JPH10261272A

JPH10261272A - デジタル信号再生装置

Info

Publication number: JPH10261272A
Application number: JP6361897A
Authority: JP
Inventors: Mitsuo Ishii; 光夫石井
Original assignee: Sharp Corp
Current assignee: Sharp Corp
Priority date: 1997-03-17
Filing date: 1997-03-17
Publication date: 1998-09-29

Abstract

(57)【要約】【課題】記録条件に起因するアシンメトリー等により
信号レベルが変化する符号化されたデジタル信号をビタ
ビ復号法により最尤復号する際、信号レベルの変化によ
る復号性能の劣化を回避する。【解決手段】デジタルデータ列に対応し、符号間干渉
について予測可能な相関符号となるパーシャルレスポン
ス方式にて符号化された符号化データと、上記符号化デ
ータに対応した各期待値とに基づき算出したブランチメ
トリックによって符号化データからデジタルデータ列を
最尤復号するビタビ復号器８を設ける。ブランチメトリ
ック制御回路９を、上記符号化データにおける、各信号
レベルのそれぞれの変動に対応して、前記各期待値をそ
れぞれ変化させるように設ける。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、デジタル信号をビ
タビ復号する復号器を有するデジタル信号再生装置に関
し、特に、再生信号に対しブランチメトリックの演算を
制御してビタビ復号動作をより確実化できるデジタル信
号再生装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】近年、磁気ディスク、光ディスク、光磁
気ディスク等のディスクに記録された２値データを再生
するディスク装置において、高密度にデータが記録され
たディスクからの再生信号におけるデータ誤り率を小さ
くして、確実にデータを復号するために、再生信号に対
しビタビ復号法を適用してデータを復号する復号回路を
用いたものが知られている。

【０００３】このビタビ復号法は、ホワイトノイズが混
入した再生信号に対しては有効なものであるが、２値デ
ータをディスクに記録する際の変調規則による再生信号
に対するＤＣ成分や、レーザ光を用いる光ディスク装置
における光ディスク基板の複屈折等により生じる再生信
号の変化、および記録条件に起因する再生信号のアシメ
ントリー等に対する、データ誤り率の改善については効
果が小さいという問題を有するものである。

【０００４】上記問題を低減するため、特開平6-295540
号公報では、再生信号と、この再生信号からの復号結果
とによって、しきい値を可変制御して、データ誤り率の
改善を図った技術が開示されている。

【０００５】また、上記問題を低減するため、特開平7-
220409号公報、特開平7-262694号公報においては、再生
信号から所定サンプル値を抽出し、その最大サンプル値
と最小サンプル値とから振幅幅、または、所定サンプル
値の平均値を用いてオフセット値を検出し、それら振幅
幅やオフセット値により、一律に、予測サンプル値を制
御する技術を用い、ブランチメトリックの算出を可変制
御してデータ誤り率の改善を図る方式が提案されてい
る。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】ところが、上記各従来
では、次に示すような問題点を招来している。すなわ、
特開平6-295540号公報においては、再生信号を復号結果
により分類する必要があるため、ビタビ復号が終了する
までの間、再生信号を全て記憶し、かつ、復号タイミン
グと一致して出力させるためのメモリーが必要であり、
大型化や複雑化が避けれないという問題点を有してい
る。

【０００７】さらに、上記公報では、しきい値の制御を
ビタビ復号の復号結果に依存しているため、復号誤りが
生じると、復号結果に基づいたしきい値も最適値から異
なることから、このような誤ったしきい値によって、さ
らなる復号誤りを生じ、データ誤り率の改善が劣化する
という問題点も有している。

【０００８】また、特開平7-220409号公報、特開平7-26
2694号公報においては、再生信号よりブランチメトリッ
クのための予測サンプル値を算出しているため、復号タ
イミングと一致させるためのメモリーを省くことができ
るものの、予測サンプル値にに対し、一律の演算を行っ
ているため、再生信号の振幅変動やＤＣ成分の変動に対
しては有効であるが、記録条件に起因する再生信号のア
シンメトリーのような一律のレベル比にならない場合に
は、予測サンプル値が最適に制御されず、復号誤りを生
じ易く、やはり、データ誤り率が増加するという問題を
生じている。

【０００９】

【課題を解決するための手段】本発明の請求項１に記載
のデジタル信号再生装置は、以上の課題を解決するため
に、デジタルデータ列に対応し、符号間干渉について予
測可能な相関符号となるパーシャルレスポンス方式にて
符号化された符号化データと、パーシャルレスポンス方
式による上記符号化データにおける各信号レベルにそれ
ぞれ対応した各期待値とに基づきブランチメトリックを
算出する復号部が、ブランチメトリックによって符号化
データからデジタルデータ列を最尤復号するように設け
られ、各信号レベルの変動を検出する制御手段が、各信
号レベルの変動に対応して前記各期待値をそれぞれ変化
させるように設けられていることを特徴としている。

【００１０】上記の請求項１記載の構成によれば、パー
シャルレスポンス方式にて符号化された符号化データに
対し、符号化データの各信号レベルの変動に基づき、制
御手段が、期待値を好適に変化させることができるた
め、従来のように、復号結果に依存することによる構成
の大型化や複雑化を回避し、かつ復号誤りの伝搬も防止
しながら、より好適な各期待値に基づく、復号部におけ
る、符号化データからデジタルデータ列の最尤復号の制
御の最適化が可能となる。

【００１１】上記符号化データとしては、例えば、デジ
タルデータ列が高密度に記録された光ディスク等の記録
媒体から再生された再生信号が、デジタルデータ列に対
応した、符号間干渉について予測可能な相関符号となる
ものが挙げられる。

【００１２】これにより、上記構成では、例えば光ディ
スク等の記録媒体の円周方向の特性の変化や、記録用符
号化データの変調符号に含まれる直流（ＤＣ）成分によ
る再生信号のレベル変動に対応でき、復号部における、
再生信号などの符号化データから復号されたデジタルデ
ータ列において、そのデータ誤り率を改善できる。

【００１３】その上、上記構成では、符号化データにお
ける各信号レベルのそれぞれの変動に基づき、各期待値
を、個々に、それぞれ変化させるため、光ディスク等の
記録媒体からの再生信号における記録条件に起因するア
シメントリーのように非対称な各信号レベルの変動に対
しても、各期待値をそれぞれ変化させて、各信号レベル
の変動に対し、より確実に対応できる。このことから、
上記構成では、従来のように一律に予測サンプル値を変
化させる場合と比べて、復号部における、上記アシンメ
トリーに基づく、復号の際のデータ誤り率をより改善で
きる。

【００１４】本発明の請求項２記載のデジタル信号再生
装置は、請求項１記載のデジタル信号再生装置におい
て、制御手段は、信号レベルに対応した、隣り合う各期
待値の中央値で区切られる範囲に設定された選択領域に
基づいて、信号レベルの変動を検出するようになってい
ることを特徴としている。

【００１５】上記の請求項２記載の構成によれば、各信
号レベルに対応する各選択領域を、隣り合う各期待値と
の間の中央値で区切られる範囲とすることにより、再生
された符号化データの各信号レベルの変動にそれぞれ対
応して、各選択領域を、互いに隣接させてそれぞれ連続
した状態を維持しながら期待値の変化に追従して変化さ
せることができる。

【００１６】このことから、上記構成では、隣接する各
選択領域の境界値を、隣り合う各期待値の変動に基づい
て設定するので、少なくとも一方の期待値の変動が大き
い場合でも、得られた境界値の変動に対する過度応答を
抑制でき、また、各選択領域を隣接させながら確実に符
号化データの各信号レベルの全てを確実に分割できるか
ら、符号化データからデジタルデータ列の復号化を安定
化および確実化することが可能となる。

【００１７】本発明の請求項３記載のデジタル信号再生
装置は、請求項１または２記載のデジタル信号再生装置
において、符号化データの復号を開始するとき、制御手
段における初期値としての期待値を予め設定する設定手
段が設けられていることを特徴としている。

【００１８】上記の請求項３記載の構成によれば、復号
開始時、ブランチメトリックを算出するための初期値
を、設定手段によって制御手段に予め設定することによ
り、符号化データの入力されていない状態においても、
制御手段および復号部における初期値としての期待値が
不定となることが防止されて、復号部における復号を正
常に行うことが可能となり、上記の復号を安定化でき
る。

【００１９】

【発明の実施の形態】本発明の実施の形態について図１
ないし図９に基づいて説明すれば、以下の通りである。
本発明のデジタル信号再生装置に関し、上記デジタル信
号再生装置を適用した光ディスク装置に用いた例により
説明すると、図１に示すように、上記光ディスク装置で
は、記録媒体としての光ディスク１が着脱自在に取り付
けられるようになっており、また、回転する上記光ディ
スク１に対し、レーザ光を照射して、光ディスク１から
の反射光を読み取り、光電変換して、上記デジタルデー
タ列を再生するためのアナログ再生信号を出力する光ヘ
ッド２が設置されている。

【００２０】上記光ディスク１には、デジタルデータ列
から記録用に好適となるように変調された変調データが
記録される。光ディスク１に対する記録としては、光デ
ィスク１上のピット形成による凹凸、相変化に基づく屈
折率の変化、水平磁化方向の反転または垂直磁化等の磁
化反転により記録されるマークの有無により記録され、
マーク（中心）の記録されている位置、あるいはマーク
の長さと間隔（マークエッジ位置）の変化として記録さ
れるものが挙げられる。

【００２１】本実施の形態では、マークの長さと間隔が
離散的に変化するデジタル記録が用いられている。な
お、上記の記録を、記録密度を向上できる、マークの長
さと間隔が連続的に変化するアナログ記録としてもよ
い。

【００２２】また、上記変調データは、自己同期を容易
とするためのクロック信号の再生が簡便で、バースト誤
りに対して訂正機能を大きくできる、インターリーブNR
ZI(Non-Return-to-Zero-Inverse)信号に変調され、さら
に、上記インターリーブNRZI信号に対し、隣り合う各
「１」の間で「０」が続くビット長を、例えば１〜７に
ランレングス制限するように〔(1,7)RLLC, Run Length
Limited Code〕変調されたものとなっている。

【００２３】さらに、上記変調データは、光ディスク１
に対する高密度記録のため、隣り合う各マークからの再
生信号が互いに干渉するが、その干渉の相関を予測でき
る程度まで、各マーク間の距離を小さく設定されて記録
されている。このことから、上記変調データに対応し
た、光ディスク１からの再生信号では、光ヘッド２の光
学的フィルター効果（Optical Transfer Function ）や
伝送遅延等により、記録された矩形波である２値デジタ
ル信号（光ディスク１上での変調を受けた理想的なデジ
タル情報）は、再生されると、ローパスフィルターを通
したように変形され、例えば図５（ｂ）に示すアイパタ
ーンのように、連続的に変化するアナログ信号のような
波形となっている（以下、このようなアナログ信号様波
形を示す再生信号をアナログ再生信号と称する）。

【００２４】このような再生信号では、符号間干渉によ
って、各クロック時点のインパルス応答波形を重ね合わ
せたものとなっており、また、パーシャルレスポンス方
式を用いた、例えば図４に示すごとくPR(1,2,1) 等化さ
れた波形である場合、上記再生信号となる後述するデジ
タル信号ｙｋのインパルス応答については、以下の表１
の例のように近似でき、多値データ、例えば５値データ
となっている。

【００２５】

【表１】

【００２６】よって、このような多値データとなるデジ
タル信号ｙｋの信号レベルＸt は、記録データＤ(t)
（１または０）を用いて、Ｘt ＝Ｄ(t-1) ＋２＊Ｄ(t)
＋Ｄ(t+1) で表される。

【００２７】したがって、このようなデジタル信号ｙｋ
においては、隣接する各マーク間の相互干渉を生じたも
のとなっていることから、時系列的において、前段およ
び／または後段のデータ列に対し所定量にて順次影響、
すなわち相関したデータ列となる畳込み符号化されたデ
ータ列と同様の符号化データとなっている。

【００２８】また、上記光ディスク装置には、アナログ
再生信号を出力する光ヘッド２を駆動するためのレーザ
駆動回路３が、上記光ヘッド２を取り付けられた光ディ
スク１の記録面に対し、光ディスク１の径方向に往復移
動可能となるように設けられており、かつ、上記アナロ
グ再生信号が入力されるＲＦ(Radio Frequency) 処理回
路４が設けられている。

【００２９】このＲＦ処理回路４は、図示しないが、光
ヘッド２からのアナログ再生信号から、それに含まれる
不要なＤＣ成分を除去するためのＨＰＦ(High Pass Fil
ter)と、後段での処理に適した信号振幅にアナログ再生
信号を調整・増幅するための増幅器と、ＰＬＬ(Phase L
ocked Loop) 系用にアナログ再生信号の不要な高域ノイ
ズを除去するためのＬＰＦ(Low Pass Filter) 、クロッ
ク抽出に適した波形に上記アナログ再生信号を整形して
出力する等化回路、また、データ復号系用に復号のため
に上記アナログ再生信号をデジタル化するＡ／Ｄ(Analo
g/Digital)変換器６に対して取り込みレベルを調整する
ために、アナログ再生信号に対しオフセットを付与する
ためのＩ／Ｆ（インターフェース）とを有している。

【００３０】さらに、光ディスク装置では、ＲＦ処理回
路４にて等化されたアナログ再生信号に位相同期させて
ビット周期のクロック信号を発生するＰＬＬ回路５が設
けられ、ＰＬＬ回路５よりのクロック信号に基づき、所
定のタイミングにてサンプリングすることによりアナロ
グ再生信号をデジタル信号に変換するＡ／Ｄ変換器６が
設けられている。

【００３１】その上、光ディスク装置には、Ａ／Ｄ変換
器６の出力信号を、デジタル式にてＰＲ(Partial Respo
nse)等化して、前述のデジタル信号ｙｋ（符号化デー
タ）として出力するデジタルイコライザー７と、上記デ
ジタル信号ｙｋが入力され、上記デジタル信号ｙｋをビ
タビ復号法に基づき、前述の変調データに復号するビタ
ビ復号器（復号部）８とが設けられている。

【００３２】このビタビ復号器８においては、デジタル
信号ｙｋの各信号レベルにそれぞれ対応した各期待値に
基づいて、ビタビ復号器８の復号動作に必要なブランチ
メトリックを算出するブランチメトリック演算部８１
と、上記ブランチメトリックに基づき、最尤復号のた
め、確からしさの大きいデータ列となる各パスを比較、
選択するためのＡＣＳ(Add-Compare-Select)部８２と、
上記ＡＣＳ部８２において、確度の大きさにより残され
た各パスのデータ列を、所定量記憶しておくためのパス
メモリー８３とが設けられている。

【００３３】そして、光ディスク装置では、上記ブラン
チメトリック演算部８１の各期待値を可変制御するため
のブランチメトリック制御回路（制御手段）９と、光デ
ィスク装置全体の動作を制御する制御部１１よりの信号
によって動作し、ブランチメトリック制御回路９におけ
る、各期待値を可変制御するための初期値としての各期
待値を復号開始時に、設定するプリセット回路（設定手
段）１０とが設けられている。

【００３４】また、上記制御部１１では、復号され入力
された変調データを逆変換により復調させて、元のデジ
タルデータ列を出力するようになっている。上記プリセ
ット回路１０は、ビタビ復号のための最初の状態遷移、
例えば（0,0 ）を復号開始時に、また、復号を終結する
ためのデータ列、例えば（0,0 ）を復号終了時に設定す
るようにもなっている。本発明のデジタル信号再生装置
は、ビタビ復号器８およびブランチメトリック制御回路
９とから構成されている。

【００３５】次に、上記実施の形態における動作につい
て順次説明する。上記実施の形態において、光ディスク
１に記録されている変調データは、例えば、(1,7)RLLC-
NRZIの形式に変調されており、光ヘッド２により変調デ
ータに対応したアナログ再生信号として読み出される。
光ヘッド２は、図示せぬサーボ系により光ディスク１に
おける所望の読み出しトラックに対し、レーザ駆動回路
３により駆動され光ヘッド２の対物レンズによって集光
されるレーザビームの焦点を結んでおり、上記光ディス
ク１の記録面上の微小マークから、上記アナログ再生信
号の再生を可能としている。

【００３６】ＲＦ処理回路４からのアナログ再生信号
は、Ａ／Ｄ変換器６において、ＰＬＬ回路５からのクロ
ック信号に基づいてサンプリングされデジタル再生信号
に変換される。このデジタル再生信号は、（２Ｎ＋１）
タップ（Ｎは正の整数）、例えば３タップのトランスバ
ーサルフィルターから構成するデジタルイコライザー７
により、図４に示すように、PR(1,2,1) 等化され、デジ
タル信号ｙｋとなる。図４では、デジタル信号ｙｋのPR
(1,2,1) 等化が示されており、図４における横軸は時間
を（矢印はデジタル変換時のサンプリングタイミングを
示す）、図４における縦軸はデジタル信号ｙｋの信号レ
ベルを示している。

【００３７】図４に示す波形は、クロック周期長さの孤
立マークを再生したときのインパルス応答波形であり、
等化前の再生波形がＡのようであったとすると、PR(1,
2,1)等化器通過後の波形はＢのようになる。このとき、
１サンプリング点ごとの振幅、つまり信号レベルは、波
形中央が２、その両側が１、その他は０となり、いわゆ
るPR(1,2,1) 特性となる。デジタル信号ｙｋを、このよ
うなPR(1,2,1) 特性に変換するのは、各サンプリング点
での信号レベルの検出を安定化して、復号された変調デ
ータにおけるデータ誤り率を改善するためである。

【００３８】このPR(1,2,1) 特性に等化されたデジタル
信号ｙｋのアイパターンを図５に示す。図５では、横軸
に位相を（整数,-1,0,1 はサンプリングタイミングを示
す）、縦軸にデジタル信号ｙｋの信号レベルを示してい
る。このように再生されたデジタル信号ｙｋでは、何も
変調（ランレングス制限）されずに記録された場合、図
５（ｂ）に示すように、前述の符号間干渉によって、サ
ンプリング点において５つの信号レベル、例えば0,1,2,
3,4 をそれぞれ取り得るものとなる。

【００３９】一方、記録される変調データに対し、本実
施の形態のように、例えば(1,7)RLLC-NRZI変換が施され
ている場合、図５（ａ）に示すように、上記デジタル信
号ｙｋは４つの信号レベル、つまり0,1,3,4 をそれぞれ
取り得るものとなる。これは、記録される変調データ
が、(1,7)RLLC-NRZI方式にて変調されていることによ
り、ランレングス制限の変調規則によって、上記変調デ
ータにおいては、…１０１…および…０１０…というデ
ータ列が存在しないためである。

【００４０】本願発明では、ビタビ復号器８において
は、パーシャルレスポンス方式にて等化された符号化デ
ータとなるデジタル信号ｙｋに対し、例えば５つの信号
レベルを用いて復号できるように構成されている。な
お、上述したように、ランレングス制限の変調規則を用
いた変調データに対応したデジタル信号ｙｋに対し、例
えば４つの信号レベルで復号するように構成することも
でき、このようにランレングス制限を用いた構成の方
が、復号誤りをより少なくでき、かつ、後述するように
ビタビ復号器８の回路構成も小さくできる。

【００４１】ビタビ復号器８は、デジタルイコライザー
７によりPR(1,2,1) 特性に等化されたデジタル信号ｙｋ
を、四状態の畳み込み符号となる符号化データと等価と
みなし、図６に示す状態遷移（ランレングス制限を用い
た場合は図７）に基づいたパスメトリックによって符号
化データから最尤復号を行い、その復号データを、復元
した変調データとして制御部１１に出力する。この状態
遷移図はトレリス線図に展開すると、図８（ランレング
ス制限を用いた場合は図９）のようになる。

【００４２】図６ないし図９において、矢印は状態の遷
移を表し、／を挟んだ添字は、左側の０，１が、その状
態遷移に対応する、記録された変調データ、右側がその
状態遷移が生じたときにPR(1,2,1) 等化された信号が取
るべき期待値である。

【００４３】ビタビ復号器８におけるビタビ復号は、こ
のトレリス線図に沿って、どのような経路を通って状態
遷移が進行すれば、ビタビ復号器８に入力されたデジタ
ル信号ｙｋのデータ列と、上記データ列と前記期待値と
から算出される各パスメトリックの各データ列とがどの
ように近似、つまり各パスメトリッスの各データ列の中
で、何れのデータ列が最も確からしさを有しているかを
決定し、その最も確からしさを有するデータ列に基づい
て復号を行うものである。

【００４４】次に、ビタビ復号器８の構成の一例を図２
に示し、その構成についてビタビ復号動作にしたがって
説明する。ビタビ復号動作は、まず、ブランチメトリッ
ク演算部８１で図８（ランレングス制限を用いた場合は
図９）のトレリス線図にしたがい、クロック信号サンプ
リングポイントにおける、それぞれのパスの期待値（d0
〜d4）とデジタル信号ｙｋのデータとにより、期待値と
上記データとの間のユークリッド距離などに基づく、各
状態遷移に対する確からしさを示すものであるブランチ
メトリックをそれぞれ算出する。

【００４５】次に、ＡＣＳ部８２において、ブランチメ
トリックとそれに対応する１クロック前までのデジタル
信号のデータに関する、状態遷移に対する確からしさの
総和を加算して、それぞれのパスごとの総和をパスメト
リックとしてそれぞれ算出する。各状態遷移への入力と
なる８つのパス（ランレングス制限を用いた場合は６つ
のパス）の最も確からしさの高い方を生き残りパスとし
て残す。ここで、各状態遷移において１つずつ生き残っ
たパスが存在する。

【００４６】そして、パスメモリー８３において、この
４つの生き残りパスの内、最も確からしさの高いパスを
一定数のサンプル前まで遡って決定し、符号化データか
ら、記録された変調データを復号データとして得る。こ
のような復号データは、制御部１１に入力され、(1,7)R
LLC-NRZI方式から上記制御部１１において逆変換により
復調され、復元されたデジタルデータ列である再生デー
タとなり、制御部１１から出力される。

【００４７】次に、上記ブランチメトリック制御回路９
の動作について図３に基づいて説明する。まず、復号を
開始したとき、制御部１１からの信号によりプリセット
回路１０は、ブランチメトリック制御回路９内のメモリ
ーを、デジタル信号ｙｋにおける所定の各信号レベルに
対応した期待値となるようにビタビ復号器８に出力すべ
く所定値にセットし、例えば図５に示すアイパターンに
対応すれば、d0=0, d1=1,d2=2, d3=3, d4=4となり、比
較部９１に対してα＝0.5,β＝1.5,γ＝2.5,δ＝3.5 を
それぞれセットし、期待値制御部９２に対して、その平
均化回路９２１の格納メモリー全てに0(=d0)を、平均化
回路９２２の格納メモリー全てに1(=d1)を、平均化回路
９２３の格納メモリー全てに2(=d2)を、平均化回路９２
４の格納メモリー全てに3(=d3)を、平均化回路９２５の
格納メモリー全てに4(=d4)をそれぞれセットする。

【００４８】これらのセット動作は、再生信号の取り込
み開始時のような再生信号の入力されていない状態で
の、期待値の可変制御動作の安定化を図るために行うも
のであり、これにより、再生・復号化開始時の期待値の
各メモリー値が不定とならず、ビタビ復号器８において
正常にビタビ復号を実行することができる。

【００４９】ところで、例えば光ディスク１上を、その
半径方向に移動して異なるトラックへ、光ヘッド２が移
動するシーク動作を行った場合においては、シーク動作
中の光ディスク１上のトラックを横切るときに不安定な
信号が光ヘッド２から入力されるため、上記の各格納メ
モリーに対して不適切な期待値が格納されるという不都
合を生じることがある。

【００５０】このような不都合を回避するため、本実施
の形態では、シーク動作中のアナログ再生信号をカット
したり、シーク動作を行った後、異なるトラックの情報
を再生する場合においても、上記のセット動作と同様な
リセット動作を行うように設定してもよい。

【００５１】特に、シーク動作の前後においては、異な
る記録条件により記録されたファイルまたはデータ等を
再生することが多く、各記録条件に伴うアナログ再生信
号の振幅や、アシンメトリーの状態が互いに異なってい
る場合があり、そのような場合、上記リセット動作は有
効である。

【００５２】これにより、シーク動作の前後で生じるア
ナログ再生信号の信号レベルの不連続に対して前記各格
納メモリー入力された期待値を確実に、かつ正確に補正
することが可能となる。さらに、例えばシーク動作後の
再生の開始時において、上記のリセット動作により、再
生をより安定化することが可能となる。

【００５３】再生の開始により、ブランチメトリック制
御回路９には、PR(1,2,1) 特性に等化されたデジタル信
号ｙｋが入力される。デジタル信号ｙｋは、信号レベル
方向に４つの分布に分けられる（(1,7)RLLC-NRZIを用い
ているので、d2に対応する分布は存在しない）。

【００５４】デジタル信号ｙｋにおいては、理想的な状
態つまりノイズがない場合、デジタル信号ｙｋの各信号
レベルは、各期待値d0〜d4にそれぞれ集中するので、デ
ジタル信号ｙｋにおいて、分布は存在しない。しかし、
通常では、ノイズにより信号レベルが変化するため、デ
ジタル信号ｙｋにおける各信号レベルに対し分布がそれ
ぞれ、ガウス分布または２項分布に近似して生じる。よ
って、各期待値d0〜d4は、各分布内の中心値として存在
することになる。

【００５５】ここで、各分布の間の信号レベルに対し、
各信号レベルの分布を含む各選択領域を示す境界値とし
てのαからδを、α＝(d0+d1)/2 、β＝(d1+d2)/2 、γ
＝(d2+d3)/2 、δ＝(d3+d4)/2 となるように設定する。
すると、d0≦α、α≦d1≦β、β≦d2≦γ、γ≦d3≦
δ、δ≦d4なる関係が成立し、各信号レベルの全てから
分割されて設定される各選択領域がそれぞれ設定され
る。この関係に基づいて、図３に示すように、比較部９
１の各比較器９１１〜９１８によりデジタル信号ｙｋの
各信号レベルの大小を判別する。

【００５６】すなわち、比較器９１１により、分布の間
の信号レベルα以下の信号レベルの期待値の信号レベル
d0に対応するデジタル信号ｙｋは、平均化回路９２１に
入力される。また、比較器９１２と比較器９１３によ
り、分布の間の信号レベルα以上、かつ分布の間の信号
レベルβ以下の信号レベルd1に対応するデジタル信号ｙ
ｋは、平均化回路９２２に入力される。以下、同様にし
て、各期待値にそれぞれ応じた各信号レベルに対応する
デジタル信号ｙｋが期待値制御部９２の各平均化回路９
２１〜９２５にそれぞれ入力される。

【００５７】期待値制御部９２の各平均化回路９２１〜
９２５では、それぞれ、例えば１０データ分の格納メモ
リーが設けられており、かつ、上記の大小を判別により
分類された各期待値の信号レベルに対応するデジタル信
号ｙｋの格納全データの平均値を出力する構成となって
いる。これにより、各期待値d0〜d4は、デジタル信号ｙ
ｋの各信号レベル変動に対して常に、複数のデータ分、
例えば１０データ分の各分布の中心付近に追従できるこ
とになる。

【００５８】このことから、本願発明では、デジタル信
号ｙｋの各信号レベル変動に対する各期待値d0〜d4の可
変設定については、個々の信号レベルがスパイク状の変
動をした場合でも、各期待値の可変に対する過度な応答
制御を回避しながら、それぞれの最適な可変制御が可能
となる。

【００５９】このとき、分布の間の信号レベルは、各分
布の間の信号レベル生成部９３により演算され、期待値
の変化に伴い隣接する選択領域の信号レベルの期待値の
中央値となるように、各境界値α〜δも各期待値の変化
に対応してそれぞれ追従することになる。

【００６０】このような各境界値α〜δを算出する信号
レベル生成部９３においては、隣接する振幅レベルに期
待値(d0,d1) 、(d1,d2) 、(d2,d3) 、(d3,d4) の和を取
り、それぞれの結果を２で割ることにより、各分布の間
の中心値としての各期待値における、隣り合う各期待値
間の中央値としての各境界値αからδをそれぞれ算出し
ている。ここで、信号レベル生成部９３では、２進数に
て演算されるので、割り算はシフトレジスタにより１ビ
ットずつ移動させることにより容易に達成される。

【００６１】これにより、本願発明では、再生された符
号化データに対応したデジタル信号ｙｋにおける、それ
ぞれの各信号レベルの、予期しない変動に対し、ブラン
チメトリック演算部８１の各期待値を可変制御して、復
号におけるデータ誤りを低減させることができる。

【００６２】ところで、従来では、例えば光ディスクか
らのデータをビタビ復号により、最尤復号する場合、ブ
ランチメトリックを求めるブランチメトリック演算部に
入力されるデジタル信号においては、変調規則によるＤ
Ｃ成分の変化や、記録媒体としての光ディスクの複屈折
などの光学的特性の不均一、光ヘッドや光ディスクを駆
動するサーボ系等による機械特性の変動の影響、アナロ
グ再生信号のアシンメトリー等により、上記デジタル信
号の信号レベルが変化していることがある。このような
デジタル信号のレベル変化は、ビタビ復号動作に大きく
影響し復号データの復号誤りが増加する原因となる。

【００６３】しかしながら、本願発明では、このデジタ
ル信号ｙｋの各信号レベルにおける、それぞれの変化に
対して、前述の各期待値を、ブランチメトリック制御回
路９によって個々にそれぞれ追従させ、ビタビ復号によ
る復号データの復号誤りを低減できるようになってい
る。

【００６４】特に、本願発明では、デジタル信号ｙｋ
（符号化データ）における各信号レベルの変動に伴っ
て、全ての各信号レベルの全ての領域から分割される各
選択領域の境界値を変動させ、このように変動した各境
界値に基づき、各期待値を、個々に、それぞれ変化させ
る。

【００６５】このため、本願発明では、光ディスク等の
記録媒体からのアナログ再生信号における、記録条件に
起因するアシメントリーのように非対称な各信号レベル
のそれぞれの変動に対しても、各期待値をそれぞれ最適
に変化させることを、より確実化でき、ビタビ復号器８
における、上記アシンメトリーに基づく、復号の際のデ
ータ誤り率を改善できる。

【００６６】このことから、本願発明では、従来のよう
に、期待値に対応する予測サンプル値を一律に変化させ
る場合と比べて、個々に期待値を変化させることによっ
て、最尤復号の際のデータ誤り率をより一層改善するこ
とが可能となる。

【００６７】さらに、本願発明では、デジタルデータ列
に対応するアナログ再生信号を、符号間干渉について予
測可能な相関符号となり、かつ、パーシャルレスポンス
方式にて符号化された符号化データとみなし、その符号
化データから、より確実に上記デジタルデータ列を復号
できる。

【００６８】このことによって、本願発明では、光ディ
スク１上での隣り合うマークとなる隣り合う符号間の距
離を、再生した際に符号間干渉する程度まで小さく設定
できるので、光ディスク１に対して、高密度記録が可能
となる。このように高密度記録から再生された符号化デ
ータから、ビタビ復号法などの最尤復号により、符号化
データからデジタルデータ列を復号化することを安定化
および確実化することが可能となるので、デジタルデー
タを記録する記録密度に対する、より一層な高密度化
を、容易化できる。

【００６９】また、本願発明では、デジタル信号ｙｋ
が、(1,7)RLLC 変調されていることにより、そのランレ
ングス制限を用いて復号のための回路構成を簡略化でき
る。すなわち、前述したように、(1,7)RLLC 変調されて
いる場合、期待値d2に相当するβとγとの間には、デジ
タル信号ｙｋの分布が存在しない。このような各分布に
おいては、図５に示すアイパターンに対応するとき、d0
=0, d1=1, d2=2, d3=3,d4=4に対して、各期待値を算出
するための信号レベルにおける初期値の設定として、β
およびγの何れか一方の設定を省くことができて、例え
ば、α＝0.5, β＝γ＝d2＝2, δ＝3.5 に設定でき
る。

【００７０】このことから、このようなランレングス制
限を用いた場合、d2の算出に対応する、比較部９１の比
較器９１５，９１６と、期待値制御部９２の平均値化回
路９２３、および分布の間の信号レベルβ、γに対応す
る信号レベル生成器を省くことができ、回路構成を簡素
化できる。また、この場合には、可変制御する分布の間
の信号レベルは、αとδの２つに軽減でき、復号動作の
迅速化を図ることが可能となる。

【００７１】また、上記実施の形態では、用いる符号化
データに関し、PR(1,2,1) 特性；５値４状態を用いて説
明してきたが、特に上記に限定されることはなく、例え
ば、PR(1,1) ；３値２状態、PR(1,2,2,1) ；９値８状態
等についても適用できることは言うまでもない。

【００７２】

【発明の効果】本発明の請求項１記載のデジタル信号再
生装置は、以上のように、デジタルデータ列に対応し、
パーシャルレスポンス方式にて符号化された符号化デー
タと、上記符号化データにおける各信号レベルにそれぞ
れ対応した各期待値とに基づきブランチメトリックを算
出する復号部が、ブランチメトリックによって最尤復号
するように設けられ、各信号レベルの変動を検出する制
御手段が、各信号レベルの変動に対応して、前記各期待
値をそれぞれ変化させるように設けられている構成であ
る。

【００７３】それゆえ、上記構成は、符号化データにお
ける変調規則によるＤＣ成分や、例えば、レーザ光を用
いる光ディスク装置における、記録媒体としての光ディ
スク基板の複屈折等により生じる、上記光ディスクから
再生された符号化データの変化、および記録条件に起因
する再生された符号化データのアシンメトリー等の信号
レベル変化に対して、これら各信号レベルのそれぞれの
変化を符号化データ自身により、制御手段によって検出
し、復号部における各期待値を個々にそれぞれ変化させ
て補正しつつ最尤復号を復号部にて実行することができ
るので、復号性能を劣化させることなく、符号化データ
からデジタルデータ列の最尤復号を安定に、かつ、より
確実に行うことができるという効果を奏する。

【００７４】本発明の請求項２記載のデジタル信号再生
装置は、以上のように、さらに、制御手段は、信号レベ
ルに対応した、隣り合う各期待値の中央値で区切られる
範囲に設定された選択領域に基づいて、信号レベルの変
動を検出するようになっている構成である。

【００７５】それゆえ、上記構成は、さらに、各信号レ
ベルに対応する各選択領域を、隣り合う各期待値との間
の中央値で区切られる範囲とすることにより、再生され
た符号化データの各信号レベルの変動にそれぞれ対応し
て、各選択領域を、互いに隣接させながら期待値の変化
に追従して変化させることができる。

【００７６】このことから、上記構成では、隣接する各
選択領域の境界値を、隣り合う各期待値の変動に基づい
て設定するので、少なくとも一方の期待値の変動が大き
い場合でも、得られた境界値の変動に対する過度応答を
抑制でき、また、各選択領域を隣接させながら確実に分
割できるから、符号化データからデジタルデータ列への
復号化を安定化および確実化することが可能となるとい
う効果を奏する。

【００７７】本発明の請求項３記載のデジタル信号再生
装置は、さらに、符号化データの復号を開始するとき、
制御手段における初期値としての期待値を予め設定する
設定手段が設けられている構成である。

【００７８】それゆえ、上記構成は、さらに、復号開始
時、ブランチメトリックを算出するための初期値を、設
定手段によって制御手段に予め設定することにより、符
号化データの入力されていない状態においても、制御手
段および復号部における初期値としての期待値が不定と
なることが防止されて、復号部における復号を正常に行
うことが可能となり、上記の復号を安定化できるという
効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明のデジタル信号再生装置を用いた光ディ
スク装置の概略構成図である。

【図２】上記デジタル信号再生装置におけるビタビ復号
器のブロック図である。

【図３】上記デジタル信号再生装置におけるブランチメ
トリック制御回路のブロック図である。

【図４】上記デジタル信号再生装置における、PR(1,2,
1) 等化特性を示すアナログ再生信号のインパルス応答
波形を示す波形図である。

【図５】上記デジタル信号再生装置における、PR(1,2,
1) 等化特性を示すアナログ再生信号波形のアイパター
ン図であって、（ａ）はアナログ再生信号においてラン
レングス制限を有する変調が施されている場合を示し、
（ｂ）はアナログ再生信号においてランレングス制限が
無い変調が施されている場合を示す。

【図６】上記デジタル信号再生装置における、図５
（ｂ）にて示されるNRZI信号に対するビタビ復号時の状
態遷移線図である。

【図７】上記デジタル信号再生装置における、図５
（ａ）にて示される(1,7)RLLC-NRZI信号に対するビタビ
復号時の状態遷移線図である。

【図８】上記NRZI信号に対するビタビ復号時のトレリス
線図である。

【図９】上記(1,7)RLLC-NRZI信号に対するビタビ復号時
のトレリス線図である。

【符号の説明】

８ビタビ復号器（復号部）９ブランチメトリック制御回路（制御手段）

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】デジタルデータ列に対応し、符号間干渉に
ついて予測可能な相関符号となるパーシャルレスポンス
方式にて符号化された符号化データと、パーシャルレス
ポンス方式による上記符号化データにおける各信号レベ
ルにそれぞれ対応した各期待値とに基づきブランチメト
リックを算出する復号部が、ブランチメトリックによっ
て符号化データからデジタルデータ列を最尤復号するよ
うに設けられ、各信号レベルの変動を検出する制御手段が、各信号レベ
ルの変動に対応して、前記各期待値をそれぞれ変化させ
るように設けられていることを特徴とするデジタル信号
再生装置。
【請求項２】制御手段は、信号レベルに対応した、隣り
合う各期待値の中央値で区切られる範囲に設定された選
択領域に基づいて、信号レベルの変動を検出するように
なっていることを特徴とする請求項１記載のデジタル信
号再生装置。
【請求項３】符号化データの復号を開始するとき、制御
手段における初期値としての期待値を予め設定する設定
手段が設けられていることを特徴とする請求項１または
２記載のデジタル信号再生装置。