JPH0877726A - ディジタル信号処理装置、誤り検出方法および記録媒体再生装置 - Google Patents

ディジタル信号処理装置、誤り検出方法および記録媒体再生装置

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JPH0877726A
JPH0877726A JP6212730A JP21273094A JPH0877726A JP H0877726 A JPH0877726 A JP H0877726A JP 6212730 A JP6212730 A JP 6212730A JP 21273094 A JP21273094 A JP 21273094A JP H0877726 A JPH0877726 A JP H0877726A
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deviation
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Takuji Nishitani
卓史 西谷
Shoichi Miyazawa
章一 宮沢
Kazutoshi Ashikawa
和俊 芦川
Ryushi Shimokawa
龍志 下川
Seiichi Mita
誠一 三田
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Hitachi Ltd
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  • Cable Transmission Systems, Equalization Of Radio And Reduction Of Echo (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【目的】復号誤りの低減をはかり、高密度な磁気記録を
可能とする再生信号処理回路およびそれを用いた磁気記
録再生装置を提供する。 【構成】推定波形生成回路３２では、ＰＲＭＬチャネル
による復号結果を用いて理想的な再生信号の波形を生成
する。この波形と実際の再生信号との偏差波形を減算器
３１により得る。ＧＣＲコードと最尤復号との性質によ
って、誤りビットは２ビットもしくは４ビットの間隔で
発生する確率が高く、しかも各ビットの誤りの状態は一
方のビットが正しいビットの値に対して＋１されてお
り、他方の信号ビットは−１されている。このことか
ら、エラー検出回路４１でエラーの偏差波形のパターン
を識別し、エラー識別回路４２でエラーのビット間隔を
検出することにより、エラー修正回路４３でエラービッ
トの補正を行なう。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、ディジタル信号復号処
理方法に関し、チャネルを介して送信されるコード化２
進データを表わすアナログ信号を、デジタル化して復号
する際の信号処理に関する。
【０００２】
【従来の技術】磁気記録の記録密度は年々高密度化の一
途をたどっている。従来の磁気記録再生装置において
は、アナログ信号のピーク検出を１ビット毎に行うピー
ク検出チャネルが広く用いられている。記録密度および
転送速度の増加にともなって、通常のピーク検出チャネ
ルにおける１ビット検出ウィンドウは非常に小さくな
り、検出信頼性を阻害している。
【０００３】これに代わる方法として、部分応答最大尤
度（ＰＲＭＬ）チャネルが、以下の論文で論じられてい
る。
【０００４】(1) Forney, "Maximum-Likelihood Sequen
ce Estimation of Digital Sequencesin the Presence
of Intersymbol Interference", IEEE Trans. on Inf
o. Theory, vol. IT-18, No. 3, 1972年 5月 (2) Kobayashi, "Application of Probabilistic
Decoding to DigitalMagnetic Recording Systems",
IBM J. Res. Develop., 1971年 1月 (3) Cideciyan et al., "A PRML System for Digita
l Magnetic Recording",IEEE J. on Selected Areas in
Communications, Vol. 10, No.1, 1992年 1月 ＰＲＭＬチャネルは、多項式（１−Ｄ）（１＋Ｄ）で特
徴づけられ、部品の公差やパルスの非対称性や、記録媒
体への記録密度の増加などによって引き起こされる磁気
記録プロセスの非線形性により、信号波形の変化や等化
誤差に非常に敏感である。ＰＲＭＬチャネルは、すべて
の起こりうる信号系列の中から、最大尤度のビット列を
検出する。この検出は、ビタビ・アルゴリズムと呼ばれ
る方法を用いることによって効率的に行なわれる。ビタ
ビ・アルゴリズムでは、信号は互いに独立には検出され
ない、というよりもむしろ、そのビット列の前後関係で
検出される。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】上述したＰＲＭＬチャ
ネルを用いても、磁気記録密度が高密度化されると、ビ
ットエラー率が増加する傾向にある。
【０００６】このため、記録密度の高密度化に伴って、
（１）記録媒体上の磁化反転間隔の密度を制御するべ
く、ＧＣＲ（グループ・コーデッド・レコーディング）
符号を用い、（２）Viterbi（ビタビ）タイプの識別器
における計算の簡略さを活かし、（３）磁気記録プロセ
スの非線形性による波形等化の誤差を許容するために、
信号波形の変動に対して頑健な信号処理方式が求められ
ている。頑健な信号処理方式とするためには、誤りの検
出と誤り訂正とが必要となる。
【０００７】本発明は、上記課題を解決するために、復
号値から復号誤りを検出することができるディジタル信
号処理装置、ディジタル信号復号方法および記録媒体再
生装置を提供することを目的とする。また、他の目的と
して、磁気記録密度を高密度化したときに、従来よりビ
ットエラー率が低くなるようなディジタル信号処理装
置、ディジタル信号復号方法および記録媒体再生装置を
提供する。
【０００８】
【課題を解決するための手段】上記要求に応えるべく、
本発明によれば、あらかじめ定められた符号化方式によ
り符号化された信号を復号するディジタル信号処理装置
において、前記符号化された信号を復号する復号手段
と、前記復号手段により復号された復号値より、前記符
号化された信号の雑音成分を除去した場合に得られると
推定される信号波形を生成する推定波形生成手段と、前
記推定波形生成手段より生成された信号波形と前記符号
化された信号との偏差を表す偏差波形を生成する偏差波
形生成手段と、前記偏差波形生成手段で生成された偏差
波形に基づき、前記復号手段における復号誤りを検出す
る検出手段とを有する。
【０００９】また、あらかじめ定められた符号化方式に
より符号化された信号を復号する際の誤り検出方法であ
って、前記符号化された信号を復号し、前記復号手段に
より復号された復号値より、前記符号化された信号の雑
音成分を除去した場合に得られると推定される信号波形
を生成し、前記符号化された信号から前記生成された信
号波形を減算して偏差を表す偏差波形を生成し、前記偏
差波形の振幅の絶対値があらかじめ定めた基準値より大
きいときにエラーが発生したとして復号誤りを検出す
る。
【００１０】このような、ディジタル復号処理を記録媒
体の再生装置に利用することができる。さらに、前記エ
ラーが発生した場合に、前記復号手段により復号された
復号値を修正する修正手段を有することができる。
【００１１】
【作用】本発明においては、８／９ＧＣＲのようなコー
ドを用いて符号化された２値データに対応するアナログ
信号のサンプル値を、ディジタル信号処理装置にて処理
する。復号手段では、８／９ＧＣＲの場合にはビタビ検
出アルゴリズムを用いて、符号化された信号がコード化
２進データにデコード（復号）される。つぎに、磁気記
録プロセスの非線形性や、記録媒体などから発生する雑
音によって引き起こされる波形等化の誤差によるエラー
（復号誤り）を検出するために、推定波形生成手段にお
いて復号された復号値が正しいと仮定した場合に、復号
手段により復号された復号値より、符号化された信号
（再生信号）の雑音成分を除去した場合に得られると推
定される信号波形を生成し、偏差波形生成手段におい
て、この信号波形と実際の再生信号との偏差を表す偏差
波形を生成する。検出手段では、偏差波形生成手段で生
成された偏差波形に基づいて前記復号手段における復号
誤りを検出することができる。例えば、偏差波形生成手
段により生成された偏差波形の振幅の絶対値があらかじ
め定めた基準値より大きいときにエラーが発生したとす
ることができる。
【００１２】磁気記録における磁界の交番性と、８／９
ＧＣＲコードによる磁化反転間隔の制約とから、ほとん
どの場合に復号エラーは２ビット、４ビットなどの偶数
ビット間隔で反転した符号として現れる。復号手段にお
いて復号エラーが発生したときの偏差波形は、この復号
エラーによる符号の変化が符号間干渉を起こした波形と
なる。この偏差波形を識別することによって、ＰＲＭＬ
チャネルの出力として得られる復号値から、エラーを検
出し、また、修正することが可能となる。
【００１３】本発明において、復号手段による復号値を
用いた信号波形と再生信号波形との偏差波形を生成する
ことによって、復号値に含まれる誤検出ビットのみによ
る振幅波形を生成することができる。これにより、誤検
出ビットのみに起因する波形（偏差波形）の情報を利用
することにより、Ｓ／Ｎ（信号とノイズの比率）の改善
が図れ、符号誤り率を大きく低減することが可能となる
ばかりでなく、ひいては記録媒体における符号の記録密
度の増加やデータの転送速度の向上も図ることができ
る。
【００１４】
【実施例】以下、図面を参照して実施例を説明する。
【００１５】本実施例においては、最尤復号による復号
結果から理想的な波形を推定し、推定波形と再生信号波
形との偏差波形を生成することによって、復号誤りによ
る誤りを検出する。また、後述するように、ＧＣＲコー
ドと最尤復号との性質によって、誤りビットは２ビット
もしくは４ビット（もしくはそれ以上の偶数ビット）の
間隔の２ビットの組で発生する確率が高く、その組の各
ビットの誤りの状態は一方のビットが正しいビットの値
に対して＋１されており、他方の信号ビットは−１され
ている。このことから、復号された結果のパターンを識
別することによって、誤りビットの位置と誤りの状態と
を検出し、補正を行なうことができる。
【００１６】図１に、ディジタル信号処理装置のブロッ
ク図を示す。図１において、ディジタル信号処理装置
は、ＡＧＣ機能を持つプリアンプ１１と、雑音を除去す
るためのロウ／バンドパス・フィルタ１２と、一定のク
ロックに従ってアナログ入力信号をディジタル・サンプ
ル値にＡ／Ｄ変換するＡＤＣ１３と、あるクロック時の
サンプル値と１クロック前のサンプル値とを加算して出
力する（１＋Ｄ）演算器１４と、（１＋Ｄ）演算器１４
の出力を一時的に蓄積するシフトレジスタ１５と、符号
化されたデータを復号化するＰＲＭＬチャネル２０と、
復号結果から波形を推定し、推定した波形と再生信号と
の偏差波形を生成する偏差波形生成部３０と、偏差波形
からエラーを検出し、エラーを修正するエラー識別修正
部４０とを備える。また、ＰＲＭＬチャネル２０は、波
形を等化させる波形等化回路２１および所定のＰＲＭＬ
方式により復号する最尤復号回路２２を備え、＋１，
０，−１の３値信号による一連のコードを出力する。偏
差波形生成部３０は、復号結果から波形を推定する推定
波形生成回路３２、推定波形と再生信号との偏差波形を
求める減算器３１および復号結果を一時的に記憶するシ
フトレジスタ３３を備える。エラー識別修正部４０は、
偏差波形からエラーを検出するエラー検出回路４１、エ
ラービットの位置を特定するエラーパターン識別回路４
２、エラービットを修正するエラー修正回路４３および
復号結果を一時的に記憶するシフトレジスタ４４、８４
を備える。
【００１７】また、図２２に、図１に示すディジタル信
号処理装置の概略回路構成図を示す。図２２に示す構成
図は、図１に示したブロック図の各ブロックの回路を示
したものであり、各回路の詳細な構成は、さらに、図
３、図５、図９および図１０に示す。これらの図におい
て、同一の機能を備えるものは、同一の番号により示
す。図２２における各回路の機能は、図１、図３、図
５、図９および図１０を参照してそれぞれ後述する。な
お、これらの図において、シフトレジスタもしくはＤＥ
ＬＡＹ（遅延）回路は、主に、タイミングを調整するた
めに用いられ、各ブロックに内蔵するようにしてもよい
し、各ブロックの外部に設けて共用するようにしてもよ
い。
【００１８】図１において、信号処理チャネルは、回線
１０に接続され、この回線１０を介して、トランスジュ
ーサからアナログの読出信号が供給される。トランスジ
ューサとしては、例えば、ディジタル記憶装置からデー
タを読みだすための磁気的または光学的な読出ヘッド
や、送受信機などがある。この読出信号は、ディジタル
記憶装置に記憶されている符号化されたアナログ信号で
あり、本実施例においては、符号化方式として８／９デ
ータ・シーケンスを利用する。また、他の符号化方式を
利用することもできる。ここで、８／９データ・シーケ
ンスとは、ディジタル記憶装置へのデータ書込時に８／
９ＧＣＲコードを使ってコード化された２進データ・シ
ーケンスのことである。８／９ＧＣＲコードは、８ビッ
トデ−タが９ビットのコード語に写像される。
【００１９】読出信号は、ＡＧＣ機能を持つプリアンプ
１１と、ロウ・バンドパス・フィルタ１２を通る。ＡＤ
Ｃ１３は、一定のクロックに従ってアナログ入力信号を
ディジタル・サンプル値にＡ／Ｄ変換する。つぎに、デ
ィジタル・サンプル値は、（１＋Ｄ）演算器１４に渡さ
れる。（１＋Ｄ）演算器１４では、あるクロック時のサ
ンプル値と１クロック前のサンプル値とが加算されて出
力される。（１＋Ｄ）演算器の出力は、シフトレジスタ
１５とＰＲＭＬチャネル２０とに渡される。ＰＲＭＬチ
ャネル２０は、公知の処理方式に従い、一連のコード
（＋１，０，−１の３値信号）を出力する。ＰＲＭＬチ
ャネル２０による復号結果は、シフトレジスタ３３を介
して推定波形生成回路３２に送られ、最尤復号回路２２
による復号結果を用いた推定波形が生成される。減算器
３１は、シフトレジスタ１５を介して（１＋Ｄ）演算器
より送られる（１＋Ｄ）された再生信号と、推定波形生
成回路３２の出力との偏差波形を計算する。偏差波形
は、エラー識別修正部４０に送られる。エラー検出回路
４１は、予め記憶しているエラー発生時の偏差波形のパ
ターンと減算器３１から送られる偏差波形とを照合し、
エラーの発生を検出する。エラーの発生が検出された場
合は、エラーパターン識別回路４２において、シフトレ
ジスタ４４の内容と、エラー検出回路を介して送られる
偏差波形およびエラー信号を用いて、エラーの状態とエ
ラービットの位置の特定が行なわれる。エラー修正回路
４３は、エラー検出回路から送られるエラー信号と、エ
ラーパターン識別回路４２の識別結果とにもとづき、シ
フトレジスタ８４の該当するビットを修正する。シフト
レジスタ８４を通過したデータが最終的な復号されたデ
ータとして出力される。
【００２０】以下、本実施例を詳細に説明する。まず、
磁気記録における記録データ例を用いて、簡単にＰＲＭ
Ｌチャネルの説明をしておく。図２に、（ａ）記録デー
タと、（ｂ）媒体に書き込まれるデータと、（ｃ）
（ｄ）（ｅ）復号時の各部の波形図と、（ｆ）復号結果
のデータとをそれぞれ示す。
【００２１】記録すべき８ビット（１バイト）のコード
は、予め定められた８／９ＧＣＲコードの変換ルール
（例えば、特公平３−６６９９号公報に記載の変換ルー
ル）に従って、９ビットの記録符号に符号化される。図
２（ａ）は、８／９ＧＣＲコードで符号化されたデータ
を、記録媒体に記録される符号シーケンスのＮＲＺ（Non
Return to Zero）符号（ビット情報を２つの状態に対応
させて記録する符号化方式）で表現した例を示す。ま
た、実際に記録媒体に書き込まれる波形は、図２（ｂ）
に示す波形図のように、記録符号に対して数１に示すよ
うな処理を行なったＩＮＲＺＩ符号（インタリーブドＮ
ＲＺＩ（Non Return to Zero Inverted）符号）と呼ば
れる中間符号である。
【００２２】
【数１】 ｂi＝ａi＋ｂi-2（modulo ２） ………（数１） ただし、 ａi：記録符号 ｂi：中間符号 この符号が磁気記録媒体から読み出される時には、チャ
ネルの持つ微分特性から、図２（ｃ）に示すような波形
となり、３値波形になる。
【００２３】図２（ｄ）に、図１に示す（１＋Ｄ）演算
器１４において（１＋Ｄ）処理を行なった波形を示す。
（１＋Ｄ）処理は、あるクロック時のサンプル値と１ク
ロック前のサンプル値とを加算することにより行う。図
２（ｅ）は、図１に示す波形等化回路２１により（１＋
Ｄ）演算後の波形に等化処理を行なった結果の波形を示
している。波形等化回路２１により、等化処理が行われ
るが、この等化により復号が誤ることがある。また、イ
ンタリーブドＮＲＺＩ符号を用いた符号化を行なうこと
により、記録側の１ビットの孤立したデータに対するチ
ャネルのインパルス応答は、（１，０，−１）という３
値による応答となる。インタリーブドＮＲＺＩ符号にお
いては、各１ビットの影響は、そのビットおよび２ビッ
ト遅れたビットに対してのみ現われる。したがって、Ｐ
ＲＭＬ方式による復号回路では、偶数ビットの系列と奇
数ビットの系列が独立した２つの系列として並列に処理
される。図２（ｆ）は、図１に示す最尤復号回路２２に
おいて、偶数ビットと奇数ビットの系列に対して、図２
（ｅ）の等化結果に対してビタビ復号法を用いて最大尤
度の復号結果を求めた結果を示している。この復号結果
の１および−１を１に、０は０に変換することによっ
て、元の記録符号（ＮＲＺ符号）を得ることができる。
【００２４】つぎに、本実施例による偏差波形生成部３
０について詳細に説明する。図３に偏差波形生成部３０
の詳細なブロック図を示す。また、図７に、磁気記録に
おいてエラーが発生した場合の波形図を示す。図７にお
いて、（ａ）記録媒体に記録される符号シーケンスのＮ
ＲＺ符号の例、（ｂ）中間符号のＩＮＲＺＩ符号の例、
（ｃ）（１＋Ｄ）演算後の再生波形ｙk、（ｄ）ＰＲＭ
Ｌによる復号結果、（ｅ）推定波形ｘk、（ｆ）偏差波
形ｄk、（ｇ）積和演算波形ｒk、の例をそれぞれ示す。
【００２５】図３において、推定波形生成回路３２は、
ビットデータに対応する理想的な波形データを記憶する
ＲＡＭ３４Ａ、３４Ｂと、ビットデータからアドレスを
生成し、ＲＡＭ３４Ａ、３４Ｂに対してアドレスを指示
するアドレス生成回路３５Ａ、３５Ｂと、ＲＡＭ３４
Ａ、３４Ｂから読みだされた波形データを加算して推定
波形を生成する加算器３６とを有する。推定波形生成回
路３２では、ビットデータに対応する、雑音成分を含ま
ない理想的な波形データをＲＡＭに記憶しておき、ビッ
トデータをアドレスとして波形データを読みだし、読み
だした波形データを加算することにより推定波形を生成
する。これにより、雑音成分を含まない理想的な波形が
生成される。
【００２６】ここで、アドレス生成回路３５Ａ、３５Ｂ
について詳細に説明しておく。最尤復号回路２２による
復号結果は、偶数ビットおよび奇数ビットのそれぞれに
対して、磁化反転の交番性による規則性がある。すなわ
ち、復号結果の奇数および偶数ビットの系列では、それ
ぞれ１と−１は（０を除き）交互に出現する。この性質
を利用すると、奇数および偶数ビットの系列において、
３ビットのパターンは４ビットのアドレスで、４ビット
のパターンは５ビットのアドレスで表現することができ
る。一例として、３ビットの場合のアドレスを図４に示
す。シフトレジスタ３３から１ビットおきに取り出され
た復号値のビットパターンは、図４に示す１５通りがあ
る。最も左側にある０以外のビットの値が１の場合は、
アドレス信号の最も左側の値を０とし、最も左側にある
０以外のビットの値が−１の場合は、アドレス信号の最
も左側の値を１とする。その他のアドレスの値（右側の
３桁）は、ビットパターンの値が１または−１の場合は
１とし、０の場合は０として、アドレス信号とする。こ
れにより、インタリーブされた奇数または偶数ビットの
連続した３ビットの復号値のビットパターンは４ビット
のアドレス信号で表現することができる。同様に、ｎビ
ットのビットパターンは、（ｎ＋１）ビットのアドレス
信号で表現することができる。
【００２７】また、ＲＡＭ３４Ａ、３４Ｂに記憶されて
いるデータの例を図１９に示す。図１９には、３ビット
のパターン例を示し、４ビットのアドレスに対応させて
各データは６ビットの語長で表現される。ＲＡＭ３４Ａ
および３４Ｂには、復号結果のビットパターンと対応す
る、雑音成分を含まない理想的な波形の値（各ビットに
おける再生信号の値を、周辺のビットからの符号間干渉
を考慮して求めた値）が予め格納してある。ｋ番目のビ
ットにおける推定波形の値ｘkは、数２に示すように与
えられる。
【００２８】
【数２】
【００２９】ここに、 ａk+i：(k+i)ビットの復号値（-1,0,+1） ｈi：中心からｉビットだけ離れた位置での孤立波形の
値である。
【００３０】数２に示すように、各ビットにおける再生
信号の値を、偶数系列と奇数系列とのそれぞれの系列に
おいて、周辺のビットからの符号間干渉を考慮して求め
ておき、その求めた値をＲＡＭに記憶させておく。
【００３１】図３において、最尤復号回路２２において
奇数ビットと偶数ビットとにインタリーブされて復号さ
れた結果が一つのストリームとしてシフトレジスタ３３
に送られる。シフトレジスタ３３は、最尤復号の結果
（＋１，０，−１の３値データ）をそのままシフトし
て、次のエラー識別修正部４０のシフトレジスタ４４に
出力する。
【００３２】アドレス生成回路３５Ａおよび３５Ｂで
は、シフトレジスタ３３の１ビットおきの復号結果から
ＲＡＭ３４Ａおよび３４Ｂに対するアドレスを生成す
る。アドレス生成回路３５Ａ、３５Ｂで生成されたアド
レス信号に相当する記録データがＲＡＭ３４Ａ、３４Ｂ
からそれぞれ読み出される。ＲＡＭ３４Ａ、３４Ｂから
読み出された値が加算器３６によって加算され、推定波
形の値が求められる。
【００３３】加算器３６の出力として得られた推定波形
の値と、シフトレジスタ１５を介してタイミングを調整
され（遅延され）て送信される（１＋Ｄ）演算器１４の
出力とを、減算器３１において減算することによって、
偏差波形の信号が生成される。すなわち、第ｋ番目のビ
ットにおける偏差波形の値ｄkは数３に示すように表せ
る。
【００３４】
【数３】 ｄk＝ｙk − ｘk ………（数３） ここに、ｙk：（１＋Ｄ）後の再生波形の値である。
【００３５】減算器３１によりもとめられた偏差波形の
信号は、エラー検出回路４１に送信される。
【００３６】最尤復号回路２２において求められた復号
結果は、波形等化回路２１において雑音成分を含む再生
信号が増幅されているので、この雑音成分により誤りを
含む復号結果を出力することがある。本実施例において
は、この最尤復号回路２２における復号誤りを検出する
ために、復号結果から雑音成分を含まない理想的な波形
を生成し、この生成した波形と再生信号とを比較するこ
とにより、最尤復号回路２２で復号が正しく行われたか
否かを検出する。
【００３７】また、図３において、ＲＡＭ３４ＡとＲＡ
Ｍ３４Ｂとは、奇数ビットと偶数ビットとに対応させて
それぞれ設けているが、図１８に示すように、ＲＡＭお
よびアドレス生成回路をまとめて１つずつ設けてもよ
い。図１８においては、アドレス生成回路１１１が波形
推定に用いる復号データを一括してアドレスに変換し、
対応する波形推定データをＲＡＭ１１０から読みだすよ
うな構成にしている。このようにすることによりＲＡＭ
の数を少なくすることができる。
【００３８】つぎに、エラー識別修正部４０の構成およ
び動作を詳細に説明する。
【００３９】エラー識別修正部４０は、図１に示すよう
に、エラーが発生しているか否かとエラー位置とを検出
するエラー検出回路４１、発生したエラーの種別を識別
するエラーパターン識別回路４２、エラーを修正するエ
ラー修正回路４３、シフトレジスタ４４および４８を備
える。
【００４０】ＰＲＭＬ方式では、エラーは２ビットの組
で発生するため、エラービットは、２、４、６、８、…
ビット間隔離れた２ビットの組というように発生し、例
えば、２ビット間隔のエラー発生時の偏差波形は図６お
よび図２３に示すような波形（この波形の位相を以下、
正位相（Ｐ）という）か、もしくは、図６および図２３
に示すような波形の逆位相の波形（この波形の位相を以
下、負位相（Ｎ）という）をとる。正位相の波形は、あ
るビット（ｋクロック時）を中心とし、（ｋ−１）側の
ビットで偏差波形の値が正、（ｋ＋１）側のビットで偏
差波形の値が負の波形である。図６には、２ビット間隔
のエラー発生時の偏差波形の形状を示している。また、
図２３には、２ビット間隔のエラー発生時の偏差波形の
形状と、その時のエラーのビットパターンとを示してい
る。
【００４１】本実施例においては、エラー検出回路４１
において、このエラー発生時の偏差波形と減算器３１に
よりもとめられた偏差波形との積和演算を行い、積和演
算の結果、振幅変化が大きい場合にエラーが発生したと
する。この積和演算により振幅変化の強度が求められ、
振幅変化が大きい場合にはエラーが発生したと考えるこ
とができる。
【００４２】また、２ビット間隔のエラーか４ビット間
隔のエラーであるかを、エラーパターン識別回路４２に
おいて前述した積和演算の値ｒkをあらかじめ定めた、
値の異なる２つの基準値（後述するｃ1，ｃ2）と比較す
ることにより判定する。４ビット間隔でエラーが発生し
たときの偏差波形の振幅値ｄkは、符号間干渉により、
２ビット間隔でエラーが発生したときの偏差波形の振幅
値より大きくなる。また、積和演算の値ｒkは、偏差波
形の振幅値ｄkに比例する。このことを利用して、第１
の基準値ｃ2と、第１の基準値より値が小さい第２の基
準値ｃ1とを決めておき、積和演算によりもとめた値ｒk
が、第１の基準値より大きい場合には４ビット間隔のエ
ラーと判断し、積和演算によりもとめた値が、第１の基
準値より小さく、かつ、第２の基準値より大きい場合に
は２ビット間隔のエラーと判断する。または、積和演算
の値ｒkを比較する代わりに、偏差波形の振幅値ｄkを第
１の基準値および第２の基準値と比較してもよい。
【００４３】また、エラー発生時に、偏差波形が正位相
であるか負位相であるかを判定することにより、エラー
修正回路４３における修正パターンを決定する。
【００４４】さらに、ＰＲＭＬ方式では２ビット間隔の
ビットエラーは正位相の場合、図１２および図２３に示
すように、ビット湧出、ビット消失、ビット移動（１）
および（２）の４パターンであるので、エラーパターン
識別回路４２において、これらのエラービットパターン
のいずれであるかを識別することにより、修正するエラ
ーパターンを決定し、エラー修正回路４３において、図
２３に示すような補正データとエラー位置における復号
化されたデータとを加算することにより、エラーを修正
することができる。同様に、４ビット間隔のビットエラ
ーパターンも４パターンであるので、エラーパターン識
別回路４２において、これらのエラービットパターンの
いずれであるかを識別する。エラーパターン識別回路４
２では、復号されたデータのパターンが、２ビットおよ
び４ビットの４パターンのうちいずれのパターンである
かを検出することにより行う。
【００４５】まず、エラー検出回路４１を詳細に説明す
る。エラー検出回路４１のブロック図を図５に示す。エ
ラー検出回路４１は、偏差波形の値ｄkとエラー識別パ
ターンとの積和計算によって積和演算値ｒkの計算を行
なう振幅変化検出回路５０、偏差の値ｄkに対してしき
い値の判定を行なう偏差判定回路５５、および、積和演
算値を用いてエラー位置を検出するエラー位置検出回路
６０を備える。振幅変化検出回路５０において、エラー
発生時の偏差波形と復号結果からもとめた偏差波形との
積和を計算し、エラー位置検出回路６０において正位相
か負位相かを判定するとともに、偏差判定回路５５にお
いてさらに偏差波形を基準値と比較することによりエラ
ーの位置を検出している。
【００４６】以下、図５を参照して各回路について詳細
に説明する。
【００４７】図５において、振幅変化検出回路５０は、
偏差波形の値を一時的に蓄積するシフトレジスタ５１、
エラー発生時の偏差波形と復号結果からもとめた偏波波
形の値とを乗算する乗算器５２、エラーパターンを保持
するレジスタ５４および乗算器５２の出力を加算する加
算器５３を備える。偏差波形生成回路３０の減算器３１
から送られる偏差波形ｄkと予め一定の値ｍiを格納した
定数レジスタ５４の内容とが乗算器アレイ５２にて乗算
され、各乗算器の出力の総和が加算器５３で演算され
る。エラー発生時の偏差波形は、図６および図２３に示
すような波形をとるので、例えば、偏差波形値をｍiと
して、エラーパターンとの積和をとることにより、振幅
変化が大きい場合にエラーが発生したとすることができ
る。振幅変化検出回路５０は、数４で示すような、積和
演算値ｒkが加算器５３から出力される。
【００４８】
【数４】
【００４９】ここに、 ｄk+i：(k+i)ビットの偏差波形の値 ｍi：エラー発生時の偏差波形の形状を表わす一定の値
である。
【００５０】定数レジスタ５４に格納されているエラー
発生時の偏差波形の形状を表わす一定の値ｍiの例を図
６に示す。図６に示す例は、磁気記録において、規格化
線密度Ｋが３．０であり、正位相で２ビットの間隔（ビ
ット番号の差が２）でエラーが発生した場合のエラー波
形をもとに生成した例である。図６に示すような、正位
相の２ビットの間隔でエラーが発生した場合の偏差波形
を用いる代わりに、４ビット間隔エラーが発生した場合
の偏差波形を用いてもよいし、また、これらの負位相の
エラー発生時の偏差波形を用いてもよい。４ビット間隔
エラーが発生した場合の偏差波形を用いる場合には、後
段の振幅変化強度判定回路７０における基準値は、２ビ
ット間隔のときの基準値と異なる値となり、例えば、振
幅変化強度の最大値を考慮して決めておく。
【００５１】このように、振幅変化検出回路５０では、
エラー発生時の偏差波形のパターンと復号結果からもと
めた偏差波形との積和を計算する。
【００５２】つぎに、エラー位置検出回路６０と偏差判
定回路５５とについて説明する。
【００５３】まず、図８を参照してエラーパターンの正
位相と負位相とについて説明しておく。
【００５４】エラー位置検出回路６０および偏差判定回
路５５においては、図８に示すような、（ａ）正位相と
（ｂ）負位相との二つの状態を判別し、それぞれの状態
を満足していればエラーが発生していると判定する。
【００５５】図８において、（１）では、ｒkをｒkの１
つ前の積和演算値と比較して大きいか否かと、ｒkをｒk
の１つ後の積和演算値と比較して大きいか否かとによ
り、図７（ｇ）に示すように、ｒkがピーク値であるこ
とを判断し、また、（２）においては、図７（ｆ）に示
すように、ｄkの１つ前と後の偏差波形の値の絶対値が
あらかじめ定めた基準値ｔhより大きいときにエラーが
発生していると判断している。
【００５６】エラー位置検出回路６０と偏差判定回路５
５とは、図８に示す条件のうちそれぞれ（１）および
（２）を判別する回路である。エラー位置検出回路６０
では、図８（１）に示す判断を行ない、偏差判定回路５
５では、図８（２）に示す判断を行なう。これらの判断
の結果、正位相のエラーの図８（１）および（２）を満
たしていれば、正位相のエラーが発生したとし、負位相
のエラーの図８（１）および（２）を満たしていれば、
逆位相のエラーが発生したとする。エラー位置検出回路
６０と偏差判定回路５５との判定の結果によりより正確
にエラーの検出を行なうことができる。
【００５７】まず、偏差判定回路５５について詳細に説
明する。偏差判定回路５５では、シフトレジスタ５６に
よりタイミングを調整された２ビット間隔の偏差波形の
値ｄk+1およびｄk-1と、レジスタ５７に記憶されている
値との比較を、比較器５８Ａ、５８Ｂ、５８Ｃ、５８Ｄ
においてそれぞれ行なう。ここに比較器は、−端子に入
力された値と＋端子に入力された値とを比較し、＋端子
に入力された値が−端子に入力された値より大きい場合
に１を、そうでない場合は０を出力する。あらかじめ定
めた基準値ｔhは正の値であり、レジスタ５７Ａおよび
５７Ｃには−ｔhが、５７Ｂおよび５７Ｄにはｔhが格納
されている。したがって、比較器５８Ａ、５８Ｂ、５８
Ｃ、５８Ｄからは、それぞれ数５に示すような場合に１
が、そうでない場合に０が出力される。
【００５８】
【数５】 ｄk+1≦−ｔh、ｄk+1≧ｔh、ｄk-1≦−ｔh、ｄk-1≧ｔh ………（数５） エラーが発生していなければ、偏差波形はほぼ０である
ので、ｔhは、例えば、偏差波形のピーク値の最大の１
／８ぐらいの値に設定され、この固定値より偏差波形の
絶対値が大きければ、エラー位置であると判定する。こ
れにより、図８に示す（２）の判断をしている。
【００５９】つぎに、エラー位置検出回路６０について
詳細に説明する。エラー位置検出回路６０は、シフトレ
ジスタ６１によりタイミングを調整された２ビット間隔
の積和演算波形ｒk+1、ｒkおよびｒk-1が、比較器６２
Ａおよび６２Ｂにおいて比較される。この場合、ｒkが
１つ前と１つ後の積和演算値と比較される。この結果、
比較器６２Ａおよび６２Ｂからは、それぞれ数６に示す
ような場合に１が、そうでない場合に０が出力される。
これにより、図８（１）に示すような条件の判定結果を
得ることができる。
【００６０】
【数６】 ｒk+1≦ｒk、ｒk≦ｒk-1 ………（数６） 偏差判定回路５５およびエラー位置検出回路６０の出力
を組み合わせることによって、論理素子５９Ａおよび５
９Ｂからは、それぞれ正位相および負位相のエラーが発
生している場合に１が出力される。比較器６２Ａおよび
６２Ｂの出力を論理素子６３Ａおよび６３Ｂで組合せる
ことによって、図８に示すような条件の判定結果を得る
ことができ、正位相であるか負位相であるかを出力する
ことができる。偏差判定回路５５およびエラー位置検出
回路６０の出力を組み合わせることによって、より正確
なエラー位置を検出することができる。
【００６１】つぎに、エラーパターン識別回路４２を詳
細に説明する。エラーパターン識別回路４２の構成図を
図９に示す。
【００６２】図９において、エラーパターン識別回路４
２は、振幅変化強度を判定するための振幅変化強度判定
回路７０、エラービットパターンを識別するためのビッ
トパターン識別回路７４および発生したエラーパターン
を決定する修正パターン決定回路７８を備える。エラー
パターン識別回路４２では、２ビット間隔のエラーか４
ビット間隔のエラーであるかを、振幅変化強度判定回路
７０において前述した振幅変化の強度を判定することに
より判定し、さらに、ビットパターン識別回路７４にお
いて、復号結果から、２ビット間隔のエラーか４ビット
間隔のエラーであるかを識別することにより、より正確
に、２ビット間隔のエラーか４ビット間隔のエラーであ
るかを判定している。修正パターン決定回路７８では、
２ビット間隔のエラーか４ビット間隔のエラーであるか
と、エラーパターンが正位相であるか負位相であるかと
により、修正するエラーパターンを決定する。
【００６３】図９において、振幅変化強度判定回路７０
では、２ビットのエラーか４ビットのエラーであるかを
判定するのに、エラービットが４ビット間隔の方が２ビ
ット間隔の場合より符号間干渉により波形面積が大きく
なり、またその波形面積を積和演算値により判断できる
点を利用する。振幅変化強度判定回路７０では、レジス
タ７１Ａ、７１Ｂにそれぞれ第１の基準値ｃ2、第２の
基準値ｃ1、（ｃ2≧ｃ1≧０）をセットしておくことに
より、前述したように、基準値ｃ2より大きい場合には
４ビット間隔のエラーと判断し、それより小さい場合に
は２ビット間隔のエラーと判断するようにする。このた
め、振幅変化強度判定回路７０では、積和演算の絶対値
｜ｒk｜が、比較器７２Ａおよび７２Ｂにおいて、それ
ぞれレジスタ７１Ａおよび７１Ｂに格納された一定値と
比較される。この時、積和演算値ｒkは、符号反転回路
７３により、ｒk≦０の場合には−ｒkに符号が反転され
る。
【００６４】また、ビットパターン識別回路７４では、
シフトレジスタ４４でタイミングを調整された復号結果
のビットパターンが一定の条件を満足しているかが識別
される。ここで、比較器７５Ａおよび７５Ｂ、７５Ｃお
よび７５Ｄで比較対象となる値は、前段のエラー検出回
路４１の出力ＰおよびＮによって切り替えられる。Ｐ＝
１（Ｎ＝０）の場合比較器７５Ａ、７５Ｂではそれぞれ
ビットの値が１であるか否かが比較され、比較器７５Ｃ
および７５Ｄではそれぞれビットの値が−１であるか否
かが比較される。一方、Ｎ＝１（Ｐ＝０）の場合、比較
器７５Ａ、７５Ｂではそれぞれビットの値が−１である
か否かが比較され、７５Ｃおよび７５Ｄではそれぞれビ
ットの値が１であるか否かが比較される。これにより、
正位相のエラーが発生しているときには、図１２および
図２３に示すように、４つのエラーパターンをとるため
に、復号結果のビットが、２ビット間隔でこのパターン
を示すときにはＰ出力がハイとなり、振幅変化強度判定
回路７０からの出力Ｂがハイのとき（振幅変化の強度が
第１の基準値より小さく、かつ、第２の基準値より大き
い場合）にＳ２の出力がハイとなって出力される。同様
に、復号結果のビットが、４ビット間隔で正位相のとき
のエラーパターンを示すときにはＱ出力がハイとなり、
振幅変化強度判定回路７０からの出力Ａがハイのとき
（振幅変化の強度が第１の基準値より大きい場合）にＳ
４の出力がハイとなって出力される。
【００６５】修正パターン決定回路７８では、振幅変化
強度判定回路７０およびビットパターン識別回路７４の
出力を組み合わせて、２ビット間隔で復号結果を修正す
るか、４ビット間隔で修正するかが決定される。振幅変
化強度判定回路７０およびビットパターン識別回路７４
の出力を組み合わせることにより、より正確にエラービ
ット間隔を判定することができる。
【００６６】修正パターン決定回路７８から出力される
結果をまとめると以下に示すようになる。
【００６７】（ａ）正位相のビット誤りの場合（Ｐ＝
１、Ｎ＝０） 積和演算の値が以下の数７に示す条件を満足するかが、
振幅変化強度判定回路７０で判定される。すなわち、基
準値ｃ2より大きい場合には４ビット間隔のエラーと判
断し、それより小さく、基準値ｃ1より大きい場合には
２ビット間隔のエラーと判断するようにする。
【００６８】
【数７】 Ａ：ｒk≧ｃ2 Ｂ：ｃ2≧ｒk≧ｃ1 ………（数７） また、ビットパターンが以下の数８に示す条件を満足す
るかが、ビットパターン識別回路７４で識別される。す
なわち、正位相のエラーパターンを取る場合を識別す
る。
【００６９】
【数８】 Ｐ：ａk+1＝１ ｏｒ ａk-1＝−１ Ｑ：ａk+2＝１ ｏｒ ａk-2＝−１ ………（数８） このとき、修正パターン決定回路７８の出力は数９に示
すようになる。
【００７０】
【数９】
【００７１】数９に示すように、正位相で２ビット間隔
のエラーが発生したと判定され、図２３に示すような補
正が２ビット間隔で行なえる場合と、正位相で４ビット
間隔のエラーが発生していると判定されたにもかかわら
ず図２３に示すような補正が４ビット間隔では行なえな
い場合とに、２ビット間隔で補正を行なうように、補正
信号Ｓ２がハイとなる。逆に、正位相で４ビット間隔の
エラーが発生したと判定され、図２３に示すような補正
が４ビット間隔で行なえる場合と、正位相で２ビット間
隔のエラーが発生していると判定されたにもかかわらず
図２３に示すような補正が２ビット間隔では行なえない
場合とに、４ビット間隔で補正を行なうように、補正信
号Ｓ４がハイとなる。例えば、前段のエラー検出回路４
１と振幅強度判定回路７０とにおいて、正位相で２ビッ
ト間隔のエラーが発生していると判定された場合におい
ても、図２３に示すような４つのパターン以外のパター
ンが発生しているときがあり、この場合には修正を行な
うことができないので、４つのパターン以外のパターン
を検出し、検出したときには４ビット間隔で補正を行な
うようにしている。４ビットの場合にも同様のことがい
える。通常の場合、エラーが発生した場合には、２ビッ
トおよび４ビット間隔のエラーが大部分を占め（エラー
全体の９９％ぐらい）、２ビット間隔で修正できないと
きには、４ビット間隔で修正できる確率が非常に高く、
逆に、４ビット間隔で修正できないときには、２ビット
間隔で修正できる確率が非常に高いことがシミュレーシ
ョンにより統計的に求められたので、このような処理を
行なう。
【００７２】（ｂ）負位相のビット誤りの場合（Ｐ＝
０、Ｎ＝１） 積和演算の波形の値が以下の数１０に示す条件を満足す
るかが、振幅変化強度判定回路７０で判定される。すな
わち、基準値−ｃ2より小さい場合には４ビット間隔の
エラーと判断し、それより大きく、基準値−ｃ1より小
さい場合には２ビット間隔のエラーと判断するようにす
る。
【００７３】
【数１０】 Ａ：ｒk≦−ｃ2 Ｂ：−ｃ2≦ｒk≦−ｃ1 ………（数１０） また、ビットパターンが以下の数１１に示す条件を満足
するかが、ビットパターン識別回路７４で識別される。
すなわち、負位相のエラーパターンを取る場合を識別す
る。
【００７４】
【数１１】 Ｐ：ａk+1＝−１ ｏｒ ａk-1＝１ Ｑ：ａk+2＝−１ ｏｒ ａk-2＝１ ………（数１１） このとき、修正パターン決定回路７８の出力は数１２に
示すようになる。
【００７５】
【数１２】
【００７６】数１２に示すように、負位相で２ビット間
隔のエラーが発生したと判定され、図２３に示すような
補正が２ビット間隔で行なえる場合と、負位相で４ビッ
ト間隔のエラーが発生していると判定されたにもかかわ
らず図２３に示すような補正が４ビット間隔では行なえ
ない場合とに、２ビット間隔で補正を行なうように、補
正信号Ｓ２がハイとなる。逆に、負位相で４ビット間隔
のエラーが発生したと判定され、図２３に示すような補
正が４ビット間隔で行なえる場合と、負位相で２ビット
間隔のエラーが発生していると判定されたにもかかわら
ず図２３に示すような補正が２ビット間隔では行なえな
い場合とに、４ビット間隔で補正を行なうように、補正
信号Ｓ４がハイとなる。例えば、前段のエラー検出回路
４１と振幅強度判定回路７０とにおいて、負位相で２ビ
ット間隔のエラーが発生していると判定された場合にお
いても、図２３に示すような４つのパターン以外のパタ
ーンが発生しているときがあり、この場合には修正を行
なうことができないので、４つのパターン以外のパター
ンを検出し、検出したときには４ビット間隔で補正を行
なうようにしている。４ビットの場合にも同様のことが
いえる。
【００７７】いずれの場合も、Ｓ４＝１（Ｓ２＝０）の
場合は４ビット間隔で復号結果を修正し、Ｓ２＝１（Ｓ
４＝０）の場合は２ビット間隔で復号結果を修正する。
【００７８】このようにして、エラー間隔が４ビットで
発生した場合にも２ビットで発生した場合にも修正する
ことができる。修正は、正位相で２ビット間隔でエラー
が発生しているときには、図２３に示すように、補正デ
ータ（正位相のエラーパターンの偏差波形）を加算する
ことにより行われ、正位相で４ビット間隔でエラーが発
生しているときには、正位相の４ビット間隔のエラーパ
ターンの偏差波形を補正データとして加算することによ
り修正することができる。また、負位相で２ビット間隔
でエラーが発生しているときには、負位相の２ビット間
隔のエラーパターンの偏差波形を補正データとして加算
することにより、補正を行い、負位相で４ビット間隔で
エラーが発生しているときには、負位相の４ビット間隔
のエラーパターンの偏差波形を補正データとして加算す
ることにより、補正を行うことができる。
【００７９】つぎに、エラー修正回路４３を詳細に説明
する。エラー修正回路４３の構成を図１０に示す。エラ
ー修正回路４３は、レジスタ８０、加算器８２およびシ
フトレジスタ８４を備える。レジスタ８０には、エラー
検出回路４１の出力Ｐ、Ｎの値およびエラーパターン識
別回路４２の出力Ｓ２、Ｓ４の値により異なる値がセッ
トされる。
【００８０】ＰＲＭＬによって復号された３ビットの結
果（ａk-1、ａk、ａk+1）に含まれるエラーの状態は、
２ビット間隔で正位相の場合を例にとると、図２３およ
び図１２に示すように分類できる。ここに、＊はインタ
リーブされた別の系列のビットとなるため任意である。
図１１に示すいずれのエラーに対しても、元の復号結果
に対して、修正後の新しい復号結果を、数１３に示すよ
うにすれば良いことが分かる。
【００８１】
【数１３】 ａk-1 ← ａk-1＋１ ａk+1 ← ａk+1−１ ………（数１３） 同様に、４ビット間隔で正位相のエラーに対しては、
【００８２】
【数１４】 ａk-2 ← ａk-2＋１ ａk+2 ← ａk+2−１ ………（数１４） ２ビット間隔で負位相のエラーに対しては、
【００８３】
【数１５】 ａk-1 ← ａk-1−１ ａk+1 ← ａk+1＋１ ………（数１５） ４ビット間隔で負位相のエラーに対しては、
【００８４】
【数１６】 ａk-2 ← ａk-2−１ ａk+2 ← ａk+2＋１ ………（数１６） とすれば良い。
【００８５】したがって、図１１にまとめるように、レ
ジスタ８０Ａ、８０Ｂ、８０Ｃ、８０Ｄにセットされる
値をそれぞれＫ１、Ｋ２、Ｋ３、Ｋ４とすると、数１７
に示すようにすれば、エラーの形態をすべて修正でき
る。
【００８６】
【数１７】 Ｐ＝１、Ｓ４＝１の場合： Ｋ１＝−１、Ｋ２＝ ０、Ｋ３＝ ０、Ｋ４＝ １ Ｐ＝１、Ｓ２＝１の場合： Ｋ１＝ ０、Ｋ２＝−１、Ｋ３＝ １、Ｋ４＝ ０ Ｎ＝１、Ｓ４＝１の場合： Ｋ１＝ １、Ｋ２＝ ０、Ｋ３＝ ０、Ｋ４＝−１ Ｎ＝１、Ｓ２＝１の場合： Ｋ１＝ ０、Ｋ２＝ １、Ｋ３＝−１、Ｋ４＝ ０ ………（数１７） 加算器８２は、シフトレジスタ８４から送られる復号値
とレジスタ８０の値とを加算してレジスタ８４に出力す
る。シフトレジスタ８４の出力に対して、１および−１
を１とし、０は０のままとして出力することによって、
記録符号（ＮＲＺ符号）に復号された結果を得ることが
できる。
【００８７】以上のように、エラーが発生しているか否
かとエラー位置と、発生したエラーの種別とを識別する
ことにより、エラーを修正することができる。エラーを
修正するのでビットエラー率を低くすることができる。
また、ＰＲＭＬチャネルにおいて、複雑な計算を必要と
せずに、ＧＣＲコードでコード化された入力アナログ信
号のサンプル値を処理し、復号誤りを少なくすることが
できる。
【００８８】つぎに、図５に示す振幅変化検出回路５０
の他の構成例を説明する。図５に示した振幅変化検出回
路５０は、図１３に示す振幅変化検出回路９０のよう
に、加算器と減算器とで構成することもできる。クロッ
ク時をｔとすると、シフトレジスタ９２でタイミングを
調整された偏差波形のデータ列から、クロック時ｔのデ
ータｄtを中心として、前後数ビットのデータが加算器
９４Ａおよび加算器９４Ｂで加算される。減算器９６
で、加算器９４Ａおよび加算器９４Ｂの出力データの差
が演算され、結果はエラー位置検出回路６０に送られ
る。図５に示したエラー検出回路４１の構成において、
振幅変化検出回路５０の代わりに図１３に示した振幅変
化検出回路９０を用いることによって、乗算器を用いな
いで偏差波形の変化を識別できる。これによって、演算
回路が非常に簡素にできるばかりでなく、高速な処理を
可能にすることができる。
【００８９】また、上記実施例においては、２ビット間
隔のエラーと４ビット間隔のエラーとを識別して修正し
たが、６ビット以上の間隔のエラーは、偏差波形の正お
よび負のピーク位置を検出し、その位置のピットが修正
可能であるか否かを判定することにより修正を行うよう
にしてもよい。
【００９０】６ビット以上の間隔のエラーを検出する場
合の構成図を図２４および図２５を参照して説明する。
【００９１】図２４に、６ビット以上の間隔のエラーを
検出する場合のエラー検出回路Ｂ１３５を示す。図２４
においては、図５に示す回路において、振幅変化検出回
路５０に代えて、図１３に示す振幅変化検出回路９０を
用い、さらに、偏差波形の振幅値が一定以上であるかを
判定する振幅判定回路１３０と、偏差波形の振幅が最大
となるビット位置を検出するピーク検出回路１３２と、
ピーク検出回路１３２により検出されたピーク位置から
つぎのピーク位置までの間隔を計測するエラービット間
隔判定回路１３４とを設ける。これらにより、６ビット
以上のエラービットの間隔と正位相／負位相との判断を
さらに行なう。また、図２４においては、振幅判定回路
１３０とピーク検出回路１３２とを合わせてエラー検出
回路Ｂ１３５としている。エラービット間隔判定回路１
３４は、ビット間隔を計測するカウンタを備えている。
【００９２】振幅変化検出回路９０において、偏差波形
値ｄkの３ビットを加算された値が振幅判定回路１３０
およびピーク位置検出回路１３２に入力される。振幅判
定回路１３０において、振幅があらかじめ定めた値以上
であることを判定する。これにより、あらかじめ定めた
値以上であれば、エラーが発生しているとすることがで
きる。また、ピーク位置検出回路１３２では、シフトレ
ジスタ１４７により１ビット遅延させて、偏差波形値ｄ
kの３ビットを加算された値を１つ前の偏差波形値ｄkの
３ビットを加算された値と比較し、比較の結果をさらに
シフトレジスタ１４８により遅延させて、あるときの比
較結果と１つ前の比較結果とが異なるときにピーク位置
と判定する。また、この比較結果から正位相と負位相と
を判定する。振幅判定回路１３０において、振幅があら
かじめ定めた値以上であることを判定され、かつ、ピー
ク位置検出回路１３２において振幅値がピーク値である
と判定された場合に、エラービット間隔判定回路１３４
内のカウンタが起動され、つぎのピーク位置とのビット
間隔がカウントされる。ビット間隔が６ビット以上の場
合に、そのビット間隔を示す信号Ｓ６およびエラーの極
性を示す信号Ｐ１およびＮ１が出力される。
【００９３】図２５に、６ビット以上の間隔のエラーを
修正する回路を示す。図２５に示すエラー修正回路は、
図１０に示したエラー修正回路に、６ビット以上の間隔
のエラーを修正する回路を追加したものである。エラー
検出回路Ｂ１３５の出力信号Ｓ６、Ｐ１およびＮ１がレ
ジスタ１４０Ａおよび１４０Ｂに入力される。レジスタ
１４０Ａおよび１４０Ｂには、Ｓ６、Ｐ１およびＮ１に
よりそれぞれ値がセットされる。すなわち、前述したよ
うに、ビット間隔とエラーの極性とにより、補正データ
を決定し、レジスタ１４０Ａおよび１４０Ｂにセット
し、補正データを加算器１４２Ａないし１４２Ｄにおい
て加算することによりエラーの修正を行なう。また、ビ
ット修正タイミングを調整するために、１４４Ａないし
１４４Ｄのレジスタを設けておく。図２５においては、
８ビット間隔までのエラー訂正を行なう回路を示してい
るが、加算器およびレジスタを追加することにより、任
意の間隔のエラーまで訂正する回路を構成することがで
きる。
【００９４】このような構成にすることにより、６ビッ
ト以上の間隔のエラーを検出することができ、さらに、
そのエラーの修正をすることができる。
【００９５】つぎに、本発明による第２の実施例を図１
４に示す。図１４において、エラー識別修正部１００に
おけるエラー検出回路１０５およびエラーパターン識別
回路１１０以外の構成は、図１に示した実施例と同一で
ある。
【００９６】まず、本実施例によるエラー検出回路１０
５の構成を図１５を用いて説明する。エラー検出回路１
０５は、図５における偏差判定回路５５と同一の構成の
偏差判定回路と論理素子１０６Ａおよび１０６Ｂを有す
る。偏差判定回路５５では、偏差波形を基準値と比較す
ることによりエラーの位置を検出することができるの
で、偏差判定回路５５のみによって得られる偏差波形の
振幅変化からエラーを検出する。この構成によって、大
幅に回路の簡素化を図ることができる。
【００９７】つぎに、図１６を用いてエラーパターン識
別回路１１０の説明をする。エラーパターン識別回路１
１０は、図９に示したエラーパターン識別回路と同一の
ビットパターン識別回路７４と論理素子１１２とを備え
る。エラーパターン識別回路１１０は、シフトレジスタ
４４でタイミングを調整された復号結果の内容から、２
ビット間隔のエラーか４ビット間隔のエラー化を識別す
る。エラーパターン識別回路１１０は、第１の実施例に
おけるエラーパターン識別回路４２に対して、回路を大
幅に簡素化することができる。
【００９８】つぎに、上記第１および第２の実施例にお
けるディジタル復号処理装置を磁気ディスク装置に利用
した場合について図２１を参照して説明する。
【００９９】磁気ディスク装置の再生回路の概略構成を
図２１に示す。データを記録しておく記録媒体（ディス
ク）１２０から読み取りヘッド１２１によって読みださ
れた再生信号は、プレアンプ１２２によって増幅された
後、フィルタ１２３によって高周波ノイズを除去され
る。高周波ノイズが除去された再生信号は、ＡＤＣ（ア
ナログ／ディジタル変換器１２４によって、サンプリン
グクロックに従ってデジタル値に変換された後、等化器
１２５によって復号のための等化が行われる。この等化
器１２５は、再生された信号の振幅特性および位相特性
を整形し、元のディジタル信号を”１”あるいは”０”
に識別しやすくする。波形等化はＡ／Ｄ変換の後でデジ
タル等化器を用いて行なってもよいし、Ａ／Ｄ変換の前
にアナログ・フィルタを用いて行ってもよい。あるい
は、両方を組み合わせてもよい。
【０１００】等化された信号は、復号回路１２６によっ
てディジタル信号に識別再生される。ＶＣＯ１２７は、
等化器１２５の出力を用い、各部の動作タイミングを決
めるクロック信号ＣＬＫ１２８を生成する。ＶＣＯ１２
７で生成されたクロック信号ＣＬＫ１２８に基づいて、
ディジタル復号処理装置では、前述したような復号とエ
ラーの修正とを行う。このようにすることにより、磁気
ディスクのデータ再生において、復号誤りの少ない磁気
ディスク再生装置を実現できる。このため、本実施例に
よる磁気ディスク再生装置を用いれば、磁気ディスクの
記録密度を高度化することができる。
【０１０１】また、図２１に示すような磁気ディスク再
生装置において、エラーを検出してエラーを修正する代
わりに、エラーの検出のみを行い、エラーを検出したと
きには、磁気ディスク再生装置において読出しを再度行
う（リトライする）ようにしてもよい。この場合の実施
例を第３の実施例として説明する。図１７に、第３の実
施例の構成図を示す。図１７に示す構成要素のうち、リ
トライ判定回路９５以外は、図１に示した実施例の対応
する構成要素と同一である。
【０１０２】図１７において、リトライ判定回路９５
は、偏差波形生成部３０の出力である偏差波形の振幅の
絶対値が一定値以上あるいは振幅の変化が一定値以上の
時にリトライ信号を生成する。例えば、第１および第２
の実施例における偏差判定回路と同様な構成にすること
により、エラーが発生しているか否かを検出でき、エラ
ーを検出した場合には再度読出しを行うようにリトライ
信号を生成し、上位装置に送出する。リトライ信号は、
上位の制御回路に送られ、リトライ信号が送られた部分
の情報の再読み取りを実行する。この方式により、従来
の方式に対して回路をほとんど増加させることなく、エ
ラーを検出することができる。また、再読み取りによっ
て復号エラーを大幅に減少させることができる。
【０１０３】以上、上記各実施例によれば、高速な復号
が行えるというＰＲＭＬの長所を活かしながらしかも復
号誤りの非常に少ないディジタル信号の復号を行うこと
ができる。上記各実施例におけるビットエラー率の低減
の効果の例を図２０に示す。図２０に、記録密度を規格
化線密度（孤立波形の振幅が１／２での広がりとビット
間隔との比）で２．５とし、読出し点の信号（Ａ／Ｄ変
換前の信号）のＳ／Ｎを変化させてビットエラー率をシ
ミュレーションにより求めたものである。図２０におい
て、ＡはＰＲＭＬによる復号結果のビットエラー率であ
り、Ｂは第１の実施例における復号結果のビットエラー
率を示している。これらを比較すると、本実施例によ
り、ＰＲＭＬに対してビットエラー率を１／１０以下に
低減することができる。
【０１０４】上記各実施例によれば、複雑な計算を必要
とせずに、ＰＲＭＬチャネルにおいて復号された結果か
ら復号誤りを検出することができる。また、エラー修正
することが可能となり、誤り率の低いチャネルを実現で
きるとともに、磁気記録の高密度化を図ることができ
る。
【０１０５】上記各実施例によれば、ＰＲＭＬチャネル
において、複雑な計算を必要とせずに、ＧＣＲコードで
コード化された入力アナログ信号のサンプル値を処理
し、復号誤りを少なくすることができる。このようなデ
ィジタル復号処理を磁気ディスクの再生装置に利用する
ことにより、高密度な磁気記録を実現することができ
る。
【０１０６】
【発明の効果】本発明によれば、ディジタル信号処理装
置、ディジタル信号復号方法および記録媒体再生装置に
おいて、復号値から復号誤りを検出することができる。
また、検出した復号誤りを訂正することができる。これ
により、磁気記録密度を高密度化したときに、従来より
ビットエラー率が低くなるようなディジタル信号処理装
置、ディジタル信号復号方法および記録媒体再生装置を
実現できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】第１の実施例におけるディジタル信号復号処理
装置の構成図である。
【図２】ＰＲＭＬチャネルによる復号結果の波形図であ
る。
【図３】偏差波形生成部の詳細を説明するためにブロッ
ク図である。
【図４】偏差波形生成部におけるアドレス生成回路を説
明する回路図である。
【図５】エラー検出回路の詳細を説明する回路図であ
る。
【図６】エラーパターンの例を示す説明図である。
【図７】エラーパターン識別回路における各部の処理に
おける波形図である。
【図８】エラー識別器におけるエラー検出しきい値を示
す説明図である。
【図９】エラー識別器の一構成例を示す回路図である。
【図１０】エラー修正回路の詳細を説明する回路図であ
る。
【図１１】エラー修正回路のレジスタ設定値を示す説明
図である。
【図１２】ビットエラーの例の説明図である。
【図１３】エラー検出および修正結果の例を示す説明図
である。
【図１４】第２の実施例におけるディジタル信号復号処
理装置の構成図ある。
【図１５】エラー検出回路の他の実施例を説明する構成
図である。
【図１６】エラーパターン識別回路の他の実施例を説明
する構成図である。
【図１７】第３の実施例におけるディジタル信号復号処
理装置の構成図ある。
【図１８】偏差波形生成部の他のブロック図である。
【図１９】推定波形生成回路におけるＲＡＭの記録内容
を示す説明図である。
【図２０】本発明におけるＳ／Ｎに対するビットエラー
率を示すグラフ図である。
【図２１】磁気ディスク装置の全体構成図である。
【図２２】第１の実施例におけるディジタル信号復号処
理装置の概略回路構成図である。
【図２３】ビットエラーを示す説明図である。
【図２４】６ビット間隔以上のエラー検出回路の構成を
示す回路図である。
【図２５】６ビット間隔以上のエラー修正回路の詳細を
説明する回路図である。
【符号の説明】
１１…プレアンプ、１２…フィルタ、１３…ＡＤＣ、１
４…１＋Ｄ演算器、１５…シフトレジスタ、２０…ＰＲ
ＭＬチャネル、２１…波形等化回路、２２…最尤復号回
路、３０…偏差波形生成部、３１…減算器、３２…推定
波形生成回路、３３…シフトレジスタ、４０…エラー識
別修正部、４１…エラー検出回路、４２…エラーパター
ン識別回路、４３…エラー修正回路、４４…シフトレジ
スタ、８４…シフトレジスタ、３２…推定波形生成回
路、５０…相関計算回路、５５…偏差判定回路、６０…
エラー位置検出回路、７０…相関強度判定回路、７４…
ビットパターン識別回路、７８…修正パターン決定回
路、９０…相関計算回路、１００…エラー識別修正部、
１０５…エラー検出回路、１１０…エラーパターン識別
回路、５５…偏差判定回路、７４…ビットパターン識別
回路、９５…リトライ判定回路。
───────────────────────────────────────────────────── 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 8730−5Ｋ (72)発明者 下川 龍志 東京都小平市上水本町五丁目20番１号 株 式会社日立製作所半導体事業部内 (72)発明者 三田 誠一 神奈川県小田原市国府津2880番地 株式会 社日立製作所ストレージシステム事業部内

Claims (13)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】あらかじめ定められた符号化方式により符
    号化された信号を復号するディジタル信号処理装置にお
    いて、 前記符号化された信号を復号する復号手段と、 前記復号手段により復号された復号値より、前記符号化
    された信号の雑音成分を除去した場合に得られると推定
    される信号波形を生成する推定波形生成手段と、 前記推定波形生成手段より生成された信号波形と前記符
    号化された信号との偏差を表す偏差波形を生成する偏差
    波形生成手段と、 前記偏差波形生成手段で生成された偏差波形に基づき、
    前記復号手段における復号誤りを検出する検出手段とを
    有することを特徴とするディジタル信号処理装置。
  2. 【請求項２】請求項１において、前記あらかじめ定めら
    れた符号化方式は、ＧＣＲ（グループ・コーデッド・レ
    コーディング）方式であり、 前記復号手段は、部分応答最大尤度方式により復号化
    し、 前記検出手段は、前記偏差波形生成手段により生成され
    た偏差波形の振幅の絶対値があらかじめ定めた基準値よ
    り大きいときに前記復号誤りを検出することを特徴とす
    るディジタル信号処理装置。
  3. 【請求項３】請求項２において、 前記検出手段は、 前記偏差波形生成手段により生成された偏差波形の振幅
    変化が、あらかじめ定められた２種類の、相互に逆相の
    関係にある振幅変化のうちいずれの種類であるかを、あ
    らかじめ定めた基準値と、前記偏差波形生成手段により
    生成された偏差波形の振幅値とを比較することにより判
    定する偏差判定回路と、 前記２種類の振幅変化に対応してあらかじめ定められ
    た、それぞれ複数のエラーパターンを含む２つのエラー
    パターン群から、前記偏差判定回路により判定された振
    幅変化の種類に対応するエラーパターン群を選択し、当
    該選択したエラーパターン群に含まれる複数のエラーパ
    ターンのうち、前記復号手段により復号された復号値に
    ついて生じている復号誤りに一致するエラーパターンを
    識別するエラーパターン識別回路とを有し、 前記偏差判定回路により判定された振幅変化の種類と前
    記エラーパターン識別回路により識別されたエラーパタ
    ーンとに基づいて、前記エラーが発生した場合に、前記
    復号手段により復号された復号値を修正する修正手段と
    をさらに有することを特徴とするディジタル信号処理装
    置。
  4. 【請求項４】請求項２において、前記推定波形生成手段
    は、前記生成する信号波形を規定する信号波形値をあら
    かじめ記憶する記憶手段を有し、前記復号手段により復
    号された復号値から前記記憶手段に記憶する信号波形値
    を読みだし、当該読みだした信号波形値から前記信号波
    形を生成することを特徴とするディジタル信号処理装
    置。
  5. 【請求項５】請求項４において、前記記憶手段は、復号
    値に応じた各アドレスに、対応する復号値より推定され
    る各信号波形の信号波形値を記憶しており、 前記推定波形生成手段は、前記復号手段による復号され
    た復号値を１ビットおきに抽出した、奇数系列と偶数系
    列との２つの復号系列ごとの復号値に対応したアドレス
    によって前記記憶手段に記憶する信号波形値をそれぞれ
    読みだし、前記２つの復号系列ごとの復号値をアドレス
    として読み出した各々の信号波形値を加算することによ
    り前記信号波形を生成することを特徴とするディジタル
    信号処理装置。
  6. 【請求項６】請求項２において、前記偏差波形生成手段
    は、前記符号化された信号から、前記推定波形生成手段
    より生成された前記信号波形を減算することにより前記
    偏差波形を生成することを特徴とするディジタル信号処
    理装置。
  7. 【請求項７】請求項２において、 前記検出手段は、 前記偏差波形生成手段により生成された偏差波形の振幅
    変化が、あらかじめ定められた２種類の、相互に逆相の
    関係にある振幅変化のうちいずれの種類であるかを、あ
    らかじめ定めた基準値と、前記偏差波形生成手段により
    生成された偏差波形の振幅値とを比較することにより判
    定する偏差判定回路と、 前記偏差波形生成手段で生成された偏差波形と、あらか
    じめ定めた偏差パターンとの積和演算を行い、前記積和
    演算の結果により、前記偏差波形生成手段で生成された
    偏差波形の振幅変化が、前記あらかじめ定められた２種
    類の振幅の変化のうちいずれの種類であるかを検出する
    振幅変化検出回路と、 前記偏差判定回路により判定された結果と、前記振幅変
    化検出回路により検出された結果とに基づいて、前記あ
    らかじめ定められた２種類の振幅の変化のうちいずれの
    種類であるかを決定する決定回路と、 前記２種類の振幅変化に対応してあらかじめ定められ
    た、それぞれ複数のエラーパターンを含む２つのエラー
    パターンの群から、前記決定回路により決定された振幅
    変化の種類に対応するエラーパターン群を選択し、当該
    選択したエラーパターン群に含まれる複数のエラーパタ
    ーンのうち、前記復号手段により復号された復号値につ
    いて生じている復号誤りに一致するエラーパターンを識
    別するエラーパターン識別回路とを有し、 前記決定回路により決定された振幅変化の種類と前記エ
    ラーパターン識別回路により識別されたエラーパターン
    とに基づいて、前記エラーが発生した場合に、前記復号
    手段により復号された復号値を修正する修正手段をさら
    に有することを特徴とするディジタル信号処理装置。
  8. 【請求項８】請求項２において、 前記検出手段は、 前記偏差波形生成手段により生成された偏差波形の振幅
    変化が、あらかじめ定められた２種類の、相互に逆相の
    関係にある振幅変化のうちいずれの種類であるかを、あ
    らかじめ定めた基準値と、前記偏差波形生成手段により
    生成された偏差波形の振幅値とを比較することにより判
    定する偏差判定回路と、 前記偏差波形生成手段で生成された偏差波形における連
    続した複数の偏差波形値の加算値に基づいて、前記偏差
    波形の振幅変化が前記あらかじめ定められた２種類の振
    幅の変化のうちいずれの種類であるかを検出する振幅変
    化検出回路と、 前記偏差判定回路により判定された結果と、前記振幅変
    化検出回路により検出された結果とに基づいて、前記あ
    らかじめ定められた２種類の振幅の変化のうちいずれの
    種類であるかを決定する決定回路と、 前記２種類の振幅変化に対応してあらかじめ定められ
    た、それぞれ複数のエラーパターンを含む２つのエラー
    パターンの群から、前記決定回路により決定された振幅
    変化の種類に対応するエラーパターン群を選択し、当該
    選択したエラーパターン群に含まれる複数のエラーパタ
    ーンのうち、前記復号手段により復号された復号値につ
    いて生じている復号誤りに一致するエラーパターンを識
    別するエラーパターン識別回路とを有し、 前記決定回路により決定された振幅変化の種類と前記エ
    ラーパターン識別回路により識別されたエラーパターン
    とに基づいて、前記エラーが発生した場合に、前記復号
    手段により復号された復号値を修正する修正手段をさら
    に有することを特徴とするディジタル信号処理装置。
  9. 【請求項９】請求項３において、前記エラーパターン識
    別回路は、前記２つのエラーパターン群にそれぞれ含ま
    れる複数のエラーパターンを、エラーの発生したビット
    間隔が複数の偶数ビット間隔の場合のエラーパターンと
    することを特徴とするディジタル信号処理装置。
  10. 【請求項１０】請求項９において、前記エラーパターン
    識別回路は、前記複数の偶数ビット間隔を、２ビットと
    ４ビットとのビット間隔とした場合に、前記識別を行な
    うために、前記選択したエラーパターン群に含まれる前
    記２ビットと４ビットとのビット間隔のエラーパターン
    のうち、修正できないあらかじめ定めたエラーパターン
    を前記復号手段により復号された復号値から検出したと
    きに、前記修正できないあらかじめ定めたエラーパター
    ン以外のエラーパターンを、前記復号手段により復号さ
    れた復号値について生じている復号誤りに一致するエラ
    ーパターンとすることを特徴とするディジタル信号処理
    装置。
  11. 【請求項１１】あらかじめ定められた符号化方式により
    符号化された信号を復号する際の誤り検出方法であっ
    て、 前記符号化された信号を復号し、 前記復号手段により復号された復号値より、前記符号化
    された信号の雑音成分を除去した場合に得られると推定
    される信号波形を生成し、 前記符号化された信号から前記生成された信号波形を減
    算して偏差を表す偏差波形を生成し、 前記偏差波形の振幅の絶対値があらかじめ定めた基準値
    より大きいときにエラーが発生したとして復号誤りを検
    出することを特徴とする誤り検出方法。
  12. 【請求項１２】記録媒体から信号を読みだして再生する
    記録媒体再生装置において、 記録媒体から再生信号を読み出す読み出し手段と、 前記読み出し手段により読みだされた再生信号を増幅す
    る増幅手段と、 前記増幅手段により増幅された再生信号の高周波ノイズ
    を除去するためのフィルタと、 前記フィルタにより高周波ノイズが除去された再生信号
    をディジタル信号に変換するアナログ／ディジタル変換
    手段と、 前記アナログ／ディジタル変換手段により変換されたデ
    ィジタル値を等化する等化手段と、 前記等化手段により等化されたディジタル値を復号する
    復号手段と、 前記復号手段により復号された復号値より、前記符号化
    された信号の雑音成分を除去した場合に得られると推定
    される信号波形を生成する推定波形生成手段と、 前記推定波形生成手段により生成された信号波形と前記
    符号化された信号との偏差波形を生成する偏差波形生成
    手段と、 前記偏差波形生成手段で生成された偏差波形に基づいて
    前記復号手段における復号誤りを検出する検出手段とを
    有することを特徴とする記録媒体再生装置。
  13. 【請求項１３】請求項１２において、前記検出手段によ
    り復号誤りが検出されたときに、前記再生信号を再度読
    み取る旨の信号を前記読み出し手段に出力する出力手段
    をさらに有することを特徴とする記録媒体再生装置。
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