JPH10322228A - 符号化方法および装置、復号化方法および装置、符号化／復号化装置、情報担持方法および媒体、ならびに、情報担持装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 読み出したデータを復号する際に、データに
含まれる誤りをより正しく訂正する。 【解決手段】 データの記録に際し、記録すべきデータ
をトレリス符号化エンコーダ504により符号化し、トレ
リス符号化エンコーダ504が生成する符号語系列を8値型
フラッシュメモリ511に記録すると共に、符号化に際し
て得られた状態情報を、2値型フラッシュメモリ506に一
定時間毎に記録する。一方、データの再生に際し、2値
型フラッシュメモリ506からビタビ検出器522に状態情報
を送り、8値型フラッシュメモリ511から取得した符号語
系列の復号をトレリス符号デコーダ523で復号するに際
し、状態情報を用いて生き残りパスの強制的な変更を行
う。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、情報を担持するた
めの、符号化方法および装置、復号化方法および装置、
符号化／復号化装置、情報担持方法および媒体、ならび
に、情報担持装置に係り、特に、担持している符号に発
生した誤りを訂正することに好適な、符号化方法および
装置、復号化方法および装置、符号化／復号化装置、情
報担持方法および媒体、ならびに、情報担持装置に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】従来、記憶装置としては、磁気ディスク
を媒体として用いる磁気ディスク装置が知られている。

【０００３】磁気ディスク記憶装置では、記録媒体から
読み出されるデータは、実際には書き込み時のディジタ
ルデータに様々な雑音が付加されたアナログ形のデータ
となる。

【０００４】また、記録媒体である磁気ディスク上の、
ある領域から読み出されるデータと、上記磁気ディスク
上で物理的に隣接している領域に格納されているデータ
との符号間干渉が、上記磁気ディスクにおける記録密度
が高くなるに伴い起き易くなる。

【０００５】上記２つの現象を主な理由として、読み出
したアナログデータをディジタルデータに変換した際
に、元通りのデータに復号されない（データ誤り）こと
が生じ得る。

【０００６】図3を参照して、このようなデータ誤りの
発生に対し、磁気ディスク型記憶装置の信頼性を高める
ために従来採られている方法について説明する。

【０００７】図３において、ホストCPUにおいて書き込
み要求が発生すると、書き込み対象となるデータ系列は
ホストコンピュータ内のシステムバス301を流れ、後に
記憶装置内のインタフェースＬＳＩによってラッチされ
る。このラッチされたデータは、記憶装置コントローラ
303に送られ、そこでエラーチェックおよびその訂正を
行うための冗長ビット（エラー訂正符号（Error Correc
ting Code）以下、ECCという）が付加される。ECCが付
加されたデータ系列は、読み出し時におけるアナログデ
ータからディジタルデータへの変換時に発生する誤りを
少なくするために、次に記す3つの方法(a)，(b)および
(c)のうちのいずれかの方法によって符号語系列に変換
した後に、媒体に対して書き込まれる。すなわち、 (a) ブロック符号化用エンコーダを通し、別の符号語
系列に変換する方法。

【０００８】(b) 部分応答クラス4データチャネルに対
する逆演算回路（プリコーダ）を通して別の符号語系列
に変換する方法。

【０００９】ここで、上記部分応答クラス4データチャ
ネルは、

【００１０】

【数１】

【００１１】で表され、上記逆演算は、

【００１２】

【数２】

【００１３】で表される。

【００１４】（ｃ） 上記（a）の方法により別の符号
語系列変換した後に、さらに（b）の方法により、さら
に別の符号語系列に変換する方法。

【００１５】のいずれかの方法がとられている。

【００１６】次に、データ読み出しにおける処理につい
て、上記(c)の方法が適用される磁気ディスク装置の場
合について説明する。

【００１７】まず、読み出されたデータ系列は、等化器
321によって等化（例えば、波形等化）され、その後、
読み出されたデータ間で符号間干渉を部分応答クラス4
モジュール322によって加えられ、そのデータ系列をビ
タビ検出器323において最尤復号する。復号されたデー
タ系列は、ブロック符号デコーダ324によって情報系列
へデコードされた後、記憶装置コントローラ303に送ら
れる。記憶装置コントローラ303では、でコードされた
データに含まれる誤り検出および訂正を行い、その後、
読み出し要求を発したホストCPUに対して該データを送
信する。

【００１８】このように、上記(c)の方法に従ってデー
タの読み書きを行う磁気ディスク装置としては、例え
ば、特開平7-182786に記載される磁気ディスク装置が挙
げられる。

【００１９】ところで、記憶装置として、不揮発性記憶
媒体として、2値型のフラッシュメモリが利用されるこ
とが、近年増えてきている。その理由には、磁気ディス
クを記憶媒体として用いる磁気ディスク装置に比べる
と、次の２点でフラッシュメモリを用いた記憶装置が有
利であることが挙げられる。すなわち、第１の点は、振
動に強いということであり、第２の点は、消費電力が少
ないということである。フラッシュメモリを記録媒体に
用いた記憶装置としては、例えば、特開平3-5995の図6
に示される記憶装置が知られている。

【００２０】ここで、2値型フラッシュメモリの動作特
性について、図4を用いて説明する。同図において、コ
ントロールゲート401に電圧が印加されると、浮遊ゲー
ト402に蓄積されている電荷の大きさに応じて、電流が
ドレイン405を流れる。逆に言えば、ある電圧をコント
ロールゲート401へ印加したときに、電流がドレイン405
を流れたならば、フラッシュメモリは"1"の状態にある
ことになる。もし、浮遊ゲート402に蓄積されている電
荷の量が少なければ、比較的小さい電圧をコントロール
ゲート401へ印加しただけで、電流はドレイン405を流れ
る。このように、浮遊ゲート402に蓄積される電荷量を
制御することによって、フラッシュメモリの記憶状態は
決定される。

【００２１】しかし、2値型フラッシュメモリを用いた
記憶装置においても、データの読み出しおよび転送を行
う際には、様々な要因によりデータ誤りが発生する可能
性がある。そのような状況に対処するために、ホストか
ら送られたデータに対して冗長ビットを付加して記憶装
置への書き込みを行うという方法が検討されている。そ
のような記憶装置の構成が、例えば、特開平8-137763に
記載されている。

【００２２】今後は、記憶装置の大容量化の流れから、
単位面積当たりに蓄積できる情報量がより多い記憶素子
が望まれる可能性が高い。そのような要求に対する１つ
の方法として、多値型のフラッシュメモリを記憶媒体と
して用いることが提案されている。多値型フラッシュメ
モリの物理的構成は2値型フラッシュメモリとほぼ同じ
である。両者の違いは、2値型フラッシュメモリは１つ
の記憶素子内に電位的な閾値を１つしか持たないことに
対し、多値型フラッシュメモリは相異なる複数の電位的
な閾値をもつということである。すなわち、2値型フラ
ッシュメモリの場合は、そのフラッシュメモリの物理的
特性に合ったある１つの電圧値をコントロールゲート40
1へ印加し、そのときに電流がドレイン405へ流れたかど
うかで記憶素子が1の状態にあるか0の状態にあるか判定
したのに対し、多値型フラッシュメモリでは複数の電圧
値をコントロールゲート401へ順次印加し、どの電圧の
ときにドレイン405に電流が流れたか（あるいは全く流
れなかったか）で記憶素子の状態を判定する。そのため
には、書き込み時において、浮遊ゲート402に蓄積する
電子の量を正確に制御しなければならなくなるという困
難がある。

【００２３】しかし、現在発表されている製品に関して
は、この点については徐々に解決されてきている。この
ような多値型フラッシュメモリを用いた記憶装置の例と
して、日経マイクロデバイス 1996年11月号に記載され
る記憶装置が挙げられる。

【００２４】

【発明が解決しようとする課題】今後、記憶装置の大容
量化、高密度化が進むに伴い、記憶媒体における記録密
度が高くなっていくことが予想される。

【００２５】磁気ディスクが用いられる場合には、近接
して記録されるデータ間で、より多くの符号間干渉が発
生することが予想される。また、フラッシュメモリが用
いられる場合には、多値型フラッシュメモリは閾値電圧
間の不感帯が2値型フラッシュメモリに比べ狭くならざ
るをえないため、結果としてデータ誤りが発生する可能
性が高くなるという問題がある。

【００２６】また、情報の伝送に際しても、伝送の高速
化、大容量化が進められ、情報を伝送するための伝送媒
体における情報密度が増大していくと考えられる。この
場合であっても、情報密度の増大に伴い、データに誤り
が発生する可能性が高くなると考えられる。

【００２７】このような、情報の記憶および情報の伝
送、ならびに、記憶および伝送を共に含む情報の受け渡
し（以下、情報の担持という）において、担持されてい
る情報に含まれる誤り、および／または、担持されてい
る情報の取得に際して発生する誤りに対応することが要
求される。

【００２８】従って、本発明は、担持されている情報に
含まれる誤り、および／または、担持されている情報の
取得に際して発生する誤りを低減することを第１の目的
とする。

【００２９】また、上記第１の目的を達成するための要
求として、取得したデータに含まれる誤りをより正確に
訂正することができる復号化方法および装置を提供する
ことが第２の目的となる。

【００３０】そして、上記のような復号が可能となる情
報を担持するための情報担持方法および方法を提供する
ことが第３の目的となる。

【００３１】さらに、与えられた情報から、担持される
べき情報を生成するための符号化方法および装置を提供
することが第４の目的となる。

【００３２】

【課題を解決するための手段】上記第１の目的を達成す
るため、本発明の第１の態様によれば、装着されるべき
情報担持媒体を用いて情報を担持するための符号化／復
号化装置装置において、与えられた情報系列をトレリス
符号化して符号語系列を生成するためのトレリス符号化
手段と、上記符号語系列における各符号語が生成される
ときの、上記トレリス符号化手段におけるトレリス符号
化の状態を示す状態情報を含む状態情報群を取得するた
めの状態情報群取得手段と、上記トレリス符号化により
符号化された符号系列を、上記装着されるべき情報担持
媒体における第１の担持領域に付与し、これを担持させ
るための第１の付与手段と、上記状態情報群取得手段に
より取得された状態情報群を、上記装着されるべき情報
担持媒体における上記第１の担持領域と異なる第２の担
持領域に付与し、これを担持させるための第２の付与手
段と、上記第１の担持領域に担持されている符号語系列
を取得するための第１の取得手段と、上記第２の担持領
域に記録されている状態情報群を取得するための第２の
取得手段と、上記第１に取得手段により取得された符号
語系列を、上記第２の取得手段により取得された状態情
報群を用いて最尤復号するための最尤復号手段と、上記
最尤復号手段により最尤復号して得られた符号語系列を
トレリス復号して、当該符号語系列が示す情報を生成す
るためのトレリス復号手段とを有し、上記最尤復号手段
は、上記第１の取得手段により取得された符号語系列を
最尤復号するに際し、上記第２の取得手段により取得さ
れた状態情報群における状態情報が示す状態を、上記最
尤復号における生き残りパスが通るように、上記生き残
りパスを選択することを特徴とする符号化／復号化装置
が提供される。

【００３３】本発明の第２の態様によれば、情報を情報
担持媒体により担持するための情報担持装置において、
第１の担持領域および第２の担持領域を有する情報担持
媒体と、与えられた情報系列をトレリス符号化して符号
語系列を生成するためのトレリス符号化手段と、上記符
号語系列における各符号語が生成されるときの、上記ト
レリス符号化手段におけるトレリス符号化の状態を示す
状態情報を含む状態情報群を取得するための状態情報群
取得手段と、上記トレリス符号化により符号化された符
号系列を、上記第１の担持領域に付与し、これを担持さ
せるための第１の付与手段と、上記状態情報群取得手段
により取得された状態情報群を、上記第２の担持領域に
付与し、これを担持させるための第２の付与手段と、上
記第１の担持領域に担持されている符号語系列を取得す
るための第１の取得手段と、上記第２の担持領域に記録
されている状態情報群を取得するための第２の取得手段
と、上記第１に取得手段により取得された符号語系列
を、上記第２の取得手段により取得された状態情報群を
用いて最尤復号するための最尤復号手段と、上記最尤復
号手段により最尤復号して得られた符号語系列をトレリ
ス復号して、当該符号語系列が示す情報を生成するため
のトレリス復号手段とを有し、上記最尤復号手段は、上
記第１の取得手段により取得された符号語系列を最尤復
号するに際し、上記第２の取得手段により取得された状
態情報群における状態情報が示す状態を、上記最尤復号
における生き残りパスが通るように、上記生き残りパス
を選択することを特徴とする情報担持装置が提供され
る。

【００３４】上記第２の目的を達成するために、本発明
の第３の態様によれば、符号語系列を最尤復号するため
の復号化方法において、符号語系列、および、当該符号
語系列における各符号語が生成されたときの符号化の状
態を示す状態情報を含む状態情報群が与えられた場合、
与えられた符号語系列を最尤復号するに際し、上記最尤
復号における生き残りパスが、上記取得した状態情報群
に含まれる状態情報が示す状態を通るように、生き残り
パスを選択すること、を特徴とする復号化方法が提供さ
れる。

【００３５】本発明の第４の態様によれば、符号語系列
を最尤復号するための復号化方法において、符号語系
列、および、当該符号語系列における各符号語が生成さ
れたときの符号化の状態を示す状態情報を含む状態情報
群が与えられた場合、与えられた符号語系列を複数の符
号語系列要素に分割し、上記分割された符号語系列要素
ごとに、それぞれ最尤復号を行い、上記符号語系列の分
割に際し、各符号語系列要素が、上記状態情報群におけ
るいずれかの状態情報が、先頭の符号語に対応するよう
に分割を行い、上記それぞれ行われる最尤復号に際し、
上記状態情報が示す状態を始点として、生き残りパスを
選択することを特徴とする復号化方法が提供される。

【００３６】本発明の第５の態様によれば、符号語系列
を復号するための復号化装置において、符号語系列、お
よび、当該符号語系列における各符号語が生成されたと
きの符号化の状態を示す状態情報を含む状態情報群を受
け付けるための入力手段と、上記符号語系列について最
尤復号を行うためのビタビ検出手段と、上記ビタビ検出
手段に、最尤復号において選択すべき生き残りパスを指
定するためのパス指定手段と、上記ビタビ検出手段のよ
り最尤復号して得られた符号系列をトレリス復号化する
ためのトレリス復号化手段と、上記トレリス復号化手段
によりトレリス復号化して得られた情報を出力するため
の出力手段とを備え、上記パス指定手段は、上記状態情
報群における各状態情報が示す状態を、上記生き残りパ
スが通るべき状態として、上記ビタビ検出手段に指定す
ることを特徴とする復号化装置が提供される。

【００３７】本発明の第６の態様によれば、符号語系列
を復号するための復号化装置において、符号語系列、お
よび、当該符号語系列における各符号語が生成されたと
きの符号化の状態を示す状態情報を含む状態情報群を受
け付けるための入力手段と、上記符号語系列を複数の符
号語系列要素に分割するための分割手段と、上記各符号
語系列要素をそれぞれ最尤復号するための複数のビタビ
検出手段と、上記複数のビタビ検出手段によりそれぞれ
得られた複数の符号語系列要素を、１つの符号語系列に
変換するための並列直列変換手段と、上記並列直列変換
されて得られた符号語系列をトレリス復号化するための
トレリス復号化手段と、上記トレリス復号化手段により
トレリス復号化して得られた情報を出力するための出力
手段とを備え、上記分割手段は、上記符号語系列を、各
符号語系列要素が、上記状態情報群におけるいずれかの
状態情報が、先頭の符号語に対応するように分割を行
い、上記各ビタビ検出手段は、最尤復号に際し、上記各
符号語系列要素を受け付け、先頭の符号語に対応する状
態情報が示す状態を始点として、生き残りパスを選択す
ることを特徴とする復号化装置が提供される。

【００３８】上記第３の目的を達成するために、本発明
の第７の態様によれば、符号語系列、および、当該符号
語系列における各符号語が生成されたときの符号化の状
態を示す状態情報を含む状態情報群を併せて担持するた
めの情報担持方法において、上記状態情報群を、上記符
号語系列より信頼性が高い担持状態で担持することを特
徴とする情報担持方法が提供される。

【００３９】本発明の第８の態様によれば、符号語系
列、および、当該符号語系列における各符号語が生成さ
れたときの符号化の状態を示す状態情報を含む状態情報
群を併せて担持するための情報担持方法において、上記
符号語系列を記述する各ビットに対応付ける論理的状態
の状態数より多い状態数の論理的状態を、上記状態情報
群を記述する各ビットに対応付けることを特徴とする情
報担持方法が提供される。

【００４０】本発明の第９の態様によれば、情報担持媒
体に担持されている、符号語系列における各符号語が生
成されたときの符号化の状態を示す状態情報を含む状態
情報群を取得するための情報取得方法において、上記情
報担持媒体に定義されている論理状態を複数対応付け
て、上記状態情報群の各ビットを読み取り、上記各ビッ
トの読み取りに際し、上記複数の論理状態のうち、上記
各ビットが記述されているべき論理的状態を除く論理的
状態を、上記各ビットの状態に予め定められた規則に従
って対応させることを特徴とする情報取得方法が提供さ
れる。

【００４１】本発明の第１０の態様によれば、符号語系
列、および、当該符号語系列における各符号語が生成さ
れたときの符号化の状態を示す状態情報を含む状態情報
群を併せて担持するための情報担持媒体において、上記
符号語系列を担持するための第１の担持領域、および、
上記状態情報群を担持するための第２の担持領域を有
し、上記第１の担持領域は、上記第２の担持領域の各セ
ルに対応付けられるビット数より多いビット数が各セル
に対応付けられることを特徴とする情報担持媒体が提供
される。

【００４２】本発明の第１１の態様によれば、符号語系
列、および、当該符号語系列における各符号語が生成さ
れたときの符号化の状態を示す状態情報を含む状態情報
群を併せて担持するための情報担持媒体において、上記
符号語系列を記憶するための第１の記憶領域、および、
上記状態情報群を担持するための第２の担持領域を有
し、上記第１の担持領域は、各担持要素が２値より多い
担持値を有する、多値型担持媒体を用いて構成され、上
記第２の担持領域は、各担持要素が２の担持値を有す
る、２値型担持媒体を用いて構成されることを特徴とす
る情報担持媒体が提供される。

【００４３】本発明の第１２の態様によれば、情報を担
持するための情報担持媒体において、上記データは、符
号語系列、および、当該符号語系列における各符号語が
生成されたときの符号化の状態を示す状態情報を含む状
態情報群を含み、上記データが有するデータ構造は、状
態情報群における各ビットを記述する論理的状態が、上
記符号語系列における各ビットを記述する論理的状態よ
り多いことを特徴とする情報担持媒体が提供される。

【００４４】本発明の第１３の態様によれば、情報を担
持するための情報担持媒体において、上記データは、符
号語系列、および、当該符号語系列における各符号語が
生成されたときの符号化の状態を示す状態情報を含む状
態情報群を含み、上記データが有するデータ構造は、上
記状態情報群におけるそれぞれの状態情報が、上記符号
語系列におけるいずれかの符号語に対応付けられている
ことを特徴とする情報担持媒体が提供される。

【００４５】本発明の第１４の態様によれば、情報を担
持するための情報担持媒体において、上記データは、符
号語系列、および、当該符号語系列における各符号語が
生成されたときの符号化の状態を示す状態情報を含む状
態情報群を含み、上記データが有するデータ構造は、上
記符号語系列における各符号語が、当該符号語が生成さ
れた時刻系列に従ってソートされており、上記状態情報
群における状態情報のそれぞれを、上記符号語系列にお
けるいずれかの符号語に対応付けるためのポインタを有
することを特徴とする情報担持媒体が提供される。

【００４６】上記第４の目的を達成するために、本発明
の第１５の態様によれば、情報系列を符号化するための
符号化方法において、与えられた情報系列をトレリス符
号化して符号語系列を生成すると共に、上記符号語系列
における各符号語が生成されたときのトレリス符号化の
状態を示す状態情報を複数含む状態情報群を生成し、上
記生成した符号語系列および状態情報群を情報担持媒体
に担持させることを特徴とする符号化方法が提供され
る。

【００４７】本発明の第１６の態様によれば、情報系列
を符号化するための符号化方法において、与えられた情
報系列を、ブロック符号化して符号語系列を生成し、上
記生成した符号語系列を、部分応答チャネルを通して符
号語間干渉を有する符号語系列を生成し、上記部分応答
を上記情報担持媒体に担持させるべき符号語系列として
生成すると共に、上記符号語系列における各符号語が生
成されたときの上記部分応答の生成状態を示す状態情報
を複数含む状態情報群を生成し、上記生成した符号語系
列および状態情報群を情報担持媒体に担持させることを
特徴とする符号化方法が提供される。

【００４８】本発明の第１７の態様によれば、符号語系
列を符号化するための符号化方法において、与えられた
符号語系列を、部分応答チャネルを通して符号語間干渉
を有する符号語系列を生成し、上記部分応答を上記情報
担持媒体に担持させるべき符号語系列として生成すると
共に、上記符号語系列における各符号語が生成されたと
きの上記部分応答の生成状態を示す状態情報を複数含む
状態情報群を生成し、上記生成した符号語系列および状
態情報群を情報担持媒体に担持させることを特徴とする
符号化方法が提供される。

【００４９】本発明の第１８の態様によれば、情報系列
を符号化するための符号化装置において、与えられた情
報系列をトレリス符号化して符号語系列を生成するため
のトレリス符号化手段と、上記符号語系列における各符
号語が生成されるときの、上記トレリス符号化手段にお
けるトレリス符号化の状態を示す状態情報を含む状態情
報群を取得するための状態情報群取得手段と、上記トレ
リス符号化により符号化された符号系列を送出するため
の第１の送出手段と、上記状態情報群取得手段により取
得された状態情報群を送出するための第２の送出手段と
を有することを特徴とする符号化装置が提供される。

【００５０】本発明の第１９の態様によれば、情報系列
を符号化するための符号化装置において、与えられた情
報系列をブロック符号化して符号語系列を生成するため
のブロック符号化手段と、遅延器を少なくとも１つ有
し、上記符号語系列が与えられる部分応答チャネルと、
上記部分応答チャネルを通過して得られた符号語系列を
送出するための第１の送出手段と、上記符号語系列にお
ける各符号語が生成されるときの、上記部分応答チャネ
ルの状態を示す状態情報を含む状態情報群を取得するた
めの状態情報群取得手段と、上記状態情報群取得手段に
より取得された状態情報群を送出するための第２の送出
手段とを有することを特徴とする符号化装置が提供され
る。

【００５１】本発明の第２０の態様によれば、符号語系
列を符号化するための符号化装置において、遅延器を少
なくとも１つ有し、与えられた符号語系列の部分応答を
生成するための部分応答チャネルと、上記部分応答チャ
ネルを通過した符号語系列を送出するための第１の送出
手段と、上記符号語系列における各符号語が生成される
ときの、上記遅延器の状態を示す状態情報を含む状態情
報群を取得するための状態情報群取得手段と、上記状態
情報群取得手段により取得された状態情報群を送出する
ための第２の送出手段とを有することを特徴とする符号
化装置が提供される。

【００５２】

【発明の実施の形態】以下、図面を参照して本発明の実
施の形態について説明する。

【００５３】まず、本発明の第１の実施の形態について
説明する。

【００５４】本実施の形態における磁気ディスク装置
は、記憶媒体となる磁気ディスク円盤を用いて信号を記
録再生するための機構部と、上記機構部により記録再生
される信号を処理するための電子回路部とを有して構成
される。

【００５５】図１を参照して、磁気ディスク装置の機構
部について説明する。

【００５６】図１において、機構部は、信号を記憶する
ための記憶媒体となる磁気ディスク円盤101と、上記磁
気ディスク円盤101を回転させるためのスピンドルモー
タ102と、上記磁気ディスク円盤101に対する信号の読み
書きを行うためのヘッド104と、上記ヘッド104を支持す
るためのアーム103と、上記アーム103を駆動して上記ヘ
ッド104を移動させるためのボイスコイルモータ105と、
上記ヘッド104において読み書きされる信号を電圧変換
するためのリードライトアンプ106とを有して構成され
る。

【００５７】図２を参照して、磁気ディスク装置の電子
回路部について説明する。

【００５８】図２において、電子回路部は、ホストコン
ピュータ等の情報処理装置に接続するためのインタフェ
ース210と、上記インタフェース210における入出力を制
御するためのインタフェース制御回路を含むインタフェ
ースＬＳＩ201と、データの受け渡し、データのフォー
マット等の制御するためのハードディスクコントローラ
202と、上記リードライトアンプ１０６（図１参照）に
送受される信号に対する信号処理を行うための信号処理
回路を含むデータチャネルＬＳＩ206と、スピンドルモ
ータ102（図１参照）を制御するためのスピンドル制御
回路２０５と、ボイスコイルモータ（ＶＣＭ）105（図
１参照）を制御するためのボイスコイルモータ制御回路
204と、各部の制御および情報処理を行うためのマイク
ロコンピュータ２０３とを有して構成される。

【００５９】次に、図５および図６を参照して、上記デ
ータチャネルＬＳＩ206（図２参照）について詳細に説
明する。

【００６０】図５において、記憶装置は、インタフェー
スＬＳＩ502と、記憶装置コントローラ503と、データチ
ャネルＬＳＩ500と、フラッシュメモリ506および511と
を有して構成される。そして、上記記憶装置は、情報処
理装置におけるシステムバス501に上記インタフェース
ＬＳＩ502により接続されている。

【００６１】接続されるべき情報処理装置としては、例
えば、ホストＣＰＵ、ホストコンピュータが挙げられ
る。

【００６２】上記データチャネルＬＳＩ500は、トレリ
ス符号化エンコーダ504と、シーケンサ505と、リード／
ライト（Read/Write：以下R/Wという）コントローラ510
と、ライトゲート530と、リードゲート531と、データバ
ス551と、ビタビ検出器522と、トレリス符号デコーダ52
3とを有して構成される。

【００６３】上記フラッシュメモリ506および511のう
ち、506は、２値型フラッシュメモリであり、５１１
は、多値型フラッシュメモリである。本実施の形態で
は、多値型フラッシュメモリとして、８値型フラッシュ
メモリを用いる例について説明するが、多値型フラッシ
ュメモリ５１１の記憶値は２値より大きければよく、８
値に限定されない。

【００６４】まず、書き込み時における動作について説
明する。

【００６５】情報処理装置側の書き込み要求に従って、
書き込み命令、および、書き込まれるべきデータが、情
報処理装置におけるDMAコントローラによりシステムバ
ス501に流される。

【００６６】システムバス501に流されたデータおよび
書き込み命令は、インタフェースＬＳＩ502によってラ
ッチされて取り込まれる。インタフェースＬＳＩ502に
よって取り込まれたデータと書き込み要求命令とは、記
憶装置コントローラ503に送られる。インタフェースＬ
ＳＩ502から送られた書き込み命令とデータとを記憶装
置コントローラ503が受信すると、該記憶装置コントロ
ーラ503は、データに対してエラーチェックおよび訂正
用の冗長ビット（ECC）の付加を行い、ライトゲート530
をアサートする。そして、このアサートにより、トレリ
ス符号化エンコーダ504およびR/Wコントローラ510がラ
イトモードに入る。そして、ECCが付加されたデータ
が、トレリス符号化エンコーダ504に送られる。

【００６７】ここで、図６を参照して、トレリス符号化
について説明する。

【００６８】図６において、トレリス符号化するための
トレリス符号化エンコーダ602に、時刻ｔに入力されるp
ビット入力データ系列（情報系列）601をm(t)と記し、
上記トレリス符号化エンコーダ602から上記時刻ｔに出
力されるqビット出力データ系列（符号語系列）603をw
(t)と記し、上記時刻ｔにおける上記トレリス符号化エ
ンコーダ602の状態をS(t)と記す。

【００６９】これらは、それぞれ次の（3）式，（4）
式，（5）式のように表される。

【００７０】

【数３】

【００７１】

【数４】

【００７２】

【数５】

【００７３】これらの式において、fは、ある時刻tにお
けるpビット入力データ系列（情報系列）m(t)と、その
ときの状態S(t)とを一意に定めたとき、１つのデータ系
列（符号語系列）w(t)を返すような関数を表すものとす
る。また、gは、ある時刻tにおけるpビット入力データ
系列（情報系列）m(t)と、そのときの状態S(t)とを一意
に定めたとき、次の時刻(t+1)における状態S(t+1)を一
意に定めるような関数を表すものとする。

【００７４】ここで、トレリス（Trellis）符号化エン
コーダ602への入力データ系列601，符号語系列603，お
よび状態S(t)の間に、下記（6）式に示すような関係が
あり、さらに、とり得る状態の種類の総数が、有限であ
るような符号化をトレリス符号化という。

【００７５】

【数６】

【００７６】トレリス符号に含まれる符号として、例え
ば、畳み込み符号が挙げられる。図５におけるトレリス
符号化エンコーダ504は、上記トレリス符号化エンコー
ダ602と同様なトレリス符号化を行うエンコーダとして
構成することができる。

【００７７】図５に戻り、書き込み動作の説明を引き続
き行う。

【００７８】本実施の形態の始めに述べたように、ここ
では、データを記録するための多値型フラッシュメモリ
として8値型フラッシュメモリ511を仮定している。この
ような8値型フラッシュメモリ511に対して書き込みを行
うために、２ビットのデータを2/3変換（2ビットを3ビ
ットへ変換）することができるトレリス符号化エンコー
ダ504を用意する。そして、このエンコーダからの出力
を3ビット単位で上記8値型フラッシュメモリに書き込
む。その結果、ホストからのデータは、1ビット単位で
メモリセルに書き込む場合と比較して、半分のセル数で
書き込みを終えることができる。

【００７９】上記トレリス符号化エンコーダ504は、上
記入力データを8値データに変換する機能を実現させる
ために、例えば、図７に示すように構成することができ
る。図７に示すトレリス符号化エンコーダは、4つの状
態を有する。なお、トレリス符号化エンコーダ504の構
成と、トレリス符号化エンコーダ504が有する状態の遷
移を示す状態遷移図（トレリス線図）との詳細について
は後述する。

【００８０】上記トレリス符号化エンコーダ504は、入
力データ系列を8値データに変換した後、該データをR/W
コントローラ510に送る。該R/Wコントローラ510は、送
られたデータ系列を3ビット単位で１つのメモリセルに
書き込む。

【００８１】なお、以下の説明では、8値型フラッシュ
メモリは、0から7の値を、それぞれ閾値が低いところか
ら高いところへ対応させて書き込みを行うものとする。

【００８２】8値型フラッシュメモリへのデータの書き
込みと並行して、トレリス符号化エンコーダ504が得た
状態情報を一定時間ごとに2値型フラッシュメモリ506に
保存するプロセスが実行される。すなわち、トレリス符
号化エンコーダ504におけるトレリス符号化の状態を示
す2ビットの状態情報が、トレリス符号化エンコーダ504
からシーケンサ505に送られる。上記状態情報は、符号
語系列における各符号語に対応して定義される。

【００８３】シーケンサ505は送られた状態情報（2ビッ
ト）を、2個の2値型フラッシュメモリセルに書き込む。

【００８４】ここで、状態情報がシーケンサ505に送ら
れる時間間隔は、ビタビ検出器522に備えられているパ
スメモリ長と同程度とするのが望ましい。なぜなら、パ
スが、仮に、与えられたパスメモリ長で収束しなかった
としても、少なくともパスメモリ長毎には、どこの状態
を通るかを知ることができるからである。これにより、
ビタビ復号時における誤り伝播が、上記送られた状態以
降に続くことを防ぐことができる。

【００８５】例えば、本実施の形態においては、ビタビ
検出器522がパスメモリ長6を備えていると仮定し、これ
に対応して、状態情報を書き込む時間間隔を6クロック
としている。

【００８６】次に、同じく図５を参照して、読み出し時
の動作について説明する。

【００８７】図５において、情報処理装置側からの読み
出し要求が、情報処理装置におけるシステムバス501の
一部を流れ、インタフェースＬＳＩ502によって取り込
まれた後、記憶装置コントローラ503に送られる。記憶
装置コントローラ503は、上記読み出し要求を受信する
と、リードゲート531をアサートする。このアサートに
よってトレリス符号デコーダ523，ビタビ検出器522，R/
Wコントローラ510がリードモードに入る。

【００８８】リードモードに入ると、まず、R/Wコント
ローラ510が必要なデータを媒体から読み出し、それを
ビタビ検出器522に送る。ビタビ検出器522は、送られた
データから符号語系列への最尤復号を行う。最尤復号
は、メトリックの加算−比較−選択（メトリックが最小
となるものを選択する）操作を行うことで達成させられ
る。ここで、メトリックとは、受信信号とトレリス線図
における理論上の信号値との差の絶対値2乗である。

【００８９】次に、ビタビ検出器522における最尤復号
で得られた符号語系列が、トレリス符号デコーダ523に
送られ、2ビットデータにデコードされる。デコードさ
れた2ビットのデータのデータ系列は、記憶装置コント
ローラ503に送られ、発生した誤りの検出および訂正
が、記憶装置コントローラ503に備えられるECC制御部で
行われた後、ホストCPUに送られる。

【００９０】次に、図７を参照して、4つの状態を有す
るトレリス符号化エンコーダについて説明する。

【００９１】図７において、トレリス符号化エンコーダ
700は、シリアル−パラレル変換器702と、２つの遅延器
715，716と、演算部770とを有して構成される。

【００９２】図７において、Dは、遅延器であることを
表す。そして、σ1は、遅延器715が保持している値を表
し、σ2は、遅延器716が保持している値を表すものとす
る。一般に、トレリス符号化エンコーダにおける状態数
は、エンコーダが保持する遅延器の数で決定される。従
って、このトレリス符号化エンコーダ700における状態
数は4となる。

【００９３】また、ここでは、初期状態において、すべ
ての遅延器は00に初期化されているものとして説明する
が、初期状態の設定は、必ずしも上記のように設定する
必要はない。

【００９４】データ系列”m(t)”701が入力されると、
シリアル−パラレル変換器702は、これをパラレルな2ビ
ットデータに変換して出力する。その結果、互いに独立
な２つのデータ系列、”m1(t)”710および”m2(t)”711
が生成される。

【００９５】トレリス符号化エンコーダ700は、状態値
と、その状態にあるときに入力される2ビットデータと
を用いて、その時刻における出力を決定する。図７に示
した例の場合、ある時刻にについて、４つのデータ値”
x1”720、”x2”722、”x3”721，”x4”723に対し、４
ビットのデータにおいて定義された演算を行うことによ
り、トレリス符号化エンコーダからの出力が決定され
る。ここで、データ値、”x3”721は、遅延器715の状態
値σ１に相当し、データ値”x4”723は、遅延器716の状
態値σ２に相当する。また、データ値”x1”720は、上
記遅延器715に入力されるデータに相当し、データ値”x
2”722は、遅延器716に入力されるデータに相当する。

【００９６】4ビットの入力に対して、0から7までの８
個の数のうちのいずれか1個の値を対応させるような写
像の例として、例えば、次式（7）で定義される写像が
ある。

【００９７】

【数７】

【００９８】図7における演算部770により、上記（7）
式により定義される演算を実行することができる。

【００９９】次に、図８を参照して、トレリス符号化エ
ンコーダからの出力および状態遷移について説明する。
図８に示すトレリス線図は、４つの状態を有するトレリ
ス符号化エンコーダにおける状態の状態遷移、および、
出力を示している。

【０１００】図８において、”00（S1）”801と、”01
（S2）”802と、”10（S3）”803と、”11（S4）”804
とは、それぞれ状態を表す。ここで、左側の状態と右側
の状態を結ぶ各ブランチの上にふられたラベルは、それ
ぞれのブランチの状態遷移を示している。例えば、ラベ
ル810は、トレリス符号化エンコーダが、ある時刻にお
いて状態00（S1）にあった場合に、00が入力されると出
力は00となり、次の時刻における状態は、00（S1）にな
ることを示している。

【０１０１】ビタビ検出器は、以下、次式（８）に記す
ようなメトリックの加算−比較−選択プロセスを実行
し、最尤復号を行う。

【０１０２】

【数８】

【０１０３】（８）の各式における左辺はそれぞれ、時
刻n+1における、状態S1から状態S4のメトリック値を表
し、minは、その右側に記した4つのメトリック計算の結
果において最小となるものを選択することを意味する。
また、yは、受信信号を表す。

【０１０４】上記メトリックは、受信信号とトレリス線
図における理論上の絶対値の差の2乗とから計算される
ことは、上述している。ここで、受信信号の2乗の項（y
²）は、全ての項について共通であるから、この項を予
め差し引いておくことができる。これにより、受信信号
の2乗の項（y²）についての計算を省略することができ
る。

【０１０５】なお、ある時刻において、メトリックの加
算結果が複数のブランチにおいて一致した場合は、図８
に示すトレリス線図において、最も上ブランチを選択す
ることとする。例えば、ある時刻においてS1に結ばれる
べきブランチを決定したい場合に、S1とS1とを結ぶブラ
ンチとS2とS1とを結ぶブランチの加算結果が等しかった
場合は、S1とS1とを結ぶブランチを選択する。

【０１０６】次に、図9、図10および図11を参照して、
最尤復号について、図7におけるトレリス符号化エンコ
ーダ700に対してある特定のデータ系列が入力された場
合を例にとり説明する。これらの図において、四角で囲
った系列（901，1001，1101）は、トレリス線図におけ
る各ノードの時刻を表している。

【０１０７】まず、図９を参照して、読み出したデータ
系列が、もとの符号語系列に完全に等しかった場合につ
いて説明する。

【０１０８】以下に、ある情報系列｛0 0 0 1 1 0 0 1
0 0 0 1 0 1 1 0 0 0 0 1 0 0 0 10 1 0 1 0 1 0 1
...｝がトレリス符号化エンコーダに入力された例につ
いて説明する。

【０１０９】このとき、トレリス符号化エンコーダが保
持する状態は、適切な初期状態（符号化の段階では決定
できない）から、00（S1），01（S2），10（S3），01
（S2），00（S1），01（S2），01（S2），10（S3），00
（S1），01（S2），00（S1），01（S2），01（S2），01
（S2），01（S2），01（S2） ...と、時間と共に変化し
ていく。

【０１１０】ここでは、2値型フラッシュメモリは、こ
の状態情報を6クロックおきに保有するものとする。従
って、上記例では01（S2），01（S2），...という情報
をもつことになる。また、この場合のトレリス符号化エ
ンコーダからの符号語系列は、｛0 2 5 4 1 2 3 5 2 2
1 2 3 3 3 3 ...｝となり、この符号語系列が、8値型フ
ラッシュメモリ511（図５参照）に書き込まれる。

【０１１１】次に、この符号語系列が読み出される場合
について説明する。

【０１１２】上述したデータが読み出されるに際し、そ
の結果が上記データ系列｛0 2 5 41 2 3 5 2 2 1 2 3 3
3 3 ...｝と完全に一致していれば、ビタビ検出器にお
ける最尤復号の結果は、当然、上記データ系列｛0 2 5
4 1 2 3 5 2 2 1 2 3 3 33 ...｝に一致する。この場
合、最尤復号を行う際の生き残りパスは、図9に太線で
示したようなパスになる。

【０１１３】しかし、読み出し時に誤りを生じていた場
合、最尤復号の結果が上記データ系列｛0 2 5 4 1 2 3
5 2 2 1 2 3 3 3 3 ...｝に必ずしも一致するとは限ら
ない。そこで、まず、図１０を参照して、読み出したデ
ータ系列と、もとの符号語系列とのユークリッド距離が
2である場合について説明する。ここでは、符号語系列
｛0 2 5 4 1 2 3 5 2 2 1 2 3 3 3 3 ...｝を、｛0 2 5
4 0 1 3 5 2 2 1 2 33 3 3 ...｝と読み誤った例につ
いて説明する。図１０において、四角で囲った系列（90
1，1001，1101）は、トレリス線図における各ノードの
時刻を表していることは、図９と同様である。

【０１１４】図１０において、読み出されたデータ系列
は元の符号語系列に対して、時刻5と時刻6とにおいて、
ユークリッド距離1に相当する相違をそれぞれ有してい
る。

【０１１５】この場合は、トレリス線図における生き残
りパスは、図10に太線で示すような経路となり、もとの
符号語系列｛0 2 5 4 1 2 3 5 2 2 1 2 3 3 3 3 ...｝
に一致する復号結果を得ることができる。

【０１１６】次に、図１１を参照して、読み出したデー
タ系列と符号語系列のユークリッド距離が5である場合
について説明する。

【０１１７】ここでは、｛0 2 5 4 3 1 3 5 2 2 1 2 3
3 3 3 ...｝と読み誤った例について説明する。このデ
ータ系列は、時刻5でユークリッド距離4，と時刻6でユ
ークリッド距離1だけ符号語系列と離れたものである。
この場合、ビタビ復号の結果得られる生き残りパスは、
初期状態00（S1）から、00（S1），01（S2），10（S
3），11（S4），01（S2），01（S2），00（S1），01（S
2），10（S3），00（S1），01（S2），00（S1），01（S
2），01（S2），01（S2），01（S2）...となること、す
なわち、図11に太線で示したようなものになることが確
かめられる。この場合の復号結果は、｛0 2 5 4 3 1 2
5 2 2 1 2 3 3 3 3 ...｝となる。このデータ系列は、
時刻5，時刻6，時刻7において、もとの符号語と異なる
データ系列が生成されてしまう。

【０１１８】そこで、本実施の形態を適用したデータチ
ャネルＬＳＩ500（図５参照）では、以下の処理が行わ
れる。図５を参照して、この処理の概略について説明す
る。

【０１１９】すなわち、記憶装置コントローラ503がリ
ードゲート531をアサートすると、シーケンサ505は、予
め定められた時間毎に2値フラッシュメモリ506から、符
号語系列がトレリス符号化エンコーダ504によって生成
されたときに得た状態値を読み出し、それをビタビ検出
器522に送るのである。ビタビ検出器522は、その情報を
基に、生き残りパスの強制的な変更を行う。本実施の形
態では、６クロック毎に状態情報が格納されているか
ら、時刻6，12，18，...において符号語系列が生成され
たときに通った状態を2値フラッシュメモリ506から得る
ことになる。

【０１２０】このような処理により、上述したような復
号誤りを低減することができる。

【０１２１】次に、図１１を参照して、上述の処理によ
り、最尤復号における生き残りパスがどのように変更さ
れるのかについて説明する。

【０１２２】ここでは、時刻6付近における生き残りパ
スの様子を例にとって説明する。時刻6において状態S1
を通るという情報を、ビタビ検出器が得ると、時刻6に
おいて生き残りパスは状態S2を通るように強制的に変更
される。すなわち、読み出したデータ系列から決定され
た生き残りパスは、初期状態00（S1）から00（S1），01
（S2），10（S3），11（S4），01（S2），01（S2）...
となったのに対し、2値フラッシュメモリから得た状態
情報によって、生き残りパスは初期状態00（S1）から00
（S1），01（S2），10（S3），11（S4），01（S2），00
（S1）...に変更される。また、時刻6において状態00
（S1）を通ることが保証されたので、該時刻該状態にお
けるメトリック値を0に再初期化することができる。こ
のようにすることによって、以降のメトリック計算値が
時間に伴って発散するのを防ぐことができる。

【０１２３】従って、時刻7おいて各々の状態がもつメ
トリック値は、以下（9）の各式のように計算される。

【０１２４】

【数９】

【０１２５】ところで、仮に時刻7以降で読み出したデ
ータに全く誤りがなかったとすると、状態00（S1）を出
発して以降の各時刻でメトリック計算を行った結果生き
残るパスは、正しい符号語系列を用いて復号結果を行っ
た場合と、時刻7以降においては全く同じものとなる。
従って、最尤復号の結果生じた時刻7における誤りは正
しく訂正されることになり、復号の結果生じた3ビット
誤りは、2ビット誤りに縮小することができる。

【０１２６】なお、本実施の形態においては、トレリス
符号化エンコーダ504（図５参照）の後に（2）式で記さ
れるようなプリコーダを挿入したり、ビタビ検出器522
（図５参照）の前に（5）式で記述されるようなモジュ
ールを挿入することは行わなかったが、作成したいトレ
リス線図に応じて、これらのモジュールを挿入してもよ
い。

【０１２７】また、フラッシュメモリの場合、データ線
550（図５参照）の幅を大きくすれば、磁気ディスクに
比べ簡単に複数のデータを同時に読み出すことができ
る。従って、状態が保持されている時間間隔と同じだけ
離れたデータを同時に複数読み出すことが、データバス
551（図５参照）の幅と、データ線550（図５参照）の幅
とを広くし、最尤復号するためのビタビ検出器522（図
５参照）を複数保持することで可能となる。よって、複
数の最尤復号化を同時に並行して行うことができる。従
って、最尤復号を高速に行うことが可能になる。

【０１２８】次に、図１２を参照して、上記複数の最尤
復号化を同時に並行して行うことに好適に構成されたデ
ータチャネルＬＳＩについて説明する。

【０１２９】図１２におけるデータチャネルＬＳＩ1200
は、図５におけるデータチャネルＬＳＩ500と基本的な
構成は同様であるので、ここでは、相違点を中心にして
説明する。

【０１３０】図１２において、R/Wコントローラ1210
に、複数のビタビ検出器1222が接続されている。そし
て、これら複数のビタビ検出器1222は、並列／直列変換
するためのシリアルパラレル変換器1223を介してトレリ
ス符号デコーダ1224に接続されている。

【０１３１】上記R/Wコントローラ1210は、最尤復号す
べき符号語系列を、複数の符号語系列要素に分割して、
上記複数のビタビ検出器1222に分配する。この符号語系
列の分割は、分割された符号語系列要素のそれぞれに、
少なくとも１つの状態情報が含まれるように行われる。
そして、好ましくは、含まれる状態情報のいずれかが示
す状態が発生した時刻が、符号語系列要素の先頭となる
符号語が生成された時刻となるように、符号語系列を分
割する。すなわち、状態情報が取得されている符号語を
先頭とする符号語系列要素に分割を行う。

【０１３２】そして、上記複数のビタビ検出器1222のそ
れぞれは、上記状態情報が、与えられたとき、その状態
情報が示す状態を、生き残りパスが通るように、最尤復
号を行う。上述した状態情報が取得されている符号語を
先頭とする符号語系列要素に分割されている場合には、
その、状態情報が示す状態を、パスの始点として最尤復
号を行うことができる。

【０１３３】このようにして、複数のビタビ検出器1222
によりそれぞれ最尤復号されて得られた複数の符号語系
列は、上記シリアル−パラレル変換器1223により、１つ
の符号語系列に変換されて、トレリス符号デコーダ1224
に送られる。

【０１３４】次に、図１３を参照して、本発明の第２の
実施の形態について説明する。

【０１３５】上述した第１の実施の形態では、記憶媒体
に実際に書き込まれる符号語系列を作成するために、ト
レリス符号化エンコーダを用いたが、ここではブロック
符号化エンコーダを用いる場合について説明する。

【０１３６】ブロック符号化とは、エンコーダに対して
入力された情報系列を一定長のブロックに分割し、各ブ
ロックを符号化アルファベットの記号からなる一定長の
ブロックへ変換することである。従って、ブロック符号
化に際しては状態という概念は生まれない。このため、
入力されたデータ系列に対してブロック符号化を行うだ
けでは、第１の実施の形態で説明したような、状態情報
を信頼性の高い記憶媒体に書き込んでおくということは
できない。そこで、本実施の形態におけるデータチャネ
ルＬＳＩは、ブロック符号化によって生成されたデータ
系列を部分応答チャネルを通し、新しい符号語系列が生
成される際に状態が定義されるように構成されている。

【０１３７】上記部分応答チャネルとしては、例えば、
部分応答クラス4モジュールなどを用いることができ
る。より具体的には、例えば、1-Dモジュールなどを用
いることができる。

【０１３８】図１３において、本実施の形態におけるデ
ータチャネルＬＳＩ1300は、第１の実施の形態における
データチャネルＬＳＩ500と、基本的にな構成は同様で
あるが、符号化エンコーダおよびデコーダとしてブロッ
ク符号化を行うものを用いること、ブロック符号化エン
コーダ1304の後に部分応答クラス4モジュールの一例で
ある1-Dモジュール1305が挿入されていること、およびR
/Wコントローラの直前にシリアル−パラレル変換器1312
が挿入されていること、ならびに、データ系列を記憶す
るための記憶媒体として9値型フラッシュメモリ1311に
対応していることにおいて相違する。以下に、相違点を
中心にして説明する。

【０１３９】図１３において、本実施の形態におけるデ
ータチャネルＬＳＩ1300は、記憶装置コントローラ130
3、および、インタフェースＬＳＩ1302を介して、情報
処理装置に備えられるシステムバス1301に接続されてい
る。また、記録媒体として、２値型フラッシュメモリ12
07と、９値型フラッシュメモリ1211とが用いられる。

【０１４０】上記２値型フラッシュメモリ1207は、1-D
モジュールの状態を示す状態情報を記憶するためのもの
であり、上記９値型フラッシュメモリ1211は、符号化さ
れたデータを記憶するためのものである。

【０１４１】上記データチャネルＬＳＩ1300は、ライト
ゲート1330と、リードゲート1331と、ブロック符号化エ
ンコーダ1304と、1-Dモジュール1305と、シリアル−パ
ラレル変換器1321と、シーケンサ1306と、R/Wコントロ
ーラ1310と、ビタビ検出器1322と、ブロック符号デコー
ダ1323とを有して構成される。

【０１４２】上記ブロック符号化エンコーダ1304におけ
る符号化方法は、どのようなものでもよい。また、予め
符号化されたデータ系列が与えられる場合には、ブロッ
ク符号化エンコーダ1304が省略された構成とすることが
できる。

【０１４３】また、上記ブロック符号デコーダ1323は、
上記ブロック符号化エンコーダ1304におけるブロック符
号化に対応する復号化処理を行うためのものである。後
段の回路が、符号化されたデータ系列を受け付けること
が可能である場合には、ブロック符号デコーダ1323を省
略した構成とすることができる。

【０１４４】上記シリアル−パラレル変換器1312は、書
き込み時にはシリアルデータを3ビットのパラレルデー
タに変換し、逆に読み出し時には3ビットのパラレルデ
ータをシリアルデータへ変換する役割を担うものであ
る。

【０１４５】上記2値型フラッシュメモリには、1-Dモジ
ュール1305の遅延器が保持しているデータを一定時間毎
に書き込む。1-Dモジュール1305は、ある時刻において
遅延器Dが保持している値と、そのときの入力データに
よって、-1，0，1の3値のいずれかを出力することにな
る。これは見方を変えると、1ビットの入力データ（0と
1）を2ビットの出力データ（-1，0，1）に変換（符号化
率1/2）することに相当する。すなわち、上記1-Dモジュ
ール1305は、本質的には、トレリス符号化エンコーダで
ある。ゆえに、2値型フラッシュメモリに記憶させてお
いた状態情報を最尤復号時に利用することによって、第
１の実施の形態と同様に、復号によって生じた誤りを削
減することができる。1-Dモジュール1305における、入
力データ，出力データ，および状態の関係は、図14に示
すトレリス線図のように表される。

【０１４６】次に、図１５を参照して、本発明の第３の
態様について説明する。

【０１４７】上述した第１の実施の形態、および、第２
の実施の形態においては、トレリス符号化を行う際に得
られる状態情報は、2値型のフラッシュメモリに記憶さ
れている。これは、2値型のフラッシュメモリが8値型や
9値型のフラッシュメモリに比べ信頼性が高いからであ
る。このため、2値型のフラッシュメモリに格納されて
いる状態情報を用いて、ビタビ復号の信頼性を向上させ
ることができるという効果を奏する。本実施の形態は、
2値型フラッシュメモリのようなデータを保存する媒体
と物理的な特性の異なる記憶媒体を用いずに、状態情報
を格納する媒体としてデータを保存する媒体と同じ記憶
媒体を用いた状態で、記憶装置の信頼性を向上させるこ
とを目的としている。

【０１４８】図１５において、本実施の形態におけるデ
ータチャネルＬＳＩ1500は、第１の実施の形態における
データチャネルＬＳＩ500（図５参照）と基本的な構成
は同様であるが、状態情報を保存する媒体が、データを
保存する媒体と記憶値が同一である点において相違す
る。以下に、相違点を中心に説明する。

【０１４９】図１５において、データチャネルＬＳＩ15
00は、状態情報を保存する媒体1406が、データを保存す
る媒体と同じ8値型のフラッシュメモリで構成されてい
る。

【０１５０】次に、図8および図9に示されるような4状
態のトレリス符号化を行う場合を例にとり、本実施の形
態を適用したデータチャネルＬＳＩ1500の動作について
説明する。

【０１５１】8値型のフラッシュメモリを状態情報保存
用の媒体として用いた場合も、2値型のフラッシュメモ
リを用いた場合に近い信頼性が得られるようにするた
め、例えば、１つの状態情報を２つのメモリセルを用い
て記録することができる。ここで説明する8値型フラッ
シュメモリは、閾値電圧の値が低い方から000, 001, 01
0,011, 100, 101, 110, 111に対応するようなものであ
ることを仮定する。この場合に、例えば状態値"01"を記
録するには、一方のメモリセルには"000"に対応する電
位をもつように、またもう一方メモリセルは"111"に対
応する電位をもつように、フラッシュメモリ内の浮遊ゲ
ートを制御する。（フラッシュメモリに対する書き込み
方法は、従来技術において説明済みである。）この状態
値を読み出した際、読み出した電位が000, 001, 010, 0
11に相当するような値であった場合は0に、100, 101, 1
10, 111に相当するような値であった場合は1に対応させ
るという論理をシーケンサ1505に組み込んでおくことに
より、読み出した状態値の信頼性を高めることができ
る。このようにして得られた状態情報をビタビ検出器15
22に送り、ここで最尤復号が行われる。それ以外の部分
の動作は、第１の実施の形態において説明したものと同
じである。

【０１５２】なお、上述の説明においては、１つの状態
情報は２つのメモリセルに記録するものとして説明した
が、状態情報が記録される態様は、信頼性が高められた
態様であればよく、このように限るものではない。例え
ば、状態値をフラッシュメモリ1506に書き込む際には、
シーケンサ1505において送られてきた状態値に対しECC
等の冗長ビットを付加したものを記録し、これを読み出
す場合には、付加されたECCによって適切な誤り訂正を
行い、その結果から冗長ビットを取り除いたデータをビ
タビ検出器1522に送るという方法もある。

【０１５３】次に、図１６から図２２を参照して、本発
明の第４の実施の形態について説明する。

【０１５４】本実施の形態は、情報系列を符号語系列に
変換して情報担持媒体に担持させ、また、情報担持媒体
に担持されている符号語系列を取得して、取得された符
号語系列に含まれる誤りを訂正して、もとの情報系列に
より近い情報系列を取得するための情報担持装置の例で
ある。

【０１５５】まず、図１９を参照して、情報の受け渡し
の形態について説明する。

【０１５６】情報の受け渡しの態様としては、時間的に
互いに離れた、データソース（情報源）からデータユー
ザ（情報使用側）に与えるものだけでなく、空間的に互
いに離れたデータソースからデータユーザに与える形態
が存在する。さらには、時空的に互いに離れたデータソ
ースからデータユーザにおける情報の受け渡しがある。

【０１５７】時間的な情報の受け渡しは、情報の記憶に
対応し、空間的な情報の受け渡しは、情報の伝送に対応
させることができる。すなわち、それぞれ記憶媒体、伝
送媒体を介在することにより実現される。また、記憶媒
体、伝送媒体を併用することにより時空的な情報受け渡
しが可能である。例えば、データサーバを記憶手段と
し、ネットワーク伝送路を伝送手段として構成されるリ
モートサーバは、情報の時空的な受け渡しを可能にして
いる。

【０１５８】以下、これらの情報の受け渡し形態を総括
して情報の担持といい、また、情報を担持するための媒
体を情報担持媒体という。すなわち、情報担持媒体は、
記憶媒体、伝送媒体、および、記憶、伝送を共に行う媒
体となる。

【０１５９】図１９において、ｔ軸は、時間的位置（時
刻）を示し、ｓ軸は、空間的位置を示す。図１９におい
ては、ｓ軸は１次元の軸で示しているが、３次元空間に
おける各位置を、ｓ軸上に対応させることができること
は勿論である。この対応のためには、データソースとデ
ータユーザとの空間的な経路長をｓ軸に対応させること
ができる。

【０１６０】図１９において、受け渡しαは、情報の時
間的な担持であり、記憶に対応する。すなわち、ある時
刻においてデータソースから入力された情報を、より後
の時刻において、データユーザに出力することにより実
現される。

【０１６１】また、受け渡しβは、情報の空間的な担持
であり、伝送に対応する。すなわち、ある空間位置にお
いてデータソースから入力された情報を、異なる空間位
置におけるデータユーザに出力することにより実現され
る。

【０１６２】そして、受け渡しγは、情報の時空的な担
持である。すなわち、これは、時空位置においてデータ
ソースから入力された情報を、異なる時空位置における
データユーザに出力することである。これは、例えば、
上記リモートサーバを用いることにより実現される。例
えば、一定時間、一定空間距離の間の受け渡しを行う目
的のために、最も単純な例として、遅延伝送路（ディレ
イライン）を用いることができる。

【０１６３】上記リモートサーバは、例えば、図２２に
示すように構成することができる。

【０１６４】図２２において、入力される情報を受け付
けるための入力部２２１５を備える端末機器２２１０
と、情報を出力するための出力部２２３５を備える端末
機器２２３０と、情報を記憶するために記憶媒体２２４
５を備えるデータサーバ２２４０とが、情報を伝送する
ことができる伝送路２２２０を介して接続されている。

【０１６５】次に、図１６を参照して、本実施の形態に
おけるデータの流れについて説明する。図１６におい
て、プライム「’」は、それが示す情報に変化が含まれ
得ることを示している。

【０１６６】まず、データソースから与えられる原符号
を情報担持媒体に担持させる際のデータの流れについて
説明する。

【０１６７】まず、データソースから与えられた原符号
が、トレリス符号化され、トレリス符号の符号語系列が
生成される。生成された符号語系列は、情報担持媒体に
担持される。

【０１６８】一方、上記トレリス符号の符号語系列の生
成に際し、トレリス符号化の状態を示す状態情報が取得
され、上記符号語系列と併せて情報担持媒体に担持され
る。

【０１６９】次に、情報担持媒体に担持されている符号
語系列を取得し、データユーザに送るべき情報に復号す
る際のデータの流れについて説明する。

【０１７０】情報担持媒体から取得されたトレリス符号
の符号語系列は、最尤復号されて、それに含まれる誤り
が訂正される。一方、上記符号語系列に併せて、状態情
報が取得され、誤りの訂正に際し、生き残りパスとし
て、上記取得された状態情報が示す状態を通るパスが指
定される。これにより、生き残りパスを誤ることに伴う
誤訂正が低減される。

【０１７１】上記のようにして、最尤復号により誤り訂
正された符号語系列は、上記トレリス符号化に対応する
トレリス復号化されて、データユーザに送出すべき情報
が生成される。

【０１７２】上記状態情報と、その状態情報が示す状態
にあるトレリス符号化により生成された符号語とが対応
付けられた状態で、上記状態情報および符号語は担持さ
れる。上記状態情報と符号語とを対応付けを示すために
は、例えば、トレリス符号化の時刻をポインタとして用
いることができる。より具体的には、図２３に示すよう
なデータ構造とすることができる。図２３において、状
態情報群における各状態情報は、状態Ｓ（ｔ）と、その
状態Ｓ（ｔ）が発生した時刻ｔとが対応付けて担持され
る。また、符号語系列における各符号語は、符号語ｗ
（ｔ）と、その符号語ｗ（ｔ）が生成された時刻ｔとが
対応付けて担持される。

【０１７３】このように、担持されている時刻をポイン
タとすることにより、各状態情報を、符号語に対応付け
ることができる。

【０１７４】また、状態情報を、その状態において生成
された符号語に続いて担持してもよい。

【０１７５】このようなトレリス符号化、最尤復号、ト
レリス復号化における各処理は、例えば、第１の実施の
形態におけるデータチャネルＬＳＩ500を用いて行うこ
とができる。

【０１７６】このとき、状態情報が担持される状態を、
上記符号語系列が担持される状態に比べて信頼性が高い
状態（すなわち、誤りが発生する確率が低減された状
態）とすることにより、状態情報に基づいて指定される
生き残りパスが誤ることを防止することができる。

【０１７７】このような状態に情報を担持するために
は、例えば、状態情報が示すべき各状態に、情報担持媒
体における複数の論理的状態を対応付けることができ
る。

【０１７８】例えば、情報担持媒体として記憶媒体を用
いる場合には、上記第１の実施の形態のように、符号語
系列を記憶するための記憶媒体として多値型メモリを用
い、状態情報を記憶するための記憶媒体として２値型メ
モリを用いることができる。

【０１７９】また、情報担持媒体として伝送媒体を用い
る場合には、符号語系列を伝送するためのシンボルに変
調レベルが２つである２レベル変調を行い、状態情報を
伝送するためのシンボルに変調レベルが２より多い多レ
ベル変調を行うことができる。

【０１８０】図２０および図２１を参照して、位相変調
されるシンボルが用いられる場合の２レベル変調シンボ
ルおよび８レベル変調シンボルの例について説明する。

【０１８１】図２０を参照して、１つのシンボルに２つ
の論理状態が定義されるシンボルについて説明する。図
２０において、このシンボルは、変調位相０に対応付け
られる論理状態０と、変調位相πに対応付けられる論理
状態１とが定義されている。このようなシンボルでは、
論理状態相互の位相距離が大きく、論理状態を誤る確率
を低減することができる。従って、状態情報を伝送する
ために、論理状態の伝送の信頼性を向上させることが、
上述のように１つのシンボルに２つの論理状態が定義さ
れるシンボルを用いることにより可能となる。

【０１８２】図２１を参照して、１つのシンボルに８つ
の論理状態が定義されるシンボルについて説明する。図
２１において、このシンボルは、変調位相０に対応付け
られる論理状態０００と、変調位相π／４に対応付けら
れる論理状態００１と、変調位相π／２に対応付けられ
る論理状態０１０と、変調位相３π／４に対応付けられ
る論理状態０１１と、変調位相πに対応付けられる論理
状態１１１と、変調位相５π／４に対応付けられる論理
状態１１０と、変調位相３π／２に対応付けられる論理
状態１０１と、変調位相７π／４に対応付けられる論理
状態１００とが定義されている。

【０１８３】このようなシンボルでは、１つのシンボル
で多くの論理状態を記述することができる。このため、
伝送密度を大きくすることができる。従って、符号語系
列の伝送密度を向上することが、上述のように１つのシ
ンボルに多くの論理状態が定義されるシンボルを用いる
ことにより可能となる。

【０１８４】また、第２の実施の形態で述べたように、
部分応答チャネルにおける遅延器の状態を、状態情報と
して用いることができる。この場合には、図１７に示す
ようなデータの流れの処理が行われる。図１７におい
て、プライム「’」は、それが示す情報に変化が含まれ
得ることを示している。

【０１８５】図１７において、データソースから与えら
れた原符号が、ブロック符号化されてブロック符号の符
号語系列が生成される。生成された符号語系列は、部分
応答チャネルを通過することにより、別の符号語系列に
変換される。変換された符号語系列が情報担持媒体に担
持される。一方、上記部分応答チャネルの状態（すなわ
ち、部分応答チャネルにおける遅延器の状態）を示す状
態情報が、上記変換された符号語系列と共に情報担持媒
体に担持される。

【０１８６】また、情報担持媒体に担持されているブロ
ック符号に担持されている符号語系列が取得され、最尤
復号される。ここで、上記符号語系列に併せて状態情報
が取得され、この状態情報に基づいて、上記最尤復号に
おける生き残りパスが指定される。

【０１８７】ここで、状態情報が、ブロック符号の符号
語系列より信頼性が高い状態で担持されることにより、
上記生き残りパスが指定される際の、通過する状態の誤
りを防ぐことができる。

【０１８８】このようにして、含まれる誤りが低減され
た符号語系列について、上記ブロック符号化に対応する
ブロック復号化が行われ、得られた情報がデータユーザ
に送出される。

【０１８９】このようなブロック符号化、最尤復号、ブ
ロック復号化の処理は、例えば、第２の実施の形態にお
けるデータチャネルＬＳＩ1300を用いて行うことができ
る。

【０１９０】なお、上記図１６および図１７を参照して
説明したデータの流れにおいて、情報担持媒体に担持さ
れている符号語系列を復号するに際し、複数系列の符号
語系列についての最尤復号を並列して行うことができ
る。

【０１９１】図１８を参照して、情報担持媒体から取得
された符号化系列について並列して最尤復号される場合
のデータの流れについて説明する。図１８において、プ
ライム「’」は、それが示す情報に変化が含まれ得るこ
とを示している。

【０１９２】図１８において、情報担持媒体から取得さ
れた符号語系列は、複数の符号語系列要素に分割され
る。この分割は、上記符号語系列に併せて取得される状
態情報に基づいて行われる。すなわち、各符号語系列要
素が、上記状態情報群におけるいずれかの状態情報が、
先頭の符号語に対応するように、上記符号語系列が分割
される。

【０１９３】分割された符号語系列要素は、それぞれ最
尤復号される。このとき、上記分割に際し、符号語系列
要素の先頭となる符号語に対応する状態情報が存在する
ならば、その状態情報が示す状態を生き残りパスの始点
として最尤復号が行われる。

【０１９４】状態情報が対応付けられている符号語が少
なくとも１つ含まれるように、符号語系列が行われるこ
とにより、並列して行われる複数の最尤復号のそれぞれ
において、生き残りパスの誤りを低減することができ
る。

【０１９５】また、先頭の符号語に、状態情報が対応付
けられていることにより、生き残りパスが正しい状態か
ら最尤復号を開始することができる。生き残りパスが正
しい状態は、通常の最尤復号において、生き残りパスが
既に収束している状態に相当する。

【０１９６】これらそれぞれ最尤復号されて誤りが低減
された符号語系列は、例えば、並列／直列変換すること
により１つの符号語系列に変換することができる。そし
て、この１つの符号語系列に変換された符号語系列につ
いて復号化を行うことにより、データユーザに送出すべ
き復号化符号を得ることができる。

【０１９７】本実施の形態によれば、情報を情報担持媒
体に高密度に担持させる場合であっても。情報を担持
（記憶および／または伝送）することに伴う誤りと、担
持されている情報を取得するに際し発生する誤りとを低
減することができる。

【０１９８】

【発明の効果】本発明によれば、トレリス符号化された
符号語系列、および、トレリス符号化の状態を示す状態
情報を情報担持媒体に担持させ、これを復号化するに際
し、上記状態情報を用いて最尤復号を行うことができ
る。このため、復号されて生成される情報に含まれる、
誤りおよび誤り伝播を削減することができる。

【０１９９】上記状態情報を、より信頼性が高い状態で
担持することにより、上記誤りおよび誤り伝搬の削減を
より確実なものとすることができる。このためには、例
えば、上記符号語系列が担持される状態より高い信頼性
を有する状態で、上記状態情報を担持することができ
る。

【０２００】また、上記状態情報が複数含まれる状態情
報群を担持させることができる。このため、それぞれの
状態情報を用いて行う最尤復号を複数並列して実行する
ことができる。従って、符号語系列の復号の全体とし
て、最尤復号にかかる時間を短縮化することができる。

【０２０１】さらに、状態情報を一定時間毎に担持する
ことによって、生き残りパスが収束しない場合を想定し
て付加されていたパスメモリを削減することができる。
従って、パスメモリ長が短く、かつ、信頼性の高い記憶
装置を構成することができる。

【０２０２】また、情報担持媒体として伝送路が用いら
れる場合、伝送路における伝送、および／または、伝送
路からの再生を行うに際し発生する、誤りの発生、およ
び、この誤りの伝播を低減した状態で、情報の伝送を行
うことができる。

【０２０３】そして、情報担持媒体として記憶媒体が用
いられる場合、記憶、および／または、再生を行うに際
し発生する、誤りの発生、および、この誤りの伝播を低
減した状態で、情報の記憶を行うことができる。

【０２０４】特に、記憶媒体および符号化／復号化を行
うためのデータチャネルＬＳＩを有して記憶装置を構成
することにより、信頼性が向上された記憶装置を提供す
ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明を適用した磁気ディスク記憶装置の機
構部の配置例を示す平面図である。

【図２】 本発明を適用した磁気ディスク記憶装置の電
子回路部の配置例を示す平面図である。

【図３】 従来の磁気ディスク記憶装置におけるデータ
チャネルＬＳＩの構成を示すブロック図である。

【図４】 フラッシュメモリの内部構成を示す説明図で
ある。

【図５】 トレリス符号化エンコーダを用いたデータチ
ャネルＬＳＩの構成を示すブロック図である。

【図６】 トレリス符号化エンコーダの機能を示す説明
図である。

【図７】 2/3トレリス符号を生成するトレリス符号化
エンコーダの構成例を示すブロック図である。

【図８】 図７に示したトレリス符号化エンコーダによ
って生成されるトレリス線図である。

【図９】 読み出したデータ系列が、書き込み時のデー
タ系列と一致した場合のトレリス線図を示す説明図であ
る。

【図１０】 読み出したデータ系列が、書き込み時のデ
ータ系列と異なった場合のトレリス線図を示す説明図で
ある。

【図１１】 読み出したデータ系列が、書き込み時のデ
ータ系列と異なった場合のトレリス線図を示す説明図で
ある。

【図１２】 ビタビ検出器を複数並列して有するデータ
チャネルＬＳＩの構成例を示すブロック図である。

【図１３】 ブロック符号化エンコーダおよび1-Dモジ
ュールを有するデータチャネルＬＳＩの構成例を示すブ
ロック図である。

【図１４】 1-Dモジュールによって生成されるトレリ
ス線図を示す説明図である。

【図１５】 トレリス符号化エンコーダを有するデータ
チャネルＬＳＩの他の構成例を示すブロック図である。

【図１６】 本発明を適用した情報担持におけるデータ
の流れを示すデータフロー・ダイアグラムである。

【図１７】 本発明を適用した情報担持におけるデータ
の流れの他の態様を示すデータフロー・ダイアグラムで
ある。

【図１８】 本発明を適用した、並列最尤復号における
データの流れの他の態様を示すデータフロー・ダイアグ
ラムである。

【図１９】 情報が担持される状態を示す説明図であ
る。

【図２０】 ２つのレベルを有する位相変調シンボルを
示す説明図である。

【図２１】 ８つのレベルを有する位相変調シンボルを
示す説明図である。

【図２２】 時空的情報担持媒体として用いられるリモ
ートサーバの構成例を示すブロック図である。

【図２３】 状態情報群および符号語系列が担持される
データ構造を示す説明図である。

【符号の説明】

101：磁気ディスク円盤 102：スピンドルモータ 103：アーム 104：ヘッド 105：ボイスコイルモータ 106：R/Wアンプ 201：インタフェースＬＳＩ 202：ハードディスクコントローラ（ＨＤＣ） 203：マイクロコンピュータ 204：VCM制御回路 205：スピンドル制御 206：データチャネルＬＳＩ 301：システムバス 302：インタフェースＬＳＩ 303：記憶装置コントローラ 304：ブロック符号化エンコーダ 305：プリコーダ 310：R/Wアンプ 311：磁気ディスク 321：等化器 322：部分応答クラス4モジュール 323：ビタビ検出器 324：ブロック符号デコーダ 401：コントロールゲート 402：浮遊ゲート 403：絶縁用酸化膜 404：ソース 405：ドレイン 500：データチャネルＬＳＩ 501：システムバス 502：インタフェースＬＳＩ 503：記憶装置コントローラ 504：トレリス符号化エンコーダ 505：シーケンサ 506：2値型フラッシュメモリ（状態値保存用） 510：R/Wコントローラ 511：8値型フラッシュメモリ（データ保存用） 522：ビタビ検出器 523：トレリス符号デコーダ 530：ライトゲート 531：リードゲート 550：データ線 551：データチャネルＬＳＩ内データバス 601：入力データ（情報）系列ベクトル 602：トレリス符号化エンコーダ 603：出力データ（符号語）系列ベクトル 701：入力データ（情報）系列 702：シリアル−パラレル変換器 710：入力データ（情報）系列m1 711：入力データ（情報）系列m2 720：入力データ（情報）系列x1 721：データ値ｘ３（状態値σ1） 722：入力データ（情報）系列x2 723：データ値ｘ４（状態値σ2） 730：出力データ（符号語）系列 801：状態S1 802：状態S2 803：状態S3 804：状態S4 810：S1からS1へのブランチ 1300：データチャネルＬＳＩ 1301：システムバス 1302：インタフェースＬＳＩ 1303：記憶装置コントローラ 1304：ブロック符号化エンコーダ 1305：1-Dモジュール 1306：シーケンサ 1307：2値型フラッシュメモリ（状態値保存用） 1310：R/Wコントローラ 1311：9値型フラッシュメモリ（データ保存用） 1312：シリアル−パラレル変換器 1322：ビタビ検出器 1323：トレリス符号デコーダ 1401：状態S1 1402：状態S2 1500：データチャネルＬＳＩ 1501：システムバス 1502：インタフェースＬＳＩ 1503：記憶装置コントローラ 1504：トレリス符号化エンコーダ 1505：シーケンサ 1506：8値型フラッシュメモリ（状態値保存用） 1510：R/Wコントローラ 1511：8値型フラッシュメモリ（データ保存用） 1522：ビタビ検出器 1523：トレリス符号デコーダ 1530：ライトゲート 1531：リードゲート 1550：データ線 1551：データチャネルＬＳＩ内データバス

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 小谷 博昭 東京都青梅市今井2326番地 株式会社日立 製作所デバイス開発センタ内 (72)発明者 野副 敦史 東京都青梅市今井2326番地 株式会社日立 製作所デバイス開発センタ内 (72)発明者 塚田 稔 神奈川県川崎市麻生区王禅寺1099番地 株 式会社日立製作所システム開発研究所内 (72)発明者 西谷 卓史 神奈川県川崎市麻生区王禅寺1099番地 株 式会社日立製作所システム開発研究所内

Claims (29)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 情報系列を符号化するための符号化方法
   において、 与えられた情報系列をトレリス符号化して符号語系列を
   生成すると共に、上記符号語系列における各符号語が生
   成されたときのトレリス符号化の状態を示す状態情報を
   複数含む状態情報群を生成し、 上記生成した符号語系列および状態情報群を情報担持媒
   体に担持させることを特徴とする符号化方法。
2. 【請求項２】 情報系列を符号化するための符号化方法
   において、 与えられた情報系列を、ブロック符号化して符号語系列
   を生成し、 上記生成した符号語系列を、部分応答チャネルを通して
   符号語間干渉を有する符号語系列を生成し、 上記部分応答を上記情報担持媒体に担持させるべき符号
   語系列として生成すると共に、上記符号語系列における
   各符号語が生成されたときの上記部分応答の生成状態を
   示す状態情報を複数含む状態情報群を生成し、 上記生成した符号語系列および状態情報群を情報担持媒
   体に担持させることを特徴とする符号化方法。
3. 【請求項３】 符号語系列を符号化するための符号化方
   法において、 与えられた符号語系列を、部分応答チャネルを通して符
   号語間干渉を有する符号語系列を生成し、 上記部分応答を上記情報担持媒体に担持させるべき符号
   語系列として生成すると共に、上記符号語系列における
   各符号語が生成されたときの上記部分応答の生成状態を
   示す状態情報を複数含む状態情報群を生成し、 上記生成した符号語系列および状態情報群を情報担持媒
   体に担持させることを特徴とする符号化方法。
4. 【請求項４】 請求項１から３のいずれか一項記載の符
   号化方法において、 上記状態情報群に含まれる各状態情報は、上記符号語系
   列における特定位置の符号語に対応して生成されること
   を特徴とする符号化方法。
5. 【請求項５】 請求項１から４のいずれか一項記載の符
   号化方法において、 上記状態情報群に含まれる各状態情報は、上記符号語系
   列における特定位置の符号語に対応して、上記情報担持
   媒体に担持されることを特徴とする符号化方法。
6. 【請求項６】 請求項４および５のいずれか一項記載の
   符号化方法において、 上記特定位置は、上記符号語系列における、予め定めら
   れた数の符号語おきの符号語の位置として定められるこ
   とを特徴とする符号化方法。
7. 【請求項７】 符号語系列、および、当該符号語系列に
   おける各符号語が生成されたときの符号化の状態を示す
   状態情報を含む状態情報群を併せて担持するための情報
   担持方法において、 上記状態情報群を、上記符号語系列より信頼性が高い担
   持状態で担持することを特徴とする情報担持方法。
8. 【請求項８】 符号語系列、および、当該符号語系列に
   おける各符号語が生成されたときの符号化の状態を示す
   状態情報を含む状態情報群を併せて担持するための情報
   担持方法において、 上記符号語系列を記述する各ビットに対応付ける論理的
   状態の状態数より多い状態数の論理的状態を、上記状態
   情報群を記述する各ビットに対応付けることを特徴とす
   る情報担持方法。
9. 【請求項９】 情報担持媒体に担持されている、符号語
   系列における各符号語が生成されたときの符号化の状態
   を示す状態情報を含む状態情報群を取得するための情報
   取得方法において、 上記情報担持媒体に定義されている論理状態を複数対応
   付けて、上記状態情報群の各ビットを読み取り、 上記各ビットの読み取りに際し、 上記複数の論理状態のうち、上記各ビットが記述されて
   いるべき論理的状態を除く論理的状態を、上記各ビット
   の状態に予め定められた規則に従って対応させることを
   特徴とする情報取得方法。
10. 【請求項１０】 符号語系列を最尤復号するための復号
    化方法において、 符号語系列、および、当該符号語系列における各符号語
    が生成されたときの符号化の状態を示す状態情報を含む
    状態情報群が与えられた場合、 与えられた符号語系列を最尤復号するに際し、 上記最尤復号における生き残りパスが、上記取得した状
    態情報群に含まれる状態情報が示す状態を通るように、
    生き残りパスを選択すること、 を特徴とする復号化方法。
11. 【請求項１１】 符号語系列を最尤復号するための復号
    化方法において、 符号語系列、および、当該符号語系列における各符号語
    が生成されたときの符号化の状態を示す状態情報を含む
    状態情報群が与えられた場合、 与えられた符号語系列を複数の符号語系列要素に分割
    し、 上記分割された符号語系列要素ごとに、それぞれ最尤復
    号を行い、 上記符号語系列の分割に際し、各符号語系列要素が、上
    記状態情報群におけるいずれかの状態情報が、先頭の符
    号語に対応するように分割を行い、 上記それぞれ行われる最尤復号に際し、上記状態情報が
    示す状態を始点として、生き残りパスを選択することを
    特徴とする復号化方法。
12. 【請求項１２】 請求項１０および１１のいずれか一項
    記載の復号化方法において、 上記生き残りパスを選択したとき、トレリス線図のそれ
    ぞれのブランチにおけるメトリックをそれぞれ初期化す
    ることを特徴とする復号化方法。
13. 【請求項１３】 請求項１から１２のいずれか一項記載
    の方法に従ってコンピュータに処理を実行させるための
    プログラムを記録した記録媒体。
14. 【請求項１４】 情報系列を符号化するための符号化装
    置において、 与えられた情報系列をトレリス符号化して符号語系列を
    生成するためのトレリス符号化手段と、 上記符号語系列における各符号語が生成されるときの、
    上記トレリス符号化手段におけるトレリス符号化の状態
    を示す状態情報を含む状態情報群を取得するための状態
    情報群取得手段と、 上記トレリス符号化により符号化された符号系列を送出
    するための第１の送出手段と、 上記状態情報群取得手段により取得された状態情報群を
    送出するための第２の送出手段とを有することを特徴と
    する符号化装置。
15. 【請求項１５】 情報系列を符号化するための符号化装
    置において、 与えられた情報系列をブロック符号化して符号語系列を
    生成するためのブロック符号化手段と、 遅延器を少なくとも１つ有し、上記符号語系列が与えら
    れる部分応答チャネルと、 上記部分応答チャネルを通過して得られた符号語系列を
    送出するための第１の送出手段と、 上記符号語系列における各符号語が生成されるときの、
    上記部分応答チャネルの状態を示す状態情報を含む状態
    情報群を取得するための状態情報群取得手段と、 上記状態情報群取得手段により取得された状態情報群を
    送出するための第２の送出手段とを有することを特徴と
    する符号化装置。
16. 【請求項１６】 符号語系列を符号化するための符号化
    装置において、 遅延器を少なくとも１つ有し、与えられた符号語系列の
    部分応答を生成するための部分応答チャネルと、 上記部分応答チャネルを通過した符号語系列を送出する
    ための第１の送出手段と、 上記符号語系列における各符号語が生成されるときの、
    上記遅延器の状態を示す状態情報を含む状態情報群を取
    得するための状態情報群取得手段と、 上記状態情報群取得手段により取得された状態情報群を
    送出するための第２の送出手段とを有することを特徴と
    する符号化装置。
17. 【請求項１７】 符号語系列、および、当該符号語系列
    における各符号語が生成されたときの符号化の状態を示
    す状態情報を含む状態情報群を併せて担持するための情
    報担持媒体において、 上記符号語系列を担持するための第１の担持領域、およ
    び、上記状態情報群を担持するための第２の担持領域を
    有し、 上記第１の担持領域は、上記第２の担持領域の各セルに
    対応付けられるビット数より多いビット数が各セルに対
    応付けられることを特徴とする情報担持媒体。
18. 【請求項１８】 符号語系列、および、当該符号語系列
    における各符号語が生成されたときの符号化の状態を示
    す状態情報を含む状態情報群を併せて担持するための情
    報担持媒体において、 上記符号語系列を記憶するための第１の記憶領域、およ
    び、上記状態情報群を担持するための第２の担持領域を
    有し、 上記第１の担持領域は、各担持要素が２値より多い担持
    値を有する、多値型担持媒体を用いて構成され、 上記第２の担持領域は、各担持要素が２の担持値を有す
    る、２値型担持媒体を用いて構成されることを特徴とす
    る情報担持媒体。
19. 【請求項１９】 請求項１８記載の情報担持媒体におい
    て、 上記第１の担持領域を構成する多値型担持媒体は、多値
    型メモリを有して構成され、 上記第２の担持領域を構成する２値型担持媒体は、２値
    型メモリを有して構成されることを特徴とする情報担持
    媒体。
20. 【請求項２０】 請求項１８および１９のいずれか一項
    記載の情報担持媒体において、 上記第１の担持領域を構成する多値型担持媒体は、２よ
    り多い変調レベルの、多レベル変調されたシンボルを伝
    送するための伝送媒体を有して構成され、 上記第２の担持領域を構成する２値型担持媒体は、変調
    レベルが２の、２レベル変調されたシンボルを伝送する
    ための伝送媒体を有して構成されることを特徴とする情
    報担持媒体。
21. 【請求項２１】 情報を担持するための情報担持媒体に
    おいて、 上記データは、符号語系列、および、当該符号語系列に
    おける各符号語が生成されたときの符号化の状態を示す
    状態情報を含む状態情報群を含み、 上記データが有するデータ構造は、 状態情報群における各ビットを記述する論理的状態が、
    上記符号語系列における各ビットを記述する論理的状態
    より多いことを特徴とする情報担持媒体。
22. 【請求項２２】 情報を担持するための情報担持媒体に
    おいて、 上記データは、符号語系列、および、当該符号語系列に
    おける各符号語が生成されたときの符号化の状態を示す
    状態情報を含む状態情報群を含み、 上記データが有するデータ構造は、 上記状態情報群におけるそれぞれの状態情報が、上記符
    号語系列におけるいずれかの符号語に対応付けられてい
    ることを特徴とする情報担持媒体。
23. 【請求項２３】 情報を担持するための情報担持媒体に
    おいて、 上記データは、符号語系列、および、当該符号語系列に
    おける各符号語が生成されたときの符号化の状態を示す
    状態情報を含む状態情報群を含み、 上記データが有するデータ構造は、 上記符号語系列における各符号語が、当該符号語が生成
    された時刻系列に従ってソートされており、 上記状態情報群における状態情報のそれぞれを、上記符
    号語系列におけるいずれかの符号語に対応付けるための
    ポインタを有することを特徴とする情報担持媒体。
24. 【請求項２４】 請求項２３記載の情報担持媒体におい
    て、 上記ポインタは、上記符号語が生成された時刻を示す情
    報と、上記状態情報が状態を示している状態が発生した
    時刻を示す情報とを含むことを特徴とする情報担持媒
    体。
25. 【請求項２５】 符号語系列を復号するための復号化装
    置において、 符号語系列、および、当該符号語系列における各符号語
    が生成されたときの符号化の状態を示す状態情報を含む
    状態情報群を受け付けるための入力手段と、 上記符号語系列について最尤復号を行うためのビタビ検
    出手段と、 上記ビタビ検出手段に、最尤復号において選択すべき生
    き残りパスを指定するためのパス指定手段と、 上記ビタビ検出手段のより最尤復号して得られた符号系
    列をトレリス復号化するためのトレリス復号化手段と、 上記トレリス復号化手段によりトレリス復号化して得ら
    れた情報を出力するための出力手段とを備え、 上記パス指定手段は、 上記状態情報群における各状態情報が示す状態を、上記
    生き残りパスが通るべき状態として、上記ビタビ検出手
    段に指定することを特徴とする復号化装置。
26. 【請求項２６】 請求項２５記載の復号化装置におい
    て、 トレリス線図の各ブランチのメトリックを、上記ビタビ
    検出器において初期化させるためのメトリック初期化手
    段をさらに備え、 上記メトリック初期化手段は、 上記パス指定手段が指定した状態からの各ブランチにつ
    いて、メトリックを初期化させることを特徴とする復号
    化装置。
27. 【請求項２７】 符号語系列を復号するための復号化装
    置において、 符号語系列、および、当該符号語系列における各符号語
    が生成されたときの符号化の状態を示す状態情報を含む
    状態情報群を受け付けるための入力手段と、 上記符号語系列を複数の符号語系列要素に分割するため
    の分割手段と、 上記各符号語系列要素をそれぞれ最尤復号するための複
    数のビタビ検出手段と、 上記複数のビタビ検出手段によりそれぞれ得られた複数
    の符号語系列要素を、１つの符号語系列に変換するため
    の並列直列変換手段と、 上記並列直列変換されて得られた符号語系列をトレリス
    復号化するためのトレリス復号化手段と、 上記トレリス復号化手段によりトレリス復号化して得ら
    れた情報を出力するための出力手段とを備え、 上記分割手段は、上記符号語系列を、各符号語系列要素
    が、上記状態情報群におけるいずれかの状態情報が、先
    頭の符号語に対応するように分割を行い、 上記各ビタビ検出手段は、最尤復号に際し、 上記各符号語系列要素を受け付け、先頭の符号語に対応
    する状態情報が示す状態を始点として、生き残りパスを
    選択することを特徴とする復号化装置。
28. 【請求項２８】 装着されるべき情報担持媒体を用いて
    情報を担持するための符号化／復号化装置装置におい
    て、 与えられた情報系列をトレリス符号化して符号語系列を
    生成するためのトレリス符号化手段と、 上記符号語系列における各符号語が生成されるときの、
    上記トレリス符号化手段におけるトレリス符号化の状態
    を示す状態情報を含む状態情報群を取得するための状態
    情報群取得手段と、 上記トレリス符号化により符号化された符号系列を、上
    記装着されるべき情報担持媒体における第１の担持領域
    に付与し、これを担持させるための第１の付与手段と、 上記状態情報群取得手段により取得された状態情報群
    を、上記装着されるべき情報担持媒体における上記第１
    の担持領域と異なる第２の担持領域に付与し、これを担
    持させるための第２の付与手段と、 上記第１の担持領域に担持されている符号語系列を取得
    するための第１の取得手段と、 上記第２の担持領域に記録されている状態情報群を取得
    するための第２の取得手段と、 上記第１に取得手段により取得された符号語系列を、上
    記第２の取得手段により取得された状態情報群を用いて
    最尤復号するための最尤復号手段と、 上記最尤復号手段により最尤復号して得られた符号語系
    列をトレリス復号して、当該符号語系列が示す情報を生
    成するためのトレリス復号手段とを有し、 上記最尤復号手段は、 上記第１の取得手段により取得された符号語系列を最尤
    復号するに際し、 上記第２の取得手段により取得された状態情報群におけ
    る状態情報が示す状態を、上記最尤復号における生き残
    りパスが通るように、上記生き残りパスを選択すること
    を特徴とする符号化／復号化装置。
29. 【請求項２９】 情報を情報担持媒体により担持するた
    めの情報担持装置において、 第１の担持領域および第２の担持領域を有する情報担持
    媒体と、 与えられた情報系列をトレリス符号化して符号語系列を
    生成するためのトレリス符号化手段と、 上記符号語系列における各符号語が生成されるときの、
    上記トレリス符号化手段におけるトレリス符号化の状態
    を示す状態情報を含む状態情報群を取得するための状態
    情報群取得手段と、 上記トレリス符号化により符号化された符号系列を、上
    記第１の担持領域に付与し、これを担持させるための第
    １の付与手段と、 上記状態情報群取得手段により取得された状態情報群
    を、上記第２の担持領域に付与し、これを担持させるた
    めの第２の付与手段と、 上記第１の担持領域に担持されている符号語系列を取得
    するための第１の取得手段と、 上記第２の担持領域に記録されている状態情報群を取得
    するための第２の取得手段と、 上記第１に取得手段により取得された符号語系列を、上
    記第２の取得手段により取得された状態情報群を用いて
    最尤復号するための最尤復号手段と、 上記最尤復号手段により最尤復号して得られた符号語系
    列をトレリス復号して、当該符号語系列が示す情報を生
    成するためのトレリス復号手段とを有し、 上記最尤復号手段は、 上記第１の取得手段により取得された符号語系列を最尤
    復号するに際し、 上記第２の取得手段により取得された状態情報群におけ
    る状態情報が示す状態を、上記最尤復号における生き残
    りパスが通るように、上記生き残りパスを選択すること
    を特徴とする情報担持装置。