JPH0244573A - 磁気記録再生装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔概　要〕 隣接する複数本の記録トランクからの再生信号をビタビ
復号法を用いて再生する磁気記録再生装置に関し、 信号が隣接して記録される複数本の記録トラックからの
再生時に、トラック間のクロストークの影響を考慮して
正確なビタビ復号を行うことを目的とし、 信号が隣接して記録される複数本の記録１−ランクを磁
気記録媒体が有し、このトラックに記録された信号を複
数のヘッドにより再生し、その再生信号を前記各ヘッド
毎に設けられたビタビ復号器を用いて復号する磁気記録
再生装置において、あるトラックへの他のトランクから
のクロストークのサンプル値を記憶するクロストークメ
モリと、このクロストークメモリからの信号とビタビ復
号器のパスメモリからの信号によって他のトラックから
のクロストーク量を計算するクロストーク回路とを各ト
ラックのビタビ復号器に持たせ、各トラックへの他トラ
ックからのクロストークを予測しながら、各トランクの
再生信号のビタビ復号を行えるように構成する。

〔産業上の利用分野〕

本発明は磁気記録再生装置に関し、特に、隣接する複数
本の記録トラックからの再生信号をビタビ復号法を用い
て再生する磁気記録再生装置に関する。

近年、記録すべき情報量の増大に伴い、１つの磁気ディ
スクのような記録媒体にはかなりの瞳の情報が高密度で
記録される。このような高密度の磁気ディスク、例えば
フロッピーディスクやノ＼ドディスクに記録された信号
を再生する場合、記録媒体及び再生ヘッド、再生回路等
からの雑音に加えて、磁気ディスクの記録トラック間の
クロストークにより、信号品質の劣化は免わ、ない。こ
うした信号品質の劣化は記録情報の信頼性を著しく損な
うため、問題となる。そこで、記録トラック間にクコス
トークがあっても、再生信号に高い信頼性が得られる磁
気記録再生装置が望まれている。

〔従来の技術〕 従来、低Ｓ／Ｎ比でも高い信頼性を得るための手段とし
て、磁気記録信号の再生回路にビタビ復号法を適用する
ことが考えられている。

このビタビ復号法は、畳込み符号の復号法の１つであり
、可能なあらゆる情報が等確率で発生する場合には、信
号誤り率を最小にするという意味で最適な復号法である
。

第６図は磁気記録装置からの再生信号における波形干渉
を畳み込み符号と見做した場合の、従来のビクビ復号器
の構成を示すブロック図である。

図において１０はＡ／Ｄコンバータ、２０は孤立波形検
出回路、３０はブランチメトリック計算回路、４０はＡ
Ｃ３（八ｄｄ　Ｃｏｍｐａｒｅ　５ｅｌｅｃｔｏｒ）、
５０は孤立波形メモリ、６０は干渉量計算回路、７０は
バスメモリ、８０はバスセレクタである。そして、磁気
記録装置に記録するデータの先頭には長周１ｔ１１（孤
立波形）の記録がなされ、再生時には波形干渉のない波
形（ｖＡ立波形）が得られるようになっている。

この従来のビタビ復号器では、磁気記録装置からの再生
信号はＡ／Ｄコンバータ１０によりサンプリングされて
孤立波形検出回路２０に入力される。

再生信号に同期したクロック信号を用い、孤立波形検出
回路２０側にはこのクロック信号のいくつ目のクロック
からは孤立波形であり、いくつ目からはデータ信号であ
るかを予め与えておく。

このクロック信号により、孤立波形検出回路２０によっ
て孤ケ波形と判定されれば、そのサンプル値は孤立波形
メモリ５０に取り込まれて記ｔαされる。

また、孤立波形検出回路２０によって再生信号がデータ
信号であると判定されれば、そのサンプル値はブランチ
メトリック計算回路３０に入力される。

孤立波形メモリ５０に記憶されたサンプル値は干渉量計
算回路６０に入力され、この干渉量計算回路６０では全
ての組み合わせを仮定して、孤立波形メモリ５０から入
力されたデータとの重ね合わせを行い、予想される全て
のデータに対して干渉量を計算する。ブランチメトリッ
ク計算回路３０では、入力されたサンプル値と干渉量計
算回路６０によって予想された波形干渉量を基に、期待
値と実際の入力値との誤差であるブランチメトリックを
計算する。このブランチメトリック計算回路６０にて計
算されたブランチメトリックはＡＣ３４０に入力され、
バスメトリックの計算と比較が行われ、生き残りバスの
選択が行われる。そして、選択された生き残りバスはバ
スメモリ７０に格納される。

さらに、バスセレクタ８０ではバスメモリ４０に格納さ
れた生き残りバスとＡＣ３４０からの誤差が最小のブラ
ンチメトリックにより、この時の最尤バス　（パスメト
リソクイ直が最小となるバス）の選択を行い、再生デー
タを出力する。

第７図は第６図のように構成されたビタビ復号器による
実際の信号波形のサンプル値（実線上の各点）と孤立波
形（破線上の各点）の重ね合わせ計算によって求めた予
想値（−点鎖線上の各点）である。この図から分かるよ
うに、ビタビ復号器では、実際のサンプル値に最も近い
予想値を持ったバスが選択される。なお、実際の信号波
形のすンプル値と孤立波形の重ね合わせ計算によって求
めた予想値との誤差はノイズによる誤差であり、この誤
差はビタビ復号器により教うことか可能である。即ち、
サンプル値と正しいパスの予想値との誤差がガウス分布
に従ったノイズの場合には、ビタビ復号器の本来の機能
が発揮できる。

〔発明が解決しようとする課題〕

ところが、磁気記録装置の近年に見られるような著しい
記録密度の向上により、あるトラックに記録された信号
への隣接トラックからのクロストークにより、記録され
た信号が干渉を受けその信号が歪むことがあり、このよ
うな場合には今までのビタビ復号器では誤った選択がな
されるために、再生波形を正しく復号することができな
いという問題がある。

第８図は隣接トラックに記録された信号波形イにより実
際の信号のサンプル値が干渉を受けて波形口になる例を
示したものである。この図からビタビ復号器による正し
いパスの予想値である波形ハと実際の信号のサンプル値
の波形口が大きく異なることがわかる。このように、隣
接トラックからのクロストークの影響がある場合は、実
際のサンプル値は正しいパスの予想値からクロストーク
ノイズ（これはガウス分布ではない）により離れたもの
となるため、誤ったパスが選択され、ビタビ復号器の本
来の機能が果たされないのである。

従って、クロストークノイズがある場合には、従来のビ
タビ復号器を用いても記録情報の信頼性が著しく損なわ
れるという課題が残るのである。

本発明は前述のような課題を解消するためになされたも
のであり、磁気記録されたトラック間にクロストークが
あっても、再生信号にクロス、トークの影響が現れるこ
とがなく、記録情報の信頼性を損なうことなしに再生信
号を復号することができる磁気記録再生装置を提供する
ことを目的としている。

〔課題を解消するための手段〕

前記目的を達成する本発明の磁気記録再生装置は、第１
図に原理ブロック図で示すように、信号が隣接して記録
される複数本の記録トラックを磁気記録媒体が有し、こ
のトラックに記録された信号を複数のヘッドにより再生
し、その再生信号を前記各ヘッド毎に設けられたビタビ
復号器を用いて復号する磁気記録再生装置であって、あ
るトラックへの他のトラックからのクロストークのサン
プル値を記憶するクロストークメモリ１と、このクロス
トークメモリ１からの信号とビタビ復号器１００のパス
メモリからの信号によって他のトランクからのクロスト
ーク量を計算するクロストーク回路２とを各トラックの
ビタビ復号器１００に持たせ、各トラックへの他トラッ
クからのクロストークを予測しながら、各トラックの再
生信号のビタビ復号を行うようにしたことを特徴として
いる。

〔作　用〕

本発明の磁気記録再生装置によれば、磁気記録媒体の複
数本の記録トラックの所定部分に、隣接しないようにそ
れぞれ記録された孤立波形による他のトラックへのクロ
ストークを、その所定部分を再生することにより予め検
出して各トラック毎に記憶し、データ再生時にビタビ復
号器においてこのクロストークの影響を考慮しつつ復号
を行う。

〔実施例〕

以下添付図面を用いて本発明の一実施例を詳細に説明す
る。

第２図は本発明の磁気記録再生装置の一実施例の構成を
示す回路図である。なお、第２図の回路は、第３図に示
すようなデータが同心円状に記録される磁気ディスクに
おいて、磁気ディスクＤを半径方向にクロストークが問
題にならない程度の幅広の非記録トラックであるガート
バンドを用いて複数の記録領域に区切り、各記録領域内
に同心円状に高密度のトラックをそれぞれＮ本ずつ設け
、トラック数と同数のＮ個の磁気ヘッドで各トラックか
ら再生信号を取り出して復号するような装置に使用され
るものである。

従って、第２図の回路は、磁気ディスクＤ内の記録領域
のＮ本のトランクに対応してＮ個のビタビ復号器を必要
とするが、第２図には共通に使用できるＡＣ３４０、パ
スメモリ７０及びバスセレクタ８０を含めて、Ｎ個のビ
タビ復号器のうちのｉ−１番トラック、１番トラック及
びｉ＋１番トラック用のものだけを抜き出して示してい
る。

図において、１０ｉ−、、１０ｉ、　１０ｉ。、はＡ／
Ｄ変換器、２０ｉ−、，２０ｉ、　２０ｉ、、は孤立波
形検出回路、３０ｉ−。

３０ｉ、３０正、１はブランチメトリック計算回路、５
０ｉ−、。

５０ｉ、５０ｉ、、は孤立波形メモリ、６０．−、．６
０ｉ、６０ｉ。

は干渉量計算回路を示しており、°各符号に付された添
え字“ｉ−１”＋　“１′、“８．、”はそれぞれそれ
らがｉ−１番トラック、１番トラックまたはｉ＋１番ト
ラック用のものであることを示している。Ａ／Ｄ変換器
１０ｉ−、、１０，、１０，。１．孤立波形検出回路２
０、−２Ｏｉ、２０逼、１．ブランチメトリック計算回
路３０４−、。

３０、．３０．。、孤立波形メモリ５０．−、．５０ｉ
、５０□、１．干渉■計算回路６０ｉ、、６０ｉ、６０
ｉ、、の動作は従来と同しである。

また、この実施例では１番トラックの回路に示すように
、孤立波形検出回路２０．の出力に、１番トラックから
ｉ−１番トラックまでのクロストークメモリ１ｉ（１）
〜１云（ｉ−１）　、およびｉ＋１番トラックからＮ番
トラックまでのクロストークメモリ１　ｒ　（ｉ＋１）
〜１＋（Ｎ）が接続しており、これらのクロストークメ
モリ１ｉ（１）〜Ｉｔ　（ｉ−１）　、および１ｉ（ｉ
＋１）〜１＋（Ｎ）にはそれぞれ対応するトラックから
のクロストークを計算するクロストーク計算回路２ｉ（
１）〜２＋　（ｉ−１）　、及び２　＝　（ｉ＋１）〜
２＋（Ｎ）が接続している。このクロストーク計算回路
２ｉ（１）〜２＋（ｉ−１）　、及び２ｔ　（ｉ＋１）
〜２＋（Ｎ）の出力は干渉量計算回路６０．と共にブラ
ンチメトリック計算回路３０．に入力されるようになっ
ていると共に、これらクロストーク計算回路２ｉ（１）
〜２＋　（ｉ−１）　、及び２ｉ　（ｉ＋１）〜２逼（
Ｎ）の入力には対応するパスメモリ７０１〜７０．が接
続されている。

このように各トラックのビタビ復号器には、自分自身の
トラック以外の他のトラックからのクロストークメモリ
とクロストーク計算回路とが設けられている。このよう
な他のトラックからのクロストークメモリおよびクロス
トーク計算回路は、ｉ−１番トラックのビタビ復号器に
はまとめて１゜の符号で示され、ｉ＋１番トラックのビ
タビ復号器にはまとめて１．。１の符号で示されている
。更に、ＡＣ３４０には各トラックのブランチメトリッ
ク計算回路３０．〜３０．からの出力が入力されるよう
になっている。

以上のような回路を用いてビタビ復号を行うに際し、第
３図のように記録領域が区切られた６ｄ気デイスクＤに
おいて、第４図に示すような記録を予め実行しておく。

即ち、ある記録領域のＮ本の記録トラックにおいて、各
トラックに孤立波形を時間差を持たせて並列にしかも階
段状に記録し、磁気ディスクの半径方向においては孤立
波形が重なり合わないようにする。これをｉ−１番トラ
ックからｉ＋１番トラックまでの３つのトラックに関し
て具体的に説明すると、時刻ｔ０から時刻ｔ１まではｉ
−１番目のトラックに孤立波形を記録し、時刻（１から
時刻ｔ２まではｉ番目のトラックに孤立波形を記録し、
時刻ｔ２から時刻ｔ３まではｉ＋１番目のトランクに孤
立波形を記録するということになる。

この結果、同一時刻にはＮ本のトラックの内の１本にし
か孤立波形が記録されておらず、同時刻に孤立波形を再
生している磁気ヘッド以外の磁気ヘッドから検出される
再生信号は、この孤立波形を記録したトラックからのク
ロストークと見做すことができる。第４図でこれを説明
すれば、時刻ｔ、から時刻ｔ２におけるｉ番目のトラッ
クの孤立波形の波形Ｘにより、ｉ−１番目のトラックお
よびｉ＋１番目のトラックには、波形Ｙおよび波形Ｚで
示されるクロストークが発生するのである。

なお、このような階段状に記録された孤立波形記録領域
は、データ部の先頭に記録されており、データを再生す
る前には孤立波形のサンプル値とクロストークのサンプ
ル値は各々のメモリに記憶されているものとする。

次に、第２図の回路の動作を説明する。ｉ−１，ｉｉ＋
１番目のトラックからの信号は、ＡＩＤコンバータ１０
ｉ−１，１０ｉ、　１０ｉ、、によりサンプリングされ
て孤立波形検出回路２０＝−＋＋２０＋、２０ｉ。、に
入力される。

孤立波形検出回路２０ｉ−、，２０ｉ、２０ｉ。１は第
４図に示した孤立波形とクロストークのサンプル値を、
図示しないクロック信号によりタイミングを計りながら
検出し、孤立波形信号は孤立波形メモリ５０ｉ−、。

５０、．５０ｉ。、に格納し、クロストーク信号はそれ
がどのトラックの孤立波形により生じたかを判定しなが
ら、クロストークが生じる原因になったトラック番号に
応じたクロストークメモリにその信号を格納する。

このクロストーク信号の格納を１番トラックについて説
明すると、１番トラックに孤立波形が記録されている時
の１番トラックの再生出力はクロストークメモリ１、（
１）に格納し、ｉ−１番トラックに孤立波形が記録され
ている時の１番トラックの再生出力はクロストークメモ
リ１　ｉ　（１−１）に格納するというように、その時
に孤立波形が記録されているトランク番号１−Ｎに対応
するクロストークメモリｌ、〜ＩＮにその時の再生信号
のサンプル値を格納するのである。

このようにして、孤立波形記録領域の再生が終了して、
各トラックにおける他のトラックからのクロストーク量
が各トラックのクロストークメモリ１□〜１．４に記憶
されると、次にデータが記録された記録領域の再生に移
る。各トランクからのデータの再生信号は孤立波形検出
回路２０．〜２０゜により全てブランチメトリック計算
回路３０．〜３０８に送られることになる。そして、孤
立波形メモリ５０□〜５０□と仮定パスの値を使って各
ビタビ復号器の干渉量計算回路６０．〜６０１４におい
て各トラックの波形干渉量が計算される。パスメモリ７
０１〜７０、からの信号線が接続されている場合には、
パスメモリ７０の値も考慮され、パスメモリ７０からの
回路がパス帰還回路として働く。また、各トラックから
のクロストークと仮定パスの値を使用して各クロストー
ク計算回路においてクロストークが計算される。つまり
、ｉ番目のビタビ復号器ではまず、１番トラックからの
クロストークと仮定パスの値を使ってクロストーク計算
回路２．（１）にてクロストークが計算され、同様に１
番トラックに影響する２〜ｉ−１，ｉ＋１〜Ｎ番トラッ
クからのクロストークがクロストーク計算回路２．（２
）〜２　；　（ｉ−１）、　２　Ｈ（ｉ−１）〜２ｉ（
Ｎ）によって計算される。

また、ブランチメトリック計算回路では０式に示したサ
ンプル値と予想値との誤差が計算される。

なお、ここで、ａ、は１番トラックのサンプル値、ｂ８
は１番トラックの波形干渉量から求めた予測値、ｃ　、
（ｎ）は１番トラックに影響する９番トランクらのクロ
ストークであり、但し、このとき、ｃｒ（ｉ）−〇であ
る。

そして、ＡＣ３７０では、１サイクル前の生き残りパス
のメトリック値と、そこで求めたブランチメトリック値
の和で最も小さいパスの選択が行われる。これが生き残
りパスとなりパスメモリ７０に記憶される。また、パス
セレクタ８０では、全てのメトリック値の中で最小とな
るパスの値を順次復号して出力する。

このように第２図の回路ではあるトランクを再生する場
合に、そのトラックへの他のトラックからのクロストー
クの影響を考慮しながら再生信号を復号するので、原理
的に予想値とサンプル値との誤差はガウス分布に従った
ノイズ分のみになり、ビタビ復号器としての本来の機能
が発揮できる。

よって、この実施例の回路により復号された信号におい
ては、他のトラックからのクロストークの影響が殆ど無
いと考えて良いものとなる。

第５図は第２図の回路における状態遷移図であるが、こ
こでは、説明を簡単にするために、ビット方向の拘束長
に〜３．１つの記録領域内のトラック数Ｎ＝２とした場
合について説明する。

内部状態はα、〜α４４の１６個ある。一般に、内部状
態数は（２Ｎ）　Ｋ−’個存在する。また、入力の組み
合わせは■１〜Ｉ４の４個であり、通常はその数は２Ｎ
個となる。従って、第２図のＡＣ３４０には１６×４個
のブランチメトリックが入力されるが、そこで２Ｎから
１本のパスが選択され、結果として（２”）　Ｋ−’の
生き残りパスが得られる。これがバスセレクタ８０に送
られ、最終的にＮ個の再生データが得られるのである。

なお、前述の実施例では磁気記録媒体がフロッピーディ
スク等のような円板状のもので説明したが、複数の記録
トラックを存する磁気記録媒体としては帯状の磁気テー
プでも良い。但し、トラック方向の記録密度が上がった
場合にトラック幅の減少からトラッキング（サーボ）信
号が劣化し、トラッキングが困難になることが予想され
る。しかし、連続したヘッド（Ｎトランク連続）のトラ
ック方向の熱膨張率と記録媒体基板の熱膨張率とを同じ
にしておくことで、Ｎ個連続したヘッドはトラッキング
側からは１つのヘッドと見做せるため、１つのトラッキ
ングにデータのＮトラック分を使用出来るので上記問題
はなくなる。

〔発明の効果〕

以上説明したように本発明によれば、磁気記録媒体にお
いて複数のトラックを設けて記録を行う場合に、磁気記
録媒体の磁気記録方向間の波形干渉だけでなく、各トラ
ック間のクロストークも考慮してビタビ復号を行うから
、見掛は上、再生信号中にクロストークの影響がないと
考えて良い。

従って、各トラック間の非記録部分を少なくして高密度
記録を行うことができ、記録密度の大幅な向上を図るこ
とができるという効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の磁気記録再生装置の原理ブロック図、
第２図は本発明の磁気記録再生装置の一実施例の構成を
示す回路図、第３図は第２図の回路を適用する磁気記録
媒体の構成図、第４図は第３図の磁気記録媒体に記録す
る孤立波形の記録状態を示す波形図、第５図は本発明の
回路における状態遷移図、第６図は従来のビタビ復号器
の構成を示すブロック図、第７図は従来のビタビ復号器
における実際の信号波形のサンプル値と孤立波形の重ね
合わせによる予想値を示す波形図、第８図は隣接トラン
クからのクロストークがある場合のサンプル値と正しい
パスの予想値を示す波形図である。 １０・・・Ａ／Ｄ変換器′、　２０・・・孤立波形検出
回路、３０・・・ブランチメトリック計算回路、４０・
・・Ａ　ＣＳ　、　　　　　５０・・・孤立波形メモリ
、６０・・・干渉量計算回路、７０・・・パスメモリ、
８０・・・パスセレクタ、 ■、〜Ｉ　Ｎ、　１１（１）〜１　；（ｉ−１）、　ｌ
　＝（ｉ＋１）〜１ｉ（Ｎ）・・・クロストークメモリ
、 ２Ｉ〜２Ｎ＋２ｉ（１）〜２　ｔ　（ｉ−１）　＋　２
　ｒ　（ｉ＋１）〜２ｉ（Ｎ）・・・クロストーク計算
回路。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 信号が隣接して記録される複数本の記録トラックを磁気
   記録媒体が有し、このトラックに記録された信号を複数
   のヘッドにより再生し、その再生信号を前記各ヘッド毎
   に設けられたビタビ復号器を用いて復号する磁気記録再
   生装置であって、あるトラックへの他のトラックからの
   クロストークのサンプル値を記憶するクロストークメモ
   リ（１）と、このクロストークメモリ川からの信号とビ
   タビ復号器（１００）のパスメモリからの信号によって
   他のトラックからのクロストーク量を計算するクロスト
   ーク回路（２）とを各トラックのビタビ復号器（１００
   ）に持たせ、 各トラックへの他トラックからのクロストークを予測し
   ながら、各トラックの再生信号のビタビ復号を行うよう
   にしたことを特徴とする磁気記録再生装置。