JPH031369A - データ検出方法 - 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】 （産業上の利用分野〕 この発明は、記録媒体上に高密度に磁気記録されたディ
ジタル信号を検出する場合等に用いて好適なデータ検出
方法に関する。

〔発明の概要〕

この発明は、未確定の複数の変調データよりデータの検
出・確定位置において複数の尤度の高い検出データを求
め、複数の尤度の高い検出データの尤度値と次のデータ
の検出確定位置における上記検出データを想定して得ら
れる次期検出データの尤度値との和を夫々求め、この和
の結果に基づいて複数の検出データのうちから１つを検
出データとして確定するようにすることにより、回路規
板を小さくして高密度記録を実現し、システム全体の高
性能化、信頼性の向上１価格の低廉化を図るようにした
ものである。

〔従来の技術〕

従来、磁気記録媒体上に記録されたディジタル信号は１
．０の２値のものが主流である。例えばＮ　ＲＺ　法で
は１はハイレベル、０はローレベルに対応させてレベル
比較によりデータ検出を行っている。或いは特殊な例と
して符号量干渉（符号相関）を持っている場合に限って
符号量干渉を取り入れる方法があり、例えばパーシャル
レスポンス法はその一例である。

前者では、記録時に成る約束に従って１．０を磁化反転
の有無に対応させる（Ｎｒ？ＺＩ法）か磁化の磁性に対
応させる（ＮＲＺ法）ようにしている。つまり、磁気記
録媒体特有の符号量干渉がないことを前提にして記録、
再生を行っている。そのためデータ検出を行う前過程と
して波形等化を行う必要があり、極力記録時の信号波形
にもどす必要がある。符号量干渉が成る程度大きくなる
とまず再生出力の小さい最高くりかえし信号（最短波長
に対応）で波形等化が十分に出来なくなり、検出不能と
なる。

後者では、ハードウェアの簡易さから使用されるパーシ
ャルレスポンスは記録信号を例えば主に時間軸操作、遅
延等してプリコートし、波形を３値化し、復号するとき
は逆補正を行っている。すなわち符号相関を有する場合
に限っている。

〔発明が解決しようとする課題〕

ところが、上述の如き従来法はいずれの場合も本来記録
媒体に記録できる情報量の一部を使用しているにすぎな
いため、記録密度を向上させる唯一の方法としては記録
媒体の性能の向上、磁気ヘッドの高感度化にたよらざる
を得ない。そして向上した性能は効率よく記録密度の向
上が望めるため線密度方向よりもトラックピッチを狭く
することに利用している。そのため磁気ヘッドの数を増
加したり、テープの相対速度を上げることによりシステ
ムを成り立たせる場合が多い。従ってシステム全体とし
て形状が大きくなり高価格化、信頼性の低下を余儀な（
された。

この発明は斯る点に鑑みてなされたもので、ディジタル
信号処理技術を駆使し、綿密度の向上を図ることにより
システム全体の高性能化、高信頼性、低価格化を達成す
ることができるデータ検出方法を提供するものである。

〔課題を解決するための手段〕

この発明によるデータ検出方法は、未確定の複数の変調
データよりデータの検出確定位置において複数の尤度の
高い検出データを求め、上記検出データの光度値とこの
検出データを想定して得られる次期検出データの光度値
との和を夫々求め、この和の結果に基づいて複数の検出
データのうちから１つを検出データとして確定するよう
にしている。

〔作用〕

データの検出位置における未確定の複数の検出データす
なわちＷ　Ａｌ　１ｉ−１１＋ＷＡ！（ｉ−１１とこの
検出データを想定して得られる次のデータ検出位置での
複数の尤度の高い検出データすなわちＷＡ　Ｉ　ｉ　＋
ＷＡ！、を求める。次に未確定の検出位置における検出
データの尤度値ＬＡＩ　（ｉ−１）＋　　ＬＡ！（ｉ−
１１と次期検出データの尤度ＬＡＩｉ＋　　ＬＡｚｔ＋
　　Ｌ□ｉ＋　　Ｌ、ｓｚｔとの和すなわちＺ＋＝ＬＡ
ｚｔ−ｕ　＋ＬＡｘ＊　　ＬｍＬＡ＊（ｔ−ｎ　＋　Ｌ
ｍよムを求める。そして、この結果に基づいて複数の変
調データのうちから１つを検出データとして確定する。

すなわちＺ１≦７２ならＦＡＩ（ｉ−１１を検出データ
として確定し、２２＜２゜ならＰＡ２Ｔｉ−１１を検出
データとして確定する。これにより、回路規模を小さく
して高密度記録が実現でき、システム全体の高性能化、
信頼性の向上。

価格の低廉化が図れる。

〔実施例〕

以下、この発明の一実施例を第１図〜第１θ図に基づい
て詳しく説明する。

本実施例では多値記録を積極的に行い、磁化の連続した
１つの形を作りそれに対応する再生波形を１つのかたま
りとして復号することによりより一般化した記録再生方
式の実現するためのデータ検出を行う。そこで多値記録
として多くの場合が考えられるが、特に実現性の高い３
値について考える。

情報を記録する磁化の基本単位を第１図に示すように３
つの杖態で示す。第１図において、第１図Ａは記録信号
、第１図Ｂは記録信号に対応した符号、第１図Ｃは記録
信号に対応した記録媒体上の磁化状態、第１図りは記録
信号に対応した再生出力、第１図Ｅは再生出力の一部を
サンプリングするタイミングを夫々示している。この発
明では第１図Ｃの如く矢印ａ及びｂで示す磁化ベクトル
の領域の他に符号Ｃで示すような磁化の方向がランダム
な領域（必ずしも消磁状態とは限らない）を考える。こ
こで磁化の方向がランダムな領域とは一方向に磁化され
た領域の長さがヘッドギャップ長の半分以下で、磁化の
方向が反転する領域が２個以上連続している場所を云う
。そして、これ等の領域に第１図Ｂに示すように、例え
ば矢印ａの磁化ベクトルの領域には−１，矢印すの磁化
ベクトルの領域には１．符号Ｃのランダムな磁化領域に
はＯを夫々対応させて記録するようにする。

また、第１図Ｅにおいて成るギャップを有する磁気ヘッ
ドにより得られるインパルス応答の時間幅をＬｌとし、
例えばこの時間内に６個サンプリングした時の数値列（
孤立波）をＩＨ＝　（Ｉ（ｏｌＨｌ＋　Ｈ２゜１１　、
、　Ｈ、、ｉｔ　ｓ）とする。

第２図は第１図の磁化の基本単位を組合わせて作れる基
本ブロック１〜■とじた場合の符号量干渉の状態を示す
ものである。基本ブロック■では両隣りの基本ブロック
Ｉ、Ｉから符号量干渉の影響を受け、基本ブロック■で
は両隣りの基本ブロックＩＩ、　ＩＶから符号量干渉の
影響を受ける。

第２図の如く情報を高密度に記録するとインパルス応答
が重なり合った波形が得られる。線形性が保存されれば
この重なりを適切にほどくことにより記録した符号を復
調することができる。しかしながら、最尤復号法では符
号量干渉を十分にほどける長さについて適用するとハー
ドウェアの規模が増大し、実用化が困難となる。そこで
、本実施例では最尤度を１回で求めようとせず複数回に
別けて検出データを復号する。

そこで、ここでは２回でデータを確定するフィードバッ
ク型最尤復号法に付いて説明する。

第２図に示すようにインパルス応答自体が時間幅む、を
持つため基・本ブロックＨの領域に得られる再生波形は
、前の基本ブロックＩと後の基本ブロック■の影響を受
ける。そのためより正解なデータを復調するためには、
基本ブロック１．　　ＩＩ。

■について検出アルゴリズムに取り込む必要がある。つ
まり、基本ブロックＩは既知データと考えられるため、
基本ブロック■、■についての符号列の最尤度を求める
必要がある。ここで時間幅Ｌ１を検出基本時間と考える
。

本実施例ではこの基本ブロックを出来るだけ小さくする
こと、つまり後述の（２）式の行列次数を小さくするこ
とを口論む・ものである。

次に第３図〜第６図を参照してデータの確定の仕方を説
明する。説明するに当ってここでは変数ＷとＬを使用す
るので、先ずその意味と更にその添字の意味に付いて説
明する。Ｗは変調データを表わし、その添字の左より第
１桁は検出ブロック（Ａ、Ｂ）を表わし、第２桁はＬの
最小値に対応したデータｌ、Ｌの最小値の次の値に対応
したデータ２を表わし、第３桁は検出位置（ｉ）を表わ
す。

また、Ｌは検出式（２）（後述する）で求めた尤度値を
表わし、その添字の左より第１桁は検出ブロック（Ａ、
Ｂ）を表わし、第２Ｉｔ行はＬの最小値−１゜Ｌの最小
値の次の値−２を表わし、第３桁は検出位置（ｉ）を表
わす。

先ず、ｉ＝０のときの検出の流れを第３図を参照し乍ら
説明する。

■　既知の変調データＲ−，を得て検出ブロックＤＡに
て尤度の高い２つの変調データＷＡＩ０．ＷＡ２゜と尤
度値ＬＡＩＯＩＡ２゜を求める。

■　この２つの変調データＷＡ１゜、Ｗ、２゜と尤度値
ＬＡＩＯ＋ＬＡ２゜を夫々フィードバック系を介して検
出ブロックＤＡＤＢに入力する。つまり検出ブロックＤ
Ａには変調データＷ　Ａ　、　０と尤度値ＬＡＩ。を入
力し、検出ブロックＤ、には変調データ′ｖＡ□。と尤
度値Ｌ　ＡＺＯを入力する。

■　検出ブロックＤＡから最尤値ＬＡＩＩ　とごれに対
応した変調データＷＡ、　、及び最尤値の次の値［、Ａ
ｌｌ　とこれに対応した変調データＷ　Ａ　２　＋　を
求める。

■　検出ブロックＤ、から最尤値Ｌｌｌｌ＋　とこれに
対応した変調データＷ、、及び最尤値の次の値Ｌ□１と
これに対応した変調データＷ。１を求める。

■　尤度値ＬＡＩ。とＬＡＩＩ　の和を求め、これをＺ
ｌとする（Ｚ＋＝ＬＡ＋。＋ＬＡ１１）。また、尤度値
Ｌａｚ。とＬｌｌｌｌ　の和を求め、これを７２とする
（Ｚｚ＝ＬＡｚｏ　＋Ｌｓｚ　）。

■　このＺ、と２２の比較により第４図に示すような確
定値Ｑｏ、Ｒｏともどり値Ｑｏ、Ｒｏを判別する。つま
りＺ、≦２２のときの確定したデータはＷＡｌ。、　ｆ
１ｍ定した尤度値はＬＡＩ。であり、次の検出ブロック
に送るもどりのデータはｗＡＩＩ＋Ｗ　Ａ　！　ｌ　＋
　　もどりの尤度値はＬＡｌｌ＋ＬＡ□、である。

また、Ｚ２＜Ｚ、のときの確定データはＷＡ２゜。

確定した尤度値はＬＡＸ。であり、次の検出ブロックに
送るもどりのデータはＷ　Ｉ　Ｉ　Ｉ　＋　Ｗ　Ｉ　ｔ
　＋　＋　　もどりの光度値はＬ８□、ＬＩ□、である
。

■′そして■にＱ６．ＲＯがもどされ、フィードバック
ループが形成される。

次にｉ≧１のときの検出の流れ（ｉ−０のときの検出の
流れを一般化したもの）を第５図を参照し乍ら説明する
。

■　１つ前のもどりデータＲｉ　−１＋　もどり光度値
頁、−１のうち検出ブロックＤＡには変調データＷＡ＋
（ｔ−＋＋　（又はＷｉ１　（ｉ−１１）　＊尤度値Ｌ
ＡＩ（ｉ−１）（又はＬｌｌ（ｉ−１１）を入力し、検
出ブロックＤ。

には変調データＷＡＸ（ｉ−１１（又はＷＢ２（ｉ−１
１）　＋尤度値ＬＡ！（ｉ−１１（又はＬ＊ｚｔｔ−ｎ
）を入力する。

■　検出ブロックＤＡでは光度の高い変調データＷＡ＋
ｔ＋　ＷＡｇｉ　と尤度値Ｌ　Ａ　Ｉ　ｉ　＋　　Ｌ　
Ａ　２　ｉを求める。

■　検出ブロックＤｓでは光度の高い変調データＷ□、
、Ｗ、□、と尤度値Ｌ　ｙｒ　＋　ｉ　＋　　Ｌ　＊　
ｚ　ｉを求める。

■　前の光度値との和を求める Ｚ＋＝ＬＡｔ＋＋−＋＞＋ＬＡ＋＋ Ｚｚ＝ＬＡｚ（ｉ−＋）＋Ｌ＋＋＋Ｌ ■　このＺ、と２２の比較により第６図に示すような確
定値Ｑｉ、Ｒｉ　ともどり値Ｑｉ、Ｒｉを判別する。つ
まりＺ　ｔ　＜　Ｚ　ｚのときの確定したデータはＷＡ
Ｉ（ｉ−１＋＋確定した尤度値はＬＡＩ（ｉ−１１であ
り、次の検出ブロック送るもどりのデータはＷ　Ａ　ｌ
　ｉ　＋　−Ｗ　Ａ　！□、もどりの尤度値はＩ−Ａ＋
よ＋ＬＡ２えである。また、Ｌ＜Ｚｌのときの確定デー
タはＷＡｌ１ｉ−１１＋　ｔｒｉ定した尤度値はＬＡＩ
（ｉ−１１であり、次の検出ブロックに送るもどりのデ
ータはＷ８目＋ＷＩ！ｉ＋　　もどりの光度値はＬ□ｉ
ｔ　　Ｌ＋ｌｔｉである。

■′そして■にＱｉ、Ｒｉがｉを１だけインクリメント
されてもどされ、次の検出に移る。

第５図は多値記録で作れるパターン状態とその距離を示
したもので、記録する符号列は第７図に示すように例え
ば３値で作れるパターン全体の集合をＷとすると、その
要素としてｗ０〜ｗ１（元の数をｉとした場合）のパタ
ーンが存在する。ここではＷは６ビツトと考える。この
パターン間の距ｉ！（尤度差）をｄとするとき、１番手
さい距離はｄ　ｍｉｎである。磁気記録再生時に生じる
不確定要素によりＳｉの幅を持っていた場合 ｄ＋ｎｉｎ＞２　Ｓｉ　　　　　　”（１）の条件を満
たすようＷｉを作る。Ｓｉは磁性粒子の非線形性（Ｍ）
、システムノイズ（Ｎ）９時間的ゆらぎ（ジッタ）（Ｊ
）により決まっていると考えられる。すなわちＳｉ＝Ｍ
＋Ｎ＋Ｊで表ゎされる。従って後述の検出式（２）では
Ｌ　＝　Ｗ　＊　ＩＨ−（Ｙ＋Ｓｉ）となる。

上記（１）式の条件が満足されている場合、本実施例で
はまずＷｉ（ｉ個）の中か２個選び（第２図の基本ブロ
ック■の領域）、基本ブロック■の領域に移ってからこ
の２個のうちから１個に絞る。

これを用いることにより検出基本ブロック１個の場合よ
りもより正確に検出でき且つ集合の元の数を増やすこと
が可能となり、高密度記録再生が実現できる。

次にこの発明を適用した一実施例を第８図〜第１θ図を
参照し乍ら説明する。

第８図において、（１）は記録信号としての入力データ
（一般には２値信号）が印加される入力端子であって、
この入力端子（１）からの入力データは変調回路（２）
に供給され、ここで入力データを磁化の変化が大きくと
れる多値（３個以上）に変換する。

変調回路（２）で多値に変換された信号は記録アンプ（
３）で増幅され、記録ヘッド（４）により磁気テープ（
５）上に例えば第１図Ｃを示すように記録される。なお
、磁化の方向がランダムな領域を記録するときは例えば
記録ヘッド（４）に電流を流さず、そのコイル両端の電
位差を０にする。或いは磁化の方向がランダムな領域を
記録ずろときは記録ヘッド（４）のコイル両端間で他の
磁化領域より２倍以上の周期の高周波で磁化するように
してもよい。

また、上述の如く人力データを磁気テープ（５）に記録
するに先立って磁気テープ（５）の例えば尖頭部に上述
の孤立波を記録すべく端子（６）よりインパルス波形を
記録アンプ（３）に供給する。

再生時には再生ヘッド（７）より磁気テープ（５）から
再生信号が再生され、再生アンプ（８）に供給されて増
幅され、周波数特性がフラットになるように補正される
。再生アンプ（８）からの信号はＡ／Ｄ変換回路（９）
でＡ／Ｄ変換される。そして、入力データに先行して記
録されたインパルスに対応する第１０図へに示すような
再生孤立波形の植（孤立波値）がＲＡ　Ｍ　（１０）に
取り込まれる。この再生孤立波形は符号量干渉がおこら
ないコードに対応している。

また、Ａ／Ｄ変換された再生データは検出回路（１１）
に供給される。

検出回路（１１）は例えば４ビット単位の検出の場合、
次式に従って検出を行う。

Ｌ＝Ｗ＊ＩＩＩ−Ｙ 上記（２）式において、Ｗは例えば３値のデータ系列、
　Ｉｌｌは孤立波植列、Ｙは入力値列（再生出力）であ
る。またＷ−、−Ｗ−３は過去のデータでＷ０〜Ｗ３は
検出データ要素である。つまり、Ｗ−１〜Ｗ−３は３値
デ一タ系列を示す第１０図Ａからもわかるように既に過
去のビットであるのでその値ははっきりしており、例え
ばＷ　−３は“ｏ”、ｗ−２は“１°゛Ｗ−１は“０”
である。一方Ｗ０〜Ｗ、は未だ未確定であるので、上記
（２）式を用いて求める。すなわち、上記（２）弐のＷ
−、〜Ｗ−１の所には検出回路（１１）内からのメモリ
（図示せず）からの過去のデータ（過去ビット）が挿入
され、Ｉｆ。〜Ｈ１には第１０図Ｂの如き孤立波形の各
サンプル位置の値がＲＡＭ　（１０）より読み出されて
挿入され、Ｙ０〜Ｙ、にはＡ／Ｄ変換回路（９）からの
再生出力の値が挿入される。そして、Ｗ０〜Ｗ、に記録
した時の変調コードに対応した値を入れ、波形の差しの
値が最も小さくなるときのＷ０〜Ｗ３の値、求める検出
データ、つまり確定されたデータとする。第１０図Ａの
破線はこの状態を示したもので、Ｗｏは“′０“′Ｗ、
は“”ｔ”＋ｗ２は“０”、Ｗ、は“−１″で、これ等
の値が検出されたデータである。

このようにして検出されたデータ（多値信号）は復調回
路（１２）に供給されて出力端子（１３）に出力データ
として取り出される。

第９図は検出回路（１１）の具体的回路の一例を示すも
ので、この回路が上述の検出ブロックＤＡＤ、に相当す
る回路である。同図において、（２０）はΔ／Ｄ変換回
路（９）より入力値列（再生出力）Ｙが供給される入力
端子であって、この入力端子（２０）からの入力値列Ｙ
は複数個例えば１６個の加算器（２１，）〜（２１、５
）のプラス端子に供給される。また、（２２）はＲＡ　
Ｍ　（１０）から読み出された孤立波値Ｉｆｆが供給さ
れる入力端子であって、この入力端子（２２）からの孤
立波値１１（は複数個例えば１６個のたたみ込み演算器
（２３，）〜（２３，Ｓ）に供給される。このたたみ込
み演算器（２３゜）〜（２３＋ｓ）には夫々メモリ（図
示せず）より過去の確定したデータＷと予測データ（検
出のための変調データ）植列Ｗ０〜Ｗｌ、が供給される
。たたみ込み演算器（２３゜）〜（２３，Ｓ）内におい
てＷ　＊　Ｉｆｆのたたみ込み演算が行われ、その結果
その出力側に演算後の植入〇〜Ａ　１５が得られ、これ
等が夫々加算器（２１゜）〜（２１，Ｓ）のマイナス端
子に供給され、上述の（２）弐の計算がなされ、波形の
差しが得られる。

この波形の差りは２乗回路（２４゜）〜（２４＋５）に
供給され、実質的にその絶対値がとられる。２乗回路（
２４゜）〜（２４＋ｓ）の出力（Ｌ２）は比較回路（２
５）に供給され、ここでＬ２の最小値の比較が行われる
。

そして、実質的にＬの値が一番手さいものが選択され、
このときのＷｉ（Ｗ０〜Ｗ１．のうちの１つ）が最も本
当らしい系列（検出データ）とされ出力端子（２６）に
取り出される。

このように本実施例ではデジタル磁気記録における多（
ｉｆｆ　（特に３値）符号の復号法において、検出幅は
インパルス応答時間と同等とし、ｌビットずつ検出する
のでなく、数ビットのかたまりとして検出する。そして
、インパルス応答情報をもとに段階的に最尤度を求める
とにより小さなハードウェアで符号量干渉の情報を正確
に検出できる。

第８図〜第１０図はこの発明を適用した一例を示す図で
ある。

（１１）は検出回路、Ｄａ、Ｄａは検出ブロックである
。

〔発明の効果〕 上述の如くこの発明によれば、未確定の複数の変調デー
タより複数の光度の高い検出データを求め、変調データ
の尤度値と検出データの光度値との和を夫々求め、この
和の結果に基づいて変調データのうちから１つを検出デ
ータとして確定するようにしたので回路規模を小さ（し
て高密度記録を実現し、システム全体の高性能化、信頼
性の向上１価格の低廉化を図ることができる。

【図面の簡単な説明】

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 未確定の複数の変調データよりデータの検出・確定位置
   において複数の尤度の高い検出データを求め、 上記検出データの尤度値と上記データの検出確定位置の
   次のデータの検出位置において上記検出データを想定し
   て得られる次期検出データの尤度値との和を夫々求め、 該和の結果に基づいて上記複数の検出データのうちから
   １つをデータの検出位置における検出データとして確定
   するようにしたことを特徴とするデータ検出方法。