JPS61108226A - データの符号復号化方法 - Google Patents

データの符号復号化方法

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JPS61108226A
JPS61108226A JP60194033A JP19403385A JPS61108226A JP S61108226 A JPS61108226 A JP S61108226A JP 60194033 A JP60194033 A JP 60194033A JP 19403385 A JP19403385 A JP 19403385A JP S61108226 A JPS61108226 A JP S61108226A
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    • G11B20/1403Digital recording or reproducing using self-clocking codes characterised by the use of two levels
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Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 A、産業上の利用分野 この発り旧はデータの符号化および復号化方法に圧縮で
きるようにしたものである。
B、開示の、慨要 デジタル・データを表わすランダムに分散する2値ビツ
トのストリームを符号化して1す骨化する方法が開示さ
れる。この方法で!7T、符号化117)がデータ・ス
トリームをしてランレングスリミテッド−パーシャル・
リスポンス符号に変換する。第1復号化容は符号化デー
タ・ストリーJ、を復号化してり、イミング信号のスト
リームを得る。第2復号化器は符号化データ・ストリー
ムを復号化してデータ信号のストリームを再生する。
C0従来技術 従来周知のとおり通常のN RZ I ill:録−(
°゛は広いチャンネル・バンド幅が必要であり、このバ
ンド幅および信号波形はサンプル時間で符号量干渉がな
いように選ばれていた。
近年1−D2すなわちクラス■■パーシャル・リスポン
スチャンネルを磁気記録に採用することが提案されてい
る。クラスTVパーシャル・リスポンスではバンド幅が
狭<1「す、実際」―通′IiτのNILZI記録に較
べて2分の1程14二に減少する。
1−D2チャンネルの特?!′1すべき利点はバンド幅
が半分になることであり、これにより著17クノイズが
減少する。b、 2の利点としてはビターピ (Vit
erbi 3復号器を用いてビットごとの検出を行える
ようにできることである。ビターピ復号器については”
Error Bounds for Convolut
ional’ Codes and Asymptot
ically OptimumDecoding Al
gorithyn”(IEEE Transaetio
naon Information Theory N
o+IT −13,260頁および”On the V
iterbi DecodingAlgorithm”
 (IEEE  Transactions  onI
nformatioIII Theory  Vol、
IT−15,Tlp−177−179)に記載がある。
、等化1売取り信号を調べるとクロック情報に由来する
問題があることがわかる。これは、信号のピーク点も信
号の零クロス点もビット・セルに一致する時間位置にな
いためである。これらピーク点および零クロス点はビッ
ト・セル中央部にあることもあるし縁部にあることもあ
る。
クロックの問題の従前の解決手法はつぎのようなもので
ある。
■クロック用に2重バンド幅チャンネルを用いる。
■パイロット・トーンを用いる。
■クロックにおけるビタービ復号′):)情報を用いる
高密度記録では手法ω1は高周波ノイズを著(7く招来
する。手法■は磁気記録チャンネル以外で1・1採用さ
れたこともあるが磁気記録では実際的でない。手法(′
C)は可能であるけれども、通常のビタービ復号器に較
べても極めて複雑な構成が必要となる。
D0発明が解決しようとする問題点 この発明は以上の事情を考慮して1「されたものであり
、磁気記録にも使え、ソ11雑tc構成もできるかぎり
とらずにすむような手法でクロックの問題ヲ解決できる
ようにすることを目的としている。
E1問題点を解決するだめの手段 この発明の手法では1↓1上の目的を達成するために、
クロック用に1−1−DのクラスIのパーシャル・リス
ポンス・チャンネルを用いるようにしている。1−D2
のチャンネルは因数分解!7て理解されるように(1+
D)(1−D)のチャンネルであり、1−D20等化動
作を分は持って実行できる。どのような場合でも、1+
Dのチャンネルのバンド幅は通常のバンド幅の半分であ
る。いくつかの適用例では1+Dのチャンネルをそれ自
体で用いることができる。しかし磁気記録の例では低周
波の多くの領域を読取り等化の際持ち上げて読取り動作
時の損失を補償しなくてはならない。したがって1十〇
のチャンネルでは低周波ノイズが助長されてしまう。こ
のことはとくに磁気抵抗ヘッドを用いると顕著になる。
低周波の熱スパイクが読出しヘッドと媒体との境界で生
じるからである。クロックはノイズ・エラーを平均化す
るので、クロッキングに関するノイズの問題ハデータ検
出に較べさほど深刻でない。したがってこの発明の手法
はデータ検出に1−D20チャンネルを用いてクロッキ
ングに1+Dのチャンネルを用いることである。
これにより検出時に用いる読取り信号の基線変動を最小
化でき、低周波の持ち上げの程度を小さくできる。また
このことは低周波のノイズ成分を減少することでもある
。さらにクロッキングを読取り信号の零交差点から容易
に得ることができる。
この零交差点はビット・セルの縁部で生じる。
F、実施例 いままでに記録媒体たとえば磁気ディスクや磁気テープ
へのデータ記録の密度を向上すべく種々の手法が提案さ
れてきた。、実用化されている手法の1つはランレング
スリミテッド符号と呼ばれるもので、符号ビット・スト
リーム中の″1”の各々が最も近くにある“1”に対し
特定数の“0”で分離されているものである。この数は
、符号量干渉に起因して最小数dと等しいか、またはそ
れ以上であり、また、セルフ・クロッキングの要請上最
大数1(を超えてはt「らない。このようなフォーマッ
トにしたがう符号は(dlk)ランレングスリミテッド
符号と呼ばれる。この発明は1+Dのチャンネルの出力
からセルフ・タイミングを実現できる転移を保証し、か
つ周波数ゼロにおいてスペクトラムがゼロになるように
する符号を採用するシステムに関する。周波数ゼロにお
いてスペクトラムがゼロになると、1+Dのチャンネル
に必要とされる低周波領域の持ち−ヒげにともなうノイ
ズを最小化できる。セルフ・タイミングを実現する転移
を可能にするには、1+Dのチャンネルの出力において
同一種類のシンボルが5個を超えて継続しないようにす
る。符号化器Vよ一連のマツプを有し、このマツプが、
3個の未拘束ビットを4個の拘束ビットに無ノイズの態
様でマツピングしている。この態様によりランダム・ノ
イズによる3ビツトを超えるエラーが復号化器において
伝播するのを阻市できる。未拘束のデータを(dlk)
拘束のフォーマットに変換する際には一般にn1個  
″の未拘束ビットをn個の拘束ビットに変換する必要が
ある。ただしmUnより小さい。m/nの比は通常符号
比または符号効率と呼ばれる。符号比を最大化すること
が好ましいこと(はもちろんである。符号比を最大化す
る際に通常考えなければならない問題点はルック・アヘ
ッド符号化と複雑なハードウェアの構成である。
ルック・アヘッド符号化によるコスト・アップを犠牲に
して符号比すなわち符号効率な増大させると一般にエラ
ー伝播が増大する。すなわち符号系列に単一ビット・エ
ラーが導入されろと、符号アルゴリズムが自己訂正を行
えるようにt「ろまえに、所定数の後続ビットもエラー
と′jcってしまう。
エラー伝播を最小化することが常に好ま17い。
第1図に具体化されるこの発明は新規なタイプのデジタ
ル記録手法に関し、この記録手法はたとえば磁気記録シ
ステムに用いることができる。
パーシャル・リスポンス符号すなわち相関(corre
lative )  符号はデジタル伝送に必要な周波
数帯域を減少させる手法として以前から使用されてきた
。この発明ではパーシャル・リスポンス符号を新規な拘
束符号とあわせて使用して十分なタイミング情報を得る
とともにエラー伝(番を減少させるものである。記録信
号を2つのバスで処理してタイミングおよびデータ・ス
トリームを得る。
第1図においてデータ・ストリーム12 (bn )が
磁気媒体1Bへの記録に先だって拘束符号化器14およ
びパーシャル・リスポンス前置符号化器16により順次
符号化される。ただし実際に番す拘束符号化=+ 14
 r;よびパーシャル・リスポンス符号化器16は単一
のルック・アップ・テーブル10に一体化されるのが好
ましい。このテーブル10はデータbnを入力として受
けとりAi’%j出力として送出する。磁気媒体1Bか
らのデータおよびタイミング・ストリームは2つの個別
のバスで復号化される。第1のパスでは再生信号をパー
シャル・リスポンス:1M号骨化20により処理してク
ロッキング用のタイミング情報8報を再生する。第2の
パスでは他のパーシャル・リスポンス復号化器22およ
び拘束復号化器24により最小エラー伝播で元のデータ
12からデータを再生する。元のデータ12は符号化器
14に入力されたものである。
パーシャル・リスポンス符号化r>16.2oおよび2
2(1すべて周知であり、当業者は容易にこれらを具現
化できることに留意されたい。
磁気媒体1Bのチャンネルは関連のデジタル電子系およ
び論理回路lともなうどのような飽相磁父4記録媒体で
あってもよい。デジタル電子系および論理回路も当該技
術分野において周知である。
入力a l = O(d飽和レベルに変化がないことを
示し、&l−1が変化を示すという規則になっている。
したがってこの発明の眼目は既知のパーシャル・リスポ
ンス前置符号化器をランレングスリミテッド符号化器1
4およびランレングスリミテッド復号化器24に組み合
わせることと、固有のバスを通じて第1図に示すように
再生データから復号化システムにおいてタイミング情報
を得ることにある。
この発明の好ましい態様においては、ガ31図のシステ
ムを汎用デジタル・コンピュータ・システムたとえばI
BMシステム370シリーズ・プロセッサに実現できる
。このプロセッサでは拘束符号化器14およびパーシャ
ル・リスポンス前置符号化器16をルックアップテーブ
ル15として一体に構成される。ルックアップテーブル
15の伝達関数は以下の表に示される。同様に、拘束複
合化器24もルックアップテーブルで構成でき、その入
力はFi (表1の列2)として出力はbi (表1の
列1)として表わされる。
図示のとおりパーシャル・リスポンス符号化器20のチ
ャンネルの伝達関数(1+D)/λ((ω)で表わされ
る。M(ω)は飽和磁気記録チャンネル(媒体18)の
信号anへの影響によるものであり、当該技術分野で知
られているいくつかのパーシャル・リスポンス復号化器
で具体化できる。
表1において、未拘束3ビツトの拘束4ビツトへの符号
化をパーシャル・リスポンス符号とともに示す。入力デ
ータ・ストリーム!hif示し、データ・ストリーム中
の符号f!n ’k A iで示す。A1は、先行シン
ボルがゼロであれば第1のバリューヲトリ、先行シンボ
ルが1であれば第2のバリューをとる符号化出力である
。これは表1の列3および5に示すとおりである。
ランの合計が累計され、glのバリューが状況に応じて
選定される。この状況とはランの合計への影響度(co
ntribution) Sがたとえば入力データ符号
″101”のように非ゼロの場合である。
この符号”101’はラン合計のバリューに応じて00
11または1011と等しいAIのバリューを有する。
Atのバリューを適切に選ぶことによりラン合計をゼロ
に維持するようにする。すなわちDC成分をゼロにする
。たとえばラン合計が正であればデータ・ストリング”
101”につき”0011”のAIを選ぶ。このAiの
バリュー”ooii”の影響度Sは−2であるのでラン
合計をゼロに近づける。以上検討してきた例は先行のA
nのシンボルが0に等しいと仮定していた。先行のAn
のシンボルが1の場合も0の場合とほぼ同様である。た
だしAnに対する4つのビットのバリューが表1に示す
ように異なるものとなる。
符号化データを生成するのにルックアップテーブルを用
いると、符号化データの履歴と無関係に符号化データの
DC成分をゼロに維持する際に柔軟性が生じる。
表1 bI=  符号化すべき情報ビット FI:  ちストリーム中の符号語 S : ラン合計への寄与度。符号語に先行する飽和レ
ベルが負であるとした値。
G1発明の効果 この発明によれば複雑な構成をとることなく、しかも磁
気記録にも適用できるクロック再生手法が実現される。
【図面の簡単な説明】
図面はこの発明の一実施例を示すブロック図である。 14・・・・拘束符号化器、15・・・・パーシャル・
リスポンス符号化器、20.22・・・・パーシャル・
リスポンス復号化器、24・・・・拘束符号化器。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 デジタル・データを表わす2値ビット・ストリームを符
    号化し、そののち復号化するデータの符号化および復号
    化方法において、 上記2値ビット・ストリームをランレングスリミテッド
    符号およびパーシャル・リスポンス符号で符号化するス
    テップと、 上記符号化ステップで符号化されたデータ・ストリーム
    を第1のパーシャル・リスポンス符号で復号化してタイ
    ミング信号を再生するステップと、上記符号化ステップ
    で符号化されたデータ・ストリームを第2のパーシャル
    ・リスポンス符号で復号化して上記2値ビット・ストリ
    ームを再生するステップとを有することを特徴とするデ
    ータの符号化および復号化方法。
JP60194033A 1984-10-31 1985-09-04 データの符号復号化方法 Granted JPS61108226A (ja)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US666842 1984-10-31
US06/666,842 US4609907A (en) 1984-10-31 1984-10-31 Dual channel partial response system

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPS61108226A true JPS61108226A (ja) 1986-05-26
JPH028496B2 JPH028496B2 (ja) 1990-02-26

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ID=24675711

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EP (1) EP0180403B1 (ja)
JP (1) JPS61108226A (ja)
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