JPH09330564A

JPH09330564A - ディジタル情報再生装置

Info

Publication number: JPH09330564A
Application number: JP14696596A
Authority: JP
Inventors: Takeshi Nakajima; 健中嶋; Kenji Koishi; 健二小石
Original assignee: Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Holdings Corp
Priority date: 1996-06-10
Filing date: 1996-06-10
Publication date: 1997-12-22

Abstract

(57)【要約】【課題】記録媒体の再生信号にレベル変動が生じた場
合でも、ＰＲＭＬ信号処理によるエラーレートの改善効
果を十分に発揮する。【解決手段】本発明のディジタル情報再生装置は、最
尤復号手段が再生信号に含まれるレベル変動を求め、利
得制御信号として自動利得手段に出力し、オフセットキ
ャンセル手段へオフセット制御信号を出力し、イコライ
ザ手段へブースト量制御信号とカットオフ周波数制御信
号を出力し、ディジタルイコライザ手段へ係数設定信号
を出力し、自動利得制御手段が、再生信号の振幅の大き
さを一定に制御し、オフセットキャンセル手段がオフセ
ット制御信号によって再生信号に含まれるオフセット成
分を取り除き、イコライザ手段がブースト量制御信号と
カットオフ制御信号をもとに再生信号の波形等化量を制
御し、ディジタルイコライザ手段は係数設定信号をもと
にフィルタ係数を制御する構成とした。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、記録媒体から再生
されたアナログ信号から原ディジタル情報を再生するデ
ィジタル情報再生装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】近年、媒体上に高密度記録されたディジ
タル情報を復調する方式として、パーシャルレスポンス
処理とビタビ復号を組み合わせたＰＲＭＬ信号処理が用
いられている。媒体上に高密度記録を図ると、記録再生
系の周波数特性から符号間の干渉が発生する。パーシャ
ルレスポンス処理は、既知の符号間干渉を与えることで
従来のナイキスト等化に比べてＳ／Ｎ比を改善できる。
一方、ビタビ復号は符号前後に相関がある場合に有効で
ある。パーシャルレスポンス処理は、符号間に相関を持
たせて既知の符号間干渉を与えてるので、ビタビ復号と
の組み合わせが有効となる。一般に、周波数特性から、
光ディスクの記録再生特性とパーシャルレスポンスクラ
ス１等化特性、磁気ディスクの記録再生特性とパーシャ
ルレスポンスクラス４等化特性との整合性がよいとされ
ている。さらに高密度化するために、より符号間干渉を
もたせた多値レベルのＰＲＭＬ信号処理方式が検討され
ている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかし、ビタビ復号は
再生信号の振幅情報を利用するため、振幅変動の影響を
強く受けることになる。例えば光ディスクでは、デフォ
ーカスやディスクの反射率変動や、イコライザの波形等
化の不足や、レーザの記録パワーの変動などにより再生
信号波形にレベル変動が生じる。記録媒体からの再生信
号にはガウス分布に近いホワイトノイズが含まれてい
る。このようなホワイトノイズだけが再生信号に含まれ
る場合、再生信号を量子化した量子化データはあるばら
つきをもって分布する。この場合には最尤復号で用いら
れる等化期待値を量子化データのばらつきの中心に固定
すれば、復号時に最良のエラーレートを実現できる。ホ
ワイトノイズ以外にレベル変動が再生信号に加わると、
量子化データはホワイトノイズによるばらつきに加え、
レベル変動によりさらにばらつく。このような再生信号
を最尤復号する際、等化期待値をばらつきの中心となる
位置に固定すると、ホワイトノイズのみならずレベル変
動によるばらつきをもＰＲＭＬ処理されてしまい、ＰＲ
ＭＬ信号処理によるエラーレートの改善効果が十分に得
られないといった課題があった。

【０００４】

【課題を解決するための手段】本発明のディジタル情報
再生装置は、タイミング信号抽出手段から出力されたタ
イミング信号をもとに再生信号を量子化データに変換す
るＡ／Ｄ変換手段と、Ａ／Ｄ変換手段から出力された量
子化データを入力として原ディジタル情報を復号する最
尤復号手段と、最尤復号手段から出力された利得制御信
号をもとに再生信号の振幅方向の大きさを制御し、Ａ／
Ｄ変換手段に再生信号を出力する自動利得制御手段を備
えたディジタル情報再生装置において、最尤復号手段が
再生信号に含まれるレベル変動を求め、利得制御信号と
して自動利得手段に出力し、自動利得制御手段が、再生
信号の振幅の大きさを一定に制御する構成とした。

【０００５】本発明のディジタル情報再生装置は、再生
信号に含まれる振幅方向の変動を抑えるオフセットキャ
ンセル手段と、オフセットキャンセル手段から出力され
た再生信号をタイミング信号抽出手段からのタイミング
信号でサンプリングし、量子化データに変換するＡ／Ｄ
変換手段と、量子化データを入力として原ディジタル情
報を復号する最尤復号手段を備えたディジタル情報再生
装置において、最尤復号手段が復号結果をもとに再生信
号に含まれる振幅方向の変動成分を検出し、検出結果か
らオフセットキャンセル手段へオフセット制御信号を出
力し、オフセットキャンセル手段がオフセット制御信号
によって再生信号に含まれるオフセット成分を取り除く
構成とした。

【０００６】本発明のディジタル情報再生装置は、再生
信号を所定のパーシャルレスポンス等化に波形等化する
イコライザ手段と、イコライザ手段から出力された再生
信号をタイミング信号抽出手段からのタイミング信号で
サンプリングし、量子化データに変換するＡ／Ｄ変換手
段と、量子化データを入力として原ディジタル情報を復
号する最尤復号手段を備えたディジタル情報再生装置に
おいて、最尤復号手段が復号結果をもとにイコライザ手
段の等化誤差量を検出し、検出結果からイコライザ手段
へブースト量制御信号とカットオフ周波数制御信号を出
力し、イコライザ手段がブースト量制御信号とカットオ
フ制御信号をもとに再生信号の波形等化量を制御する構
成とした。

【０００７】本発明のディジタル情報再生装置は、再生
信号をタイミング信号抽出手段からのタイミング信号で
サンプリングし、量子化データに変換するＡ／Ｄ変換手
段と、量子化データを入力として所定のパーシャルレス
ポンス等化に波形等化するディジタルイコライザ手段
と、ディジタルイコライザ手段の出力信号から原ディジ
タル情報を復号する最尤復号手段を備えたディジタル情
報再生装置において、最尤復号手段は復号結果をもとに
等化誤差量を検出し、検出結果からディジタルイコライ
ザ手段へ係数設定信号を出力し、ディジタルイコライザ
手段は係数設定信号をもとにフィルタ係数を制御する構
成とした。

【０００８】

【発明の実施の形態】以下、本発明のディジタル情報再
生装置の第１の実施例について述べる。変調符号として
いわゆる（ｄ，ｋ）制限（ｄ、ｋはｄ、ｋ≧０を満たす
整数）を満足するランレングス制限符号（以後ＲＬＬ符
号とする）であって、特に最小のランレングスの条件
（ｄ＝２）を満たす符号を用いる。記録符号は変調符号
をＮＲＺＩ(Non Return to Zero Inverted)変調する。
またパーシャルレスポンス等化としてインパルス応答ｈ
(t)が（数１）を満たす等化方式をもちいることとす
る。

【０００９】

【数１】

【００１０】なお本実施例では以降、簡単のため、いわ
ゆるＰＲ（１，３，３，１）等化を取り上げ、インパル
ス応答における定数をそれぞれａ＝ｄ＝１、ｂ＝ｃ＝３
とする。本実施例のように最小極性反転距離が３の記録
符号とＰＲ（１，３，３，１）等化方式を組み合わせた
場合、原ディジタル情報ｂ_t（ｔは時刻を表し、０以上
の整数とする）とＰＲ等化出力の振幅値ｘ_tは図１の状
態遷移図に従う。図１では、各状態に記号Ｓ（ｌ，ｍ，
ｎ）が付加されており、Ｓ（ｌ，ｍ，ｎ）は１ビット前
の記録符号ｃ_t-1がｌで、２ビット前の記録符号ｃ_t-2が
ｍで、３ビット前の記録符号ｃ_t-3がｎであること示し
ている。また、記録符号ｃ_tのシンボルを０または１と
している。図１の各状態遷移に付加されたｖ／ｕは、ｖ
は現時刻に入力されたの原ディジタル情報ｂ_tの値を、
ｕはＰＲ等化出力の振幅期待値ｘ_tを示している。図１
の状態遷移図を時間軸方向に展開したものが図２のよう
なトレリス線図となる。最尤復号を行う上で各状態の確
からしさを表す指標として、再生信号を再生信号から抽
出したタイミング信号でサンプリングした結果得られる
値を再生信号振幅値ｙ_tとすると、ｙ_tとＰＲ等化出力の
振幅期待値ｘ_tの差の絶対値の２乗を毎時刻、累積加算
し、常に最小値をとるように状態遷移の選択を行う。毎
時刻の累積加算値がメトリック値と呼ばれている。この
メトリック値はＬ ^(l,m,n) _tとしてトレリス線図の各時刻
ｔの各状態に付加されている。時刻ｔについて考える
と、時刻ｔの各状態において、とりうる時刻ｔ−１から
の状態遷移のうち、最尤な状態遷移を選択する。

【００１１】ここで状態遷移をpathｉ（ｉは０から７ま
での整数）とおき、各状態遷移を次のように定義する。
時刻ｔ−１の各状態のメトリック値Ｌ^(1,1,1) _t-1，Ｌ
^(1,1,0 ⁾ _t-1，Ｌ^(1,0,0) _t-1，Ｌ^(0,1,1) _t-1，Ｌ^(0,0,1)
_t-1，Ｌ^(0,0,0) _t-1，と時刻ｔの再生信号振幅値ｙ_tが与
えられると、毎時刻とりうる８本の状態遷移のうち６本
の状態遷移が選択される。ここで状態Ｌ^(1,1,1) _t-1から
Ｌ^(1,1,1) _tへの状態遷移をpath７、状態Ｌ^(1,1,0) _t-1か
らＬ^(1,1,1) _tへの状態遷移をpath６、状態Ｌ^(1,0 ^,0) _t-1
からＬ^(1,1,0) _tへの状態遷移をpath５、状態Ｌ^(0,0,0)
_t-1からＬ^(0,0,1) _tへの状態遷移をpath４、状態Ｌ
^(1,1,1) _t-1からＬ^(0,1,1) _tへの状態遷移をpath３、状態
Ｌ^(0,1,1) _t-1からＬ^(0,0,1) _tへの状態遷移をpath２、状
態Ｌ^(0,0,1) _t-1からＬ^(0,0,0) _tへの状態遷移をpath１、
状態Ｌ^(0,0,0) _t-1からＬ^(0,0,0) _tへの状態遷移をpath０
と呼ぶことにする。

【００１２】このように各時刻においてメトリック値を
求め、最尤な状態遷移を選択する。選択結果を所定の長
さのレジスタに格納し、状態遷移列のうち、時間軸方向
にトレリス線図に従う状態遷移列がただ１つ求まる。こ
れが最尤な状態遷移列、いわゆる生き残りパスｐ_tとな
る。生き残りパスｐ_tから原ディジタル情報ｂ_tが一意に
求まり、最尤復号が実現できる。

【００１３】図３は本発明のディジタル情報再生装置の
原理図である。記録媒体から再生された再生信号は、再
生信号に含まれる直流オフセット成分を取り除くオフセ
ットキャンセル手段１へ入力される。

【００１４】さらに自動利得制御手段（以降ＡＧＣ手
段）１２では再生信号振幅が所定の値となる。さらに記
録再生系の周波数特性と波形等化手段の周波数特性があ
わせて所定のＰＲ等化方式となるように波形等化手段３
によって波形整形される。波形整形された再生信号をＡ
／Ｄ変換手段４は、タイミング信号抽出手段７により抽
出されたタイミング信号により入力された再生信号を量
子化する。Ａ／Ｄ変換手段４から出力された量子化デー
タをディジタルイコライザ手段５でさらに波形等化し、
ディジタルイコライザ手段５は波形等化手段３で等化し
きれない等化誤差を補う働きをする。最尤復号手段６は
入力された量子化データから最尤な状態遷移系列を推定
し、原ディジタル情報を再生する。最尤復号手段６は復
号結果をもちいてタイミング信号抽出手段７へ位相誤差
情報を、オフセットキャンセル手段１へオフセットキャ
ンセル制御情報を、自動利得制御手段２へ自動利得制御
情報を、波形等化手段３へ波形等化誤差情報を、ディジ
タルイコライザ手段５へディジタルイコライザ誤差情報
を出力する。タイミング信号抽出手段７は位相誤差情報
をもとにタイミング信号を発生し、これをＡ／Ｄ変換手
段４へ出力する。以後、各ブロックの動作について詳細
に説明する。

【００１５】図４は本発明のディジタル情報再生装置の
最尤復号手段の実施例のブロック図である。最尤復号手
段の動作について詳細に述べる。本実施例の最尤復号手
段は枝メトリック演算手段８（以後ＢＭＵとする）と加
算比較選択手段９（以後ＡＣＳとする）と生き残りパス
検出手段１０（以後ＳＭＵとする）と平滑化手段１１
（以後ＬＰＦとする）とシフトレジスタ１２（以後ＲＥ
Ｇとする）で構成されている。ＢＭＵ８はＬＰＦ１１か
ら出力された８つのＰＲ等化出力の振幅期待値をｘ_i,t
（ｉは前記の８種類の状態遷移のうちpath_i（ｉ＝０〜
７）を表し、またｔは時刻を示している。）で表すと、
（数２）で表される再生信号振幅値ｙ_tとＰＲ等化出力
の振幅期待値ｘ_i,tの差の絶対値の２乗いわゆる枝メト
リックを算出する。

【００１６】

【数２】

【００１７】振幅期待値ｘ_i,tは記録再生系の応答特性
において各状態遷移が生じた場合のＰＲ等化後の振幅値
を表している。例えば、理想的なＰＲ（１，３，３，
１）等化の場合、ｘ_7,t＝８，ｘ_3,t＝ｘ_6,t＝７，ｘ_2,t
＝ｘ_5,t＝４，ｘ_1,t＝ｘ_4,t＝１，ｘ_0,t＝０となる。

【００１８】時刻ｔの各状態において、とりうる時刻ｔ
−１からの状態遷移のうち、最尤な状態遷移を選択する
方法について説明する。（数２）を用いると（数３）が
得られる。

【００１９】

【数３】

【００２０】ここでmax[α，β]はα，βのうち大きな
値をとるものを選択する演算子さらに（数４）のように各状態のメトリック値の差Ｍ
_j,t（ｊは１から６の整数）を定義する。

【００２１】

【数４】

【００２２】（数３）を（数４）に代入すると、（数
５）が得られる。

【００２３】

【数５】

【００２４】図５は本実施例におけるＢＭＵ８のブロッ
ク図である。ＢＭＵ８は、絶対値演算器と２乗演算器と
減算器（ｓｕｂ）で構成されており、再生信号振幅値ｙ
_tとＰＲ等化出力の振幅期待値ｘ_i,tの差の絶対値の２乗
いわゆる枝メトリックを算出し、さらに（数６）の演算
を行い、演算結果Ｅ01,_t，Ｅ76,_t，Ｅ32,_t，Ｅ45,_t，Ｅ
20,_t，Ｅ04,_t，Ｅ21,_t，Ｅ14,_t，Ｅ73,_t，Ｅ57,_t，Ｅ6
3,_t，Ｅ56,_tをＡＣＳ９に出力する。

【００２５】

【数６】

【００２６】なお、実施例では最尤復号手段が枝メトリ
ックを演算する際（数２）のＰＲ等化出力の振幅期待値
ｘ_tの差の絶対値の２乗を算出する方法を示した。（数
２）を（数７）に置き換え、ＰＲ等化出力の振幅期待値
ｘ_tの差の絶対値を算出する方法を示す。２乗演算器が
不要のため、回路規模が縮小できる。

【００２７】

【数７】

【００２８】

【数８】

【００２９】図６は本実施例におけるＡＣＳ９のブロッ
ク図である。ＡＣＳ９は加算器（ａｄｄ）と比較器（ｃ
ｏｍｐ）とセレクタ（ｓｅｌ）とレジスタ（ｒｅｇ）で
構成されており、ＡＣＳ９は、時刻ｔにおいて常に、時
刻ｔ−１でのメトリック値の差Ｍ_j,t-1（ｊは１から６
の整数）をレジスタに格納しており、時刻ｔの（数６）
で表される入力信号Ｅ01,_t，Ｅ76,_t，Ｅ32,_t，Ｅ45,_t，
Ｅ20,_t，Ｅ04,_t，Ｅ21,_t，Ｅ14,_t，Ｅ73,_t，Ｅ57,_t，Ｅ
63,_t，Ｅ56,_tと時刻ｔ−１でのメトリック値の差Ｍ
_1,t-1，Ｍ_2,t-1，Ｍ_3,t-1，Ｍ_4,t-1，Ｍ_5,t-1，Ｍ_6,t-1
から（数９）の演算によって時刻ｔでのメトリック値の
差Ｍ_1,t，Ｍ_2,t，Ｍ_3,t，Ｍ_4,t，Ｍ_5,t，Ｍ₆ _,tをもとめ
る。レジスタに格納される値は２つの状態のもつメトリ
ック値の差となるため、つねに所定の値より小さな値を
示している。したがって、個々の状態のもつメトリック
値がたとえどのような値をとっても、メトリック値の差
Ｍ_j,t- ₁（ｊは１から６の整数）は所定のビット幅で表
すことができる。

【００３０】

【数９】

【００３１】ＡＣＳ９はメトリック値の差を求めると同
時に、８本の状態遷移のうちいずれの状態遷移を選択し
たかを２ビットの情報としてＳＭＵ１０に出力する。２
ビットの出力信号を選択信号と呼び、SEL0，SEL1とす
る。具体的なＡＣＳ９の動作を説明する。ＡＣＳ９は毎
時刻ｔにおいて、path２、path３、path４、path５を必
ず選択する。ただし、Ｍ_1,t-1≧Ｅ01,_tならばpath０を
選択し、ハイレベルを示す選択信号SEL0をＳＭＵ１０へ
出力する。逆にＭ_1,t-1＜Ｅ01,_tならば、path１を選択
し、ローレベルを示す選択信号SEL0をＳＭＵ１０へ出力
する。またＭ_6,t- ₁≧Ｅ76,_tならばpath７を選択し、ハ
イレベルを示す選択信号SEL1をＳＭＵ１０へ出力する。
逆にＭ_6,t-1＜Ｅ76,_tならばpath６を選択し、ローレベ
ルを示す選択信号SEL1をＳＭＵ１０へ出力する。

【００３２】図７は本実施例のＳＭＵ１０のブロック図
である。ＳＭＵ１０の動作について詳細に説明する。Ｓ
ＭＵ１０は、８×所定の長さ（以後パスメモリ長ｍとす
る）のレジスタ（以後パスメモリとする）を持ち、ＡＣ
Ｓ９から入力された選択信号に基づき、状態遷移の選択
結果をパスメモリに格納する。８つの状態遷移が起こり
うるので、１つの状態遷移につきパスメモリ長個のレジ
スタを用意する。

【００３３】このパスメモリをMEM_i,n（ｉは状態遷移ｐ
ａｔｈ_i（ｉは０から７までの整数）を表し、簡単のた
め添え字には整数ｉのみを付加することとする。またｎ
はパスメモリのアドレスを示し、１からパスメモリ長ｍ
の値をとる。）で表す。ＳＭＵ１０は、論理回路Ａと論
理回路Ｂとレジスタで構成されている。論理回路Ａは３
つの入力ａ，ｂ，ｃからｆ＝ａ×（ｂ＋ｃ）を満たす信
号ｆを出力する。記号×は論理積を表し、記号＋は論理
和を表している。

【００３４】また論理回路Ｂは２つの入力ｄ，ｅからｇ
＝ｄ×ｅを満たす信号ｇを出力する。論理回路Ａと論理
回路Ｂにより、時刻ｔと時刻ｔ＋１の状態遷移選択結果
から、時刻ｔの状態遷移選択結果のうち時刻ｔ＋１では
生き残らない状態遷移をパスメモリから取り除くことが
できる。

【００３５】たとえば、時刻ｔと時刻ｔ＋１と時刻ｔ＋
２において、ともにハイレベルである選択信号SEL0とSE
L1が入力される場合について説明する。前述のとおり、
選択信号SEL0とSEL1がハイレベルであるのでpath０とpa
th７が選択され、path１とpath６は選択されなかったこ
とを示している。ＳＭＵ１０は時刻ｔにおいて選択信号
SEL0とSEL1が入力されると、パスメモリMEM_0,1とMEM_2,1
とMEM_3,1とMEM_4,1とMEM_5,1とMEM_7,1に’１’を格納し、
MEM_1,1とMEM_6,1に’０’を格納する。

【００３６】ここで’１’はレジスタに格納されたデー
タがハイレベルであることを示し、’０’はレジスタに
格納されたデータがローレベルであることを示す。時刻
ｔ＋１において選択信号SEL0とSEL1が入力されると、パ
スメモリMEM_0,1，MEM_1,1，MEM_2,1，MEM_3,1，MEM_4,1，ME
M_5,1，MEM_6,1，MEM_7,1に格納されていたデータをパスメ
モリMEM_0,2，MEM_1,2，MEM_2,2，MEM_3,2，MEM_4,2，ME
M_5,2，MEM_6,2，MEM_7,2に格納し、パスメモリMEM_0,1とME
M_2,1とMEM_3,1とMEM_4,1とMEM_5,1とMEM_7,1に’１’を、ME
M_1,1とMEM_6,1に’０’を格納する。さらに時刻ｔ＋２に
おいて選択信号SEL0とSEL1が入力されると、論理回路Ａ
の入力ａは、MEM_0,2のデータ’１’となり、論理回路Ａ
の入力ｂは、MEM_0,1のデータ’１’となり、MEM_4,1のデ
ータ’１’を論理回路Ａの入力ｃとすれば、論理回路Ａ
の出力はｆ＝’１’となり、MEM_0,3に格納する。

【００３７】また、論理回路Ａの入力ａは、MEM_1,2のデ
ータ’０’となり、論理回路Ａの入力ｂは、MEM_0,1のデ
ータ’１’となり、MEM_4,1のデータ’１’を論理回路Ａ
の入力ｃとすれば、論理回路Ａの出力はｆ＝’０’とな
り、MEM_1,3に格納する。

【００３８】また、MEM_2,2のデータ’１’を論理回路Ｂ
の入力ｄとし、MEM_1,1のデータ’０’を論理回路Ｂの入
力ｅとすれば、論理回路Ｂの出力は、ｇ＝’０’とな
り、MEM_2,3に格納する。

【００３９】また、MEM_3,2のデータ’１’を論理回路Ｂ
の入力ｄとし、MEM_2,1のデータ’１’を論理回路Ｂの入
力ｅとすれば、論理回路Ｂの出力は、ｇ＝’１’とな
り、MEM_3,3に格納する。

【００４０】また、MEM_4,2のデータ’１’を論理回路Ｂ
の入力ｄとし、MEM_5,1のデータ’１’を論理回路Ｂの入
力ｅとすれば、論理回路Ｂの出力は、ｇ＝’１’とな
り、MEM_4,3に格納する。

【００４１】また、MEM_5,2のデータ’１’を論理回路Ｂ
の入力ｄとし、MEM_6,1のデータ’０’を論理回路Ｂの入
力ｅとすれば、論理回路Ｂの出力は、ｇ＝’０’とな
り、MEM_5,3に格納する。

【００４２】また、論理回路Ａの入力ａは、MEM_6,2のデ
ータ’０’となり、論理回路Ａの入力ｂは、MEM_3,1のデ
ータ’１’となり、MEM_7,1のデータ’１’を論理回路Ａ
の入力ｃとすれば、論理回路Ａの出力は、ｆ＝’０’と
なり、MEM_6,3に格納する。さらに、論理回路Ａの入力ａ
は、MEM_7,2のデータ’１’となり、論理回路Ａの入力ｂ
は、MEM_3,1のデータ’１’となり、MEM_7,1のデータ’
１’を論理回路Ａの入力ｃとすれば、論理回路Ａの出力
は、ｆ＝’１’となり、MEM_7,3に格納する。

【００４３】以上の演算により、時刻ｔから時刻ｔ＋１
に遷移するpathのうちpath２とpath５が除去された。さ
らにパスメモリMEM_0,1，MEM_1,1，MEM_2,1，MEM_3,1，MEM
_4,1，MEM_5,1，MEM_6,1，MEM_7,1に格納されていたデータ
をパスメモリMEM_0,2，MEM_1,2，MEM_2,2，MEM_3,2，ME
M_4,2，MEM_5,2，MEM_6,2，MEM_7,2に格納し、パスメモリME
M_0,1とMEM_2,1とMEM_3,1とMEM_4,1とMEM_5,1とMEM_7,1に’
１’を、MEM_1,1とMEM_6,1に’０’を格納する。パスメモ
リMEM_i,3（ｉは０から７までの整数）における演算をME
M_i,n（ｎは４以上パスメモリ長以下の整数）についても
行うと、十分にパスメモリ長が大きい場合、８つのパス
メモリMEM_i,m（ｍはパスメモリ長）のうちただ１つのパ
スメモリに’１’が格納されることになる。これが生き
残りパスとなる。

【００４４】図１の状態遷移図で説明したようにパスメ
モリMEM_3,mに’１’が格納されているあるいは、パスメ
モリMEM_4,mに’１’が格納されていれば、ＳＭＵ１０は
復号結果として’１’を出力し、そうでなければＳＭＵ
１３は復号結果として’０’を出力する。これにより原
ディジタル情報ｂ_tが再生される。ＳＭＵ１３は生き残
りパスを示す８ビットの情報ｐ_i,t（ｉは０から７まで
の整数、ｔは時刻を示す整数）としてｐ_i,t＝MEM
_i,m（ｍはパスメモリ長）を満たすようにＬＰＦ１１に
出力し、位相誤差情報として、後述のタイミング信号抽
出手段７に出力する。

【００４５】なお本発明の実施例のＳＭＵ１０では、論
理回路Ａと論理回路Ｂにより、時刻ｔと時刻ｔ＋１の状
態遷移選択結果から、時刻ｔの状態遷移選択結果のうち
時刻ｔ＋１では生き残らない状態遷移をパスメモリから
取り除く構成としたが、時刻ｔから時刻ｔ＋ｒ（ｒは１
以上の整数）の状態遷移選択結果から、時刻ｔの状態遷
移選択結果のうち時刻ｔ＋１から時刻ｔ＋ｒでは生き残
らない状態遷移をパスメモリから取り除く構成にしても
同様の効果が得られる。

【００４６】図４においてＲＥＧ１２はＢＭＵ８とＡＣ
Ｓ９とＳＭＵ１０の処理時間分だけ、シフトレジスタに
よって遅延させた再生信号振幅値ｙ_tをＬＰＦ１１に出
力する。また位相誤差情報として、後述のタイミング信
号抽出手段７へ、同様にオフセットキャンセル制御情報
として後述のオフセットキャンセル手段１へ、自動利得
制御情報として後述の自動利得制御手段２へ、波形等化
誤差情報として後述の波形等化手段３へ、ディジタルイ
コライザ誤差情報として後述のディジタルイコライザ手
段５へ出力する。

【００４７】図８は本実施例のＬＰＦ１１のブロック図
である。ＬＰＦ１１には初期動作と定常動作の２つの動
作が行われる。初期動作はいわゆるアクイジションモー
ドと呼ばれ、記録媒体上の特定パターンからタイミング
信号を高速に抽出し、これに同期するための動作であ
り、定常動作はトラッキングモードと呼ばれ、再生信号
からタイミング信号を抽出し、これに追従するための動
作である。ＬＰＦ１１は等化期待値ｘ_7,t，ｘ_6,t，ｘ
_5,t，ｘ_4,t，ｘ_3,t，ｘ_2,t，ｘ_1,t，ｘ_0,tを格納するた
めのレジスタを持ち、（数１０）を満たす演算を行い、
演算結果をレジスタに格納する。

【００４８】

【数１０】

【００４９】初期動作において、外部から与えられた８
つのＰＲ等化出力の初期振幅期待値ｘ_7,init，
ｘ_6,init，ｘ_5,init，ｘ_4,init，ｘ_3,init，ｘ_2,init，
ｘ_1,init，ｘ _0,initをＢＭＵ８に出力しているが、定常
動作では（数１０）の演算を行い、更新したレジスタの
データを８つのＰＲ等化出力の振幅期待値ｘ_7,t，
ｘ_6,t，ｘ_5, _t，ｘ_4,t，ｘ_3,t，ｘ_2,t，ｘ_1,t，ｘ_0,tと
してＢＭＵ１１に出力する。これは最尤復号結果から記
録再生系の応答特性を検出し、検出結果から適応的にＰ
Ｒ等化特性を変化させていることになる。

【００５０】つぎに、タイミング信号抽出手段７の動作
について説明する。タイミング信号抽出手段７はＳＭＵ
１０から出力された生き残りパスｐ_i,tとＢＭＵ８とＡ
ＣＳ９とＳＭＵ１０でかかった処理時間遅延させた再生
信号振幅値ｙ_tを入力とし、（数１１）にしたがって演
算を行う。演算結果はレジスタlevel_i,tに格納する

【００５１】

【数１１】

【００５２】Ａ／Ｄ変換手段４で量子化に用いられるタ
イミング信号に位相誤差がなく、記録再生系の等化特性
が（数１）で表されるインパルス応答となる場合、leve
l_2,tは再生信号のたち下がり波形の振幅値ｃ＋ｄの値を
とり、level_5,tは再生信号のたち上がり波形の振幅値ａ
＋ｂの値をとる。簡単のために対称なインパルス応答の
場合を考えるとａ＝ｄ、ｂ＝ｃとなるので、level_2,t＝
level_5,tが満たされる。そこで位相誤差量を（数１２）
で定義する。

【００５３】

【数１２】

【００５４】したがって位相誤差量phase_error_tが正の
値を示すときにはタイミング信号の位相は量子化すべき
サンプリング位置より進んでおり、負の値を示すときに
はタイミング信号の位相は量子化すべきサンプリング位
置より遅れていることになる。さらに（数１３）で定ま
るＶＣＯ制御信号VCOCTL_tをもとめる。

【００５５】

【数１３】

【００５６】ここでｉは初期位相情報が有効になった後
のＡ／Ｄ変換手段のサンプリング回数である。さらにタ
イミング信号抽出手段７が出力するタイミング信号の周
波数をf_tを（数１４）で定義する。

【００５７】

【数１４】

【００５８】ここでGAINは周波数設定手段の増幅率、f
_centerは中心周波数情報である。なお、インパルス応答
が非対称な場合には、（数１４）を（数１５）に変形す
る。

【００５９】

【数１５】

【００６０】またα、βはループフィルタの係数であ
り、GAINはＶＣＯの増幅率である。これらをアクイジシ
ョンモードとトラッキングモードにおいて値を変化させ
ることで、フェーズロックループの応答特性を変化させ
ることができ、アクイジションモードではいち早く同期
動作を実現でき、トラッキングモードでは同期はずれを
抑えることができる。タイミング信号抽出手段７は、初
期位相情報いわゆるゼロフェーズスタート信号が有効に
なった瞬間にあわせて、（数１４）あるいは（数１５）
で定まる周波数のタイミング信号をＡ／Ｄ変換手段４へ
出力する。

【００６１】つぎに、オフセットキャンセル手段１の動
作について説明する。オフセットキャンセル手段１はＳ
ＭＵ１０から出力された生き残りパスｐ_i,tとＢＭＵ８
とＡＣＳ９とＳＭＵ１０でかかった処理時間遅延させた
再生信号振幅値ｙ_tを入力とし、（数１１）にしたがっ
て演算を行う。演算結果はレジスタlevel_i,tに格納す
る。Ａ／Ｄ変換手段４で量子化に用いられるタイミング
信号に位相誤差がなく、記録再生系の等化特性が（数
１）で表されるインパルス応答となる場合、level₂ _,tは
再生信号のたち下がり波形の振幅値ｃ＋ｄの値をとり、
level_5,tは再生信号のたち上がり波形の振幅値ａ＋ｂの
値をとる。簡単のために対称なインパルス応答の場合を
考えるとａ＝ｄ、ｂ＝ｃとなるので、level_2,t＝level
_5,tが満たされる。そこでオフセット誤差量を（数１
６）で定義する。

【００６２】

【数１６】

【００６３】したがってオフセット誤差量offset_error
_tが正の値を示すときには再生信号がＡ／Ｄ変換手段４
のダイナミックレンジの中心値に対して、正の方向にず
れていること示し、負の値を示すときには、再生信号が
Ａ／Ｄ変換手段４のダイナミックレンジの中心値に対し
て、負の方向にずれていること示している。さらに（数
１７）で定まるオフセット制御信号OFFSET_CTL_tをもと
める。

【００６４】

【数１７】

【００６５】ここでｉは初期位相情報が有効になった後
のＡ／Ｄ変換手段４のサンプリング回数である。オフセ
ット制御信号OFFSET_CTL_tはＤ／Ａ変換回路によりアナ
ログ信号に変換され、さらに増幅率-offset_gainだけ増
幅される。さらにオフセットキャンセル手段１に入力さ
れた再生信号に加算され、出力信号としてＡＧＣ手段２
へ出力される。α、βはループフィルタの係数であり、
offset_gainはの増幅率である。これらをアクイジショ
ンモードとトラッキングモードにおいて値を変化させる
ことで、フィードバックループの応答特性を変化させる
ことができる。

【００６６】つぎに、ＡＧＣ手段２の動作について説明
する。ＡＧＣ手段２はＳＭＵ１０から出力された生き残
りパスｐ_i,tとＢＭＵ８とＡＣＳ９とＳＭＵ１０でかか
った処理時間遅延させた再生信号振幅値ｙ_tを入力と
し、（数１８）にしたがって演算を行う。演算結果はレ
ジスタlevel_i,tに格納する。

【００６７】

【数１８】

【００６８】Ａ／Ｄ変換手段４で量子化に用いられるタ
イミング信号に位相誤差がなく、記録再生系の等化特性
が（数１）で表されるインパルス応答となる場合、leve
l_0,tは振幅値０の値をとり、level_7,tは再生信号の振幅
値ａ＋ｂ＋ｃ＋ｄの値をとる。そこでＡＧＣ誤差量AGC_
error_tを（数１９）で定義する。

【００６９】

【数１９】

【００７０】ここでAGC_initは初期設定された所定の再
生信号振幅値である。したがってＡＧＣ誤差量AGCt_err
or_tが正の値を示すときには再生信号が所定の振幅値よ
りも大きく、負の値を示すときには、再生信号が所定の
振幅値よりも小さいことを示している。さらに（数２
０）で定まるＡＧＣ制御信号AGC_CTL_tをもとめる。

【００７１】

【数２０】

【００７２】ここでｉは初期位相情報が有効になった後
のＡ／Ｄ変換手段４のサンプリング回数である。ＡＧＣ
制御信号AGC_CTL_tはＤ／Ａ変換回路によりアナログ信号
に変換され、さらに増幅率-AGC_gainだけ増幅される。
バリアブルゲインアンプ制御電圧が（数２１）によりも
とまる。

【００７３】

【数２１】

【００７４】（数２１）で定まる利得だけ増幅された再
生信号が波形等化手段３へ出力される。またα、βはル
ープフィルタの係数であり、AGC_gainは増幅率である。
これらをアクイジションモードとトラッキングモードに
おいて値を変化させることで、フィードバックループの
応答特性を変化させることができる。

【００７５】つぎに、波形等化手段３の動作について説
明する。波形等化手段３はＳＭＵ１０から出力された生
き残りパスｐ_i,tとＢＭＵ８とＡＣＳ９とＳＭＵ１０で
かかった処理時間遅延させた再生信号振幅値ｙ_tを入力
とし、（数２２）〜（数２９）にしたがって演算を行
う。時刻ｔ−１と時刻ｔと時刻ｔ＋１での生き残りパス
がそれぞれ（表１）であれば、（数２２）の演算結果を
レジスタlevel_1,t,3Tへ格納する。

【００７６】

【表１】

【００７７】

【数２２】

【００７８】時刻ｔ−１と時刻ｔと時刻ｔ＋１での生き
残りパスがそれぞれ（表２）であれば、（数２３）の演
算結果をレジスタlevel_4,t,3Tへ格納する。

【００７９】

【表２】

【００８０】

【数２３】

【００８１】時刻ｔ−１と時刻ｔと時刻ｔ＋１での生き
残りパスがそれぞれ（表３）であれば、（数２４）の演
算結果をレジスタlevel_6,t,3Tへ格納する。

【００８２】

【表３】

【００８３】

【数２４】

【００８４】時刻ｔ−１と時刻ｔと時刻ｔ＋１での生き
残りパスがそれぞれ（表４）であれば、（数２５）の演
算結果をレジスタlevel_3,t,3Tへ格納する。

【００８５】

【表４】

【００８６】

【数２５】

【００８７】時刻ｔ−１と時刻ｔと時刻ｔ＋１での生き
残りパスがそれぞれ（表５）であれば、（数２６）の演
算結果をレジスタlevel_1,t,4Tへ格納する。

【００８８】

【表５】

【００８９】

【数２６】

【００９０】時刻ｔ−１と時刻ｔと時刻ｔ＋１での生き
残りパスがそれぞれ（表６）であれば、（数２７）の演
算結果をレジスタlevel_4,t,4Tへ格納する。

【００９１】

【表６】

【００９２】

【数２７】

【００９３】時刻ｔ−１と時刻ｔと時刻ｔ＋１での生き
残りパスがそれぞれ（表７）であれば、（数２８）の演
算結果をレジスタlevel_6,t,4Tへ格納する。

【００９４】

【表７】

【００９５】

【数２８】

【００９６】時刻ｔ−１と時刻ｔと時刻ｔ＋１での生き
残りパスがそれぞれ（表８）であれば、（数２９）の演
算結果をレジスタlevel_6,t,4Tへ格納する。

【００９７】

【表８】

【００９８】

【数２９】

【００９９】Ａ／Ｄ変換手段４で量子化に用いられるタ
イミング信号に位相誤差がなく、記録再生系の等化特性
が（数１）で表されるインパルス応答となる場合、leve
l_1,t _,3T，level_4,t,3T，level_1,t,4T，level_4,t,4T，振
幅値ａの値をとり、level_6,t _,3T，level_3,t,3T，level
_6,t,4T，level_3,t,4T，は再生信号の振幅値ａ＋ｂ＋ｃ
の値をとる。そこで波形等化誤差量EQ_error_tを（数３
０）で定義する。

【０１００】

【数３０】

【０１０１】波形等化誤差量EQ_error_tが負の値を示す
ときには、十分に所定のパーシャルレスポンス等化方式
に波形等化されておらず、高域での波形等化量（以降ブ
ースト量）が不足していることを示し、正の値を示すと
きには、十分に所定のパーシャルレスポンス等化に波形
等化されておらず、高域での波形等化量（以降ブースト
量）が過剰であることを示している。さらに（数３１）
で定まる波形等化制御信号EQ_CTL_tをもとめる。

【０１０２】

【数３１】

【０１０３】ここでｉは初期位相情報が有効になった後
のＡ／Ｄ変換手段のサンプリング回数である。波形等化
制御信号EQ_CTL_tはＤ／Ａ変換回路によりアナログ信号
に変換され、（式３２）で定まる波形等化回路のブース
ト量で波形等化された再生信号をＡ／Ｄ変換手段４へ出
力する。

【０１０４】

【数３２】

【０１０５】α、βはループフィルタの係数であり、EQ
_gainは増幅率である。これらの値をアクイジションモ
ードとトラッキングモードにおいて変化させることで、
フィードバックループの応答特性を変化させることがで
きる。

【０１０６】つぎに、ディジタルイコライザ手段５の動
作について説明する。ディジタルイコライザ手段５はＳ
ＭＵ１０から出力された生き残りパスｐ_i,tとＢＭＵ８
とＡＣＳ９とＳＭＵ１０でかかった処理時間遅延させた
再生信号振幅値ｙ_tを入力とし、波形等化手段３と同様
に（数２２）、（数２３）、（数２４）、（数２５）、
（数２６）、（数２７）、（数２８）、（数２９）にし
たがって演算を行う。ここではディジタルフィルタとし
て３タップの対称なＦＩＲフィルタを考えることにす
る。レジスタlevel_1,t,3T、level_4,t,3T、leve
l_6,t,3T、level_3,t,3T、level_1,t,4T、level_4,t,4T、le
vel_6,t,4T、level_3,t,4Tに格納された値からＦＩＲフィ
ルタの係数FIR_tの値を定義する。（数３０）と（数３
１）から波形等化制御信号EQ_CTL_tをもとめ、（数３
２）で定まるＦＩＲフィルタによってフィルタリングさ
れた量子化データを最尤復号手段１４へ出力する。

【０１０７】α、βはループフィルタの係数であり、FI
R_gainは増幅率である。これらの値をアクイジションモ
ードとトラッキングモードにおいて変化させることで、
フィードバックループの応答特性を変化させることがで
きる。

【０１０８】

【発明の効果】本発明によれば、本発明のディジタル情
報再生装置は、タイミング信号抽出手段から出力された
タイミング信号をもとに再生信号を量子化データに変換
するＡ／Ｄ変換手段と、Ａ／Ｄ変換手段から出力された
量子化データを入力として原ディジタル情報を復号する
最尤復号手段と、最尤復号手段から出力された利得制御
信号をもとに再生信号の振幅方向の大きさを制御し、Ａ
／Ｄ変換手段に再生信号を出力する自動利得制御手段を
備えており、最尤復号手段が再生信号に含まれるレベル
変動を求め、利得制御信号として自動利得手段に出力
し、自動利得制御手段が、再生信号の振幅の大きさを一
定に制御し、再生信号に含まれるレベル変動成分の影響
を低減し、最尤復号による誤り率改善効果十分に発揮す
ることができる。

【０１０９】また、本発明のディジタル情報再生装置
は、再生信号に含まれる振幅方向の変動を抑えるオフセ
ットキャンセル手段と、オフセットキャンセル手段から
出力された再生信号をタイミング信号抽出手段からのタ
イミング信号でサンプリングし、量子化データに変換す
るＡ／Ｄ変換手段と、量子化データを入力として原ディ
ジタル情報を復号する最尤復号手段を備えており、、最
尤復号手段が復号結果をもとに再生信号に含まれる振幅
方向の変動成分を検出し、検出結果からオフセットキャ
ンセル手段へオフセット制御信号を出力し、オフセット
キャンセル手段がオフセット制御信号によって再生信号
に含まれるオフセット成分を取り除き、最尤復号による
誤り率改善効果十分に発揮することができる。

【０１１０】また、本発明のディジタル情報再生装置
は、再生信号を所定のパーシャルレスポンス等化に波形
等化するイコライザ手段と、イコライザ手段から出力さ
れた再生信号をタイミング信号抽出手段からのタイミン
グ信号でサンプリングし、量子化データに変換するＡ／
Ｄ変換手段と、量子化データを入力として原ディジタル
情報を復号する最尤復号手段を備えており、最尤復号手
段が復号結果をもとにイコライザ手段の等化誤差量を検
出し、検出結果からイコライザ手段へブースト量制御信
号とカットオフ周波数制御信号を出力し、イコライザ手
段がブースト量制御信号とカットオフ制御信号をもとに
再生信号の波形等化量を制御し、イコライザ手段による
等化誤差量を常に最小に適応制御し、最尤復号による誤
り率改善効果十分に発揮することができる。

【０１１１】また、本発明のディジタル情報再生装置
は、再生信号をタイミング信号抽出手段からのタイミン
グ信号でサンプリングし、量子化データに変換するＡ／
Ｄ変換手段と、量子化データを入力として所定のパーシ
ャルレスポンス等化に波形等化するディジタルイコライ
ザ手段と、ディジタルイコライザ手段の出力信号から原
ディジタル情報を復号する最尤復号手段を備えており、
最尤復号手段は復号結果をもとに等化誤差量を検出し、
検出結果からディジタルイコライザ手段へ係数設定信号
を出力し、ディジタルイコライザ手段は係数設定信号を
もとにフィルタ係数を制御し、イコライザ手段による等
化誤差量を常に最小に適応制御し、最尤復号による誤り
率改善効果十分に発揮することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】最小極性反転距離が３の記録符号とＰＲ（１，
３，３，１）等化方式を組み合わせた場合の状態遷移図

【図２】最小極性反転距離が３の記録符号とＰＲ（１，
３，３，１）等化方式を組み合わせた場合のトレリス線
図

【図３】本発明のディジタル情報再生装置のブロック図

【図４】本発明のディジタル情報再生装置の最尤復号手
段の実施例のブロック図

【図５】本発明の実施例におけるＢＭＵ８のブロック図

【図６】本発明の実施例におけるＡＣＳ９のブロック図

【図７】本発明の実施例のＳＭＵ１０のブロック図

【図８】本発明の実施例のＬＰＦ１１のブロック図

【符号の説明】

１オフセットキャンセル手段２自動利得制御手段（以降ＡＧＣ手段）３波形等化手段４Ａ／Ｄ変換手段５ディジタルイコライザ手段６最尤復号手段７タイミング信号抽出手段８枝メトリック演算手段（ＢＭＵ）９加算比較選択手段（ＡＣＳ）１０生き残りパス検出手段（ＳＭＵ）１１平滑化手段（ＬＰＦ）１２シフトレジスタ（ＲＥＧ）

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】記録媒体に記録した原ディジタル情報を
パーシャルレスポンス等化方式を利用して再生するディ
ジタル情報再生装置であって、記録媒体から再生された
再生信号の信号振幅が一定となるように制御する自動利
得制御手段と、自動利得制御手段から出力された再生信
号をタイミング信号抽出手段からのタイミング信号でサ
ンプリングし、量子化データに変換するＡ／Ｄ変換手段
と、前記量子化データを入力として前記原ディジタル情
報を復号し、最尤復号結果をもとに再生信号に含まれる
振幅方向の変動成分を検出し、検出結果から前記自動利
得制御手段へ利得制御信号を出力する最尤復号手段と、
再生信号に含まれるタイミング信号を抽出して出力する
前記タイミング信号抽出手段を備えたことを特徴とする
ディジタル情報再生装置。
【請求項２】記録媒体に記録した原ディジタル情報を
パーシャルレスポンス等化方式を利用して再生するディ
ジタル情報再生装置であって、記録媒体から再生された
再生信号に含まれる振幅方向の変動を抑えるオフセット
キャンセル手段と、オフセットキャンセル手段から出力
された再生信号をタイミング信号抽出手段からのタイミ
ング信号でサンプリングし、量子化データに変換するＡ
／Ｄ変換手段と、前記量子化データを入力として前記原
ディジタル情報を復号し、最尤復号結果をもとに再生信
号に含まれる振幅方向の変動成分を検出し、検出結果か
ら前記オフセットキャンセル手段へオフセット制御信号
を出力する最尤復号手段と、再生信号に含まれるタイミ
ング信号を抽出して出力する前記タイミング信号抽出手
段を備えたことを特徴とするディジタル情報再生装置。
【請求項３】記録媒体に記録した原ディジタル情報を
パーシャルレスポンス等化方式を利用して再生するディ
ジタル情報再生装置であって、記録媒体から再生された
再生信号を所定のパーシャルレスポンス等化に波形等化
するイコライザ手段と、イコライザ手段から出力された
再生信号をタイミング信号抽出手段からのタイミング信
号でサンプリングし、量子化データに変換するＡ／Ｄ変
換手段と、前記量子化データを入力として前記原ディジ
タル情報を復号し、最尤復号結果をもとにイコライザ手
段の等化誤差量を検出し、検出結果から前記イコライザ
手段へブースト量制御信号とカットオフ周波数制御信号
を出力する最尤復号手段と、再生信号に含まれるタイミ
ング信号を抽出して出力する前記タイミング信号抽出手
段を備えたことを特徴とするディジタル情報再生装置。
【請求項４】記録媒体に記録した原ディジタル情報を
パーシャルレスポンス等化方式を利用して再生するディ
ジタル情報再生装置であって、記録媒体から再生された
再生信号をイミング信号抽出手段からのタイミング信号
でサンプリングし、量子化データに変換するＡ／Ｄ変換
手段と、前記量子化データを入力として所定のパーシャ
ルレスポンス等化に波形等化するディジタルイコライザ
手段と、前記ディジタルイコライザ手段の出力信号から
前記原ディジタル情報を復号し、最尤復号結果をもとに
ディジタルイコライザ手段の等化誤差量を検出し、検出
結果から前記ディジタルイコライザ手段へ係数設定信号
を出力する最尤復号手段と、再生信号に含まれるタイミ
ング信号を抽出して出力する前記タイミング信号抽出手
段を備えたことを特徴とするディジタル情報再生装置。