JPH04313861A - 多値記録装置及び多値再生装置 - 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】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、磁気記録媒体等にデ―
タを記録する際に、記録デ―タを多値化することにより
高密度記録を実現する多値記録再生装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】一般にディジタルデ―タを磁気記録体等
に記録する場合に、ＮＲＺ変調等の２値基底変調方式等
が採用されている。この２値基底変調方式を用いて高密
度記録を行なう手法として、記録帯域の拡張、狭トラッ
ク化、テ―プとヘッド間の相対速度の高速化、記録信号
の多チャンネル化等が知られている。

【０００３】また通信分野においては、伝送帯域と伝送
電力を有効利用するために多値変調が広く採用されてい
る。この多値変調されたデータを磁気記録させることに
よって、高密度記録を実現する手法も考えられている。

【０００４】この多値変調の一例として、例えば、直交
振幅変調（ＱＡＭ）を磁気記録に応用している例（テレ
ビジョン学会技術報告ＩＴＥＪ　　Ｔｅｃｈｎｉｃａｌ
　　Ｒｅｐｏｒｔ　Ｖｏｌ．１３，Ｎｏ．５０　，ｐｐ
．　１−６，ＶＩＲ’８９−２４（Ｎｏｖ．１９８９）
「ディジタルＶＴＲにおける多値記録の検討」）がある
。

【０００５】この方式は、互いに直交する搬送波を記録
変調時に、２系統に分けられた多値ベ―スバンド信号で
それぞれ振幅変調を行い、その出力を電気的に加算して
記録信号とするものである。

【０００６】そして復調時には、直交位相関係にある復
調搬送波を用いて、それぞれ同期検波を行ない、元の２
系統のベ―スバンド信号を復調する。

【０００７】従って、多値ベ―スバンドがＮ値を採る場
合に、２値基底変調で２値記録可能な記録面にＮ２　個
の信号点を持つことができるため、１ビットであれば、
　ｌｏｇ２　Ｎ２　個のビット記録ができる。例えば、
多値ベ―スバンドが４値を採るとすれば、４（同相信号
）×４（直交信号）＝１６（信号点）＝２４　 であり、４ビットの情報量を持ち、２値基底変調の場合
に対して記録密度は４倍になる。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】前述した２値基底変調
及び、多値変調ディジタル記録を採用した時に、記録デ
―タを、いかに正しく復元できるか、つまりデ―タ再生
時の検出誤りが実用上支障のないレベルにできるかが重
要な問題となる。検出誤りの原因として、（１）記録媒
体の欠陥 （２）再生メカニズムの変動や乱れ （３）再生信号のレベル変動 （４）ジッタ （５）雑音 （６）符号間干渉 等が挙げられるが、多値変調に対して、特に大きな問題
となるのは、記録再生系に於けるＳＮ比の値である。

【０００９】この多値変調は、多値信号を多段階に設定
された振幅又は位相に対応付けられ記録する方式のため
、記録信号を再生し、検出・判定する際にも多値判定と
なり、ＳＮ比は２値判定時より多値レベル判定時の方が
、多値数が多くなけばなるほど悪くなり誤り率が大きく
なるのは当然である。

【００１０】換言すれば、検出誤りを実用上支障ないレ
ベルに保ちつつ、多値記録によって高密度記録を達成す
るには、必要ＳＮ比は大きくなる。この検出誤りは、記
録再生系に於ける（５）の雑音が信号レベルに加わり、
異なる多値レベルに応じたそれぞれの判定領域の存在確
率が小さくなることによって引き起こされる。（３）の
レベル変動や（４）のジッタなども、見かけ上は一種の
雑音として捕えることができる。

【００１１】前述したように多値ＱＡＭ変調に於いても
同様な問題点があり、とりわけ磁気記録に於ける記録再
生系で取り得るＳＮ比は、有限であるため、多値数を増
やすことが困難となり、大幅な高密度化を図ろうとして
も自ずと限界がある。

【００１２】逆に、有限ＳＮ比である系に、誤り率を劣
化させずに多値記録を実現するために、デ―タ誤り訂正
のための冗長成分を付加し、強力に訂正をかけたり、最
尤度復号法により系のＳＮ比に対する誤り率への依存度
を低減する工夫も考えられている。

【００１３】しかし、冗長成分の付加は、本来の高密度
記録を図る手法でなく、最尤度復号は、補助的手法とし
ての使われ方であって、本来の高密度記録を図る手法で
なく、系のＳＮ比と誤り率に対する根本的解決ではない
。

【００１４】従って、本発明は、磁気記録再生系の有限
なＳＮ比で規制される誤り率を効果的に低減し、高密度
記録及び再生を実現する多値記録装置及び多値再生装置
を提供することを目的とする。

【００１５】

【課題を解決するための手段】本発明は前記目的を達成
するために、入力したディジタルデ―タ列を所定ビット
に区分し、区分されたデ―タ列を、前記所定ビットのビ
ット数により数の定まる多値信号点を多次元信号空間に
配置し、前記所定ビットに対応する多値信号点の前記多
次元信号空間を構成する複数の直交軸の座標値を出力す
る変換手段と、前記変換手段により出力された出力値を
、直線的に周波数変調がかけられると共に略同一持続時
間、略同一帯域幅を有し、且つ帯域が独立した複数個の
チャ―プ波信号が結合されて成る多次元チャ―プ波信号
に対応づけ、前記変換手段により出力された出力値が得
られる毎に前記多次元チャ―プ波信号の個々の振幅を選
択的に制御して独立チャ―プ波信号として制御し、発生
する独立チャ―プ波信号発生手段と、前記独立チャ―プ
波信号発生手段から発生された独立チャ―プ波信号を合
成して出力する信号合成手段と、前記信号合成手段から
の合成波信号を記録媒体に記録する記録手段とで構成さ
れる多値記録装置が提供できる。

【００１６】また、多値信号点に対応付けて記録された
、直線的に周波数変調のかけられた略同一持続時間、略
同一帯域幅を有し、且つ帯域が独立した数個のチャ―プ
波信号を結合して成る多次元チャ―プ波信号の合成信号
を記録媒体から再生する再生手段と、前記再生手段によ
り再生された合成波信号を、前記多次元チャ―プ波信号
を構成して表せる多値信号点に対応する複数の全多次元
チャ―プ波信号に対し、同時に各々相互相関演算する相
関手段と、前記相関手段により得られた波形信号を適切
な時刻で標本化し、標本化した値に前記相関手段に於て
相関演算を施した多時限チャ―プ波信号の２乗積算した
値を個々に加算する加算手段と、前記加算手段により出
力される出力値を比較判定することにより再生された信
号点と記録時に設定された前記多値信号点との信号点間
距離を最小にする多値信号点を判定する判定手段と、前
記判定手段により判定された多値信号点をディジタルデ
―タ列に変換して出力する変換手段とで構成される多値
再生装置が提供できる。

【００１７】

【作用】以上のような構成の多値記録再生装置により、
多値記録における多値レベルを多次元空間を構成する多
次元チャ―プ波という時間分散した波形信号に対応させ
て記録させることによって、単なる１次元上に信号点配
置された多値記録と比較して設定する信号点空間が拡張
される。よって、信号点間隔距離が大きくなり、規定さ
れたＳＮ比に対しては、誤り率が低減され高密度記録さ
れる。

【００１８】また、多次元チャ―プ波により構成される
多次空間を２つもち、それぞれを互いに直交する多次元
チャ―プ波に対応させて、記録することが可能なので、
個々の多次元信号空間で表わされる信号点を使えば、さ
らに別の２次元空間が構成される。

【００１９】

【実施例】以下、図面を参照して本発明の実施例を詳細
に説明する。

【００２０】図１は、本発明の多値記録再生装置を用い
て構成した磁気記録装置のブロック図である。まず記録
されるべき２値基底のディジタルデ―タ列の主デ―タ列
が、ディジタル・基底信号成分変換部１に入力される。 このディジタル・基底信号成分変換部１は、入力された
主デ―タ列をＮ次元信号空間におけるＭ個の信号点に割
り当て、各座標軸の値、即ち前記Ｎ次元信号空間を構成
するＮ個の互いに直交関係にある基底信号の成分値を、
多値レベルに対応した符号として出力する。

【００２１】ここで、前記Ｍ個の信号点に割り当てる場
合は、Ｌ（＝　ｌｏｇ２　Ｍ）ビットずつ、入力主デ―
タ列を区切り、Ｌビットで表現できるＭ個の符号を信号
点と１対１に対応するよう割り振るのである。例えば、
Ｌ＝３ビットを選択すると、信号点はＭ＝２３　＝８個
が与えられ、これらをＮ＝３の３次元信号空間に割り当
てると、図２（ａ）に示すような信号点配置の例が考え
られる。

【００２２】まず互いに直交関係にある基底信号φ１　
，φ２　，φ３　で構成される３．元信号空間に８個の
信号点Ｓ１　〜Ｓ８　が設定されている。信号点Ｓ１　
〜Ｓ８　は位置ベクトルＳ１　〜Ｓ８　で表示すると、
　　　　　　ベクトルＳｉ　＝（ｘ１　φ１　，ｘ２　
φ２　，ｘ３　φ３　）　　　　　　…（１）　　　　
　　　　　　　　ここで、ｘ１　，ｘ２　，ｘ３　：成
分値，ｉ＝１，２，…，８　　のように表わせ、ｘ１　
，ｘ２　，ｘ３　＝±１の値をとるものとすると、信号
点それぞれを表わす、基底信号の成分値ｘ１　，ｘ２　
，ｘ３　の組み合わせは、８個であり、これら８個で個
々の信号点の空間上の位置を示すことができる。

【００２３】前記ディジタル・基底信号成分変換部１は
、このように主デ―タ列を３ビットずつ区切り、基底信
号成分（ｘ１　，ｘ２　，ｘ３　）を出力する。また、
本実施例では、前記信号点空間を２種類に独立させて設
定することができる。

【００２４】図１に示した前記ディジタル・基底信号成
分変換部１の出力Ｉ及びＱは、それぞれの空間における
信号点に対応した基底信号成分である。このとき、２種
類の独立Ｎ次元空間に設定された２Ｍ個の信号点で表わ
される主デ―タ列は、２Ｌビットである。前記ディジタ
ル・基底信号成分変換部１における変換周期Ｔは、主デ
―タ列を通常に磁気記録媒体及び、記録再生系で記録で
きる最短記録波長λの１／２に相当する時間である。 尚、前記ディジタル・基底信号成分変換部１からは、周
期Ｔのクロック信号２が変換周期Ｔと同期して出力され
る。

【００２５】そして前記ディジタル・基底信号成分変換
部１から出力されるクロック信号２は、多次元チャ―プ
波発生切換部３に入力され、後段の１〜Ｎの多次元チャ
―プ波発生部４に対し、順次、多次元チャ―プ波の発生
タイミングを与える発生制御信号が供給される。それと
同時に、後段の１〜Ｎ基底信号成分列発生部５にも、順
次基底信号を発生するタイミングを与える発生制御信号
が供給される。

【００２６】これら発生制御信号は、クロック周期Ｔ毎
に１〜Ｎを循回するように、１〜Ｎの多次元チャ―プ波
発生部４並びに基底信号成分列発生部５から、それぞれ
出力される信号の発生タイミングを与える。１〜Ｎの多
次元チャ―プ波発生部４は、個々に同帯域、同持続時間
を有するが、互いに直交関係にある２つの多次元チャ―
プ波信号が発生できる一対のチャ―プ波発生部から成る
。これら２つのチャ―プ波発生部の一方を、“Ｉ”、他
方を“Ｑ”とすると、前記多次元チャ―プ波発生部４は
、“１−Ｉ，Ｑ、２−Ｉ，Ｑ，…、Ｎ−Ｉ，Ｑ”から構
成される。

【００２７】そして１〜ＮのＩから発生されるチャ―プ
波は、全て同波形信号であり、また１〜ＮのＱから発生
されるチャ―プ波は、全て同波形信号である。従って、
発生するチャ―プ波信号は、２種類のＩ及びＱである。 ここで、多次元チャ―プ波発生部４で発生される多次元
チャ―プ波について説明する。多次元チャ―プ波とは、
通常定義されるチャ―プ波、即ち、時間軸に対し、ある
有限帯域を直線的にＦＭ変調した波形信号を複数個連続
して結合させた波形信号である。また、それら複数のチ
ャ―プ波の個々の波形信号は、どれも互いに帯域を共有
することはないが、時間軸上での周波数推移は連続して
いるものとする。

【００２８】そして図３は、前記多次元チャ―プ波の３
次元チャ―プ波について説明するための一例である。こ
の図で示されるチャ―プ波は、等しい持続時間ｔｄを有
する３つのチャ―プ波φ１　，φ２　，φ３　をこの順
序で結合し、持続時間３ｔｄを有する結合チャ―プ波と
なっている。このようなチャ―プ波φ１　，φ２　，φ
３　の帯域幅は、どれも△ωであるが、占有帯域は、φ
１　が−３／２　　△ω〜−△ω／２、φ２　が−△ω
／２〜△ω／２、φ３　が△ω／２〜３／２　　△ωと
なっている。

【００２９】従って、φ１　，φ２　，φ３　は、周波
数面上での帯域が重なる部分はなく、互いに共有するこ
とはない。ただφ１　，φ２　，φ３　、それぞれは完
全に独立したチャ―プ波を形成しており、時間に対する
位相の変化の仕方は、どれも２次曲線状になることが、
この結合チャ―プ波の特徴である。これらの波形信号φ
１　，φ２　，φ３　は、時間軸上で見ても直交関係に
あり、周波数面上においても、それら帯域を共有するこ
とがないので、互いに直交関係にあり、前記多次元信号
空間を構成できる。 この場合φ１　，φ２　，φ３　が構成する信号空間は
、３次元となる。

【００３０】尚、前記持続時間３ｔｄをもつ、結合チャ
―プ波である多次元チャ―プ波信号の帯域幅は、３△ω
となり、最高周波数は、３／２△ωとなるが、この最高
周波数は、記録再生系の周波数特性上、減衰等を考慮し
て実用上支障のない値が決定される。

【００３１】前記多次元チャ―プ波発生部４で発生する
多次元チャ―プ波信号は、多次元チャ―プ波発生切換部
３から、ひとたび発生制御信号により発生命令が与えら
れると、持続時間３ｔｄの間、その信号を出力すること
になる。

【００３２】従って、１つの多次元チャ―プ波発生部か
ら多次元チャ―プ波を発生開始すると、同発生部からは
少なくとも持続時間３ｔｄの間は、多次元チャ―プ波を
発生することが不能となる。１〜Ｎの多次元チャ―プ波
発生部４からは、この順序でクロック周期Ｔ毎に出力さ
れるので、多次元チャ―プ波発生部はＮ＝３ｔｄ／Ｔ個
必要になる。

【００３３】前述したディジタル・基底信号成分変換部
１から出力される２種類の基底信号成分Ｉ（ｘ１　，ｘ
２　，ｘ３　）及びＱ＝（ｙ１　，ｙ２　，ｙ３　）は
、基底信号成分列発生部５−Ｉ及び５−Ｑにそれぞれ入
力され、一旦デ―タ蓄積された上で、発生開始のタイミ
ングを、対応する多次元チャ―プ波発生開始と同期した
上で、多次元チャ―プ波を構成する３つのチャ―プ波、
即ち基底信号φ１　，φ２　，φ３　の持続時間ｔｄを
周期として出力される。

【００３４】１〜Ｎの基底信号成分列発生部５−Ｉ及び
５−Ｑから出力される基底信号列は、図１に示されるよ
うに、対応する１〜Ｎの多次元チャ―プ波発生部４のＩ
及びＱから出力される多次元チャ―プ波信号と、それぞ
れ１〜Ｎの乗算器６のＩ及びＱにより乗算して出力され
る。

【００３５】１〜Ｎの乗算器６−Ｉ，Ｑから出力される
信号のようすを図２（ｂ）に示す。この場合、φ１　，
φ２　，φ３　及びこれら基底信号と直交関係にあるも
う一方の基底信号ξ１　，ξ２　，ξ３　の持続時間ｔ
ｄは、ディジタル・基底信号成分変換部１から発せられ
るクロック周期Ｔの１／２に設定されている。これは後
で述べるが、原理上波形干渉を起こさないためである。

【００３６】１〜Ｎの乗算器６−Ｉ，Ｑから出力された
信号は、ＩとＱがそれぞれ加算器７によって加算され、
加算された信号は合成演算器８により、合成され合成信
号となる。合成信号は、記録アンプ９を通り、磁気記録
系１０により磁気記録媒体（磁気テ―プ・磁気ディスク
等）１１に記録蓄積される。

【００３７】前記磁気記録媒体１１に蓄積された信号、
即ち合成信号は再び磁気記録系１０により再生され、再
生アンプ１２を介してＩ及びＱの相関部１３に同時に入
力される。各相関部１３は、入力された合成液を遅延し
た遅延信号と、前記多次元チャ―プ波発生部４のＩ及び
Ｑにより発生する多次元チャ―プ波を基底信号成分列発
生部５−Ｉ及び、５−Ｑで発せられる基底信号列と乗算
器６−Ｉ及び６−Ｑで乗算して出力される信号の相互相
関演算を行なう。

【００３８】この実施例においては、先に示したように
ディジタル・基底信号成分変換１で、８点の信号点に主
デ―タ列の３ビットデ―タを割り当てた。これが２種類
用意されるので、乗算器６から出力される信号ｉｊ　（
ｔ）　及びｑｊ　（ｔ）　（ｊ＝１，２，…，８）は、
図４に示す計１６個のパタ―ンである。ただし、信号点
空間Ｉ及び信号点空間Ｑの信号点に対応する信号を、そ
れぞれｉｊ　（ｔ）　及びｑｊ　（ｔ）　と表わす。

【００３９】次に相関部１３において行なわれる処理の
原理的説明を図５を使って行なう。再生アンプ１２を介
して出力される合成波をｆ（ｔ）　とすると、ｆ（ｔ）
　は、図４に示される如く、成分列ｘ１　，ｘ２　，ｘ
３　がつくる８つのパタ―ンのいずれかが基底信号φ１
　，φ２　，φ３　の係数としてかかった信号が、周期
Ｔずつずれて重畳されたものである。また同様に、成分
列ｙ１　，ｙ２，ｙ３　がつくる８つのパタ―ンのいず
れかが基底信号ξ１　，ξ２　，ξ３　の係数としてか
かった信号も、周期Ｔずつずれて重畳されている。先述
のように、φ１　，φ２　，φ３　またはξ１　，ξ２
　，ξ３　は互いに直交関係にあるため互いの内積が零
であることを考慮すれば、（２）式として、 　　　　　　　　　　　　φｉ　（ｎＴ）＊φｊ　（ｎ
Ｔ）＝０（ｉ≠ｊ）　　若しくは、φｉ　（ｎＴ）＊φ
ｊ　（ｎＴ）＝１（ｉ＝ｊ）　　　　　　　　　　　　
ξｉ　（ｎＴ）＊ξｊ　（ｎＴ）＝１（ｉ＝ｊ）　　　
　　　　　　　…（２）　　及び、　　　　ξｉ　（ｎ
Ｔ）＊ξｊ　（ｎＴ）＝０（ｉ≠ｊ）　　ここで、＊…
相関演算を示す。ｎ＝０，１，２，…，ｉ，ｊ＝１，２
，３，…，８としても、一般性を失なわない。

【００４０】 さらに、　　　　　　　　φｉ　（ｎＴ）＊ξｉ　（ｎ
Ｔ）＝０　　　　　　　　　　　　　　　　…（３）で
ある。

【００４１】従って、合成波ｆ（ｔ）　とｉ１　（ｔ）
　〜ｉ８　（ｔ）　を同時に相関演算すると、ｆ（ｔ）
に含まれる任意のφ１　，φ２　，φ３　とｉ１　（ｔ
）　〜ｉ８　（ｔ）　のφ１　，φ２　，φ３　とは、
時間Ｔの間だけ、相関値をもち、その次の時間Ｔの値は
、前記ｆ（ｔ）　の任意のφ１　，φ２　，φ３　の次
にくるφ１　，φ２　，φ３　との相関値をもつことに
なる。つまり、ｆ（ｔ）　に含まれるφ１　，φ２　，
φ３　とｉ１　（ｔ）　〜ｉ８　（ｔ）　のφ１　，φ
２，φ３　とは、時間Ｔ毎に相関値をもつことになり、
それを適切なタイミングでＴ間隔毎にリサンプリングし
た値は、ｆ（ｔ）　に含まれるφ１　，φ２　，φ３　
とｉ１　（ｔ）　〜ｉ８　（ｔ）　のφ１　，φ２　，
φ３　との内積値になる。

【００４２】即ち、ｆ（ｔ）　に含まれるφ１　，φ２
　，φ３　は、係数ｘ１　，ｘ２　，ｘ３　が、その基
底信号φ１　，φ２　，φ３　の成分値としてかかって
いるので、結局相関演算を施こし、Ｔ毎にリサンプリン
グした値は、ｆ（ｔ）　に含まれるφ１　，φ２　，φ
３　の係数をｘ１　′，ｘ２　′，ｘ３　′とすると、 　　　　　　Ｃｉ　（ｎＴ）＝ｘ１　′・ｘ１　＋ｘ２
　′・ｘ２　＋ｘ３　′・ｘ３　　　…（４）ここで、
ｘ１　′，ｘ２　′，ｘ３　′及びｘ１，ｘ２　，ｘ３
　は図４に示した、いずれかのパタ―ンをとる。

【００４３】ｑｉ　（ｔ）　の相関も同様で　　　　　
　Ｃｑ　（ｎＴ）＝ｙ１　′・ｙ１　＋ｙ２　′・ｙ２
　＋ｙ３　′・ｙ３　　　…（５）ｙ１　′，ｙ２　′
，ｙ３　′及びｙ１　，ｙ２　，ｙ３　は図４に示した
、いずれかのパタ―ンをとる。

【００４４】前述したように、基底信号成分Ｉ＝（ｘ１
　，ｘ２　，ｘ３　）及び、Ｑ＝（ｙ１　，ｙ２　，ｙ
３　）は、各信号点空間上の信号点の位置ベクトルＳＩ
ｉ（ｉ＝１，２，〜，８）及びベクトルＳＱｊ（ｊ＝１
，２，〜，８）の成分を与える。

【００４５】前記ディジタル・基底信号成分変換１にお
いて、設定された信号点ベクトルＳＩｉとベクトルＳＱ
ｊに対して、再生された信号点の位置ベクトルをベクト
ルＳＩｉ′（ｘ１　′，ｘ２　′，ｘ３　′）及びベク
トルＳＱｊ′（ｙ１　′，ｙ２　′，ｙ３　′）とすれ
ば、設定された信号点と再生された信号点の信号点間距
離を最小にするものが、確率的に最も高い信頼度で、記
録された信号点を表わすとして判断できる。つまり、再
生されたある信号空間上のベクトルＳＩｉ′及びベクト
ルＳＱｊ′に対し、　　ｄＩｋ２　＝｜ベクトルＳＩｉ
′−ベクトルＳＩｋ｜２　　　　　（ｋ：１，２，…，
８）　　又は、 　　ｄＱｋ２　＝｜ベクトルＳＱｊ′−ベクトルＳＱｋ
｜２　　　　　（ｋ：１，２，…，８）　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　…（６）を求め、ｋに対し、ｄＩｋ２　又はｄＱｋ２
　が最も小さくなるものを、記録信号点として判定すれ
ばよい。また、　　ｄＩｋ２　＝｜ベクトルＳＩｉ′｜
２　＋｜ベクトルＳＩｋ｜２　−２ベクトルＳＩｉ′・
ベクトルＳＩｋ 　　又は、 　　ｄＱｋ２　＝｜ベクトルＳＱｊ′｜２　＋｜ベクト
ルＳＱｋ｜２　−２ベクトルＳＱｊ′・ベクトルＳＱｋ
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　…（
７）である。ｋ＝１，２，…，８に対し、同時にｄＩｋ
２　又はｄＱｋ２　を比較するとき、｜ベクトルＳＩｉ
′｜２　及び｜ベクトルＳＱｊ′｜２　は、共通して比
較される項だから、比較から除いても構わない。

【００４６】従って、ｄＩｋ２　又はｄＱｋ２　は、　
　ｄＩｋ２　＝｜ベクトルＳＩｋ｜２　−２ベクトルＳ
Ｉｉ′・ベクトルＳＩｋ　　ｄＱｋ２　＝｜ベクトルＳ
Ｑｊ｜２　−２ベクトルＳＱｊ′・ベクトルＳＱｋ　　
…（８）をｋ＝１，２，…，８に対し、同時比較し、最
小のものを判定すれはよいことになる。ここで、ベクト
ルＳＩｉ′・ベクトルＳＩｋ及び、ベクトルＳＱｊ′・
ベクトルＳＱｋは、前記Ｃｉ　（ｎＴ）及びＣｑ　（ｎ
Ｔ）に他ならず、ｄＩｋ２　又はｄＱｋ２　は、 　　　　　　ｄＩｋ２　＝｜ベクトルＳＩｋ｜２　−２
Ｃｉ　（ｎＴ）　　　　　　ｄＱｋ２　＝｜ベクトルＳ
Ｑｋ｜２　−２Ｃｑ　（ｎＴ）　　　　　　　　　　　
　…（９）と書き直せる。又、｜ベクトルＳＩｋ｜２　
及び｜ベクトルＳＱｋ｜２　は、既知であり本実施例の
場合、　　　　Ｅｋ　＝｜ベクトルＳＩｋ｜２　＝｜ベ
クトルＳＱｋ｜２　＝１２　＋１２　＋１２　＝３　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　…（１０）であることは明確であ
る。

【００４７】従って、図１に示す相関部１３及び、相関
部１３からの出力信号をＴ間隔でリサンプリングする標
本化部１４は、式（９）におけるＣｉ　（ｎＴ）及びＣ
ｑ　（ｎＴ）を求め、その標本化信号に対し、加算器１
５にて｜ベクトルＳＩｋ｜２　又は｜ベクトルＳＱｋ｜
２　を加算演算することにより、その出力信号は、ｄＩ
ｋ２　又はｄＱｋ２　を与える。

【００４８】それら出力信号をｄＩｋ２　は、比較判定
部１６−Ｉにて、ｄＱｋ２　は比較判定部１６−Ｑにて
、ｋ＝１，２，〜，８について同時に比較判定し、それ
ぞれ最小値を与えるベクトルＳＩｋ及びベクトルＳＱｋ
を出力する。

【００４９】比較判定部１６にて、判定された信号点は
、信号点・ディジタル変換部１７に入力され、対応する
２値基底ディジタルデ―タに変換され、記録した主デ―
タ列が復元される。

【００５０】このように、本発明の多値記録再生装置で
は、磁気記録面上に於いて、多値デ―タを２値基底ディ
ジタルデ―タと等しい物理的密度で記録できるため、デ
―タそのものの高密度記録ができる。高密度化に際して
、本発明では、多次元信号空間を形成できる多次元チャ
―プ波を用いるため、単に振幅レベルを分割して多値化
する多値記録装置、即ち次元的言い方をすれば、１次元
信号空間に信号点を配置する方法に比べ信号点距離を、
より大きく離すことができ、結果信号点識別に於ける誤
り率を低減できる。従って、誤り率の低減は、見かけ上
伝送路のＳＮ比を向上させ、多値記録における高密度化
を可能にする。

【００５１】高密度化手法として、狭トラック化や線記
録密度を向上させるには、記録再生するための構成要素
（メカニカルな構成要素や記録媒体）の改善が必要にな
るが、本発明では記録変調、そのもので高密度化が達成
できるので、前述したような改善は不要となる。

【００５２】また、前述したような改善がなされれば、
さらなる高密度化が本発明によって実現できる。

【００５３】本発明では、直交する多次元チャ―プ波に
より直交振幅変調が行なわれているため、通常直交振幅
変調法に於いて、復調時に必要な搬送波の位相同期信号
が不要となり、デ―タ以外の不要な信号を記録する記録
面積をとる必要はない。

【００５４】さらに、多値化デ―タをチャ―プ波という
時間分散した波形信号に対応させており、記録媒体の欠
陥等による局部的デ―タ誤りを引き起こす要因に対して
は、検出誤りの影響を受け難くすることができる。

【００５５】

【発明の効果】以上詳述したように本発明によれば、磁
気記録再生系の有限なＳＮ比で規制される誤り率を効果
的に低減する多値記録装置並びに再生装置を提供するこ
とにより、高密度記録及び１又は再生を実現する多値記
録再生装置提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】図１は、本発明の実施例の多値記録装置並びに
再生装置の構成を示すブロック図である。

【図２】図２（ａ）は、３次元信号空間における信号点
配置の一例を示した図、同図（ｂ）は多次元チャ―プ波
を重畳した記録信号を説明するための図である。

【図３】図３は、３次元チャ―プ波信号を説明するため
の図である。

【図４】図４は、３次元信号空間の信号点を表わすチャ
―プ波のパタ―ンを示す図である。

【図５】図５は、再生信号から、信号点を検出し判定す
る原理を説明するための図である。

【符号の説明】

１…ディジタル・基底信号成分変換部、２…変換クロッ
ク周期、３…多次元チャ―プ波発生切換部、４…多次元
チャ―プ波発生部、５…基底信号成分列発生部、６…乗
算器、７…加算器、８…合成演算器、１０…磁気記録系
、１１…磁気記録媒体、１３…相関部、１４…標本化部
、１６…比較判定部、１７…信号点・ディジタル変換部
。

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】　　入力したディジタルデ―タ列を所定ビ
   ットに区分し、区分されたデ―タ列を、前記所定ビット
   のビット数により数の定まる多値信号点を多次元信号空
   間に配置し、前記所定ビットに対応する多値信号点の前
   記多次元信号空間を構成する複数の直交軸の座標値を出
   力する変換手段と、前記変換手段により出力された出力
   値を、直線的に周波数変調がかけられると共に略同一持
   続時間、略同一帯域幅を有し、且つ帯域が独立した複数
   個のチャ―プ波信号が結合されて成る多次元チャ―プ波
   信号に対応づけ、前記変換手段により出力された出力値
   が得られる毎に前記多次元チャ―プ波信号の個々の振幅
   を選択的に制御して独立チャ―プ波信号として制御し、
   発生する独立チャ―プ波信号発生手段と、前記独立チャ
   ―プ波信号発生手段から発生された独立チャ―プ波信号
   を合成して出力する信号合成手段と、前記信号合成手段
   からの合成波信号を記録媒体に記録する記録手段とを具
   備することを特徴とする多値記録装置。
2. 【請求項２】　　入力したディジタルデ―タ列を所定ビ
   ットに区分し、区分されたデ―タ列を、前記所定ビット
   のビット数により定まる数の多値信号点を多次元信号空
   間に配置し、前記所定ビットに対応する多値信号点の前
   記多次元信号空間を構成する複数の直交軸の座標値を出
   力して変換する変換手段と、前記変換手段により出力さ
   れた出力値を直線的に周波数変調のかけられると共に略
   同一持続時間、略同一帯域幅を有し、且つ帯域が独立し
   た複数個のチャ―プ波信号が結合されて成る多次元チャ
   ―プ波信号及び前記チャ―プ波信号に直交するもう一方
   の多次元チャ―プ波信号に対応づけ、前記変換手段によ
   り出力された出力値が得られる毎に選択的に前記２種類
   の多次元チャ―プ波信号の個々の振幅を選択的に制御し
   て独立チャ―プ波信号として制御し、発生する独立チャ
   ―プ波信号発生手段と、前記独立チャ―プ波信号発生手
   段から発生された独立チャ―プ波信号を合成して出力す
   る信号合成手段と、前記信号合成手段からの合成波信号
   を記録媒体に記録する記録手段とを具備することを特徴
   とする多値記録装置。
3. 【請求項３】　　多値信号点に対応付けて記録された、
   直線的に周波数変調のかけられた略同一持続時間、略同
   一帯域幅を有し、且つ帯域が独立した数個のチャ―プ波
   信号を結合して成る多次元チャ―プ波信号の合成信号を
   記録媒体から再生する再生手段と、前記再生手段により
   再生された合成波信号を、前記多次元チャ―プ波信号を
   構成して表せる多値信号点に対応する複数の全多次元チ
   ャ―プ波信号に対し、同時に各々相互相関演算する相関
   手段と、前記相関手段により得られた波形信号を適切な
   時刻で標本化し、標本化した値に前記相関手段に於て相
   関演算を施した多時限チャ―プ波信号の２乗積算した値
   を個々に加算する加算手段と、前記加算手段により出力
   される出力値を比較判定することにより再生された信号
   点と記録時に設定された前記多値信号点との信号点間距
   離を最小にする多値信号点を判定する判定手段と、前記
   判定手段により判定された多値信号点をディジタルデ―
   タ列に変換して出力する変換手段とを具備することを特
   徴とする多値再生装置。