JPH08180610A

JPH08180610A - ディジタル磁気記録再生装置

Info

Publication number: JPH08180610A
Application number: JP6319778A
Authority: JP
Inventors: Naoya Kobayashi; 直哉小林; Seiichi Mita; 誠一三田; Wataru Sakurai; 亘櫻井
Original assignee: Hitachi Ltd
Current assignee: Hitachi Ltd
Priority date: 1994-12-22
Filing date: 1994-12-22
Publication date: 1996-07-12

Abstract

(57)【要約】（修正有）【目的】最尤復号処理を簡易なハードウェアで実現し、
かつ任意のパーシャルレスポンスチャネル（ＰＲ）及び
記録符号化方式に適用可能な汎用性及び拡張性のある高
密度ディジタル磁気記録再生装置を提供する。【構成】ディジタル磁気記録再生装置の最尤復号部（Ｍ
ＬＳＥ２０）に部分尤度計算部２０１及び部分ＡＣＳ演
算部２０２を設ける。ここでは全状態の半分（前半状
態）のみについて尤度計算及びＡＣＳ演算を行い、残り
の状態（後半状態）は上記処理を行わず、パス尤度の大
きなトレリスを直ちに生き残りパスとする。また、記録
側において３シンボル時間に渡る状態遷移に３ビットの
１，７ＲＬＬ符号を割り当て、再生側で前記最尤復号方
式を適用する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、高密度記録に適する磁
気ディスク装置等のディジタル磁気記録再生装置に関す
るものである。

【０００２】

【従来の技術】磁気ディスク装置等の高密度記録を実現
する方式として近年、ＰＲＭＬ（ＰａｒｔｉａｌＲｅ
ｓｐｏｎｓｅＭａｘｉｍｕｍＬｉｋｅｌｉｈｏｏ
ｄ）に基づく信号処理技術の適用が盛んに検討されてお
り、磁気ディスクでは既に実用化されるに至っている。
ＰＲＭＬ方式は周知のようにＰＲ４（Ｐａｒｔｉａｌ
ＲｅｓｐｏｎｓｅＣｌａｓｓＩＶ）において生じる
既知の符号間干渉を利用し、その相関関係より２状態ビ
タビ復号による最尤復号を行うものである。

【０００３】さらに最近では、ＰＲＭＬよりも更に高密
度記録が可能な次世代ディジタル磁気記録信号処理方式
として、ＥＰＲ４（ＥｘｔｅｎｄｅｄＰａｒｔｉａｌ
ＲｅｓｐｏｎｓｅＣｌａｓｓＩＶ）、ＥＥＰＲ４
（ＥｘｔｅｎｄｅｄＥＰＲ４）が注目され、一部検討
が開始されている。ＥＰＲ４及びＥＥＰＲ４では信号間
の最小ユークリッド距離がＰＲＭＬよりも大きくなるた
めに、誤り訂正能力が高まる半面、ビタビ復号に際する
状態数が増え（ＥＰＲ４で８、ＥＥＰＲ４で１６）、実
時間処理が急速に困難となる。ビタビ復号ではＡＣＳ
（Ａｄｄ、Ｃｏｍｐａｒｅ、Ｓｅｌｅｃｔ：加算、比
較、選択）と呼ばれる処理が大半を占め、これを全状態
について演算するために、状態数が増えると回路規模は
複雑になる。

【０００４】図１９に、従来発明によるディジタル磁気
記録再生装置の構成を示す。図において、記録データｉ
ｋ（ｋは時刻）は記録符号化部１０で符号化され、符号
化データｉｋ'となる。該記録符号化部１０は（１，
７）ＲＬＬ符号、８−９変換符号等一般に用いられる任
意の記録符号化を実現するものである。ｉｋ'はプリコ
ーダ１１でプリコードされる。前記プリコーダ出力ｂｋ
は記録電流発生部においてｂｋ＝１に対してはハイレベ
ル（ａｋ＝１）、ｂｋ＝０に対してはローレベル（ａｋ
＝−１）を対応させ、この時に発生する記録電流値ａｋ
の向きによって磁気ディスク等の磁気記録媒体上の磁化
を行う。前記記録電流発生部の出力は、記録信号として
記録アンプ１３に入力され、記録ヘッド１４を介し、磁
気記録媒体１５に記録される。以上が記録側の処理であ
る。

【０００５】一方、再生側では、再生ヘッド１６、再生
アンプ１７を介し、磁気記録媒体１５より記録信号を再
生する。再生信号はＡ／Ｄ（ＡｎａｌｏｇｔｏＤｉ
ｇｉｔａｌ）変換器１８によりディジタル信号に変換さ
れた後、波形等化器１９に入力され、ＰＲ等化がなされ
る。該等化器出力はサンプル時刻Ｔ毎にＭＬＳＥ（Ｍａ
ｘｉｍｕｍＬｉｋｅｌｉｈｏｏｄＳｅｑｕｅｎｃｅ
Ｅｓｔｉｍａｔｏｎ）部２０に入力され、最尤復号さ
れる。その際の生き残りパスはデータ復号部１０３に記
憶されるとともに、これまで記憶された生き残りパスを
一定期間（パス打切り長）分遡った先のパスから符号化
データｉｋ'を復号する。ｉｋ'は記録復号部２１で記録
復号化され、再生データｉｋを得る。図２０に、ＥＰＲ
４チャネルを例とした場合における最尤復号部の従来構
成例を示す。波形等化出力ｙｋが尤度計算部１０１に入
力されると、５つの候補値ー４、ー２、０、２、４に対
するパス尤度が計算される。これらは図に示すように加
算器５３及び乗算器５４で実現される。前記パス尤度は
ＡＣＳ演算部１０２に入力され、各状態（ＥＰＲ４では
状態数は８）に対し、所定の加算、比較、選択処理がな
される。すなわちよく知られているように、１時刻前の
状態尤度（メモリ５７に記憶されているＳ０〜Ｓ７）と
前記パス尤度とが加算器５３で加算され、その大小が比
較器５６で比較され、尤度の大きな（より確からしい）
方のパスが選択される。前記ＡＣＳの結果、選択された
方の各状態尤度はそれぞれのメモリ５７（Ｓ０〜Ｓ７）
に新たに記憶され、同時に生き残りパス情報がデータ復
号部１０３に出力され、内部メモリに記憶される。

【０００６】以上の処理はＥＰＲ４チャネルの場合であ
るが、ＥＥＰＲ４チャネルの場合には、状態数が１６と
なり、状態数分のＡＣＳ演算を行う回路構成が必要とな
る。このように、ＥＰＲ４、ＥＥＰＲ４チャネルにおい
ては、最尤復号の状態数がそれぞれ８、１６であり、こ
のままでは回路規模が非常に大きく、消費電力も高くな
ってしまう。

【０００７】上記問題を解決するための有効な一手法と
して、ＡＣＳにおける状態数を削減することが考えられ
る。例えばＥＰＲ４において状態数を減らすための従来
技術に、”ＡＮｅｗＤｉｇｉｔａｌＳｉｇｎａｌ
ＰｒｏｃｅｓｓｉｎｇＣｈａｎｎｅｌｆｏｒＤ
ａｔａＳｔｏｒａｇｅＰｒｏｄｕｃｔｓ，”ＩＥＥ
Ｅ，ＴｒａｎｓａｃｔｉｏｎｓｏｎＭａｇｎｅｔｉ
ｃｓ，Ｖｏｌ.２７，Ｎｏ.６，ｐｐ.４５７９−４５８
４，Ｎｏｖｅｍｂｅｒ１９９１に記載された方式が
ある。該従来方式では、ＥＰＲ４を（１，７）ＲＬＬ符
号及びＮＲＺＩ符号と組み合せることで符号変移の特殊
性を利用し、記録波形のレベル変動が連続して起こらな
いようにすることによって状態遷移に制限を与え、状態
数を８から６に縮退させている。また、６状態の中の２
状態については遷移するパスが一本となるため、実質的
にＡＣＳを行う状態数（実効状態数と呼ぶことにする）
を４として復号処理を実現している。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】従来技術では、上記に
述べたように、ＥＰＲ４、ＥＥＰＲ４チャネルにおける
最尤復号器のハードウェア規模が大きく、消費電力も高
いという問題がある。また、これを解決するための
（１，７）ＲＬＬ及びＮＲＺＩ符号との組み合せによる
状態数縮退方式では、ＥＰＲ４チャネルにおける実効状
態数を４に縮退するのに、（１，７）ＲＬＬ以外の記録
符号化方式（例えば、８−９変換符号等）を適用するこ
とは困難である。加えて、前記状態数縮退方式によるＥ
ＥＰＲ４チャネルでは、その実効状態数は６となるが、
回路規模は十分に簡易化されているとは言い難い。

【０００９】本発明は上記従来技術の問題点に鑑み、最
尤復号処理のハードウェア規模が小さく、任意のパーシ
ャルレスポンスチャネル及び記録符号化方式に適用可能
な高密度ディジタル磁気記録再生装置を提供することを
目的とする。

【００１０】

【課題を解決するための手段】本発明は上記目的を達成
するために、ＥＰＲ４及びＥＥＰＲ４チャネルにおける
トレリス構造の対称性を利用し、全状態数の半分（前半
状態）のみについてＡＣＳ演算を行い、残りの状態（後
半状態）についてはＡＣＳを行わず、尤度の大きい方の
パスを直ちに生き残りパスとして選択するものである。
詳細は実施例で述べるが、前半状態は等化器出力値の符
号により選択し、その正負に応じてＡＣＳ演算を行う状
態とパス選択のみを行う状態とを切り替える。

【００１１】また、記録側において、（１，７）ＲＬＬ
符号による状態数の縮退したトレリス構造の３シンボル
時間に渡る状態遷移に３ビットの前記（１，７）ＲＬＬ
符号出力を割り当てる新しい方式を提案する。前記符号
割当てに対し、上記復号手法を適用する。

【００１２】

【作用】本発明は上記構成により、全状態数の半分（Ｅ
ＰＲ４で４、ＥＥＰＲ４で８）以下でビタビ復号の主た
る処理であるＡＣＳを行うことができるので、従来より
も簡易なハードウェアで復号を実現できる。また、本発
明を従来の（１，７）ＲＬＬ及びＮＲＺＩ記録符号化Ｅ
ＰＲ４チャネルに適用すれば、復号に要する実効状態数
は２となり、従来方式の半分に削減できる。更に、前記
３ビットの（１，７）ＲＬＬ符号割当方式をＥＥＰＲ４
チャネルに適用し、これを前記手法により最尤復号を行
えば、その実効状態数は３（従来の約１／５）となる。
本発明は任意のＰＲチャネル及び任意の記録符号化方式
に適用できる。

【００１３】

【実施例】以下、本発明の実施例について図面を参照し
て説明する。図１は本発明の第１の実施例を示すディジ
タル磁気記録再生装置の構成である。図において、記録
データｉｋ（ｋは時刻）は記録符号化部１０で符号化さ
れ、符号化データｉｋ'となる。該記録符号化部１０は
（１，７）ＲＬＬ符号、８−９変換符号等一般に用いら
れる任意の記録符号化を実現するものでよい。ｉｋ'は
プリコーダ１１でプリコードされる。該プリコーダは、
再生側におけるデータの誤り伝搬を防止するために一般
に用いられており、その構成は例えば図２に示すような
ものである。すなわちＥＰＲ４、ＥＥＰＲ４チャネル用
としてそれぞれ排他的論理和ゲート２１ａ〜ｃ、１シン
ボル遅延素子２２ａ〜ｃ及び排他的論理和ゲート２１
ｄ、１シンボル遅延素子２２ｄ〜ｇで構成され、各々の
パーシャルレスポンス（ＰＲ）等化波形に応じて演算処
理が異なっている。プリコーダ出力ｂｋは記録電流発生
部においてｂｋ＝１に対してはハイレベル（ａｋ＝
１）、ｂｋ＝０に対してはローレベル（ａｋ＝−１）を
対応させ、この時に発生する記録電流値ａｋの向きによ
って磁気ディスク等の磁気記録媒体上の磁化を行う。前
記記録電流発生部の出力は、記録信号として記録アンプ
１３に入力され、記録ヘッド１４を介し、磁気記録媒体
１５に記録される。以上が記録側の処理である。

【００１４】一方、再生側では、再生ヘッド１６、再生
アンプ１７を介し、磁気記録媒体１５より記録信号を再
生する。再生信号はＡ／Ｄ（ＡｎａｌｏｇｔｏＤｉ
ｇｉｔａｌ）変換器１８によりディジタル信号に変換さ
れた後、波形等化器１９に入力され、ＰＲ等化がなされ
る。これは、該再生ヘッド１６から波形等化器１９まで
を１つの伝送チャネルと見做した時のインパルス応答が
図３に示すような波形となるようにするものである。図
３はそれぞれ（ａ）ＥＰＲ４、（ｂ）ＥＥＰＲ４、
（ｃ）ＰＲ４の各チャネルを示す典型的な応答波形であ
り、サンプル時刻Ｔ毎に黒丸で示した振幅値がインパル
ス列として出力される。ここでサンプル時刻Ｔは、図２
のシンボル遅延素子のＴと同じものである。該等化器出
力はサンプル時刻Ｔ毎にＭＬＳＥ（ＭａｘｉｍｕｍＬ
ｉｋｅｌｉｈｏｏｄＳｅｑｕｅｎｃｅＥｓｔｉｍａ
ｔｏｎ）部２０に入力され、最尤復号される。本発明で
は、従来の尤度計算及びＡＣＳ演算機能の代わりに、部
分尤度計算及び部分ＡＣＳ演算を行う機能（それぞれ２
０１、２０２）を設けている。ここでは後で詳述するよ
うに、全状態の半分のみについて尤度計算及びＡＣＳ演
算を行い、残りの状態については、各々パス尤度の大き
なトレリスを直ちに生き残りパスとすることで、最尤復
号に要する等価的な状態数を半分に削減し、復号処理を
簡易化している。前記生き残りパスはデータ復号部２０
３に記憶されるとともに、これまで記憶された生き残り
パスを一定期間（パス打切り長）分遡った先のパスから
符号化データｉｋ'を復号する。ｉｋ'は記録復号部２１
で記録復号化され、再生データｉｋを得る。

【００１５】図４に、本発明の前記ＭＬＳＥ部における
部分尤度計算部２０１及び部分ＡＣＳ演算部２０２の処
理手法を詳細に示す。ＥＰＲ４の場合、そのトレリス線
図は同図に示す如くなる。ここで、状態は図１における
ａｋ、ａｋ-１、ａｋ-2で示される８通りのの符号（−
−−、…、＋＋＋）であり、時刻ｋ−１における状態−
−−、…、＋＋＋をそれぞれＳ０ｋ−１、…、Ｓ７ｋ−
１と表している。また、ａｋ／ｙｋは、時刻ｋにおいて
ａｋに対する波形等化器出力ｙｋを示す。ｙｋは−４、
−２、０、２、４の５値を取る。各状態から分岐するパ
スの上側が−、下側が＋に対応している。例えば、時刻
ｋ−１における状態がＳ１（−−＋）であった時、時刻
ｋにおいてａｋ＝１（＋）が入力されると、ｙｋとして
振幅値４を出力し、新たな状態Ｓ３（−＋＋）に遷移す
る。本発明では、図２に示す構成のプリコーダを記録側
に組み込んでいるので、前記波形等化器出力ｙｋの値が
そのまま符号化データｉｋ'に対応し、ｙｋ＝±４、０
の時ｉｋ'＝１、ｙｋ＝±２の時ｉｋ'＝０となる。よっ
て、前記データ復号部２０３におけるパスの遡り先に対
応するｙｋの値から直ちにｉｋ'を得ることができる。

【００１６】本発明では、図１における波形等化１９の
出力ｙｋの正負に応じて図に示す黒丸で示した状態（ｙ
ｋ≧０の時Ｓ１、Ｓ２、Ｓ３、Ｓ７、ｙｋ<０の時Ｓ
０、Ｓ４、Ｓ５、Ｓ６）のみについてＡＣＳを行う。残
りの白丸で示した状態（ｙｋ≧０の時Ｓ０、Ｓ４、Ｓ
５、Ｓ６、ｙｋ<０の時Ｓ１、Ｓ２、Ｓ３、Ｓ７）につ
いては、パス尤度の大きなトレリス（太線で示してあ
る）を選択する。

【００１７】図４のトレリス線図から明らかなように、
本発明では、波形等化器出力ｙｋの値が正の場合には正
に対応する状態のみについて、負の場合には負に対応す
る状態のみについて最尤復号を行い、残りの状態につい
てはｙｋに近い方のパスを機械的に選ぶというものであ
る。これは、ｙｋとの符号が異なるほど離れた候補値に
対する尤度は十分小さく、ＡＣＳ演算を省いても特性に
殆ど影響を与えないことを利用したものである。更に図
４を見ると、ｙｋの値が正の場合と負の場合とでは、Ａ
ＣＳを行う状態への遷移パスに対する値は、互いに符号
を入れ替えた関係になっていることもわかる。本発明で
は、後で詳述するように、トレリス構造のかかる対称性
を利用し、ｙｋの絶対値を取ることによって、全てのパ
ス尤度を計算する必要がない。また、ｙｋに近い同符号
の候補値のみについてＡＣＳを行うことで、効率的な最
尤復号を行うことが可能となり、復号に要する実効状態
数は１／２に削減される。

【００１８】図５に、図１における部分尤度計算部２０
１及び部分ＡＣＳ演算部２０２の詳細な構成を示す。部
分尤度計算部２０１では、波形等化出力ｙｋが入力さ
れ、絶対値算出部５０でｙｋの絶対値が出力されると同
時に、符号判定部５１でｙｋの正負が判定される。本発
明ではｙｋが正の時を０、負の時を１とし、メモリ５７
に記憶しておく。ここではこれをｓｇｎ（ｙｋ）と書く
ことにする。前記メモリ５７に既に記憶されていたもの
（ｓｇｎ（ｙｋ−１））はデータ復号部２０３内パスメ
モリに記憶する（この詳細については後述）。ｙｋが正
の場合、制御信号発生部５５により制御信号５５ａを発
生し、切替えスイッチ５２の接続状態を実線の側にす
る。負の場合は点線の側に接続するよう制御を行う。こ
こではｙｋが正の場合を仮定して動作を説明する。絶対
値算出部５０の出力（ｙｋの絶対値）は、図に示すよう
に、４通りのパス尤度が計算される。すなわち上から、
それぞれ候補値０、２、４、−２とｙｋの絶対値との２
乗距離が算出される。これらは加算器５３、乗算器５４
で実現できる。ここで部分尤度計算と称しているのは、
本発明の特徴として、全候補値（−４、−２、０、２、
４）に対するパス尤度を計算する必要がないからであ
る。前記４つの部分尤度計算された結果は、部分ＡＣＳ
演算部２０２に入力され、全状態の半分の状態（ここで
は４状態）のみについてＡＣＳが行われる。すなわち図
において、ｙｋ（ここでは正と仮定）は状態Ｓ７、Ｓ
１、Ｓ２、Ｓ３に対してのみＡＣＳを行い、状態Ｓ０、
Ｓ６、Ｓ５、Ｓ４に対しては機械的にパスを選択するよ
うな回路構成となっている。状態Ｓ７では、メモリ５７
に記憶されていた１シンボル時刻前の状態尤度Ｓ７ｋ−
１と、０に対するパス尤度が加算器５３により加算さ
れ、同時に１シンボル時刻前の状態尤度Ｓ３ｋ−１と、
２に対するパス尤度が加算される。これらは比較器５６
で大小比較され、値の小さい（すなわち尤度の高い）方
を新たな状態尤度Ｓ７ｋとしてメモリ５７に記憶する。
また、これに対する生き残りパス情報をデータ復号部２
０３内パスメモリに記憶する（この詳細については後
述）。一方、状態Ｓ０においては０に対するパスを選択
し、その尤度を加算するだけである。すなわち、メモリ
５７に記憶されている１シンボル時刻前の状態尤度Ｓ０
ｋ−１と、０に対するパス尤度が加算器５３により加算
され、その結果が新たにＳ０ｋとしてメモリ５７に記憶
される。生き残りパス情報は既知であるので、パスメモ
リに記憶する必要がない。本発明では後述のように、前
記生き残りパス情報をパスメモリ内のＲＯＭにあらかじ
め格納しておく。

【００１９】以上の処理は、次式に示す演算を実行した
ものである。図４を参照して、

【００２０】

【数１】

【００２１】ここで、ｍｉｎは値の小さい方を選ぶ処
理、Ｐｉｊは状態Ｓｉから状態Ｓｊへの遷移に対するパ
ス尤度、添え字ｋは時刻である。

【００２２】状態Ｓ１とＳ６、Ｓ２とＳ５、Ｓ３とＳ４
についても同様にして、各々以下の演算処理が行われ
る。

【００２３】

【数２】

【００２４】

【数３】

【００２５】

【数４】

【００２６】尚、上式において、パス選択のみを行う状
態（ここではＳ０、Ｓ６、Ｓ５、Ｓ４）に対する尤度は
次式で表される。

【００２７】

【数５】

【００２８】ｙｋが負の場合も同様であり、制御信号発
生部５５により切替えスイッチ５２の接続状態は点線側
となり、上記で述べたのと同じ処理を行うことになる。
この場合、ＡＣＳを行う状態と、パス選択のみを行う状
態はｙｋが正の場合と入れ替わっており、各状態に対し
以下の演算処理を行っている。

【００２９】

【数６】

【００３０】

【数７】

【００３１】

【数８】

【００３２】

【数９】

【００３３】尚、上式において、パス選択のみを行う状
態（ここではＳ７、Ｓ１、Ｓ２、Ｓ３）に対する尤度は
次式で表される。

【００３４】

【数１０】

【００３５】上記演算に基づく処理は、全て図５に示す
構成で容易に実現することができる。

【００３６】次に、前記処理におけるパスメモリの記憶
及びデータ復号の具体的な処理方法について説明する。
図５において、各状態におけるＡＣＳまたはパス選択処
理後の生き残りパス情報として、本発明ではＲＯＭ５８
より１時刻前の状態（遷移前の推定状態）Ｓｉｋ−１及
び遷移パスに対応するデータｄｋ（＝０または１）を出
力し、データ復号部２０３内ＲＡＭ（図６参照）に記憶
する。前記Ｓｉｋ−1及びｄｋは、前記比較器５６から
のパス選択信号５６ａと前記制御信号５５ａにより決定
される。一方、パス選択のみの生き残りパス情報は各状
態で既知であるので、記憶する必要がない。すなわち本
発明では、ＡＣＳを行った状態のみにおける生き残りパ
ス情報を記憶することで、パスメモリ容量を約半分に削
減することができる。

【００３７】図６にデータ復号部２０３の詳細な構成を
示す。ＲＡＭ２０３２（詳細は図７参照）において、時
刻ｋにおける任意の状態、例えばアドレス０００に記憶
されている状態Ｓｉｋ−1を初期状態とし、これをアド
レスとしてＲＯＭ２０３３よりさらに１時刻前の状態Ｓ
ｉｋ−２及び遷移パスに対応するデータｄｋ−１を出力
する。ＲＯＭ２０３３には、パス選択のみの場合の生き
残りパス情報が記憶されており、その詳細は図７に示す
通りである。例えばＳｉｋ−1が００１の時、ＲＯＭの
出力は状態として１００（Ｓ４）、データとして１とな
る。一方、前記Ｓｉｋ−1は、その最上位ビット（ＭＳ
Ｂ）とアドレスＳｉｋ−1の各ビットとで、排他的論理
和ゲート２０３１により排他的論理和が取られる。これ
は、ＲＡＭのアドレス（図７参照）Ｓ０，Ｓ７（００
０，１１１），Ｓ１，Ｓ６（００１，１１０），Ｓ２，
Ｓ５（０１０，１０１），Ｓ３，Ｓ４（０１１，１０
０）のアドレスを、それぞれ０００，００１，０１０，
０１１に共通化するためである。前記共通化されたアド
レスにより、ＲＡＭの出力（１時刻前の状態Ｓｉｋー２
及び遷移パスに対応するデータｄｋー１）が決定され
る。ＲＡＭ２０３２はＡＣＳを行った場合の生き残りパ
ス情報を記憶したものであり、その構成は図７に示す通
りである。前記ＲＡＭには、１時刻前の符号（ｓｇｎ
（ｙｋ−１））も記憶されている。これは、前記生き残
りパス情報をＲＡＭまたはＲＯＭから選択するためのも
のである。この機能を実現するものが図６の切換え制御
部２０３４である。ここでは、前記Ｓｉｋ−１及びｓｇ
ｎ（ｙｋ−１）を切換え制御部２０３４への入力信号と
して、ＲＡＭ出力またはＲＯＭ出力を選択するための制
御信号を切換え制御部２０３４より発生する。前記切換
え制御部２０３４の詳細な構成は図７に示す通りであ
る。例えば、Ｓｉｋ−１＝０１０，ｓｇｎ（ｙｋ−１）
＝１の時はＲＯＭ、Ｓｉｋ−１＝０１１，ｓｇｎ（ｙｋ
−１）＝０の時はＲＡＭからの出力をセレクタ２０３５
により選択する。これにより、生き残りパス情報がＡＣ
Ｓによるものかパス選択によるものかを区別することが
可能となる。前記セレクタの出力は、ＲＡＭまたはＲＯ
Ｍからの生き残りパス情報として、Ｓｉｋ−２及びｄｋ
−１となる。前記Ｓｉｋ−２は、再びこれをアドレスと
してＲＯＭ２０３３よりさらに１時刻前の状態Ｓｉｋー
３及び遷移パスに対応するデータｄｋ−２を出力し、以
下上記で述べた処理をパス打切り長分繰り返す。これは
カウンタ２０３７、比較器２０３８、リセット回路２０
３９及びスイッチ（ＳＷ）２０３６により実現される。
すなわち、カウンタ２０３７において時刻をｋからｋ−
１に減じ、その値を比較器２０３８で０と比較する。０
でなければ上記復号処理を巡回的に行い、０となったと
ころで比較器２０３８より制御信号２０３８ａを出力す
る。同時にリセット回路２０３９により時刻のカウンタ
値をパス打切り長ｎにリセットする。ＳＷ２０３６は、
前記制御信号２０３８ａによりセレクタ２０３５の出力
のうちのデータのみを出力し、これを最尤復号データと
する。

【００３８】以上述べた方式は、ＥＥＰＲ４チャネルに
も適用可能である。その場合、実効状態数は１６から８
に削減される。本発明はまた、ＰＲ４チャネルにも適用
できることは明らかである。この場合、実効状態数は１
になる。

【００３９】図８は、本発明の第２の実施例を示すディ
ジタル磁気記録再生装置の構成である。本構成は、従来
方式の（１，７）ＲＬＬ符号及びＮＲＺＩ記録符号によ
るＥＰＲ４チャネル磁気記録装置に、本発明のＭＬＳＥ
を適用したものとなっている。第１の実施例で述べたの
と同様に、記録データｉｋは（１，７）ＲＬＬ符号化部
８１で符号化され、符号化データｉｋ'となる。ｉｋ'は
ＮＲＺＩ記録符号化部８２でＮＲＺＩ形式の記録符号化
がなされる。これは周知のように、入力値ｉｋ'が１の
場合のみ出力値ｂｋのレベルを変化させる符号化であ
る。（１，７）ＲＬＬ符号では、１の次に必ず少なくと
も１個（最大で７個）の０が含まれるような、符号化率
が２／３の符号構造となっている。従って、前記符号出
力をＮＲＺＩ記録符号化すると、図９に示すように、記
録電流波形ａｋのレベル変動が連続して起こること（＋
−＋、−＋−等）がなくなり、後述のようにＥＰＲ４チ
ャネルの状態遷移が制約される。図９は、（１，７）Ｒ
ＬＬ符号化出力ｉｋ'、ＮＲＺＩ符号出力ｂｋ、記録電
流波形ａｋと、これらに対応する波形等化器出力ｙｋと
の関係を示した例である。これより、ｙｋ＝±４の時ｉ
ｋ'＝１、ｙｋ＝±２、０の時ｉｋ'＝０となることがわ
かる。よって、第１の実施例と同様にｙｋの値から直ち
にｉｋ'を得ることができる。図８において、ＮＲＺＩ
記録符号化された出力ｂｋは、第１の実施例で述べたの
と同様に、記録電流発生部においてｂｋ＝１に対しては
ハイレベル（ａｋ＝１）、ｂｋ＝０に対してはローレベ
ル（ａｋ＝−１）を対応させ、記録アンプ１３、記録ヘ
ッド１４を介し、磁気記録媒体１５に記録される。

【００４０】再生側においても、第１の実施例と同様、
再生ヘッド１６、再生アンプ１７を介し、磁気記録媒体
１５より記録信号を再生する。再生信号はＡ／Ｄ変換器
１８によりディジタル信号に変換された後、波形等化器
１９に入力され、ＰＲ等化がなされる。ここでは再生ヘ
ッド１６から波形等化器１９までを１つの伝送チャネル
と見做した時のインパルス応答が図３（ａ）に示すよう
なＥＰＲ４等化波形となるようにする。該等化器出力は
サンプル時刻Ｔ毎にＭＬＳＥ部２０に入力され、最尤復
号される。ここでも、部分尤度計算部２０１及び部分Ａ
ＣＳ演算部２０２により前述のような状態数削減方式を
適用できる。前記ＭＬＳＥによりデータ復号部２０３か
ら符号化データｉｋ'が出力され、（１，７）ＲＬＬ復
号化部８３で記録復号化後、再生データｉｋを得る。

【００４１】本実施例においては、上述したように、従
来方式として（１，７）ＲＬＬ符号とＮＲＺＩ符号とを
組み合せることにより、記録電流発生部出力ａｋのレベ
ル変動は連続して起こらず（図９参照）、磁化の連続的
な反転がなくなり、ＥＰＲ４チャネルの状態遷移が図１
０の如く制約される（図中、各表記は図４と同じであ
る）。このように磁化の連続反転を防止することで、高
密度記録再生時に生じる非線形歪の影響が軽減される。
図１０より、状態Ｓ２（−＋−）及びＳ５（＋−＋）が
縮退して６状態となり、かつ状態Ｓ１はＳ３に、状態Ｓ
６はＳ４に遷移するのみのトレリス線図となることがわ
かる。これより、実質的にＡＣＳを行うのは、Ｓ０、Ｓ
１、Ｓ６、Ｓ７の４状態になる。ところが本発明では、
これまでに述べたトレリス構造の対称性を利用した状態
数削減方式をＭＬＳＥに適用することにより、実効状態
数は更に減り、２となる。例えば第１の実施例で述べた
方式を用いれば、実質的にＡＣＳを行うのはｙｋの符号
により黒丸を付した状２状態のみである。

【００４２】図１１に部分尤度計算部２０１及び部分Ａ
ＣＳ演算部２０２の詳細な構成を示す。基本構成は第１
の実施例（図５）と同一であるが、ここでは実行状態数
が２と少ないため、ハードウェア構成は非常に簡易化さ
れる。復号処理は第１の実施例で述べたのと全く同じで
ある。すなわち部分尤度計算部では、波形等化出力ｙｋ
が入力され、絶対値算出部５０でｙｋの絶対値が出力さ
れると同時に、符号判定部５１でｙｋの正負が判定され
る。ｙｋが正の場合、制御信号発生部５５により、切替
えスイッチ５２の接続状態を実線の側にする。負の場合
は点線の側に接続するように制御信号５５ａを出力す
る。絶対値算出部５０の出力（ｙｋの絶対値）は、図に
示すように、４通りのパス尤度が計算される。すなわち
上から、それぞれ候補値０、２、４、ー４とｙｋの絶対
値との２乗距離が算出される。これらは加算器５３、乗
算器５４で実現される。ここで部分尤度計算と称してい
るのは、全候補値（−４、−２、０、２、４）に対する
パス尤度を計算する必要がないからである。前記４つの
部分尤度計算された結果は、部分ＡＣＳ演算部２０２に
入力され、２状態のみについてＡＣＳが行われる。すな
わち図において、ｙｋ（ここでは正と仮定）は状態Ｓ
７、Ｓ１に対してのみＡＣＳを行い、状態Ｓ０、Ｓ６に
対しては機械的にパスを選択するような回路構成となっ
ている。状態Ｓ７では、メモリ５７に記憶されていた１
シンボル時刻前の状態尤度Ｓ７ｋ−1と、０に対するパ
ス尤度が加算器５３により加算され、同時に１シンボル
時刻前の状態尤度Ｓ３ｋ−1と、２に対するパス尤度が
加算器５３により加算される。これらは比較器５６で大
小比較され、値の小さい（すなわち尤度の高い）方を新
たな状態尤度Ｓ７ｋとしてメモリ５７に記憶する。ま
た、これに対するパスを生き残りパスとしてデータ復号
部内パスメモリに記憶する。一方、状態Ｓ０においては
０に対するパスを選択し、その尤度を加算するだけであ
る。すなわち、メモリ５７に記憶されている１シンボル
時刻前の状態尤度Ｓ０ｋ−1と、０に対するパス尤度が
加算器５３により加算され、その結果が新たにＳ０ｋと
してメモリ５７に記憶される。同時に０に対する生き残
りパス情報がパスメモリに記憶される。

【００４３】以上の処理は、次式に示す演算を実行した
ものである。図１０を参照して、

【００４４】

【数１１】

【００４５】ここで、ｍｉｎは値の小さい方を選ぶ処
理、Ｐｉｊ状態Ｓｉから状態Ｓｊへのトレリスに対する
パス尤度、添え字ｋはシンボル時刻である。

【００４６】状態Ｓ１とＳ６、Ｓ３とＳ４については、
以下の演算処理が行われる。

【００４７】

【数１２】

【００４８】

【数１３】

【００４９】尚、上式において、パス選択のみを行う状
態（ここではＳ０、Ｓ６、Ｓ４）に対する尤度は次式で
表される。

【００５０】

【数１４】

【００５１】ｙｋが負の場合も同様であり、制御信号発
生部５５により切替えスイッチ５２の接続状態は点線側
となり、上記で述べたのと同じ処理を行うことになる。
この場合、ＡＣＳを行う状態と、パス選択のみを行う状
態はｙｋが正の場合と入れ替わっており、各状態に対し
以下の演算処理を行っている。

【００５２】

【数１５】

【００５３】

【数１６】

【００５４】

【数１７】

【００５５】尚、上式において、パス選択のみを行う状
態（ここではＳ７、Ｓ１、Ｓ３）に対する尤度は次式で
表される。

【００５６】

【数１８】

【００５７】上記演算に基づく処理は、全て図１１に示
す構成で容易に実現することができる。

【００５８】尚、生き残りパス情報の記憶及びデータの
復号方法については、状態数が少なくなることを除いて
第１の実施例（図６参照）と全く同様であるので、その
説明は省略する。

【００５９】このように第２の実施例では、従来方式の
（１，７）ＲＬＬとＮＲＺＩとの組み合せによる記録符
号化を用いたＥＰＲ４チャネルに本発明を適用すること
によって、その実効状態数を更に半分に削減し、実質的
に２状態ＡＣＳによる簡易な構成で最尤復号を行うこと
が可能となる。

【００６０】図１２は、本発明の第３の実施例を示すデ
ィジタル磁気記録再生装置の構成である。本構成では、
図８に示した第２の実施例とは異なり、ＮＲＺＩ記録符
号化部８２がない代わりに、記録電流発生パターン割当
部８２ａを備えている。これまで述べてきたのと同様
に、記録データｉｋは（１，７）ＲＬＬ符号化部８１で
符号化され、符号化データｉｋ'となる。本発明では後
に詳述する如く、記録電流発生パターン割当部８２ａに
おいて符号割り当てがなされる。すなわち、前記符号器
出力３ビットのパターンｉｋ−２'ｉｋ−1'ｉｋ'に着目
し、これをＥＰＲ４またはＥＥＰＲ４チャネルの３シン
ボル時間（３Ｔ）に渡る状態遷移に割り当てることによ
り、記録電流の発生パターンを定めている（図１５参
照、詳細は後述）。前記３ビットの符号化データｉｋ−
２'ｉｋ−1'ｉｋ'は前記記録電流発生パターン割当部８
２ａにより、３ビットの記録電流パターンａｋ−２ａｋ
−1ａｋ（＋＋−、−−−等）が割り当てられる。以
下、第１、第２の実施例で述べたのと同様に、前記記録
電流により記録アンプ１３、記録ヘッド１４を介し、磁
気記録媒体１５にデータが記録される。

【００６１】再生側においても、第１及び第２の実施例
と同様、再生ヘッド１６、再生アンプ１７を介し、磁気
記録媒体１５より記録信号を再生する。再生信号はＡ／
Ｄ変換器１８によりディジタル信号に変換された後、波
形等化器１９に入力され、ＰＲ等化がなされる。ここで
は再生ヘッド１６から波形等化器１９までを１つの伝送
チャネルと見做した時のインパルス応答が図３（ａ）ま
たは（ｂ）に示すようなＥＰＲ４またはＥＥＰＲ４等化
波形となるようにする。本実施例では、第１及び第２の
実施例と全く同様の方式で最尤復号を行うことができ、
部分尤度計算部２０１及び部分ＡＣＳ演算部２０２によ
り前述のような状態数削減方式を適用できる（詳細は後
述）。最尤復号されたデータは（１，７）ＲＬＬ復号化
部８３で記録復号化後、再生データを得る。

【００６２】次に、本発明における前記記録電流発生パ
ターン割当部８２ａの機能を詳細に述べる。

【００６３】本発明では、前述のように連続的な磁化反
転を防止するためにあらかじめ状態遷移に制限を与えて
おり、割り当ての対象とするトレリスは、前記第２の実
施例で述べた、状態数の縮退したものである。（１，
７）ＲＬＬ符号では、１の次に必ず少なくとも１個（最
大で７個）の０が含まれるような、符号化率が２／３の
符号構造となっているため、符号出力の取り得るパター
ンは０００、００１、０１０、１００、１０１の５通り
である。一方、３シンボル時間に渡る状態遷移をトレリ
ス線図で表すと、ＥＰＲ４及びＥＥＰＲ４チャネルに対
し、それぞれ図１３、１４のようになる。図１３におい
ては、ＥＰＲ４チャネル本来の状態数８のうち、Ｓ２、
Ｓ５が縮退し、６状態となっている。また、図１４にお
いては、ＥＥＰＲ４チャネル本来の状態数１６のうち、
Ｓ２、Ｓ４、Ｓ５、Ｓ１０、Ｓ１１、Ｓ１３が縮退し、
１０状態となっている。各図とも、状態遷移は時刻ｋー
３からｋに渡る初期状態及び最終状態を表示している。
このように状態遷移に制限を与えることで、各チャネル
とも記録に際する連続的な磁化反転を防止するととも
に、高密度記録再生時に生じる非線形歪の影響を軽減で
きる。図１３及び図１４から、各状態において分岐パス
が３本のものと５本のものが存在することがわかる。こ
れは、状態遷移を制限したことに起因するものであり、
ここでは分岐パスが３本の状態を特異状態と呼ぶことに
する。すなわち、ＥＰＲ４においてはＳ１、Ｓ６が、Ｅ
ＥＰＲ４においてはＳ１、Ｓ６、Ｓ９、Ｓ１４が特異状
態である（図１３、１４参照）。

【００６４】前記符号パターンは、以下の規則に従って
符号割り当てが行われる。図１０、１１において、（１）遷移先の状態が特異状態となるパスには、（１，
７）ＲＬＬ符号の３ビット目が１のもの（００１または
１０１）を割り当てる。

【００６５】（２）特異状態から始まるパスには、
（１，７）ＲＬＬ符号の１ビット目が０のもの（００
０、００１、０１０）を割り当てる。

【００６６】上記規則において、（１）は、（１，７）
ＲＬＬ符号の３ビット目が１ならばその次の最初のビッ
トは必ず０となる性質を利用している。これにより、１
で終わった符号パターンに対しては、常に遷移先の状態
は特異状態となる。次の符号出力は必ず０で始まるの
で、特異状態には３つの符号パターン（０００、００
１、０１０）を割り当てることが可能となる。特異でな
い状態には、規則（１）に注意して符号の全パターンを
割り当てればよい。

【００６７】以上の規則による符号割り当て結果例を図
１５に示す。図１５（１）、図１５（２）はそれぞれＥ
ＰＲ４チャネル、ＥＥＰＲ４チャネルに対する符号割り
当て表を示す。表中、状態遷移は、各初期状態に対し、
３シンボル時間に渡る状態番号（例えばＳ１は１）を表
記してある。またｙｋ−２ｙｋ−1ｙｋは、記録電流パ
ターンａｋ−２ａｋ−1ａｋに対する再生側波形等化器
の応答である。この割り当て表によれば、例えばＥＰＲ
４チャネルにおいて初期状態が３であった時、（１，
７）ＲＬＬ符号の出力が００１ならば、記録電流パター
ンは−−＋であり、状態はＳ６、Ｓ４を経てＳ１に遷移
する。再生側ではその波形等化出力は０、−４、０とな
る。以下、同様にＳ１を初期状態とし、符号パターン
（０００、００１、０１０）に対応して記録電流発生パ
ターンを出力し、次の状態に遷移する。ＥＥＰＲ４チャ
ネルにおいても同様である。上記記録電流発生パターン
割当は、ＲＯＭ等で容易に実現できる。本方式により、
（１，７）ＲＬＬ符号のパターンに着目した無駄のない
符号割り当てを行うことができ、従来のようなＮＲＺＩ
やプリコーダ等の処理が不要となる。また、再生側にお
ける最尤復号に第１の実施例で述べた状態数削減手法を
適用することができ、実効状態数を半分にすることが可
能となる。

【００６８】次に、最尤復号部２０の構成について、Ｅ
ＥＰＲ４チャネルの場合を例に述べる。本実施例の最尤
復号も、第１及び第２の実施例で述べたものと基本的に
同一の構成で処理を実現できる。ＥＥＰＲ４チャネルの
場合に本発明を適用すると、そのトレリス線図は図１６
のようになり、実効状態数は３となることがわかる。こ
れを実現する回路構成を図１７に示す。図は、部分尤度
計算部２０１及び部分ＡＣＳ演算部２０２の詳細な構成
である。基本構成は第２の実施例（図１１）と同一であ
るが、ここでは実行状態数が３となっている（図１６参
照）。復号処理は第１、２の実施例で述べたのと全く同
じである。すなわち部分尤度計算部では、波形等化出力
ｙｋが入力され、絶対値算出部５０でｙｋの絶対値が出
力されると同時に、符号判定部５１でｙｋの正負が判定
される。ｙｋが正の場合、制御信号発生部５５により、
切替えスイッチ５２の接続状態を実線の側にする。負の
場合は点線の側に接続するように制御信号５５ａを出力
する。絶対値算出部５０の出力（ｙｋの絶対値）は、図
に示すように、６通りのパス尤度が計算される。すなわ
ち上から、それぞれ候補値０、２、４、６、ー４、ー６
とｙｋの絶対値との２乗距離が算出される。これらは加
算器５３、乗算器５４で実現される。ここでも、全候補
値（−６、−４、−２、０、２、４、６）に対するパス
尤度を計算する必要はない。前記６つの部分尤度計算さ
れた結果は、部分ＡＣＳ演算部２０２に入力され、３状
態のみについてＡＣＳが行われる。すなわち図におい
て、ｙｋ（ここでは正と仮定）は状態Ｓ１５、Ｓ１、Ｓ
３に対してのみＡＣＳを行い、状態Ｓ０、Ｓ１４、Ｓ１
２及び状態Ｓ６、Ｓ９、Ｓ７、Ｓ８に対しては機械的に
パスを選択するような回路構成となっている。状態Ｓ１
５では、メモリ５７に記憶されていた１シンボル時刻前
の状態尤度Ｓ１５ｋ−1と、０に対するパス尤度が加算
器５３により加算され、同時に１シンボル時刻前の状態
尤度Ｓ７ｋ−1と、２に対するパス尤度が加算器５３に
より加算される。これらは比較器５６で大小比較され、
値の小さい（すなわち尤度の高い）方を新たな状態尤度
Ｓ７ｋとしてメモリ５７に記憶する。また、これに対す
るパスを生き残りパスとしてデータ復号部内パスメモリ
に記憶する。一方、状態Ｓ０においては０に対するパス
を選択し、その尤度を加算するだけである。すなわち、
メモリ５７に記憶されている１シンボル時刻前の状態尤
度Ｓ０ｋー1と、０に対するパス尤度が加算器５３によ
り加算され、その結果が新たにＳ０ｋとしてメモリ５７
に記憶される。同時に０に対する生き残りパス情報がパ
スメモリに記憶される。状態Ｓ１とＳ１４、Ｓ３とＳ１
２についても、図１７の結線に従って処理が行われる。
演算式は第１及び第２の実施例と同様であるので省略す
る。

【００６９】ｙｋが負の場合も同様であり、制御信号発
生部５５により切替えスイッチ５２の接続状態は点線側
となり、上記で述べたのと同じ処理を行うことになる。
この場合、ＡＣＳを行う状態と、パス選択のみを行う状
態はｙｋが正の場合と入れ替わることも第１及び第２の
実施例と同様である。

【００７０】生き残りパス情報の記憶についても第１及
び第２の実施例（図５、図１１参照）と全く同様であ
る。

【００７１】図１８にデータ復号部２０３の構成を示
す。本構成は基本的には第１及び第２の実施例と同一で
あるが（図６参照）、ＲＡＭ２０３２及びＲＯＭ２０３
３の出力にデータｄｋがないこと、またメモリ５７、Ｒ
ＯＭ２０４０、３進カウンタ２０４１が付加されている
点が異なっている。ここではＲＡＭ２０３２において、
時刻ｋにおける任意の状態、例えばアドレス０００に記
憶されている状態Ｓｉｋ−1を初期状態とし、これをア
ドレスとしてＲＯＭ２０３３よりさらに１時刻前の状態
Ｓｉｋ−２を出力する。ＲＯＭ２０３３には、パス選択
のみの場合の生き残りパス情報が記憶されている（その
構成は図７と同様である）。一方、前記Ｓｉｋ−1は、
第１の実施例と同様にその最上位ビット（ＭＳＢ）とア
ドレスＳｉｋ−1の各ビットとで、排他的論理和ゲート
２０３１により排他的論理和が取られる。これは、ＲＡ
Ｍのアドレスを共通化するためである。前記共通化され
たアドレスにより、ＲＡＭの出力（１時刻前の状態Ｓｉ
ｋ−２）が決定される。ＲＡＭ２０３２はＡＣＳを行っ
た場合の生き残りパス情報を記憶したものである（その
構成は図７と同様である）。前記ＲＡＭには、１時刻前
の符号（ｓｇｎ（ｙｋ−１））も記憶されている。これ
は、前記生き残りパス情報をＲＡＭまたはＲＯＭから選
択するためのものである。この機能を実現するものが切
換え制御部２０３４である。ここでは、前記Ｓｉｋ−１
及びｓｇｎ（ｙｋ−１）を切換え制御部２０３４への入
力信号として、ＲＡＭ出力またはＲＯＭ出力を選択する
ための制御信号を切換え制御部２０３４より発生する。
前記切換え制御部２０３４は図７と同様に容易に構成で
きる。これにより、生き残りパス情報がＡＣＳによるも
のかパス選択によるものかを区別することが可能とな
る。前記セレクタの出力は、ＲＡＭまたはＲＯＭからの
生き残りパス情報として、Ｓｉｋ−２となる。前記Ｓｉ
ｋ−２は、再びこれをアドレスとしてＲＯＭ２０３３よ
りさらに１時刻前の状態Ｓｉｋ−３及び遷移パスに対応
するデータｄｋ−２を出力し、以下上記で述べた処理を
パス打切り長分繰り返す。これはカウンタ２０３７、比
較器２０３８、リセット回路２０３９及びスイッチ（Ｓ
Ｗ）２０３６により実現される。すなわち、カウンタ２
０３７において時刻をｋからｋ−１に減じ、その値を比
較器２０３８で０と比較する。０でなければ上記復号処
理を巡回的に行い、０となったところで比較器２０３８
より制御信号２０３８ａを出力する。同時にリセット回
路２０３９により時刻のカウンタ値をパス打切り長ｎに
リセットする。ＳＷ２０３６は、前記制御信号２０３８
ａによりセレクタ２０３５の出力のうちのデータのみを
出力する。ここまでの処理は、第１及び第２の実施例と
ほぼ同じである。前記スイッチ２０３６の出力は、パス
打切り長分生き残りパスを遡った先の状態であり、これ
をＲＯＭ２０４０に出力するとともにメモリ５７に記憶
する。前記メモリは３つで構成され、３シンボル時間に
渡るシフトレジスタである。前記シフトレジスタの出力
は、３シンボル時間前の状態であり、これは前記ＲＯＭ
２０４０に出力される。ＲＯＭ２０４０は前記状態及び
３シンボル時刻前の状態をアドレスとし、これに対応し
た３ビットのデータを復号出力とする。これは、図１
２、図１３、図１４に示す３シンボル時間に渡る状態遷
移に対応する３ビットデータを出力することに他ならな
い。ＲＯＭ２０４０は図１３、図１４より容易に構成で
きる。前記ＲＯＭ２０４０は３進カウンタ２０４１によ
り制御され、３シンボル時間毎に最尤復号データを出力
するようにしている。前記３進カウンタ２０４１は、３
ビットデータの区切りを識別するためのクロックと同期
している。

【００７２】このように第３の実施例では、ＥＥＰＲ４
チャネルに本発明を適用することによって、実質的に３
状態ＡＣＳによる非常に簡易な構成で最尤復号を行うこ
とが可能となる。

【００７３】以上の説明はＥＥＰＲ４チャネルを例とし
たものであるが、ＥＰＲ４チャネルにも本実施例を適用
できることは明らかである。この場合、最尤復号器の構
成は図１１と全く同一であり、データ復号部は図１８を
用いればよい。

【００７４】尚、本実施例では記録符号化手段として
（１，７）ＲＬＬ符号を用いているが、上記から明らか
なように、符号出力が１の次に必ず少なくとも１ビット
以上の０が続くような，任意の記録符号化手段を適用で
きる。ただし、再生側におけるタイミング抽出や自動利
得制御を適正に動作させるためには０の連続数を有限に
抑える必要がある。（１，７）ＲＬＬ符号は、その有効
な符号化手段の代表例としてよく用いられている。

【００７５】図２１に、本発明による回路規模の削減効
果を示す。図は、従来型ＥＰＲＭＬ、本発明によるＥＰ
ＲＭＬ、本発明による（１，７）ＲＬＬ符号化ＥＰＲＭ
Ｌ、及び本発明による（１，７）ＲＬＬ符号化ＥＥＰＲ
ＭＬの最尤復号部における加算器、乗算器、比較器、及
びパスメモリ量を比較したものである。これらはそれぞ
れ実施例１、２、３（図５、図１１、及び図１７参照）
におけるハードウェア規模で示してある。表中、括弧内
の数字は従来型ＥＥＰＲＭＬにおけるハードウェア量で
ある。これより、本発明によるＥＰＲＭＬは従来型ＥＰ
ＲＭＬに比べ、加算器が３／４、比較器及びパスメモリ
が１／２に削減されることがわかる。また、本発明によ
る（１，７）ＲＬＬ符号化ＥＰＲＭＬでは、加算器が約
１／２、比較器が１／４、パスメモリが３／８に削減さ
れる。乗算器についてはいずれもあまり変わらないが、
全体としての回路規模は大幅に小さくなることがわか
る。本発明による（１，７）ＲＬＬ符号化ＥＥＰＲＭＬ
においては、その回路規模は従来型ＥＰＲＭＬよりも比
較器及びパスメモリが半分以下に削減されている。ま
た、これを従来型ＥＥＰＲＭＬと比較すると、加算器が
約１／２、比較器及びパスメモリが約１／５と著しく簡
易化されることがわかる。

【００７６】

【発明の効果】以上述べたように本発明によれば、パー
シャルレスポンスチャネルを用いたディジタル磁気記録
再生装置において、トレリス構造の対称性に着目し、そ
の実効状態数を従来の半分に削減することにより、最尤
復号の処理を簡易にかつ性能劣化をきたさずに実現でき
る。このため、最尤復号器の回路規模は従来の約半分と
なり、低消費電力化も達成できる。また、従来用いられ
ていた（１，７）ＲＬＬとＮＲＺＩとの組み合せによる
記録符号化方式によるＥＰＲ４チャネルにおいては、本
発明を適用することでその実効状態数を４から２に削減
できる。更に本発明の３ビット（１，７）ＲＬＬ符号割
当方式と前記最尤復号方式とを組み合せることにより、
ＥＥＰＲ４チャネルに対する最尤復号処理を実効状態数
３（従来の約１／５）で実現できる。ＥＰＲ４チャネル
においては従来、（１，７）ＲＬＬとＮＲＺＩとの組み
合せ以外の記録符号化方式（例えば、８−９変換符号
等）で実効状態数を４に縮退することは困難であり、種
々の記録符号化方式に適用できないという欠点があっ
た。本発明は前記問題点を解決し、ＰＲ４、ＥＰＲ４、
ＥＥＰＲ４等のあらゆるパーシャルレスポンスチャネル
に適用できるだけでなく、任意の記録符号化方式を用い
ることが可能である。この意味で本発明は、柔軟で汎用
性のある高密度ディジタル磁気記録再生装置を提供でき
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施例を示すディジタル磁気記
録再生装置の構成図である。

【図２】本発明の第１の実施例におけるＥＰＲ４及びＥ
ＥＰＲ４チャネル用プリコーダの構成図である。

【図３】ＥＰＲ４、ＥＥＰＲ４及びＰＲ４チャネルのイ
ンパルス応答波形である。

【図４】本発明の最尤復号部（ＭＬＳＥ）における部分
尤度計算及び部分ＡＣＳ演算部の処理を説明するための
図である。

【図５】本発明の第１の実施例における最尤復号部の詳
細な構成図である。

【図６】本発明の第１の実施例におけるデータ復号部の
詳細な構成図である。

【図７】本発明の第１の実施例内データ復号部における
切換え制御テーブル及びＲＡＭ、ＲＯＭの詳細な構成図
である。

【図８】本発明の第２の実施例を示すディジタル磁気記
録再生装置の構成図である。

【図９】第２の実施例における、（１，７）ＲＬＬ符
号、ＮＲＺＩ符号、記録電流波形と等化器出力応答との
関係を示す図である。

【図１０】第２の実施例におけるＥＰＲ４チャネルの状
態数縮退の原理及び、本発明の最尤復号部（ＭＬＳＥ）
における部分尤度計算及び部分ＡＣＳ演算部の処理を説
明するための図である。

【図１１】本発明の第２の実施例における最尤復号部の
詳細な構成図である。

【図１２】本発明の第３の実施例を示すディジタル磁気
記録再生装置の構成図である。

【図１３】本発明の第３の実施例における、（１，７）
ＲＬＬ符号化ＥＰＲ４チャネルの３シンボル時刻におけ
る状態遷移を示す図である。

【図１４】本発明の第３の実施例における、（１，７）
ＲＬＬ符号化ＥＥＰＲ４チャネルの３シンボル時刻にお
ける状態遷移を示す図である。

【図１５】本発明の第３の実施例における、（１，７）
ＲＬＬ符号化ＥＰＲ４及びＥＥＰＲ４チャネルの３シン
ボル時刻に渡る状態遷移の符号割当てを示す図である。

【図１６】第３の実施例におけるＥＥＰＲ４チャネルに
対する、本発明の最尤復号部（ＭＬＳＥ）における部分
尤度計算及び部分ＡＣＳ演算部の処理を説明するための
図である。

【図１７】本発明の第３の実施例における最尤復号部の
詳細な構成図である。

【図１８】本発明の第３の実施例におけるデータ復号部
の詳細な構成図である。

【図１９】従来発明によるディジタル磁気記録再生装置
の構成図である。

【図２０】従来発明における最尤復号部の詳細な構成図
である。

【図２１】本発明による最尤復号部の回路規模削減効果
を示す図である。

【符号の説明】

１０…記録符号化部、１１…プリコーダ、１２…記録電
流発生部、１３…記録アンプ、１４…記録ヘッド、１５
…磁気記録媒体、１６…再生ヘッド、１７…再生アン
プ、１８…Ａ／Ｄ変換器、１９…波形等化器、２０…Ｍ
ＬＳＥ部、２０１…部分尤度計算部、２０２…部分ＡＣ
Ｓ部、２０３…データ復号部、２１ａ〜２１ｄ…排他的
論理和ゲート、２２ａ〜２２ｇ…１シンボル遅延素子、
５０…絶対値算出部、５１…符号判定部、５２…切換え
スイッチ、５３…加算器、５４…乗算器、５５…制御信
号発生部、５５ａ…制御信号、５６…比較器、５６ａ…
パス選択信号、５７…メモリ、５８…ＲＯＭ、８１…
（１，７）ＲＬＬ符号化部、８２…ＮＲＺＩ記録符号化
部、８２ａ…記録電流発生パターン割当部、８３…
（１，７）ＲＬＬ復号化部、１０１…尤度計算部、１０
２…ＡＣＳ部、２０３１…排他的論理和ゲート、２０３
２…ＲＡＭ、２０３３…ＲＯＭ、２０３４…切換え制御
部、２０３５…セレクタ、２０３６…スイッチ、２０３
７…カウンタ、２０３８…比較器、２０３８ａ…制御信
号、２０３９…リセット回路、２０４０…ＲＯＭ、２０
４１…３進カウンタ。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁶ 識別記号庁内整理番号ＦＩ技術表示箇所Ｈ０３Ｍ 13/12 Ｈ０４Ｌ 25/497 9199−5Ｋ

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】入力ディジタル信号を記録符号化する手段
と、前記符号をプリコードする手段と、前記プリコード
出力信号を磁気記録媒体に記録し、記録した信号を再生
する磁気記録再生手段と、前記磁気記録再生手段からの
再生アナログ信号をディジタル信号に変換し、パーシャ
ルレスポンス応答波形に等化する手段と、前記等化出力
値より最尤復号を行う手段において、前記等化出力値の
絶対値を取る手段、前記等化出力値の符号を判定する手
段、前記等化出力の絶対値のパス尤度を計算する手段、
前記パーシャルレスポンスによって規定される全状態の
半分に着目し、前記等化出力値が正の場合と負の場合と
で加算、比較、選択処理を行う状態（前半状態）を切り
替える手段、前記前半状態のみについて加算、比較、選
択処理を行い、残りの状態（後半状態）については前記
等化出力値に近い方のトレリスを生き残りパスとして選
択する手段、及び前記生き残りパスを一定期間過去に遡
り、到達したパスに対応するデータを復号する手段を設
け、前記データを記録復号する手段により再生データを
得るようにしたことを特徴とするディジタル磁気記録再
生装置。
【請求項２】前記最尤復号の加算、比較、選択処理を切
り替える手段において、波形等化出力値が正の場合に
は、正の値に対応する遷移パスのみと接続する状態を前
半状態とし、負の場合には、負の値に対応する遷移パス
のみと接続する状態を前半状態とする機能を設けたこと
を特徴とする請求項１に記載のディジタル磁気記録再生
装置。
【請求項３】前記最尤復号の加算、比較、選択処理を切
り替える手段において、前記波形等化出力の絶対値のパ
ス尤度を、全候補値のうちの正の値及び１つの負の値の
みに対して計算する手段、前記加算、比較、選択処理を
実現するための加算器及び比較器を共通化し、前記波形
等化出力の符号に応じて加算、比較、選択処理を行う状
態をスイッチにより切り換える手段を設けることによ
り、回路規模を削減し、全状態数の半分で最尤復号を実
現できるようにしたことを特徴とする請求項２に記載の
ディジタル磁気記録再生装置。
【請求項４】前記最尤復号の加算、比較、選択処理をス
イッチにより切り替える手段において、前記波形等化出
力の符号により制御信号を発生し、前記制御信号により
スイッチの接続状態を操作するようにしたことを特徴と
する請求項２又は３に記載のディジタル磁気記録再生装
置。
【請求項５】前記最尤復号の加算、比較、選択処理を切
り替える手段において、前記比較器から出力されるパス
選択信号と、前記符号判定後の制御信号とをＲＯＭ（Ｒ
ｅａｄＯｎｌｙＭｅｍｏｒｙ）の入力とし、これに
よって選択されたパスに対応する１時刻前の状態と、前
記パスにおけるデータ値（０または１）を出力する手
段、及び１時刻前の前記符号を記憶する手段、前記１時
刻前の符号と前記ＲＯＭの出力（１時刻前の状態及びデ
ータ）を請求項１のデータ復号手段におけるＲＡＭ（Ｒ
ａｎｄｏｍＡｃｃｅｓｓＭｅｍｏｒｙ）にパスメモ
リ情報として記憶する手段を設けたことを特徴とする請
求項３に記載のディジタル磁気記録再生装置。
【請求項６】請求項１のデータ復号手段において、前記
パスメモリとしてＲＯＭ及びＲＡＭを設け、加算、比
較、選択処理を行わず、パス選択のみを行う場合の生き
残りパス情報をあらかじめＲＯＭに記憶しておく手段、
及び加算、比較、選択処理を行う場合の生き残りパス情
報をＲＡＭに記憶する手段を設け、これを適宜切り換え
ることにより生き残りパス情報を出力し、復号データを
得るようにしたことを特徴とするディジタル磁気記録再
生装置。
【請求項７】前記データ復号手段において、前記ＲＡＭ
に記憶されている最新時刻の生き残りパス情報としての
任意の状態を初期状態とし、これをアドレスとして１時
刻前のパスメモリ情報（状態及びデータ）を前記ＲＡＭ
及び前記ＲＯＭより出力する手段、前記ＲＡＭ及びＲＯ
Ｍ出力のいずれかを、セレクタにより適宜選択し、これ
を出力する手段、前記セレクタ出力のうちの状態を再び
前記ＲＡＭ及びＲＯＭのアドレスとする手段、及び前記
処理を一定期間（パス打切り長）繰り返す手段を設け、
復号データを得るようにしたことを特徴とする請求項５
に記載のディジタル磁気記録再生装置。
【請求項８】前記パスメモリの入力アドレスとしての状
態について、各ビットとその最上位ビットとの排他的論
理和を取り、これを前記ＲＡＭへの入力アドレスとした
ことを特徴とする請求項７に記載のディジタル磁気記録
再生装置。
【請求項９】前記ＲＡＭ及びＲＯＭ出力のいずれかを、
セレクタにより適宜切り換えるために、切り換え制御機
能を設け、前記状態と、前記符号により前記切り換え制
御を行えるようにしたことを特徴とする請求項７に記載
のディジタル磁気記録再生装置。
【請求項１０】前記記録符号化手段として（１，７）Ｒ
ＬＬ（ＲｕｎＬｅｎｇｔｈＬｉｍｉｔｅｄ）符号化
及びＮＲＺＩ（ＮｏｎＲｅｔｕｒｎｔｏＺｅｒｏ
Ｉｎｖｅｒｔｅｄ）符号化を行う手段を設けたことを
特徴とする請求項１から９のいずれかに記載のディジタ
ル磁気記録再生装置。
【請求項１１】前記（１，７）ＲＬＬ符号化及びＮＲＺ
Ｉ符号化の代わりに（１，７）ＲＬＬ符号化のみを行う
手段と、ＥＰＲ４チャネル、ＥＥＰＲ４チャネルにおけ
る状態数の縮退したトレリスの３シンボル時間に渡る状
態遷移に前記（１，７）ＲＬＬ符号出力３ビットを割り
当てる手段と、請求項１のデータ復号手段において、１
時刻前のパスメモリ情報として状態のみを前記ＲＡＭ及
びＲＯＭより出力する手段と、これを前記セレクタによ
り適宜選択する手段と、前記セレクタ出力を３シンボル
時間に渡り遅延させる手段と、前記セレクタ出力並びに
遅延されたセレクタ出力より、前記３ビットの（１，
７）ＲＬＬ符号化データを復号出力とする手段を設けた
ことを特徴とする請求項１０に記載のディジタル磁気記
録再生装置。
【請求項１２】遷移パスが５本の状態には前記（１，
７）ＲＬＬ符号の全パターン（０００、００１、０１
０、１００、１０１）を、パスが３本の状態（特異状
態）には前記（１，７）ＲＬＬ符号のうち、１ビット目
が０となるパターン（０００、００１、０１０）を割り
当てる手段及び、これに対応する３ビットの正または負
の記録電流発生パターンを割り当てる手段を設けたこと
を特徴とする請求項１１に記載のディジタル磁気記録再
生装置。
【請求項１３】前記特異状態に遷移するパスには、前記
（１，７）ＲＬＬ符号の全パターン（０００、００１、
０１０、１００、１０１）のうち、３ビット目が１のも
の（００１、１０１）を割り当てる手段を設けたことを
特徴とする請求項１２に記載のディジタル磁気記録再生
装置。
【請求項１４】前記（１，７）ＲＬＬ符号の代わりに、
符号出力１の次に必ず少なくとも１ビット以上の０が続
く記録符号化を行う手段を設けたことを特徴とする請求
項１１から１３のいずれかに記載のディジタル磁気記録
再生装置。
【請求項１５】入力ディジタル信号を符号化して磁気記
録媒体に記録する記録手段と、上記磁気記録媒体から再
生信号を読みだす再生手段と、上記再生信号を入力して
パーシャルレスポンス及び最尤復号を用いて上記ディジ
タル信号を再生する復号手段と、からなるディジタル磁
気記録再生装置において、上記復号手段は、上記パーシ
ャルレスポンスによって規定される全状態数の半数以下
の状態のみについてパス尤度を利用した加算又は比較又
は選択の演算を行って生き残りパスを決定し、その他の
状態についてはパス尤度の高いパスを選択して生き残り
パスを決定することを特徴とするディジタル磁気記録再
生装置。
【請求項１６】前記全状態数の半数以下の状態と前記そ
の他の状態とは、前記読みだされた再生信号の正又は負
を示す符号におうじて切り替わることを特徴とする請求
項１６に記載のディジタル磁気記録再生装置。