JPH1116278A - 情報再生方法および情報再生装置 - Google Patents

情報再生方法および情報再生装置

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JPH1116278A
JPH1116278A JP16710697A JP16710697A JPH1116278A JP H1116278 A JPH1116278 A JP H1116278A JP 16710697 A JP16710697 A JP 16710697A JP 16710697 A JP16710697 A JP 16710697A JP H1116278 A JPH1116278 A JP H1116278A
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JP16710697A
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Inventor
Nobuhiro Hayashi
信裕 林
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Sony Corp
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Sony Corp
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 検出精度を落とすことなく、従来より消費電
力を低減することが可能な情報再生方法および情報再生
装置を提供すること。 【解決手段】 ハードディスク等の情報再生方法におい
て、入力信号をA/D変換し、デジタルデータを出力す
る第1の工程と、複数の前記デジタルデータに基づき、
入力信号を復号して情報を再生する第2の工程とを含
む。そして、A/D変換器としては、複数の信号存在点
の中間にある情報識別の境界値の近傍においては細かい
ステップ幅で量子化し、逆に信号存在点付近あるいは存
在点の外側においては大きなステップ幅で量子化を行う
ものを使用する。このことにより、復号時の精度を落と
すこと無く、A/D変換器のコンパレータの数を低減す
ることができ、消費電力の低減が可能となる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明はデジタル情報の記録
再生装置や伝送装置における情報再生方法および情報再
生装置に関し、特に、従来と比べて回路規模が減少し、
消費電力の低減が可能な情報再生方法および情報再生装
置に関するものである。
【0002】
【従来の技術】従来、磁気ディスク等のデジタル情報記
録再生装置やデジタル信号伝送装置において、再生信号
あるいは受信信号から情報を再生する手段として、パー
シャルレスポンス方式と最尤復号法を組み合わせたPR
MLという信号処理方法が知られている。例えば磁気デ
ィスクの再生信号の処理を行う場合には、再生信号を等
化器によってパーシャルレスポンス系列に等化し、A/
Dコンバータによってデジタル信号に変換された後に、
最尤復号法の一種であるビタビデコーダによってビタビ
復号される。
【0003】PRLMの種類には、用いるパーシャルレ
スポンスの種類によってPR4、EPR4などがあり、
より複雑な演算を行うことによって高い検出性能を得る
ことができるものもある。また、PRMLとチャネル符
号化法を組み合わせたトレリス符号化PRML(TCP
R)という手法も提案されている。この技術について
は、例えば、文献1:H.Thapar他「On the Performance
of a Rate 8/10 Matched Spectral Null Code for Cla
ss-4 Partial Responce」IEEE Trans. Magn.,Vol.28,N
o.5,p.2883-2888,1992年9月発行、あるいは文献2:J.
W.Rae他「Design and Performance of a VLSI 120Mb/s
Trellis-Coded Partial Responce Channel」IEEE Tran
s. Magn.,Vol.31,No.2,p.1208-1214,1995年5月発行に開
示されている。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】上記したような、従来
のPRMLにおいては、パーシャルレスポンス等化した
信号をA/D変換している。このA/D変換器として
は、5ビットでは復号特性が劣化してしまうので、従来
6ビットあるいは7ビットのA/D変換器が使用されて
いた。図2の中央部は、従来の6ビット線形量子化A/
Dコンバータの変換特性を示す説明図である。再生され
た入力信号における信号存在点がA/D変換器の出力コ
ードの(16、0、−16)に対応する場合、例えばA
/D変換器は+31から−31までの範囲を等間隔に6
3に分割して量子化していた。
【0005】このようなA/Dコンバータにおいては、
信号を等間隔で量子化するために((2の6乗−2)=
62個のコンパレータ(電圧比較器)が必要であった。
そして、A/Dコンバータはチャネルのビットレートか
それ以上の周波数でサンプリングを行う必要があり、多
数のコンパレータを高速で動作させると、消費電力が大
きくなってしまうという問題点があった。本発明の目的
は、前記のような従来技術の問題点を解決し、検出精度
を落とすことなく、従来より消費電力を低減することが
可能な情報再生方法および情報再生装置を提供すること
にある。
【0006】
【課題を解決するための手段】本発明の情報再生方法
は、少なくとも入力信号における複数の信号存在点の振
幅値の中間値近傍を他の領域よりも細かい量子化ステッ
プ幅でA/D変換し、デジタルデータを出力する第1の
工程と、複数の前記デジタルデータに基づき、入力信号
を復号して情報を再生する第2の工程とを含むことを特
徴とし、また、該方法を実行する情報再生装置にも特徴
がある。
【0007】本発明においては、A/D変換器として、
等間隔に量子化を行う従来のものに代えて、複数の信号
存在点の中間にある情報識別の境界値の近傍においては
細かいステップ幅で量子化し、逆に信号存在点付近ある
いは存在点の外側においては大きなステップ幅で量子化
を行うものを使用する。このように構成することによ
り、復号時の精度を落とすこと無く、A/D変換器のコ
ンパレータの数を低減することができ、消費電力の低減
が可能となる。
【0008】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図面
を参照して詳細に説明する。図1は、本発明を適用した
磁気ディスク装置の信号処理回路の構成を示すブロック
図である。図示しないディスクコントローラから入力さ
れた書き込みデータはチャネル符号器1によって例えば
周知の8/10変換符号等にブロック(チャネル)符号
化される。符号化されたデータは記録アンプ2を介して
磁気ディスク3に書き込まれる。
【0009】ヘッドを介して磁気ディスク3から読み出
された再生信号は再生アンプ4を経て等化器5に入力さ
れる。磁気ディスクの再生特性は微分特性であるので、
磁気ディスクに書き込まれ、再生された信号は、元の信
号に対してシステム多項式((1−D)で表される(D
は1ビット遅延演算子)信号となる。等化器5はこの再
生信号をパーシャルレスポンスクラス4(PR4)に属
するインターリーブドNRZI符号(PR(1,0,−
1))の波形に等化する。
【0010】周知のPR(1,0,−1)の特性はダイ
パルスレスポンスの等化波形がサンプル点において
(1,0,−1)となるように等化する方式であり、シ
ステム多項式は(1−Dの2乗)=(1+D)(1−
D)となる。再生信号はすでに再生特性として1−Dの
特性を有している。従って、等化器5においてはシステ
ム多項式(1+D)の特性で等化することによって、記
録、再生系全体の特性がPR(1,0,−1)の特性と
なる。等化器5の構成としては、例えば8極4ゼロ型の
アナログフィルタ等を使用可能である。
【0011】A/D変換器6は、PLL回路7によって
生成されるクロック信号に基づき、等化器5の出力信号
をサンプリング、量子化、符号化を行ってデジタルデー
タを出力する。一般に、入力信号の特性としては信号存
在点(レベル)付近に殆どのサンプル値がガウス分布し
ており、それ以外の領域には殆ど存在していない。そし
て、ビットエラーとなるノイズの大きさについて考えて
見ると、通常の復号器においてはノイズが信号存在点間
のレベル差の中間値を越えるとビットエラーが発生する
可能性が高い。また、ビタビデコーダにおいてもやはり
複数の時刻のノイズレベルが信号存在点間のレベル差の
中間値を連続して越えるとビットエラーが発生する可能
性が高いと考えられる。
【0012】すなわち、どのデコーダでもノイズの大き
さが信号存在点間のレベル差の中間値付近である場合が
エラー発生の分かれ目になっており、この付近の振幅方
向の分解能がデコーダの性能を左右することが分かる。
逆に、信号存在点付近の分解能はあまり重要ではない。
【0013】図2の右側は、本発明における6ビット非
線形A/D変換器6の変換特性を示す説明図である。信
号存在点を(16、0、−16)とした場合、このA/
D変換器は、入力信号レベルが14以上あるいは−14
以下の場合には出力として「「16」あるいは「−1
6」を、入力信号レベルが2から−2の間である場合に
は出力として「0」を、これ以外の値の場合には該値に
最も近い整数値を出力する。この実施例においては、信
号存在点間の中間値は±8であり、この付近のみが細か
く量子化されていることになる。実際に実験を行ったと
ころ、本発明の6ビット非線形A/D変換器を使用した
情報再生装置のビット誤り率は、従来の6ビット線形A
/D変換器を使用した情報再生装置のビット誤り率に比
べて全く劣化していないことが確認された。
【0014】図3は、本発明のA/D変換器6の構成例
を示す回路図である。信号入力端子は24個のコンパレ
ータ24の+端子に並列に接続されており、各コンパレ
ータ24の−端子は基準電圧発生回路に接続されてい
る。基準電圧発生回路は、入力信号の最大値および最小
値に相当する電圧VrefおよびVref-に基づき、各コン
パレータ24に基準電圧を供給する抵抗の直列回路から
なる。ここで、各抵抗値の比率は、Vrefに近い方から
18、1…(11個)…1、5、1…(11個)…1、
19となっている。従って、各コンパレータ24には、
図2右側に示すような特性に相当する基準電圧(図の横
線に対応する)が供給される。従って、入力信号レベル
より基準電圧発生回路からの電圧の方が低いコンパレー
タのみが「「1」を出力する。
【0015】各コンパレータ24の出力信号はD型フリ
ップフロップ(ラッチ)回路25に入力され、該ラッチ
回路25の出力は一方が反転入力になっているANDゲ
ート回路26の反転入力端子に接続されている。AND
ゲート回路26の他方の入力端子は、1つ下のレベルの
ラッチ回路の出力に接続されている。従って、任意の入
力信号レベルにおいて、出力が「0」であるコンパレー
タの内の最低のレベルのコンパレータに対応する1つの
ANDゲートのみが「1」を出力する。
【0016】ANDゲート回路26の出力は例えばダイ
オードマトリックスからなるエンコード回路27に入力
され、符号付きの6ビットデータに符号化される。そし
て出力データラッチ回路29にラッチされ、出力され
る。なおエンコード回路27の丸印28は該交点がダイ
オードによって接続されていることを示している。以上
説明したように、従来の線形量子化A/D変換器におい
ては62個必要であったコンパレータ、ラッチ、ゲート
等の回路が当実施例においては24個に削減されてい
る。
【0017】図1に戻って、A/D変換器6の出力デー
タはビタビデコーダ8に入力され、周知のビタビ復号処
理が行われる。ビタビデコーダ8の出力データはチャネ
ル復号器9によってチャネル符号器1の逆変換が行わ
れ、元の記録データが再生されて図示しないハードディ
スクコントローラに出力される。
【0018】図4は、ビタビデコーダ8の構成例を示す
ブロック図である。PR(1,0,−1)の方式におい
ては、信号が(1,0,−1)に等化されるので、2ビ
ット前の信号から符号間干渉を受ける。ビタビ復号器に
おいては、符号長が長くなると指数関数的に演算量が増
加して処理速度が低下する。従って、このビタビデコー
ダ8においては、入力データを偶数/奇数切り替え回路
43およびスイッチ42によって奇数番目と偶数番目に
分離し、それぞれのデータを、PR(1,−1)方式に
対応する2つのビタビデコーダ40、41によって復号
し、復号結果を合成回路44において合成して出力して
いる。このような構成にすることによってビタビデコー
ダの計算量、回路規模を削減できる。
【0019】各ビタビデコーダ40、41は全く同一の
構成のPR(1,−1)に対応するビタビデコーダであ
る。ブランチメトリック演算回路45においては、任意
の状態から次の任意の状態への遷移についてのA/D変
換器からの入力信号信号とレプリカ(基準値)との距離
関数であるブランチメトリックを求める。最尤パスメト
リック選択回路46においては、ラッチ47に格納され
ているパスメトリック情報および入力されたブランチメ
トリックに基づき、次の任意の状態に移行する最大のパ
スメトリックをそれぞれ求める。そして、最尤ブランチ
の選択結果がパスメモリ48に出力される。パスメモリ
48においては最尤ブランチの選択結果をメモリに保持
し、生き残りパスが1つに絞られた時点までの状態デー
タを出力する。
【0020】以上、実施例について開示したが、以下に
述べるような変形例も考えられる。実施例においてはパ
ーシャルレスポンスPR(1,0,−1)について開示
したが、本発明は、EPR4など他の任意のパーシャル
レスポンス方式にも適用可能である。また、本発明の復
号器としては、前記文献1、2に開示されているよう
な、特殊なチャネル符号化方式を採用することによっ
て、演算量および回路規模が減少し、かつ復号精度が向
上するようなビタビ復号器を始めとして、任意の最尤復
号器を採用可能である。更に、複数のサンプル値に基づ
き、演算によって情報の再生を行う任意の復号器を採用
した場合においても効果がある。実施例においてはA/
D変換器の量子化ステップ幅として、±3〜±13まで
は量子化ステップ幅が一定である例を開示したが、例え
ば3と4、12と13はまとめて3、13とするという
ように、信号存在点の中間値からの距離に応じてステッ
プ幅を変化させてもよい。
【0021】
【発明の効果】以上述べたように、本発明においては、
情報再生回路におけるA/D変換器において、必要な範
囲のみを量子化してA/D変換するので、精度を落とす
ことなく、コンパレータ等の個数を削減でき、消費電力
の大幅な低減が可能となるという効果がある。また同じ
消費電力であれば、より精度の高い復号器を作成できる
という効果もある。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明を適用した磁気ディスク装置の信号処理
回路の構成を示すブロック図である。
【図2】従来例および本発明におけるA/D変換器の変
換特性を示す説明図である。
【図3】本発明のA/D変換器6の構成例を示す回路図
である。
【図4】ビタビデコーダ8の構成例を示すブロック図で
ある。
【符号の説明】
1…チャネル符号器、2…記録アンプ、3…磁気ディス
ク、4…再生アンプ、5…等化器、6…A/D変換器、
7…PLL回路、8…ビタビデコーダ、9…チャネル復
号器、20、21、22、23…抵抗、24…コンパレ
ータ、25、29…ラッチ回路、26…ANDゲート、
27…デコーダ

Claims (5)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 少なくとも入力信号における複数の信号
    存在点の振幅値の中間値近傍を他の領域よりも細かい量
    子化ステップ幅でA/D変換し、デジタルデータを出力
    する第1の工程と、 複数の前記デジタルデータに基づき、入力信号を復号し
    て情報を再生する第2の工程とを含むことを特徴とする
    情報再生方法。
  2. 【請求項2】 パーシャルレスポンス方式を利用する情
    報再生方法であって、 前記第1の工程の前に、入力信号をパーシャルレスポン
    ス等化する工程を含み、 前記第2の工程においては、最尤復号法によって情報を
    再生することを特徴とする請求項1に記載の情報再生方
    法。
  3. 【請求項3】 入力信号における複数の信号存在点の振
    幅値の中間値近傍を他の領域よりも細かい量子化ステッ
    プ幅でA/D変換し、デジタルデータを出力するA/D
    変換手段と、 複数の前記デジタルデータに基づき、入力信号を復号し
    て情報を再生する復号手段とを含むことを特徴とする情
    報再生装置。
  4. 【請求項4】 パーシャルレスポンス方式を利用する情
    報再生装置であって、 前記A/D変換手段の前に、入力信号をパーシャルレス
    ポンス等化する等化手段を含み、 前記復号手段におては、最ゆう復号法によって情報を再
    生することを特徴とする請求項3に記載の情報再生装
    置。
  5. 【請求項5】 前記情報再生装置は情報記録媒体に記録
    された情報を再生する装置であることを特徴とする請求
    項4に記載の情報再生装置。
JP16710697A 1997-06-24 1997-06-24 情報再生方法および情報再生装置 Pending JPH1116278A (ja)

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