JPH0846525A - 情報記録再生装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 ＰＲ（１，１）の最尤復号法を用いて符号化
信号の再生誤り率を低下することを目的とする。 【構成】 ０、１の２値情報を記録した媒体上から再生
データを得る際にＰＲ（１，１）を採用して最尤復号す
る情報記録再生装置において、あるｋ番目のデータビッ
トが０である尤度と、１である尤度との尤度差δ_k を検
出する尤度差検出手段８と、該尤度差δ_k を１クロック
遅延させる遅延手段９とを備え、該遅延手段９より出力
される１クロックビット前の尤度差δ_k-1 と、k番目の
データビットにおける再生信号出力y_kを加算し（５）、
加算結果（y_k＋δ_k-1 ) と予め決められた２つの基準レ
ベル、レベル１、レベル２とをそれぞれ比較器６、比較
器７によって比較し、それぞれの出力０、出力１に従っ
て誤り訂正し（４）、再生データを検出することを特徴
とする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、２値のディジタル情報
を記録再生する情報記録再生装置に関し、特に、ＰＲ
（１，１）等化を採用し最尤復号により情報を再生する
情報記録再生装置に関するものである。

【０００２】

【背景技術】一般に、符号情報を再生する際に、符号の
誤り率を、より少なくする識別方法として最尤復号法が
知られている。以下にパーシャルレスポンス（ＰＲ）を
用いた場合における最尤復号法の要点を説明する。

【０００３】通常、２値の符号信号を３値の符号信号に
変換し、伝送あるいは記録を行なう場合がある。３値信
号は、直流成分を含まない様に構成することが可能であ
り、特に直流を伝送あるいは記録できない、又はしにく
い様なシステムに用いられる例が多い。

【０００４】パーシャルレスポンス（ＰＲ）による１、
０、−１の３値の出力において、各状態における確率に
相当する値を尤度と呼ぶ。最尤復号法とは、より高い尤
度を選択していく方法である。伝送系の雑音がガウス分
布に従う場合、k 番目の識別点出力をy_k、σを識別点出
力における標準偏差、Ａを常数とすると、尤度Ｐは下式
のように示される。ここで、識別点出力とは、データを
抽出するクロックのタイミングにおける再生受信信号の
値を示す。

【０００５】

【数１】 Ｐ₁ ＝Ａexp{ -(y_k-1)² ／ 2σ² } ……（１） Ｐ₀ ＝Ａexp{ -y_k ² ／ 2σ² } ……（２） Ｐ_-1＝Ａexp{ -(y_k+1)² ／ 2σ² } ……（３） ここで、この尤度Ｐの逆数の対数をとり、規格化すると
下式のように示される。これらをパスメトリックと呼
ぶ。

【０００６】

【数２】 Ｉ₁ ＝−y_k＋0.5 ………（４） Ｉ₀ ＝ 0 ………（５） Ｉ_-1＝ y_k ＋0.5 ………（６） このパスメトリックは、尤度の逆数に対応するので、こ
の和が小さいほど情報符号の存在する確率が大きいこと
を意味する。

【０００７】２値のディジタル情報のデータパスの推移
は、時刻 k-1におけるデータの状態が１の場合、時刻 k
では１または−１になる状態が存在し、時刻 k-1におけ
るデータの状態が−１の場合、時刻 kでは１または−１
になる状態が存在する。上記のパスメトリックにおい
て、Ｉ₁ は１から１へのパス（以下、これをパス１と称
する。）、Ｉ₀ は１から−１または−１から１へのパス
（以下、これをパス０と称する。）、Ｉ_-1は−１から１
へのパス（以下、これをパス−１と称する。）に対応す
る。ここで、ある時刻 k-1におけるデータが０である時
のパスメトリックの和をＳ_0K-1とし、１である時のパス
メトリックの和をＳ_1K-1とすると、時刻 kにおける各状
態のパスメトリックの和は、下式のように示される。こ
こで、min[Ａ，Ｂ] は、ＡとＢのうち小さい方を選択す
ることを意味する。

【０００８】

【数３】 Ｓ_0K＝min[Ｓ_0K-1＋Ｉ_-1，Ｓ_1K-1＋Ｉ₀ ］ ＝min[Ｓ_0K-1＋y_k＋0.5 ，Ｓ_1K-1］ ………（７） Ｓ_1K＝min[Ｓ_1k-1＋Ｉ₁ ，Ｓ_0k-1＋Ｉ₀ ］ ＝min[Ｓ_1k-1−y_k＋0.5 ，Ｓ_0k-1］ ………（８） この数式は、以下のことを意味する。時刻 kにおいてデ
ータが０であるためには、時刻 k-1におけるデータが０
の時はパス−１を通り、データが１の時はパス０を通る
場合の２種類のパスが存在する。時刻 k-1でのデータが
０である時のパスメトリックの和をＳ_0K-1、データが−
１である時のパスメトリックの和をＳ_{1K -1}とすると、パ
ス−１を通った場合のＳ_0KはＳ_0K-1＋Ｉ_-1になり、パス
０を通った場合のＳ_0KはＳ_1K-1+Ｉ₀ になる。ここで、
最尤復号法では、尤度の高い場合、つまりパスメトリッ
クの和の小さい場合のパスのみを選択する。この様に、
時刻 kのデータを０であると仮定すると、時刻 k-1から
のパスが決定する。このことは、時刻 kにおいてデータ
が１であると仮定した場合においても同様である。

【０００９】この様に、状態の変化の様子を各時刻毎に
図示してゆくと、第５図に示すようなトレリス線図と呼
ばれる図が得られる。図より解るように、各時刻間には
必ず２本のパスが存在する。しかし、あるパスは途中で
途切れ、あるパスは連続する。このうち、連続したもの
を正しい状態の変化のパスと推定し、このパス状態に基
づいて各時刻の復号値を推定しデータを決定してゆく方
法が最尤復号法である。最尤復号法により、例えば受信
した情報の信号対雑音比が１３ｄＢの場合には、通常の
復号法による符号誤り率は約１０^-3であるが、これを１
０^-5に改善できると言われている。

【００１０】ここで、パーシャルレスポンスの概念とし
て、ＰＲ（１、２、１）の符号化と復合化について説明
する。まず、ＰＲ（１、２、１）とは、送信信号中の１
ビットの“１”が送信され、受信復調された後、“１”
が１、２、１というパターンとなるように波形等化を行
なうものである。例えば、“０１１００１０１００”と
いう送信データが入力されたものとする。これをプリコ
ーダというエンコーダで２回のＮＲＺＩ変換が行われ、
この状態で送信される。この送信と受信復調間とでノイ
ズが生じる等すると、波形干渉パターンとなり、それを
例えば５値信号化すると、０、１、２、３、４の５値レ
ベルデジタル信号となる。そして、これを“０”、
“２”、“４”を“０”とみなし、“１”、“３”を
“１”とみなして、２値化すれば、もとの送信データ
“０１１００１０１００”が得られる。

【００１１】このことにより、このデータ符号間干渉を
付加して、これを２値化することで、誤り符号を訂正
し、符号間干渉を除去できることも徐々に分かってきて
いる。このＰＲ（１、２、１）は、１、２、１というパ
ターンで波形等化することを意味し、ＰＲ（１、０、ー
１）は１、０、ー１というパターンで波形等化を行い、
ＰＲ（１、１）は１、１というパターンで波形等化する
ことを意味する。

【００１２】ＰＲ（１、１）による符号化と復合化の例
について、記録信号中の１ビットの“１”が記録、再
生、波形等化を経た後、０、１、１、０というパターン
と成るように波形等化を行なうものである。このプリコ
ーダでは、１回のＮＲＺＩ変換が行われて送出され、そ
の後受信側では、０１２という３値検出が行われ、そこ
で、“０”と“２”を“０”とみなし、“１”を“１”
とみなして、２値化信号が得られる。その結果、送出の
符号と同一の符号が得られる。

【００１３】上記の通り、論理的には理論通り、誤り訂
正がなされるが、具体的な手法の例は少ない。以下具体
的な最尤復号法を、磁気記録等のＰＲ（１，０，−１）
に適用した例が、既に、特公平５−４８６５号公報で開
示されている。以下にこの方法を簡単に説明する。本公
報では、最尤復号器の状態推定部を２つの状態の尤度差
を用いて実現するようになっている。「０または１、０
または−１」のレベルの繰返しよりなる３値信号と、上
記３値信号の２種類の状態の尤度差を入力とし、１デー
タ周期後の尤度差および上記状態の変化の有無を出力す
る状態推定部と、上記状態の変化の有無を入力とし、２
値の復号値を出力する復号値推定部により復号器を構成
している。

【００１４】磁気記録において、（１，０，−１）の３
値信号は、１になれば次は０か−１になり、−１になれ
ば次は０か１になる性質がある。すなわち、次が０か−
１になる状態（これをodd（奇数） とする）と、０か１
になる状態（これをeven（偶数）とする）の２つの状態
がある。時刻 kの状態 oddの尤度をm_O(k) 、状態evenの
尤度をm_E(k) とし、識別点出力をy_kとすると、雑音がガ
ウス分布に従う場合、下式が成立する。ここで、max
[Ａ，Ｂ] は、ＡとＢのうち大きい方を選択することを
意味する。

【００１５】

【数４】 m_O(K+1) ＝max[m_O(k) ，m_E(k)+y_k-0.5] ………（９） m_E(K+1) ＝max[m_O(k)-y_k-0.5，m_E(k) ] ………（１０） 上式は、以下を意味する。時刻 k+1で状態が oddの場合
に、時刻 kでは状態がoddの場合とevenの場合があり得
る。時刻 kで oddの確率がm_O(k) 、evenの確率がm_E(k)
であると考えた場合に、 odd及びevenの状態が時刻 k+1
で oddになり得る確率は各々m_O(k) 、m_E(k)+y_k-0.5であ
る。次に、時刻 k+1で状態が oddであるとすれば、これ
らの確率の大きい方の状態推移により時刻 k+1で oddに
なったと考えられる。つまり、（９）式で m_O(k) ＞m_E
(k)+y_k-0.5の場合には、時刻 k+1が oddであれば、時刻
kも oddであり、m_O(k) ＜m_E(k)+yk-0.5の場合には、時
刻k+1がodd であれば、時刻 kはevenである。

【００１６】このように、時刻 k+1が oddと仮定する
と、odd-odd の状態推移（状態変化なし）、even-oddの
状態推移（状態推移あり）のいずれが生じたかを選択す
ることができる。全く同様に、時刻 k+1がevenと仮定す
ると、（１０）式で m_O(k)-y_k-0.5＞m_E(k) なら odd-e
ven の状態推移、m_O(k)-y_k-0.5＜m_E(k) ならeven-even
の状態推移とのいずれかを選択できる。そして、時刻 k
+1が oddである確率は選択した状態推移の確率であり、
同様に時刻 k+1がevenである確率も選択した状態推移の
確率であるので、それぞれ（９）式、（１０）式によ
り、m_O(k+1) 、m_E(k+1) を得ることができる。すなわ
ち、m_O、m_Eに適当な初期値を与えれば、各時刻毎の識別
点出力y_kを用い、各状態の尤度が得られ、かつ各時刻の
状態 oddに流入するパスの状態推移（状態変化の有無）
および状態evenに流入するパスの状態推移（状態変化の
有無）をそれぞれ選択できる。

【００１７】上記（９）、（１０）式の両辺より、それ
ぞれm_E(k) を減ずる。また新たに下式のように定義す
る。

【００１８】

【数５】 △m(k)＝m_O(k) −m_E(k) ………（１１） とすると、下式を得る。

【００１９】

【数６】 m_O(k+1) −m_E(K) ＝max[△m(k)，y_k-0.5] ………（１２） m_E(k+1) −m_E(K) ＝max[△m(k)-y_k-0.5 ，0] ………（１３） さらに、上記（１２）、（１３）式の差を求めると、下
式を得る。

【００２０】

【数７】 △m(k+1)＝max[△m(k)，y_k-0.5] −max[△m(k)-y_k-0.5 ，0] ……（１４） この（１４）式は、上記（９）、（１０）式と全く同じ
機能を有する。すなわち、△m(k)＞y_k-0.5の場合には、
時刻 k+1が oddであれば時刻 kも oddであり、△m(k)＜
y_k-0.5の場合には、時刻 kはevenである。しかるに、こ
こで一時記憶すべき値は、尤度差△m(k)のみとなり、従
来必要としていた値の半分になる。

【００２１】更に、（１４）式の中の大小関係により４
つの場合が生じるが、実はこれは下記の３つの場合で十
分である。

【００２２】

【数８】△m(k)≧y_k+0.5 ………（１５） y_k+0.5＞△m(k)＞y_k-0.5 ………（１６） △m(k)≦y_k-0.5 ………（１７） 更に、状態の変化を示す符号として、下記のd_O(k+1) 、
d_E(k+1) を新たに考えると、 d_O(k+1) ＝０ ：時刻 k、k+1 とも oddである。

【００２３】d_O(k+1) ＝１ ：時刻 kはeven、時刻 k+1
は oddである。

【００２４】d_E(k+1) ＝０ ：時刻 k、k+1 ともevenで
ある。

【００２５】d_E(k+1) ＝１ ：時刻 kは odd、時刻 k+1
はevenである。

【００２６】これらと、（１４）式を用いると、各場合
の状態推定部の結果は以下のように求まる。

【００２７】

【数９】(1) △m(k+1)＝y_k+0.5 d_O(k+1) ＝０ d_E(k+1) ＝１ (2) △m(k+1)＝△m(k) d_O(k+1) ＝０ d_E(k+1) ＝０ (3) △m(k+1)＝y_k-0.5 d_O(k+1) ＝１ d_E(k+1) ＝０ 以上のような原理によれば、尤度差△m のみを記憶すれ
ば、識別点出力y_kとの大小関係より決まる３種の場合に
応じて、次の尤度差と、状態変化の有無が上記（数９）
の数式により自動的に与えられる。

【００２８】上記のような原理を実際に実現するには以
下のように考えればよい。

【００２９】(1)d_O(k+1)を仮の復号値とする。

【００３０】(2) 但し、d_O(k+1) ＝１となった場合に
は、前回のd_O(k+1) とd_E(k+1) の論理和が１になった時
刻の d_O(k+1) を反転する。

【００３１】これを実現する回路例を第６図に示す。入
力端子３２、３３にあたえられたd_O(k+1) とd_E(k+1) の
内、d_O(k+1) はＮ段のＤ形フリップフロップ３４-1〜３
４-Nで遅延される。一方、ＯＲゲート３５で得られるd_O
(k+1) ＋d_E(k+1) も、Ｎ段のＤ形フリップフロップ３６
-1〜３６-Nで遅延される。d_Oおよびd_O＋d_Eが共に１とな
る位置がＡＮＤゲート３７-1〜３７-Nで検出され、その
時刻のd_OはExclusiveＯＲゲート３８-1〜３８-Nで反転
される。この結果が次段のＤ形フリップフロップ３４-2
〜３４-Nに転送されるが、その直後、フリップフロップ
３４、３６を駆動する１データ周期間隔のクロック端子
３９から供給され、このクロックの後半で、フリップフ
ロップ３６-2以後の内容を０とする。この結果、フリッ
プフロップ３６は全て０か、あるいは前回のd_O+d_E=１と
なった時刻のみが１となっており、d_O= １となる度にそ
の時刻のd_Oが反転され、出力４０に復号値として取り出
される。以上が、磁気記録等にＰＲ（１，０，−１）を
採用した場合の最尤復号実現のための回路動作である。

【００３２】

【発明が解決しようとする課題】上記公報によれば、
１，０，−１の３値に符号化された符号化信号を扱って
おり、且つ１と−１の状態は必ず交互に現れる符号化信
号に対する最尤復号を実現している。主に、磁気記録が
この様な符号化信号に対応している。すなわち、次が０
または１になる状態と、次が０または−１になる状態の
２通りの状態が存在し、そのうちどちらか片方を直接シ
フトレジスタに流し、これをエラー訂正する方法を行っ
ている。これは、ＰＲ（１，０，−１）の最尤復号法に
対応しているのである。

【００３３】しかしながら、光メモリや光磁気メモリで
の誤り訂正においては、ＰＲ（１，１）を採用したほう
が適していると考えられる。この場合、１の状態の次に
−１の状態が存在せずに再び１の状態が、または、−１
の状態の次に１の状態が存在せずに再び−１の状態がく
る可能性があり、この様な符号化信号では、前記公報の
ＰＲ（１，０，−１）による方法そのままでは適応でき
ないという欠点があった。

【００３４】

【課題を解決するための手段】本発明は、上記欠点を解
決するために、０、１の２値情報を記録媒体上に記録
し、再生する装置であって、記録再生の際にＰＲ（１，
１）の波形等化を採用し、且つ最尤復号する情報記録再
生装置を提供するものである。

【００３５】この情報記録再生装置において、あるｋ番
目のデータビットが０である尤度と、１である尤度との
尤度差δ_k を検出する手段と、該尤度差δ_k を１クロッ
ク遅延させる遅延手段とを備え、遅延手段より出力され
る１クロックビット前の尤度差δ_k-1 と、 k番目のデー
タビットにおける再生信号出力y_kを加算し、この加算結
果（y_k +δ_k-1 ) と、あらかじめ決められた２つの基準
レベルとをそれぞれ比較器０、比較器１によって比較
し、それぞれの出力０、出力１に従って再生データを検
出することを特徴とするものである。

【００３６】また、出力０あるいは出力１は、あるｋ番
目のデータビットが０あるいは１となる生き残りパスが
残っているか否かに対応していることを特徴とする。

【００３７】さらに、出力０と出力１の論理積を仮の検
出データとして、シフトレジスタに入力し、該仮の検出
データをエラー訂正することにより、検出データを得る
ことを特徴とする。

【００３８】更に、０、１の２値情報を記録した媒体上
から最尤復号法により再生データを得る、本発明による
情報記録再生装置において、あるｋ番目のデータビット
が０である尤度と、１である尤度との尤度差δ_k を検出
する尤度差検出手段と、該尤度差δ_k を１クロック遅延
させる遅延手段と、該遅延手段より出力される１クロッ
クビット前の尤度差δ_k-1 と該ｋ番目のデータビットに
おける再生信号出力y_kとを加算する加算手段と、該加算
手段の加算結果（y_k＋δ_k-1 ) と、あらかじめ決められ
た２つの基準レベル１、２とをそれぞれ比較する比較手
段と、該比較手段のそれぞれの出力０と出力１に従って
前記再生データを得る復号値推定手段とを備えたことを
特徴とする。

【００３９】更に加えて、上記尤度差検出手段が、再生
信号出力y_kと基準レベル１、２と尤度差δ_k-1 とを入力
とし、出力０と出力１とを比較子として尤度差δ_k を出
力とすることを特徴とする。

【００４０】更にまた、上記復号値推定手段は、出力０
と出力１の論理積を仮の検出データとして、出力０と出
力１のそれぞれの状態変化に従って、仮の検出データの
エラー訂正を行なって反転することにより再生データを
得ることを特徴とする。

【００４１】

【作用】故に、この発明の構成は、あるｋ番目のデータ
ビットが０である尤度と、１である尤度との尤度差δ_k
を検出する手段と、該尤度差δ_k を１クロック遅延させ
る手段とを備え、遅延手段より出力される１クロックビ
ット前の尤度差δ_k-1 と、 k番目のデータビットにおけ
る再生信号出力y_kを加算し、この加算結果（y_k +δ
_k-1 ) と、あらかじめ決められた２つの基準レベルとを
それぞれ比較器０、比較器１によって比較し、それぞれ
の出力０、出力１に従って再生データを検出するという
動作を維持するように作用するものである。

【００４２】これによるＰＲ（１，１）の最尤復号法で
は、再生信号の尤度差を求め、またその１クロック前の
尤度差と再生信号とを加算した結果とを２つの基準レベ
ルとそれぞれ比較し、２つの出力を得て、本最尤復号法
に適合した再生データを得ているので、データ再生の誤
り率を大きく改善できる。

【００４３】また、この２つの出力にトレリス線図をあ
てはめ、生き残りパスが残っているか否かに対応するよ
うに作用するものである。

【００４４】さらに、出力０と出力１の論理積を仮の検
出データとして、シフトレジスタに入力し、この仮の検
出データから奇数番目と偶数番目のデータとで、それぞ
れエラー訂正するという動作を維持するように作用する
ものである。

【００４５】更に、この発明の構成は、０、１の２値情
報を記録した媒体上から最尤復号法により再生データを
得る情報記録再生装置において、あるｋ番目のデータビ
ットが０である尤度と、１である尤度との尤度差δ_k を
検出する尤度差検出手段と、該尤度差δ_k を１クロック
遅延させる遅延手段と、該遅延手段より出力される１ク
ロックビット前の尤度差δ_k-1 と該ｋ番目のデータビッ
トにおける再生信号出力y_kとを加算する加算手段と、該
加算手段の加算結果（y_k＋δ_k-1 ) と、あらかじめ決め
られた２つの基準レベル１、２とをそれぞれ比較する比
較手段と、該比較手段のそれぞれの出力０と出力１に従
って前記再生データを得る復号値推定手段とを備えて、
各手段の動作を維持するように作用するものである。

【００４６】更に加えて、この発明の構成は、上記尤度
差検出手段が、再生信号出力y_kと基準レベル１、２と尤
度差δ_k-1 とを入力とし、出力０と出力１とを比較子と
して尤度差δ_k を出力するという動作を維持するように
作用するものである。

【００４７】更にまた、この発明の構成は、上記復号値
推定手段が、出力０と出力１の論理積を仮の検出データ
として、出力０と出力１のそれぞれの状態変化に従っ
て、仮の検出データのエラー訂正を行なって反転するこ
とにより再生データを得るという動作を維持するように
作用するものであ

【００４８】

【実施例】以下、本発明の一実施例について図面を用い
て詳細に説明する。

【００４９】図１に本発明の一実施例による構成ブロッ
ク図を示す。光メモリや光磁気メモリ等からの再生信号
は、等化器１を通り波形等化された後、等化信号はＰＬ
Ｌ２によりＰＬＬ制御されて再生クロック信号を生成す
る。また、この等化信号は比較器を含む演算器３に入力
され、ここでレベル１およびレベル２と比較され、検出
データ出力OUT0及び出力OUT1を出力する。その後、検出
データOUT0及びOUT1は、復号値推定手段としてのエラー
訂正判定回路４に仮の検出データとして入力され、最尤
復号法によりエラー訂正された後に検出データとして出
力される。

【００５０】演算器３において、識別点出力である等化
信号y_kと１ビット遅延された尤度差に対応するパスメト
リックの差δ_k-1 との和y_k＋δ_k-1 をあらかじめ設定し
て、あるレベルと比較することにより、検出データOUT0
及びOUT1を得ている。

【００５１】この原理を以下に説明する。上記したよう
に、最尤復号では式（７）及び式（８）の比較によりパ
スの決定を行っている。この式の比較は、下式と等化で
ある。

【００５２】

【数１０】 Ｓ_0K-1＋y_k＋0.5 ＜Ｓ_1K-1 ………（１８ー１） Ｓ_0K-1＋y_k＋0.5 ＞Ｓ_1K-1 ………（１８ー２） Ｓ_1K-1−y_k＋0.5 ＜Ｓ_0K-1 ………（１９ー１） Ｓ_1K-1−y_k＋0.5 ＞Ｓ_0K-1 ………（１９ー２） これらの式を変形すれば、

【００５３】

【数１１】 y_k＋Ｓ_0K-1−Ｓ_1K-1＜−0.5 ………（２０ー１） y_k＋Ｓ_0K-1−Ｓ_1K-1＞−0.5 ………（２０ー２） y_k＋Ｓ_0K-1−Ｓ_1K-1＜ 0.5 ………（２１ー１） y_k＋Ｓ_0K-1−Ｓ_1K-1＞ 0.5 ………（２１ー２） となる。ここで、Ｓ_0K-1−Ｓ_1K-1はパスメトリックの差
δ_k-1 になる。つまり、式（２０）及び式（２１）は下
式のようになる。

【００５４】

【数１２】 y_k＋δ_k-1 ＜−0.5 ………（２２ー１） y_k＋δ_k-1 ＞−0.5 ………（２２ー２） y_k＋δ_k-1 ＜ 0.5 ………（２３ー１） y_k＋δ_k-1 ＞ 0.5 ………（２３ー２） つまり、識別点出力の等化信号y_kと１ビット遅延された
尤度差に対応するパスメトリックの差δ_k-1 との和であ
るy_k＋δ_k-1 と±0.5 との大小関係を比較すればよい。
この式をまとめると以下のようになる。

【００５５】

【数１３】 y_k＋δ_k-1 ＞ 0.5 ………（２４） −0.5 ＞ y_k＋δ_k-1 ＞ 0.5 ………（２５） −0.5 ＞ y_k＋δ_k-1 ………（２６） 上記条件は、以下のような意味を有する。式（２４）の
条件の場合、Ｓ_0Kに至るにはパス０を通り、Ｓ_1Kに至る
にはパス１を通る。つまり、時刻ｋにおけるデータは１
であることが決定される。また、式（２５）の条件の場
合、Ｓ_0K及びＳ _1Kに至るには共にパス０を通る。そし
て、式（２６）の条件の場合、Ｓ_0Kに至るにはパス−１
を通り、Ｓ_1Kに至るにはパス０を通る。つまり、時刻ｋ
におけるデータは０であることが決定される。

【００５６】また、上記のことにより時刻ｋにおけるパ
スメトリックの差δ_k も決定できる。式（２４）の条件
の場合、時刻ｋ−１のデータは１と決定されるので、時
刻におけるバスメトリックの差δ_k は、時刻ｋ−１から
時刻ｋへのパスのみで決定できる。つまり、パスメトリ
ックの差δ_k はy_k−0.5 になる。同様に式（２６）の条
件の場合、時刻ｋ−１のデータは０と決定されるので、
時刻ｋにおけるパスメトリックの差は、時刻ｋ−１から
時刻ｋへのパスのみで決定できる。つまり、パスメトリ
ックの差δ_k はy_k＋0.5 になる。また、式（２５）の条
件の場合、Ｓ_0K及びＳ_1Kに至るには共にパス０を通る。
パス０のパスメトリックは式（５）より解るように０で
ある。つまり、時刻ｋのパスメトリックは以下のように
なる。

【数１４】Ｓ_0K＝Ｓ_1K-1 ………（２７） Ｓ_1K＝Ｓ_0K-1 ………（２８） ここで、時刻ｋ−１のパスメトリックの和はＳ_0K-1−Ｓ
_1K-1＝Ｓ_1K−Ｓ_0Kとなる。よって、時刻ｋのパスメトリ
ックの差δ_k ＝Ｓ_0K−Ｓ_1Kは、時刻ｋ−１のパスメトリ
ックの和の符号を反転させた値に等しくなる。

【００５７】図１において、上記した比較及びパスメト
リックの算出は演算器３によって行われる。この演算器
３の具体的内部構成の一実施例を図２に示して説明す
る。識別点出力の等化信号y_kは、パスメトリックの差δ
_k-1 と共に加算器５に送られる。加算器５で加算された
出力y_k＋δ_k-1 は比較器６及び比較器７に送られ、それ
ぞれレベル１及びレベル２と比較され、検出データOUT0
及びOUT1を出力する。この時の比較は、式（２０）、
（２１）あるいは式（２２）、（２３）に従っている。
また、マルチプレクサー８には、比較器６と比較器７か
らの検出データOUT0及びOUT1、等化信号y_k、及びレベル
１とレベル２が送られる。また、マルチプレクサー８の
出力δ_k を、遅延回路９により、１ビット遅延されたパ
スメトリックの差δ_k-1 もフィードバックされて入力さ
れる。マルチプレクサー８では、これらの入力により、
演算及び判断して時刻ｋのパスメトリックの差δ_k が出
力され、遅延回路９により１ビット遅延された後、加算
器５にパスメトリックの差δ_{k- 1} として送っている。

【００５８】上記したマルチプレクサー８の具体的構成
の一実施例を図３を参照しつつ説明する。識別点出力の
等化信号y_k、及びレベル１として−0.5とレベル２とし
て＋0.5 とが、加算器１０及び加算器１１にそれぞれ送
られ、加算器１０からy_k−0.5と加算器１１からy_k＋0.5
とがそれぞれ出力され、比較器１３に送られる。ま
た、パスメトリックの差δ_k-1 は、符号反転回路１２を
通り、符号反転された後に同様に比較器１３に送られ
る。比較器１３には、比較子として検出データOUT0及び
OUT1の２ビットデータが送られ、式（２４）（２５）
（２６）に従って比較され、パスメトリックの差δ_k を
判断して出力される。このパスメトリックの差δ_kは遅
延回路９により遅延された後、図２の加算器５に入力さ
れて、等化信号y _kと加算され、識別点出力の等化信号y_k
と１ビット遅延された尤度差に対応するパスメトリック
の差δ_k-1 との和であるy_k＋δ_k-1 が求められ、次段階
の比較器６、７ でレベル±0.5 との大小関係を比較さ
れるわけである。

【００５９】第１図に示す本発明の構成ブロック図にお
いて、上記演算器３及びその中で用いられるマルチプレ
クサー８を説明したが、そこで検出データOUT0及びOUT1
を得られた後に、復号値推定回路として動作するエラー
訂正判定回路４で最尤復号を行っている。このエラー訂
正判定回路４の具体的構成の一回路例を図４に示す。ま
た、この回路の動作を図５に示したトレリス線図等を用
いて詳細に説明する。

【００６０】情報の記録再生に際し、ＮＲＺＩ変換の場
合、再生情報に１が現れる毎に再生信号の０、１が反転
する。つまり、図５のトレリス線図において、パス０の
みが存在する位置は、どちらのパスを通っても再生情報
は１（仮の検出データではＮＡＮＤゲート出力なので０
に対応する。）であり、情報が確定する。この時には当
然、検出データOUT0及びOUT1は共に１を示している。ま
た、パス１からパス１への遷移やパス−１からパス−１
への遷移の場合にも再生情報は０（仮の検出データでは
ＮＡＮＤゲート出力なので出力は１に対応する。）に確
定する。この時には、検出データOUT0及びOUT1はどちら
かが０で、もう片方は１になっている。一方、データが
０や１に確定する位置の間、つまり、図５のトレリス線
図の☆印の位置は、その後のパスの確定により情報を訂
正する可能性のある位置である。また、同じ線図の★印
の位置が仮の検出データに対して最尤復号により実際に
エラー訂正が必要な位置を示している。

【００６１】以後、図４の回路図により、最尤復号の過
程を説明する。演算器３から出力された検出データOUT0
及びOUT1はＮＡＮＤ１４に送られ、仮の検出データとし
て出力され、シフトレジスタに送られる。ここで、ＮＡ
ＮＤ１４を使用しているのは、シフトレジスタでエラー
訂正する際に、訂正部分にリセットをかければよく、回
路的に容易だからである。このため、仮の検出データ
は、ＮＲＺＩ変換データを反転させた形になっている。
最終的には、仮の検出データは、ＮＯＴ２１を通ること
により再び反転し、ＮＲＺＩ変換のデータとして出力さ
れる。

【００６２】また、検出データOUT0及び遅延器35-1によ
り１ビット遅延されたOUT0は、ＸＯＲ１５に入力され、
その結果、検出データOUT0においてデータが０から１、
または１から０に変化する位置を検出している。検出デ
ータOUT1に対しても同様に、検出データOUT1及び遅延器
34-1により１ビット遅延されたOUT1が、ＸＯＲ１６によ
ってデータが０から１、または１から０に変化している
位置を検出している。そして、ＸＯＲ１５とＸＯＲ１６
の出力は、それぞれ遅延器35-2及び遅延器34-2により１
ビット遅延されてＯＲ１７に送られ、ＯＲ１７からは、
仮の検出データにおいて０から１、または１から０への
変化位置の検出信号を出力してシフトレジスタに送って
いる。このＯＲ１７の検出信号は、図５のトレリス線図
中の☆印の位置を含んでいる。

【００６３】また、ＸＯＲ１５とＸＯＲ１６の出力はそ
れぞれ遅延器35-2及び遅延器34-2により１ビット遅延さ
れてＪＫフリップフロップ１８にも送られている。再生
データが１（仮の検出データでは０）に確定している状
態では、検出データOUT0及びOUT1は共に１になってい
る。このＪＫフリップフロップ１８の出力は、確定状態
の１つ前から確定状態に遷移する際、検出データOUT0及
びOUT1のどちらが変化したのかを示している。つまり、
検出データOUT0が変化した場合には１を出力し続け、検
出データOUT1が変化したときには０を出力し続けてい
る。

【００６４】ここで、図５のトレリス線図によって理解
できるように、最尤復号によりエラー訂正する場合は、
以下のようなパターンに分類できる。再生データが１
（仮の検出データでは０）に確定する時に、検出データ
OUT0が変化して確定状態になった場合において、確定状
態が検出データOUT0の変化で終り且つ確定状態が奇数(o
dd)個の時（以後、パターン１と称する）、および、確
定状態が検出データOUT1の変化で終り且つ確定状態が偶
数(even)個の時（以後、パターン２と称する）にのみエ
ラー訂正を行う。また、検出データOUT1が変化して確定
状態になった場合においては、確定状態が検出データOU
T0の変化で終り且つ確定状態が偶数(even)個の時（以
後、パターン３と称する）、および、確定状態が検出デ
ータOUT1の変化で終り且つ確定状態が奇数( odd)個の時
（以後、パターン４と称する）にのみエラー訂正を行
う。

【００６５】上記のようなエラー訂正の判定を図４の回
路では以下のように行っている。仮の検出データが送ら
れるシフトレジスタであるフリップフロップ33-1、33-
2、33-3、33-4、、33-N等にはそれぞれエラー訂正の場
合のリセット信号を送り出すＮＡＮＤゲートが接続され
ている。図４にはＮＡＮＤ２２とＮＡＮＤ２３等がこれ
に該当する。そして、ＯＲ２４、ＡＮＤ２５、ＮＯＲ２
６、及びＮＯＴ２７のような構成の回路（以下、奇数番
目の判定回路と称する。）が、それぞれ奇数番目に位置
するシフトレジスタに接続されているＮＡＮＤゲート２
２に接続されている。

【００６６】また、同様にＯＲ２８、ＡＮＤ２９、ＮＯ
Ｒ３０そしてＮＯＴ３１のような構成の回路（以下、偶
数番目の判定回路と称する。）が、それぞれ偶数番目に
位置するシフトレジスタに接続されているＮＡＮＤゲー
ト２３に接続されている。奇数番目の判定回路と偶数番
目の判定回路には、それぞれＸＯＲ１５、ＸＯＲ１６か
ら、それぞれ遅延器35-2及び遅延器34-2による１ビット
遅延回路を介したＪＫフリップフロップ１８からの出力
が送られている。

【００６７】ここで、上記パターン１及びパターン４の
場合、奇数番目の判定からは１が出力される。またパタ
ーン２及びパターン３の場合、偶数番目の判定回路から
１が出力される。

【００６８】仮の検出データが順次送られているシフト
レジスタ33-1、33-2、33-3、33-4、33-N等に接続されて
いる各ＮＡＮＤゲート２２，２３等には、上記判定回路
からの信号とエラー訂正の可能性のある位置を示すＯＲ
１７からの信号、および、ＮＡＮＤ１４からの信号が順
次入力されている。このＮＡＮＤ１４からの信号が０か
ら１に変わる時が再生信号が１に確定する状態、つまり
パス０のみが存在する状態の終りを示している。そし
て、これらの信号が１になる位置が、図５の☆印と★印
の重なる位置、つまりエラー訂正が必要な位置になる。
この条件が揃ったＮＡＮＤゲート２２、２３等からリセ
ット信号がシフトレジスタ33-3、33-4等に送られ、エラ
ー訂正が行われるのである。

【００６９】また、ＮＡＮＤ１９には、ＮＡＮＤ１４を
介したシフトレジスタ33-1およびＯＲ１７からの信号が
送られ、再生データが１（仮の検出データでは０）に確
定している状態が終るごとに０を出力し、この信号によ
り、ＯＲ１７の信号が流れているシフトレジスタ34-3、
34-4、34-N等にリセットをかけている。

【００７０】このように、トレリス線図の表現から、各
時刻に入力される複数パスのうち最も確からしいパスを
「生き残りパス」として残し、他は捨てる。この操作を
全ての時系列にわたり、全ての状態に対して行なう。

【００７１】また、図５の※印のパターンの位置で、つ
まり、検出データOUT0及びOUT1が共に、１から０、０か
ら１、に変化する位置も、ＮＲＺＩ変換の出力では１に
なる。しかし、上述の復号回路では、このパターンをエ
ラー訂正することができない。そこで、このパターンの
エラー訂正をＮＡＮＤ２０で行っている。このパターン
の場合、検出データOUT0及びOUT1が共に、１から０、０
から１、に変化する。つまり、ＸＯＲ１５とＸＯＲ１６
の出力は共に１が出力されている。この時に、仮の検出
データが１の時にそれを０に訂正すればよい。したがっ
て、ＮＡＮＤ２０に、ＸＯＲ１５とＸＯＲ１６の出力の
それぞれ遅延器35-2、34-2を介した出力とおよびＮＡＮ
Ｄ１４の仮の検出データを１ビットシフトするシフトレ
ジスタ33-1の出力とを入力し、全てが１の時にその位置
のデータを０に訂正している。

【００７２】上記方法により、最尤復号された仮の検出
データは、符号誤り訂正の判定と訂正を行われ、最終的
に、ＮＯＴ２１を通ることによりＮＲＺＩ変換データと
して出力される。

【００７３】すなわち、ＮＲＺＩ変換データとしては、
１の状態の次に−１の状態が存在せずに再び１の状態が
続き、又は、−１の状態の次に１の状態が存在せずに再
び−１の状態が続く可能性がある。このような符号化信
号では、上記で説明した本発明によるＰＲ（１，１）
が、そのエラー訂正が適切で、十分適応できるものであ
る。

【００７４】上記実施例においては、しきい値又は基準
レベルとしてレベル１、２に−0.5、＋0.5 を設定して
いるが、符号復号の条件に従って、適性な値に設定して
も良いのは勿論である。即ち、光磁気記録等での再生値
y_kを＋１、−１に判定する際、雑音の集中するレべル
が、例えば−0.7 、＋0.7 にあると予め予測できるなら
ば、その値に設定しても良く、また２相判別に限らず、
多相判別法を用いても良い。

【００７５】

【発明の効果】以上詳細に説明したように、本発明によ
る最尤復号器を用いることにより、ＰＲ（１，１）に対
応した最尤復号が可能になり、且つ出力がそのままＮＲ
ＺＩ変換のデータになっている。

【００７６】また、従来のＰＲ（１，０，−１）の最尤
復号法では十分適応できなかった光メモリや光磁気メモ
リ等の分野において、再生データの誤り率をさらに向上
することができる。

【００７７】さらに、０、１の２値情報を記録した媒体
上から最尤復号法により再生データを得る手段として、
あるｋ番目のデータビットが０である尤度と、１である
尤度との尤度差δ_k を検出し、該尤度差δ_k を１クロッ
ク遅延させ、１クロックビット前の尤度差δ_k-1 と該ｋ
番目のデータビットにおける再生信号出力y_kとを加算
し、この加算結果（y_k＋δ_k-1 ）と、あらかじめ決めら
れた２つの基準レベル１、２とをそれぞれ比較し、該比
較結果の出力０と出力１に従って前記再生データを得る
こととしたので、簡単な構成と、高速な演算速度を要求
されることもなく、現実的に実行ある効果を奏し得る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の最尤復号器の構成図である。

【図２】本発明の演算部の一実施例を示す内部構成図で
ある。

【図３】本発明のマルチプレクサの一実施例を示す構成
図である。

【図４】本発明のエラー訂正を行うエラー訂正判定回路
の一実施例を示す回路図である。

【図５】本発明における信号の状態変化を示すトレリス
線図およびエラー訂正判定回路の動作を示すテーブルで
ある。

【図６】従来のＰＲ（１，０，−１）対応の最尤復号器
の回路図である。

【符号の説明】

１ 等化器 ２ ＰＬＬ ３ 演算器 ４ シフトレジスタ ５、１０、１１ 加算器 ６、７、１３ 比較器 ８ マルチプレクサ ９ 遅延回路 １２ 符号反転回路 １４、１９、２０、２２、２３ ＮＡＮＤゲート １５、１６ ＸＯＲゲート １７、２４、２８ ＯＲゲート １８ ＪＫフリップフロップ ２１、２７、３１ ＮＯＴゲート ２５、２９ ＡＮＤゲート ２６、３０ ＮＯＲゲート ３６、３７、３８ 入力端子 ３３、３４、３５ シフトレジスタ ３９ 出力端子

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ０、１の２値情報を記録した媒体上から
   再生データを得る際にＰＲ（１，１）を採用して最尤復
   号する情報記録再生装置において、 あるｋ番目のデータビットが０である尤度と、１である
   尤度との尤度差δ_k を検出する尤度差検出手段と、該尤
   度差δ_k を１クロック遅延させる遅延手段とを備え、該
   遅延手段より出力される１クロックビット前の尤度差δ
   _k-1 と、ｋ番目のデータビットにおける再生信号出力y_k
   とを加算し、該加算結果（y_k＋δ_k-1 )と、あらかじめ
   決められた２つの基準レベル１、２とをそれぞれ比較器
   ０と比較器１によって比較し、それぞれの出力０と出力
   １に従って前記再生データを検出することを特徴とする
   情報記録再生装置。
2. 【請求項２】 前記出力０あるいは出力１は、あるｋ番
   目のデータビットが０あるいは１となる生き残りパスが
   残っているか否かに対応していることを特徴とする請求
   項１記載の情報記録再生装置。
3. 【請求項３】 前記出力０と出力１の論理積を仮の検出
   データとして、エラー訂正判定回路に入力し、該仮の検
   出データをエラー訂正することにより、検出データを得
   ることを特徴とする請求項２記載の情報記録再生装置。
4. 【請求項４】 ０、１の２値情報を記録した媒体上から
   最尤復号法により再生データを得る情報記録再生装置に
   おいて、 あるｋ番目のデータビットが０である尤度と、１である
   尤度との尤度差δ_k を検出する尤度差検出手段と、該尤
   度差δ_k を１クロック遅延させる遅延手段と、該遅延手
   段により出力される１クロックビット前の尤度差δ_k-1
   と該ｋ番目のデータビットにおける再生信号出力y_kとを
   加算する加算手段と、該加算手段の加算結果（y_k＋δ
   _k-1 ）と、あらかじめ決められた２つの基準レベル１、
   ２とをそれぞれ比較する比較手段と、該比較手段のそれ
   ぞれの出力０と出力１に従って前記再生データを得る復
   号値推定手段とを備えたことを特徴とする情報記録再生
   装置。
5. 【請求項５】 前記尤度差検出手段は、前記再生信号出
   力y_kと前記基準レベル１、２と前記尤度差δ_k-1 とを入
   力とし、前記出力０と出力１とを比較子として尤度差δ
   _k を出力とすることを特徴とする請求項４記載の情報記
   録再生装置。
6. 【請求項６】 前記復号値推定手段は、前記出力０と出
   力１の論理積を仮の検出データとして、前記出力０と出
   力１のそれぞれの状態変化に従って、前記仮の検出デー
   タのエラー訂正を行なって反転することにより前記再生
   データを得ることを特徴とする請求項４記載の情報記録
   再生装置。