JPH028496B2 - - Google Patents

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JPH028496B2
JPH028496B2 JP60194033A JP19403385A JPH028496B2 JP H028496 B2 JPH028496 B2 JP H028496B2 JP 60194033 A JP60194033 A JP 60194033A JP 19403385 A JP19403385 A JP 19403385A JP H028496 B2 JPH028496 B2 JP H028496B2
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JP60194033A
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JPS61108226A (ja
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Rii Adoraa Roi
Ansonii Furanazetsuku Piitaa
Hasunaa Maachin
Kureen Shunaidaa Richaado
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International Business Machines Corp
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International Business Machines Corp
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    • GPHYSICS
    • G11INFORMATION STORAGE
    • G11BINFORMATION STORAGE BASED ON RELATIVE MOVEMENT BETWEEN RECORD CARRIER AND TRANSDUCER
    • G11B20/00Signal processing not specific to the method of recording or reproducing; Circuits therefor
    • G11B20/10Digital recording or reproducing
    • G11B20/14Digital recording or reproducing using self-clocking codes
    • G11B20/1403Digital recording or reproducing using self-clocking codes characterised by the use of two levels
    • G11B20/1423Code representation depending on subsequent bits, e.g. delay modulation, double density code, Miller code
    • G11B20/1426Code representation depending on subsequent bits, e.g. delay modulation, double density code, Miller code conversion to or from block codes or representations thereof
    • GPHYSICS
    • G06COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06TIMAGE DATA PROCESSING OR GENERATION, IN GENERAL
    • G06T9/00Image coding
    • G06T9/005Statistical coding, e.g. Huffman, run length coding

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Signal Processing (AREA)
  • Multimedia (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Theoretical Computer Science (AREA)
  • Signal Processing For Digital Recording And Reproducing (AREA)
  • Dc Digital Transmission (AREA)
  • Compression, Expansion, Code Conversion, And Decoders (AREA)
  • Error Detection And Correction (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】
A 産業上の利用分野 この発明はデータの符号化したのち復号化する
方法に関し、より具体的にはパーシヤル・リスポ
ンス符号およびランレングスリミテツド符号を用
いてバンド幅を圧縮できるようにしたものであ
る。 B 開示の概要 デジタル・データを表わすランダムに分散する
2値ビツトのストリームを符号化して復号化する
方法が開示される。この方法では符号化器がデー
タ・ストリームをしてランレングスリミテツド−
パーシヤル・リスポンス符号に変換する。第1復
号化器は符号化データ・ストリームを復号化して
タイミング信号のストリームを得る。第2復号化
器は符号化データ・ストリームを復号化してデー
タ信号のストリームを再生する。 C 従来技術 従来周知のとおり通常のNRZI記録では広いチ
ヤンネル・バンド幅が必要であり、このバンド幅
および信号波形はサンプル時間で符号間干渉がな
いように選ばれていた。 近年1−D2すなわちクラスパーシヤル・
リスポンスチヤンネルを磁気記録に採用すること
が提案されている。クラスパーシヤル・リス
ポンスではバンド幅が狭くなり、実際上通常の
NRZI記録に較べて2分の1程度に減少する。 1−D2チヤンネルの特筆すべき利点はバンド
幅が半分になることであり、これにより著しくノ
イズが減少する。第2の利点としてはビタービ
(Viterbi)復号器を用いてビツトごとの検出を行
えるようにできることである。ビタービ復号器に
ついては“Error Bounds for Convolutional
Codes and Asymptotically Optimum
Decoding Algorithm”(IEEE Transactions on
Information Theory No.IT−13、260頁および
“On the Viterbi Decoding Algorithm”(IEEE
Transactions on Information Theory Vol.IT
−15、pp.177−179)に記載がある。 等化読取り信号を調べるとクロツク情報に由来
する問題があることがわかる。これは、信号のピ
ーク点も信号の零クロス点もビツト・セルに一致
する時間位置にないためである。これらピーク点
および零クロス点はビツト・セル中央部にあるこ
ともあるし縁部にあることもある。 クロツクの問題の従前の解決手法はつぎのよう
なものである。 クロツク用に2重バンド幅チヤンネルを用い
る。 パイロツト・トーンを用いる。 クロツクにおけるビタービ復号器情報を用い
る。 高密度記録では手法は高周波ノイズを著しく
招来する。手法は磁気記録チヤンネル以外では
採用されたこともあるが磁気記録では実際的でな
い。手法は可能であるけれども、通常のビター
ビ復号器に較べても極めて複雑な構成が必要とな
る。 D 発明が解決しようとする問題点 この発明は以上の事情を考慮してなされたもの
であり、磁気記録にも使え、複雑な構成もできる
かぎりとらずにすむような手法でクロツクの問題
を解決できるようにすることを目的としている。 E 問題点を解決するための手段 この発明の手法では以上の目的を達成するため
に、クロツク用に1+Dのクラスのパーシヤ
ル・リスポンス・チヤンネルを用いるようにして
いる。1−D2のチヤンネルは因数分解して理解
されるように(1+D)(1−D)のチヤンネル
であり、1−D2の等化動作を分け持つて実行で
きる。どのような場合でも、1+Dのチヤンネル
のバンド幅は通常のバンド幅の半分である。いく
つかの適用例では1+Dのチヤンネルをそれ自体
で用いることができる。しかし磁気記録の例では
低周波の多くの領域を読取り等化の際持ち上げて
読取り動作時の損失を補償しなくてはならない。
したがつて1+Dのチヤンネルでは低周波ノイズ
が助長されてしまう。このことはとくに磁気抵抗
ヘツドを用いると顕著になる。低周波の熱スパイ
クが読出しヘツドと媒体との境界で生じるからで
ある。クロツクはノイズ・エラーを平均化するの
で、クロツキングに関するノイズの問題はデータ
検出に較べさほど深刻でない。したがつてこの発
明の手法はデータ検出に1−D2のチヤンネルを
用いてクロツキングに1+Dのチヤンネルを用い
ることである。これにより検出時に用いる読取り
信号の基線変動を最小化でき、低周波の持ち上げ
の程度を小さくできる。またこのことは低周波の
ノイズ成分を減少することでもある。さらにクロ
ツキングを読取り信号の零交差点から容易に得る
ことができる。この零交差点はビツト・セルの縁
部で生じる。 F 実施例 いままでに記録媒体たとえば磁気デイスクや磁
気テープへのデータ記録の密度を向上すべく種々
の手法が提案されてきた。実用化されている手法
の1つはランレングスリミテツド符号と呼ばれる
もので、符号ビツト・ストリーム中の“1”の
各々が最も近くにある“1”に対し特定数の
“0”で分離されているものである。この数は、
符号間干渉に起因して最小数dと等しいか、また
はそれ以上であり、また、セルフ・クロツキング
の要請上最大数kを超えてはならない。このよう
なフオーマツトにしたがう符号は(d、k)ラン
レングスリミテツド符号と呼ばれる。この発明は
1+Dのチヤンネルの出力からセルフ・タイミン
グを実現できる転移を保証し、かつ周波数ゼロに
おいてスペクトラムがゼロになるようにする符号
を採用するシステムに関する。周波数ゼロにおい
てスペクトラムがゼロになると、1+Dのチヤン
ネルに必要とされる低周波領域の持ち上げにとも
なうノイズを最小化できる。セルフ・タイミング
を実現する転移を可能にするには、1+Dのチヤ
ンネルの出力において同一種類のシンボルが5個
を超えて継続しないようにする。符号化器は一連
のマツプを有し、このマツプが、3個の未拘束ビ
ツトを4個の拘束ビツトに無ノイズの状態でマツ
ピングしている。この態様によりランダム・ノイ
ズによる3ビツトを超えるエラーが復号化器にお
いて伝播するのを阻止できる。未拘束のデータを
(d、k)拘束のフオーマツトに変換する際には
一般にm個の未拘束ビツトをn個の拘束ビツトに
変換する必要がある。ただしmはnより小さい。
m/nの比は通常符号比または符号効率と呼ばれ
る。符号比を最大化することが好ましいことはも
ちろんである。符号比を最大化する際に通常考え
なければならない問題点はルツク・アヘツド符号
化と複雑なハードウエアの構成である。 ルツク・アヘツド符号化によるコスト・アツプ
を犠牲にして符号比すなわち符号効率を増大させ
ると一般にエラー伝播が増大する。すなわち符号
系列に単一ビツト・エラーが導入されると、符号
アルゴリズムが自己訂正を行えるようになるまえ
に、所定数の後続ビツトもエラーとなつてしま
う。エラー伝播を最小化することが常に好まし
い。 第1図に具体化されるこの発明は新規なタイプ
のデジタル記録手法に関し、この記録手法はたと
えば磁気記録システムに用いることができる。 パーシヤル・リスポンス符号すなわち相関
(correlative)符号はデジタル伝送に必要な周波
数帯域を減少させる手法として以前から使用され
てきた。この発明ではパーシヤル・リスポンス符
号を新規な拘束符号とあわせて使用して十分なタ
イミング情報を得るとともにエラー伝播を減少さ
せるものである。記録信号を2つのパスで処理し
てタイミングおよびデータ・ストリームを得る。 第1図においてデータ・ストリーム12(bn)
が磁気媒体18への記録に先だつて拘束符号化器
14およびパーシヤル・リスポンス前置符号化器
16により順次符号化される。ただし実際には拘
束符号化器14およびパーシヤル・リスポンス符
号化器16は単一のルツク・アツプ・テーブル1
0に一体化されるのが好ましい。このテーブル1
0はデータbnを入力として受けとりAiを出力と
して送出する。磁気媒体18からのデータおよび
タイミング・ストリームは2つの個別のパスで復
号化される。第1のパスでは再生信号をパーシヤ
ル・リスポンス符号化器20により処理してクロ
ツキング用のタイミング情報を再生する。第2の
パスでは他のパーシヤル・リスポンス復号化器2
2および拘束復号化器24により最小エラー伝播
で元のデータ12からデータを再生する。元のデ
ータ12は符号化器14に入力されたものであ
る。 パーシヤル・リスポンス符号化器16,20お
よび22はすべて周知であり、当業者は容易にこ
れらを具現化できることに留意されたい。 磁気媒体18のチヤンネルは関連のデジタル電
子系および論理回路をともなうどのような飽和磁
気記録媒体であつてもよい。デジタル電子系およ
び論理回路も当該技術分野において周知である。
入力ai=0は飽和レベルに変化がないことを示
し、ai=1が変化を示すという規則になつてい
る。 したがつてこの発明の限目は既知のパーシヤ
ル・リスポンス前置符号化器をランレングスリミ
テツド符号化器14およびランレングスリミテツ
ド復号化器24に組み合わせることと、固有のパ
スを通じて第1図に示すように再生データから復
号化システムにおいてタイミング情報を得ること
にある。 この発明の好ましい態様においては、第1図の
システムを汎用デジタル・コンピユータ・システ
ムたとえばIBMシステム370シリーズ・プロセツ
サに実現できる。このプロセツサでは拘束符号化
器14およびパーシヤル・リスポンス前置符号化
器16をルツクアツプテーブル15として一体に
構成される。ルツクアツプテーブル15の伝達関
数は以下の表に示される。同様に、拘束復号化器
24もルツクアツプテーブルで構成でき、その入
力はFi(表1の列2)として出力はbi(表1の列
1)として表わされる。 図示のとおりパーシヤル・リスポンス復号化器
20のチヤンネルの伝達関数(1+D)/M(ω)
で表わされる。M(ω)は飽和磁気記録チヤンネ
ル(媒体18)の信号anへの影響によるもので
あり、当該技術分野で知られているいくつかのパ
ーシヤル・リスポンス復号化器で具体化できる。 表1において、未拘束3ビツトの拘束4ビツト
への符号化をパーシヤル・リスポンス符号ととも
に示す。入力データ・ストリームをbiで示し、デ
ータ・ストリーム中の符号語をAiで示す。Aiは、
先行シンボルがゼロであれば第1のバリユーをと
り、先行シンボルが1であれば第2のバリユーを
とる符号化出力である。これは表1の列3および
5に示すとおりである。 ランの合計が累計され、aiのバリユーが状況に
応じて選定される。この状況とはランの合計への
影響度(contribution)Sがたとえば入力データ
符号“101”のように非ゼロの場合である。この
符号“101”はランの合計のバリユーに応じて
0011または1011と等しいAiのバリユーを有する。 Aiのバリユーを適切に選ぶことによりラン合
計をゼロに維持するようにする。すなわちDC成
分をゼロにする。たとえばラン合計が正であれば
データ・ストリング“101”につき“0011”のAi
を選ぶ。このAiのバリユー“0011”の影響度S
は−2であるのでラン合計をゼロに近づける。以
上検討してきた例は先行のAnのシンボルが0に
等しいと仮定していた。先行のAnのシンボルが
1の場合も0の場合とほぼ同様である。ただし
Anに対する4つのビツトのバリユーが表1に示
すように異なるものとなる。 符号化データを生成するのにルツクアツプテー
ブルを用いると、符号化データの履歴と無関係に
符号化データのDC成分をゼロに維持する際に柔
軟性が生じる。
【表】 G 発明の効果 この発明によれば複雑な構成をとることなく、
しかも磁気記録にも適用できるクロツク再生手法
が実現される。
【図面の簡単な説明】
図面はこの発明の一実施例を示すブロツク図で
ある。 14……拘束符号化器、15……パーシヤル・
リスポンス符号化器、20,22……パーシヤ
ル・リスポンス復号化器、24……拘束符号化
器。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1 デジタル・データを表わす2値ビツト・スト
    リームを符号化し、そののちに復号化するデータ
    の符号復号化方法において、 上記2値ビツト・ストリームをランレングスリ
    ミテツド符号およびパーシヤル・リスポンス符号
    で符号化するステツプと、 上記符号化ステツプで符号化されたデータ・ス
    トリームを上記パーシヤル・リスポンス符号の部
    分パーシヤル・リスポンス符号で復号化してタイ
    ミング信号を再生するステツプと、 上記符号化ステツプで符号化されたデータ・ス
    トリームを上記パーシヤル・リスポンス符号およ
    び上記ランレングスリミテツド符号で復号化して
    上記2値ビツト・ストリームを再生するステツプ
    とを有することを特徴とするデータの符号復号化
    方法。
JP60194033A 1984-10-31 1985-09-04 データの符号復号化方法 Granted JPS61108226A (ja)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US06/666,842 US4609907A (en) 1984-10-31 1984-10-31 Dual channel partial response system
US666842 1984-10-31

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPS61108226A JPS61108226A (ja) 1986-05-26
JPH028496B2 true JPH028496B2 (ja) 1990-02-26

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ID=24675711

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Application Number Title Priority Date Filing Date
JP60194033A Granted JPS61108226A (ja) 1984-10-31 1985-09-04 データの符号復号化方法

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EP (1) EP0180403B1 (ja)
JP (1) JPS61108226A (ja)
CA (1) CA1222057A (ja)
DE (1) DE3586035D1 (ja)

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