JPH04155674A - 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〕 誤り訂正能力が大きい符号語として記録できる磁気記録
再生装置に関し、 符号語長を長くすることなく、誤り訂正能力を増大する
ことを目的とし、 入力情報を符号化部により符号化して書込部により記録
媒体に書込み、該記録媒体から読出部により読出して復
号化部により復号化して情報を出力する磁気記録再生装
置に於いて、前記符号化部は、符号語間のハミング距離
及びユークリッド距離が大きい関係となるように配列し
た符号語配列を、段階的にグルニブ分けして格納したテ
ープルと、前記入力情報の１ブロックの中の一部のピン
トを畳込み符号化して前記テーブルの読出アドレスとす
る畳込み符号器と、前記テーブルから読出されたグルー
プ内の符号語を、前記入力情報の１ブロックの残りビッ
トにより選択する選択回路とを備えて構成した。

〔産業上の利用分野〕

本発明は、誤り訂正能力が大きい符号語として記録でき
る磁気記録再生装置に関するものである。

磁気記録再生装置に於いては、装置の小型化と情報の記
録量の増大との要求に従って記録密度の向上が図られて
いる。このような磁気記録の高密度化に伴って再生信号
レベルが小さくなると共に符号量干渉は大きくなり、誤
り率が増加することになる。そこで、ＲＳ　（Ｒｅｅｄ
−Ｓｏｌｏｍｏｎ）符号等の誤り訂正符号に符号化して
記録する構成が採用されている。その場合、高密度記録
化を行う為に、符号語長が短く巨つ誤り訂正能力が大き
い符号を用いて記録することが要望されている。

〔従来の技術〕

従来例の磁気記録再生装置は、例えば、第１１図に示す
ように、入力情報を誤り訂正符号器５１によりＲ３符号
等の誤り訂正符号に変換し、ＲＬＬ符号器５２により最
小磁化反転間隔が大きくなる２−７符号、１−７符号、
１−８符号等のＲＬＬ　（Ｒｕｎ　　Ｌｅｎｇｔｈ　Ｌ
　ｉ＋ｎ１ｔｅｄ）符号に変換し、書込部５３から書込
ヘッド５４に書込電流を加えて磁気ディスク等の記録媒
体５５に記録し、この記録媒体５５から読出ヘンド５６
により記録情報を読出して、読出部５７によりパルス化
し、ＲＬＬ復号器５８によりＲＬＬ符号を誤り訂正符号
に変換し、誤り訂正復号器５９により誤り訂正して復号
出力する構成を有するものである。

又読出ヘッド５５による読出信号の符号量干渉による誤
りを低減する為に、読出信号の軟判定を行って最尤復号
を行うビタビ（Ｖｉｔｅｒｂｉ）復号器を、ＲＬＬ復号
器５８の前段に設けた構成も知られている。

〔発明が解決しようとする課題〕

前述の従来例に於いては、誤り訂正符号化を行うことに
より、記録媒体５６から読出した情報の誤りの訂正又は
検出を行うことができるものであるが、読出部５７によ
りパルス化された復調出力信号は、ＲＬＬ符号であって
誤り訂正符号ではないから、このＲＬＬ符号の誤りの訂
正も検出もできないことになる。即ち、磁気記録再生に
於ける誤り訂正を確実に行うことは困難であった。

このＲＬＬ符号に誤り訂正検出符号を付加することも考
えられるが、記録情報量が増加することになり、従って
、大容量化が困難となる欠点がある。

本発明は、符号語長を長（することなく、誤り訂正能力
を増大することを目的とするものである。

〔課題を解決するための手段〕

本発明の磁気記録再生装置は、第１図を参照して説明す
ると、入力情報を符号化部１により符号化して書込部２
により記録媒体３に書込み、この記録媒体３から読出部
４により読出して復号化部５により復号して情報を出力
する磁気記録再生装置に於いて、符号化部１は、符号語
間のハミング距離及びユークリッド距離が大きい関係と
なるように配列した符号語配列を、段階的にグループ分
けして格納したテーブル７と、入力情報の１ブロックの
中の一部のピントを畳込み符号化してテーブル７の読出
アドレスとする畳込み符号器６と、テーブル７から読出
されたグループ内の符号語を、入力情報の１ブロックの
残りのビットにより選択する選択回路８とを備えている
ものである。

又符号化部１のテーブル７は、読出部４による記録媒体
３からの読出信号の正負極性を含めて構成した符号語間
のハミング距離及びユークリッド距離が大きい関係とな
るように配列した符号語配列を、段階的にグループ分け
して格納して構成する。

〔作用〕

請求項１について、符号化部１．書込部２．記録媒体３
．読出部４．復号化部５を備えた磁気記録再生装置に於
ける符号化部１に於いて、符号化部１を畳込み符号器６
と、テーブル７と、選択回路８とにより構成したもので
あり、畳込み符号器６により入力情報の１ブロックの中
の一部のビットを畳込み符号化してテーブル７をアクセ
スし、テーブル７から読出されたグループの中の符号語
を、選択回路８により入力情報の１ブロックの中の残り
のビットで選択して出力するもので、テーブル７には、
符号語間のハミング距離及びユークリッド距離が大きい
関係となるように配列した符号語配列を段階的にグルー
プ分けして格納されているから、テーブル７から読出さ
れたグループ内の符号語間のハミング距離及びユークリ
ッド距離は大きく、誤り訂正能力の大きい符号語を選択
して記録することができる。

請求項２について、テーブル７に格納する符号語を、読
出部４により記録媒体３から読出した読出信号の正負極
性を含めて構成するもので、擬似的な三元符号となり、
符号語長を長くすることなく、ハミング距離及びユーク
リッド距離を大きくすることができる。

〔実施例〕

以下図面を参照して本発明の実施例について詳細に説明
する。

第２図は本発明の実施例の要部ブロック図であり、符号
化部１１と書込部１２と磁気ヘッド１３と記録媒体１４
とを示し、符号化部１１は、一部並列変換器１５と、畳
込み符号器１６と、テーブル１７と、選択回路１８とが
ら構成されている。

入力情報の１ブロックをａ１〜ａ、とすると、−部並列
変換器１５は、入力情報の１ブロックの中の一部のピン
トａ１〜ａｋを直列に出力し、残りのピッ）ａｋ−１〜
ａ、を並列に変換して出力し、直列に出力したビットａ
、ｘａｋを畳込み符号器１６に入力して畳込み符号化し
、畳込み符号す。

〜ｂｒをテーブル１７の読出アドレスとし、テーブル１
７に格納されているグループＴ１〜Ｔ１を読出して選択
回路１８に加え、読出されたグループ内の符号語を、選
択回路１８に於いて入力情報の１ブロックの残りのビッ
トａｋ−１〜ａ、により選択し、書込部１２に加えて磁
気ヘッド１３により記録媒体１４に書込むものである。

テーブル１７には、第３図に示すようにグループ分けし
たグループＴ１〜Ｔ、゛が格納されているものであり、
固定長ＲＬＬ符号を所定数集めた時の最小ハミング距離
をｄ　、ｉｎ　＝　ｎ　Ｈとすると、これを２分割した
時のグループ内の最小ハミング距離ｄｌｌｉ、Ｗｎ、が
、ｎ、≦ｎ！の関係となるようにグループ分けし、これ
を繰り返して、グループＴ、−’ｒ、に分けた時に、そ
れぞれのグループ内の最小ハミング距離ｄ、、、＝ｎ、
は、ｎ、≦ｎ２≦ｎ８−１≦ｎ、となる。

第４図はＲＬＬ符号のグループ分けの具体例の説明図で
あり、４ビツトの固定長ＲＬＬ符号をグループＴ１〜Ｔ
４に分ける場合を示す。なお、この場合のＲＬＬ符号（
１）は、符号語長が短い為に最適なＲＬＬ符号とはなっ
ていないものである。この固定長ＲＬＬ符号全体では、
ユークリッド距離ノ最小値は、ｄ、、、、＝ｌであり、
２分割したグループ（２）のグループ内ではｄ、ｉ、＝
ｆｆとなり、更に分割したグループ（３）のグループ内
では、ｄ□ア＝２となる。

即ち、固定長ＲＬＬ符号の符号語間のハミング距離及び
ユークリッド距離が大きい関係となるように配列し、そ
の符号語配列を段階的にグループ分けすることにより、
グループ内の最小ハミング距離及びユークリッド距離は
、最初の符号語配列内の最小ハミング距離及びユークリ
ッド距離よりも大きくなることがあっても小さくなるこ
とはない。それによって、ハミング距離及びユークリッ
ド距離の大きい符号語のグループＴ１〜Ｔ１を得ること
ができる。

第５図は本発明の実施例の符号化部のブロック図であり
、第２図と同一符号は同一部分を示し、入力情報の１ブ
ロックの２ビツトａｌ＋ａ！の構成とした場合であり、
又畳込み符号器１６は、遅延素子（Ｄ、、Ｄ２）２１．
２２と排他的オア回路２３〜２５とから構成され、拘束
長２、符号化率１／２の畳込み符号化を行う場合を示す
。又テーブル１７は、第４図について説明したグループ
Ｔ、〜Ｔ、のアドレスを°“００”〜“′１１″とした
場合を示す。

入力情報は一部並列変換器１５により１プロ。

りの２ピツＦ　ａｒ　ｒ　　ａｘの中の１ピントａ、は
直列に出力されて畳込み符号器１６に加えられ、残りの
１ビツトａ２は１ビツトであるからそのまま出力されて
選択回路１８に加えられる。入力情報の１ブロックの中
の１ビツトａ＋　は、畳込み符号器１６により２ピント
ｂ、、ｂ、に変換され、テーブル１７の読出アドレスと
なる。例えば、畳込み符号ｂ＋、ｂｚが’１０”の場合
に、テーブル１７のグループＴ３が読出されて選択回路
１８に加えられる。そして、入力情報の１ブロックの中
の残りの１ビツトａ２が“′１”であると、グループＴ
、内の“１１００”の符号語が選択されて書込部１２に
加えられる。従って、選択回路１８に加えられるビット
ａ２がＩＩ　Ｉ　＋＋と“′０゛とによる符号語のユー
クリッド距離は２となる。即ち、符号語長を長くするこ
となく、誤り訂正能力の大きいＲＬＬ符号に変換して記
録媒体１３に書込むことができる。

第６図はトレリス線図であり、第５図の畳込み符号器１
６の遅延素子２１．２２内の状態を楕円内で示し、畳込
み符号す、、ｂ２を括弧内で示す。

又点線矢印は入力データがｎ　１　＋＋、実線矢印は人
力データが“０”の場合の遷移方向を示す。なお、太線
はビタビ復号器による最尤パスの一例を示す。

畳込み符号器１６の初期状態では遅延素子２１゜２２内
は“００゛であり、次に入力されるビットが　、　’＝
＝　１１０”の場合は、（００）で示すように、畳込み
符号は、ｂｌ−″Ｏ”、ｂｚ＝“０°′となり、内部状
態は同一の“００′″となる。又それ以後連続してａ、
＝“°０°”として入力されると、実線矢印方向に内部
状態は遷移し、畳込み符号ｂｌ。

ｂ２は（００）で示すように、“Ｉ　Ｑ　ＩＩ　、　　
Ｉ“０パとなる。又初期状態“００″の次に、ａ、−“
１°゛の場合は、（１１）で示すように、畳込み符号は
す、＝“′１”、ｂ２−“１”となり、内部状態は１０
”となる。

内部状態が“’１０”の次に、ａ、−“０パの場合は、
（０１）で示すように、畳込み符号はす。

−′′０”　ｂ、　＝１“１”となり、内部状態は“０
１“となる。又ａｌ＝“°１°゛の場合、（１０）で示
すように、ｂ、＝“１”、ｂ！＝“′０”となり、内部
状態は“１１”となる。

内部状態“１１パに於いてａ１＝′″１”とすると、点
線矢印で示すように遷移し、（０１）で示すように、ｂ
、＝“０″、ｂ２＝“１”となる。

又ａ、＝　”Ｏ”とすると、（１０）で示すように、ｂ
ｌ　＝“１″、ｂ２＝“°０”となり、内部状態は“０
１”となる。

前述の畳込み符号す、、ｂ、を読出アドレスとしてテー
ブル１７からＲＬＬ符号のグループ内のハミング距離及
びユークリッド距離が大きいグループＴ、〜Ｔ４の一つ
が読出され、選択回路１８によりグループ内の一つの符
号語が選択され、書込部１２により記録媒体に書込まれ
る。

第７図は本発明の実施例のビタビ復号器のブロック図で
あり、読出部３１は第１図の読出部４に相当し、他の構
成が第１図の復号化部５の一部に相当する。又３２−１
〜３２−８は演算部、３３−１〜３３−８は加算器、３
４−１〜３４−４は比較器、３５はパスメモリを構成す
るシフトレジ、　　スタ、３６はパスセレクトスイッチ
、３７は正規化回路である。

読出部３１は、記録媒体から読出した読出信号のサンプ
ル値を例えば８値軟判定によりディジタル化する。一つ
の入力データに対して第６図のト、　　レリス線図から
判るように二つの符号が導出されることになるから、サ
ンプル値ｘ、ｘ’と予測値ｍ、ｍ’とを用いて二乗誤差
を、（Ｘ−ｍ）”＋（ｘ　？−ｍｌ　）　ｚとして演算
部３２−１〜３２−８に於いて求め、この二乗誤差から
加算器３３−１〜３３−８に於いて正規化回路３７から
の前回の最小二乗誤差を減算してオーバーフローを防止
する。そして、加算器３３−１．３３−２の出力を比較
器３４−１により比較し、加算器３３−３゜３３−４の
出力を比較器３４−２により比較し、加算器３３−５．
３３−６の出力を比較器３４−３により比較し、加算器
３３−７．３３−８の出力を比較器３４−４により比較
する。

比較器３４−１〜３４−４は二乗誤差の小さい方を選択
して正規化回路３７に加えると共に、その時の選択信号
をシフトレジスタ３５に加えて、シフトレジスタ３５の
初段に“０”又は“′１″を入力させるもので、１クロ
ツク毎にシフトレジスタ３５内又はシフトレジスタ３５
間でシ゛フトされ、各シフトレジスタ３５の出力段から
パスセレクトスイッチ３６に出力される。

正規化回路３７は、比較器３４−１〜３４−４からの二
乗誤差の小さい方を相互に比較し、最小二乗誤差のパス
を選択するようにパスセレクトスイッチ３６に選択信号
を加えて、シフトレジスタ３５の出力段の出力を選択し
て復号出力とするものである。

前述のビタビ復号器による復号出力は、テーブル１７の
グループＴ１〜Ｔ４の何れか一つのグループ内の固定長
のＲＬＬ符号を示すものとなるから、逆変換テーブル等
により情報ａｌ＋８２を復号することができる。即ち、
符号語長を長くすることなく、ＲＬＬ符号を復号する時
の誤り率を改善することができる。

前述の実施例に於ける符号語は、二元符号の場合である
が、読出部３１による読出信号は、正負極性を有するも
のであり、この正負極性を利用することにより、短い語
長でハミング距離及びユークリッド距離を大きくするこ
とができるものである。

第８図はハミング距離及びユークリッド距離の説明図で
あり、（ａ）に示すように、符号語ａ、ｂ間のハミング
距離又はユークリッド距離ｄが、符号語ａ、ｂにそれぞ
れｔ重誤り或いは大きさｔのノイズによって到達する範
囲が重ならない距離であると、を重板下の誤り或いは大
きさｔ以下のノイズに対して正確な符号語を再生するこ
とができる。

従って、ハミング距離及びユークリッド距離の大きい符
号語が要望されている。例えば、二元２ビット符号の場
合、（ｂ）に示すように、ハミング距離ｄＨの最大値は
２となり、ユークリッド距離ｄ。

の最大値は５丁となる。これに対して二元３ピント符号
の場合は、（Ｃ）に示すように、ハミング距離ｄＨの最
大値は３、ユークリッド距離ｄ、の最大値は５丁となる
。

そこで、記録媒体からの読出信号は、正極性の次は負極
性となる条件があるが、その正負極性を含めて符号語を
構成すると、２ビツトの場合は（ｄ）に示すものとなる
。即ち、０からは正極性及び負極性に変化することがで
きるが、正極性からは０又は負極性に変化することがで
き、又負極性からは０又は正極に変化することができる
もので、従って、白丸は正極性から始まる場合、黒丸は
負極性から始まる場合に相当する。なお、原点に相当す
る点は白丸と黒丸とが重なっている。この場合のハミン
グ距ＭａＨの最大値は３、ユークリッド距離ｄ、の最大
値は５丁となる。

又３ビツトの場合は（ｅ）に示すものとなり、（ｄ）の
場合と同様に、白丸は正極性から始まる場合、黒丸は負
極性から始まる場合を示し、ハミング距離ｄＨの最大値
は５、ユークリッド距Ｈｄｕの最大値は３となる。

前述のら）と（ｄｌ、（Ｃ）と（ｅ）とを比較すれば判
るように、正負極性を考慮することにより、ハミング距
離及びユークリッド距離の大きい符号語を形成すること
ができる。

第９図はハミング距離と度数との関係曲線図であり、横
軸はハミング距離、縦軸は距離の度数。

即ち、組合せの個数を示す。又点線曲線は従来例の二元
符号、実線曲線は本発明の実施例による符号を示し、曲
線上の１０〜２は語長を示す。この曲線図から判るよう
に、本発明の実施例によれば、従来例の二元符号に比較
して、ハミング距離の大きい符号語の個数が多くなる。

第１０図はハミング距離と度数の累積値との関係曲線図
であり、横軸はハミング距離、縦軸は度数の累積値を示
す。又第９図と同様に、点線曲線は従来例の二元符号、
実線曲線は、本発明の実施例による符号の場合を示し、
曲線上の１０〜２は語長を示す。例えば、従来例の二元
符号でハミング距離が１０以上のものは、語長１０ビツ
トでも５１２個であるが、本発明の実施例によれば、語
長８ビツトで１１３１個となり、語長１０ビットでは８
４３４８個となる。従って、固定長ＲＬＬ符号を選出し
、符号語間のハミング距離及びユークリッド距離が大き
い関係となるように符号語を配列し、段階的にグループ
分けしてテーブル１７に格納することができる。

前述のように、語長を長くすることなく、従来例の二元
符号と同等なハミング距離の符号を構成することができ
る。又従来例の二元符号と同じ語長とすれば、同しハミ
ング距離を満足する個数が多くなり、ＲＬＬ符号を構成
する際に、最小磁化反転間隔が大きくなる最適な符号を
得ることが容易となる。即ち、符号語長を長くすること
なく、誤り訂正能力を向上した符号語を用いて、記録媒
体に高密度記録を可能とすることができる。

本発明は前述の実施例にのみ限定されるものではなく、
種々付加変更することができるものであり、第５図に示
す実施例のように、入力情報の１ブロックのビットａ、
、ａ＝が少ない場合は、ビットａ２もテーブル１７のア
ドレスの一部として使用し、選択回路１８を省略するこ
とも可能である。

〔発明の効果〕

以上説明したように、本発明は、符号語間のハミング距
離及びユークリッド距離が大きい関係となるように配列
した符号語配列を、段階的にグループ分けして格納した
テーブル７を設けたことにより、グループ内の符号語の
ハミング距離及びユークリッド距離が大きくなり、符号
語長を長くなることなく誤り訂正能力を増大することが
できる。

従って、高密度記録化が容易となる。

又読出部４による記録媒体３からの読出信号の正負極性
を含めて構成した符号語について、符号語間のハミング
距離及びユークリッド距離が大きい関係となるように配
列した符号語配列を、段階的にグループ分けしてテーブ
ル７に格納する場合は、更に符号語間のハミング距離及
びユークリッド距離を大きくすることができるから、−
層高密度記録化が容易となる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の原理説明図、第２図は本発明の実施例
の要部ブロック図、第３図はＲＬＬ符号のグループ分け
の説明図、第４図はＲＬＬ符号のグループ分けの具体例
の説明図、第５図は本発明の実施例の符号化部のブロッ
ク図、第６図はトレリス線図、第７図は本発明の実施例
のビタビ復号器のブロック図、第８図（ａ）〜（ｅ）は
ハミング距離及びユークリッド距離の説明図、第９図は
ハミング距離と度数との関係曲線図、第１０図はハミン
グ距離と度数の累積値との関係曲線図、第１１図は従来
例のブロック図である。 １は符号化部、２は書込部、３は記録媒体、４は読出部
、５は復号化部、６は畳込み符号器、７はテーブル、８
は選択回路である。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）、入力情報を符号化部（１）により符号化して書
   込部（２）により記録媒体（３）に書込み、該記録媒体
   （３）から読出部（４）により読出して復号化部（５）
   により復号化して情報を出力する磁気記録再生装置に於
   いて、 前記符号化部（１）は、符号語間のハミング距離及びユ
   ークリッド距離が大きい関係となるように配列した符号
   語配列を、段階的にグループ分けして格納したテーブル
   （７）と、前記入力情報の１ブロックの中の一部のビッ
   トを畳込み符号化して前記テーブル（７）の読出アドレ
   スとする畳込み符号器（６）と、 前記テーブル（７）から読出されたグループ内の符号語
   を、前記入力情報の１ブロックの残りビットにより選択
   する選択回路（８）とを備えたことを特徴とする磁気記
   録再生装置。
2. （２）、前記符号化部（１）の前記テーブル（７）は、
   前記読出部（４）による前記記録媒体（３）からの読出
   信号の正負極性を含めて構成した符号語間のハミング距
   離及びユークリッド距離が大きい関係となるように配列
   した符号語配列を、段階的にグループ分けして格納した
   ことを特徴とする請求項１記載の磁気記録再生装置。