の状態に分離され、分離された各状態から次の状態への遷移を上記直前符号列に応じて制限された分離型制限状態遷移図に従って生成された、最小ランをdとするMSN符号列でなる
復調プログラム。 - 所定ビット数のデータ列と所定ビット数の符号列とが互いに対応付けられた対応テーブルに従い、上記データ列から上記符号列に変調することにより、所定の復調部において上記対応テーブルに従い当該符号列から上記データ列に復調させる変調部
を有し、
上記符号列は、
NRZI方式におけるADSの値が制限された制限状態遷移図における各状態が当該状態に遷移する直前に出力したd個(ただしdは1以上の整数)の符号でなる直前符号列の種類に応じたd+1個の状態に分離され、分離された各状態から次の状態への遷移を上記直前符号列に応じて制限された分離型制限状態遷移図に従って生成された、最小ランをdとするMSN符号列でなる
変調装置。 - 上記変調部は、
順次入力される上記データを(m×M−1)ビット(ただしMは2以上の整数)の上記データ列でなるデータブロック毎に区切り、上記付加データブロックにおける先頭からm×(M−1)ビットでなる(M−1)個の上記データ列を上記対応テーブルに従って(M−1)個のMSN符号列に順次変調するブロック変調手段と、
上記付加データブロックにおける末尾から(m−1)ビットの上記データ列に付加ビット”0”又は付加ビット”1”を付加した2通りの付加データを生成し、それぞれ上記対応テーブルに従って2通りの付加符号列に変調する付加変調手段と、
上記2通りの付加符号列と、当該付加符号列より後に変調された(M−1)個のMSN符号列とを一時的に記憶する記憶手段と、
上記記憶手段に記憶している上記2通りの付加符号列に続けて上記(M−1)個のMSN符号列を出力する場合の、M個の符号列におけるDSV(Digital Sum Value)をそれぞれ算出し、上記2通りの付加符号列のうち上記DSVが0に近い方の付加符号列を選択して上記(M−1)個のMSN符号列と共に順次出力することにより上記符号列のDC(Direct Current)コントロールを行う付加符号列選択手段と
を有する請求項12に記載の変調装置。 - 所定ビット数のデータ列と所定ビット数の符号列とが互いに対応付けられた対応テーブルに従い、上記データ列から上記符号列に変調することにより、所定の復調部において上記対応テーブルに従い当該符号列から上記データ列に復調させる変調ステップ
を有し、
上記符号列は、
NRZI方式におけるADSの値が制限された制限状態遷移図における各状態が当該状態に遷移する直前に出力したd個(ただしdは1以上の整数)の符号でなる直前符号列の種類に応じたd+1個の状態に分離され、分離された各状態から次の状態への遷移を上記直前符号列に応じて制限された分離型制限状態遷移図に従って生成された、最小ランをdとするMSN符号列でなる
変調方法。 - 情報処理装置に対して、
所定ビット数のデータ列と所定ビット数の符号列とが互いに対応付けられた対応テーブルに従い、上記データ列から上記符号列に変調することにより、所定の復調部において上記対応テーブルに従い当該符号列から上記データ列に復調させる変調ステップ
を実行させ、
上記符号列は、
NRZI方式におけるADSの値が制限された制限状態遷移図における各状態が当該状態に遷移する直前に出力したd個(ただしdは1以上の整数)の符号でなる直前符号列の種類に応じたd+1個の状態に分離され、分離された各状態から次の状態への遷移を上記直前符号列に応じて制限された分離型制限状態遷移図に従って生成された、最小ランをdとするMSN符号列でなる
変調プログラム。 - 符号列の記録チャンネル又は伝送チャンネルにおける周波数スペクトルのヌル点と上記符号列が含まれPR(Partial Response)等化された信号における周波数スペクトルのヌル点とを一致させたMSN符号列を生成する符号列生成方法であって、
上記MSN符号列における最小ランが値d(ただしdは1以上の整数)に制限されると共にNRZI方式における上記符号列のADSの値が制限された制限状態遷移図における各状態が、当該状態に遷移する直前に出力したd個の符号でなる直前符号列の種類に応じたd+1個の状態に分離され、分離された各状態から次の状態への遷移を上記直前符号列に応じて制限することにより当該次の状態への遷移時に出力する符号が制限された分離型制限状態遷移図を形成する状態遷移図形成ステップと、
上記分離型制限状態遷移図に従い、上記NRZI方式における符号”1”の連続した出力が禁止され最小ランが1以上に制限されたMSN符号列を生成する符号列生成ステップと
を有する符号列生成方法。 - 上記状態遷移図形成ステップは、
上記分離された各状態において、対応付けられた上記直前符号列に符号”1”が含まれている場合、符号”0”を出力して上記次の状態へ遷移するよう制限された上記分離型制限状態遷移図を形成する
請求項16に記載の符号列生成方法。 - 上記分離型制限状態遷移図は、
上記ADSの絶対値同士が等しい二つの状態が一つの状態に縮退されている
請求項17に記載の符号列生成方法。 - 上記符号列生成ステップは、
上記分離型制限状態遷移図における所定の初期状態からn回(nは1以上の整数)遷移して所定の終端状態へ遷移することにより符号長nでなる上記符号列を生成する
請求項17に記載の符号列生成方法。 - 所定ビット数のデータから変調された所定ビット数の符号列が記録された記録媒体であって、
上記符号列は、
NRZI方式におけるADSの値が制限された制限状態遷移図における各状態が当該状態に遷移する直前に出力したd個(ただしdは1以上の整数)の符号でなる直前符号列の種類に応じたd+1個の状態に分離され、分離された各状態から次の状態への遷移を上記直前符号列に応じて制限された分離型制限状態遷移図に従って生成された、最小ランをdとするMSN符号列でなる
記録媒体。
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