JPS6218118A - ビタビ復号装置 - Google Patents
ビタビ復号装置Info
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- JPS6218118A JPS6218118A JP15724885A JP15724885A JPS6218118A JP S6218118 A JPS6218118 A JP S6218118A JP 15724885 A JP15724885 A JP 15724885A JP 15724885 A JP15724885 A JP 15724885A JP S6218118 A JPS6218118 A JP S6218118A
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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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
産業上の利用分野
本発明はディジタル信号の復号装置に関する。
従来の技術
ビタビ復号法はたたみ込み符号の一復号法としてビタビ
により提案されて以来、種々の分野において研究されて
おり、ディジタル磁気記録の分野においても、従来のビ
ット毎の復号法に比べてビタビ復号法の方が、優れた誤
り率特性を示すことが理論的に知られている。
により提案されて以来、種々の分野において研究されて
おり、ディジタル磁気記録の分野においても、従来のビ
ット毎の復号法に比べてビタビ復号法の方が、優れた誤
り率特性を示すことが理論的に知られている。
以下、ビタビ復号法について詳細に説明する。
通常のディジタル磁気記録システムでは飽和記録を用い
ている。すなわち、2つの定常磁化レベルでもって2進
データを記録する。ここで、記録する2進データ系列を
(ak)としたとき、NRZL記録符号を用いた場合の
記録波形M(t)は次式により表わされる。
ている。すなわち、2つの定常磁化レベルでもって2進
データを記録する。ここで、記録する2進データ系列を
(ak)としたとき、NRZL記録符号を用いた場合の
記録波形M(t)は次式により表わされる。
M(t)−Σ (2ak= 1 )u(t−kTb)−
U(−t)k=〇 −Σ bku(t−kTb)−U(−t) −−−
−−・(1)但し、u (t)及びU(t)はそれぞれ
で与えられる方形波及び単位ステップ関数であり、T
はビット間隔である。又、bkは+1に正規す 化された記録波形の振幅レベルであり、データ系列の到
着前(k(0)にはbk=−1であるものとする。
U(−t)k=〇 −Σ bku(t−kTb)−U(−t) −−−
−−・(1)但し、u (t)及びU(t)はそれぞれ
で与えられる方形波及び単位ステップ関数であり、T
はビット間隔である。又、bkは+1に正規す 化された記録波形の振幅レベルであり、データ系列の到
着前(k(0)にはbk=−1であるものとする。
再生過程での記録波形M(t)と再生出力電圧、 (1
)の関係は次式で与えられる。
)の関係は次式で与えられる。
・・・・・・・・・(3)
θ(t)= C百M(t))只h (t)但し、”X”
はたたみ込みを意味し、h(t)は正規化された孤立再
生波形を表わす。式(1)を式(3)に代入すると、 e(t)= h(t)舛[Σ bk(δ(t−kTb)
−δ(t−kTb−Tb))k=0 =2 Σ xkh(t−kTb)・・・・・・・・・(
4)k=0 が得られる。ここに、xkは次式で与えられる。
はたたみ込みを意味し、h(t)は正規化された孤立再
生波形を表わす。式(1)を式(3)に代入すると、 e(t)= h(t)舛[Σ bk(δ(t−kTb)
−δ(t−kTb−Tb))k=0 =2 Σ xkh(t−kTb)・・・・・・・・・(
4)k=0 が得られる。ここに、xkは次式で与えられる。
又、δ(りはディラックのデルタ関数である。
但し、Aは再生波形のピーク値である。
式(6)から分かるように、(1k)はA、 O,−A
の3値から成る系列である。(ak)において、“0#
と1”の生起確率が互いに等しくかつ独立な場合には、
(:k)には次のような統計的な性質があることが分か
る。
の3値から成る系列である。(ak)において、“0#
と1”の生起確率が互いに等しくかつ独立な場合には、
(:k)には次のような統計的な性質があることが分か
る。
Pr(q=O)−H、P r(xk=−1)=2 、
P r(xk=1 )=−、−−−−−−(6)式(ア
)に見られるように、(!k)は隣接ディジットと高い
相関を持つ。
P r(xk=1 )=−、−−−−−−(6)式(ア
)に見られるように、(!k)は隣接ディジットと高い
相関を持つ。
再生出力e(t)を線形等化フィルターf (t)に通
した時のフィルター出力d(t)は次式で与えられる。
した時のフィルター出力d(t)は次式で与えられる。
d(t)= e(り妊f (t) ・
・・・・・・・・・・・(8)もし、全応答関数cr(
t)= h(t)%f(t)が式(9)の条件q(kT
b)−δに、。、に=o、±1.±2 、 ・−−−・
−・・・・・・・・・・・・(9) を満たすならば、その時のフィルター出力のサンプル値
は d(kTb)−2xk ・・・・・・・−・・・
・QQとなる。ただし、ak 0はクロネッカーのデル
タである。フィルターf(t)が理想的な等什器である
ならば波形干渉による影響はなくなシ、式(9)が成シ
立つ。しかしながら、実際に得られるサンプル値は次式
のような確率変数ykで表わされる。
・・・・・・・・・・・(8)もし、全応答関数cr(
t)= h(t)%f(t)が式(9)の条件q(kT
b)−δに、。、に=o、±1.±2 、 ・−−−・
−・・・・・・・・・・・・(9) を満たすならば、その時のフィルター出力のサンプル値
は d(kTb)−2xk ・・・・・・・−・・・
・QQとなる。ただし、ak 0はクロネッカーのデル
タである。フィルターf(t)が理想的な等什器である
ならば波形干渉による影響はなくなシ、式(9)が成シ
立つ。しかしながら、実際に得られるサンプル値は次式
のような確率変数ykで表わされる。
7 k−” k ” ” k ”’ ”’ ”
’ ”’αηここに、nkはすべての外乱を表わす項で
ある。
’ ”’αηここに、nkはすべての外乱を表わす項で
ある。
式(5)及び式αυから、磁気記録系の離散的モデルが
得られ、第2図のようになる。但し?にはビタビ復号器
の出力である。又、第3図では、第2図の各部の波形を
示す。
得られ、第2図のようになる。但し?にはビタビ復号器
の出力である。又、第3図では、第2図の各部の波形を
示す。
NRZL記録符号の状態遷移図及びトレリス線図をそれ
ぞれ第4図、第5図に示す。図中の矢印に付した記号は
a k/X kを表わし、+、−はそれぞれ+A、−A
を略記したものである。又、円内のS 及びS2は再生
時に起こり得る状態を表わす。即ち、81は記録波形の
正規化振幅レベルの−1に対応し、S2は+1に対応す
る。
ぞれ第4図、第5図に示す。図中の矢印に付した記号は
a k/X kを表わし、+、−はそれぞれ+A、−A
を略記したものである。又、円内のS 及びS2は再生
時に起こり得る状態を表わす。即ち、81は記録波形の
正規化振幅レベルの−1に対応し、S2は+1に対応す
る。
今、時間関数としての状態を5(k)とおき、初期状態
を8(o)とする長さLの入力データ系列〔al。
を8(o)とする長さLの入力データ系列〔al。
a 2 +・・・・・・、aL〕を考える。ここで、”
0”と”1″の生起確率が等しければ、2L個の異った
系列が存在する。これらの系列は、第6図のトレリス線
図上でL本の遷移枝によって作られる2L個の互いに異
った遷移経路(パス)に対応する。
0”と”1″の生起確率が等しければ、2L個の異った
系列が存在する。これらの系列は、第6図のトレリス線
図上でL本の遷移枝によって作られる2L個の互いに異
った遷移経路(パス)に対応する。
最適な復号器とは、復号器入力系列(yk) をもとに
して2 個のパスの中から唯一個の最尤パスを選択する
復号器である。
して2 個のパスの中から唯一個の最尤パスを選択する
復号器である。
雑音系列(nk)は互いに独立であると仮定した場合に
おいて、トレリス線図上のパス〔5(o);al。
おいて、トレリス線図上のパス〔5(o);al。
a 2 +・・・・・・+”I、)が与えられたときの
復号器入力系列〔yl、y2.・・・・・・、yI、)
の尤度関数はL本の遷移枝が与えられたときの尤度関数
の積となる。
復号器入力系列〔yl、y2.・・・・・・、yI、)
の尤度関数はL本の遷移枝が与えられたときの尤度関数
の積となる。
即ち、
P(71+ 12 + ”””p 7L I ”(OL
al r ”2 + ・’・”・* aL)となる。
al r ”2 + ・’・”・* aL)となる。
ここに、
5(k−1)=”k−1++++・・・・・・・−Q3
である。式 の負の対数をとると、 !−(yl 、y2.−−−−−−、7L l g(o
); al、B2.−−−−−−、 aL)−Σt(y
kIS(k−1);ak)・・・・・・・・・04に−
1 となる。ただし、 t(・1・)=−tnP(・1・) ・・・・・・・
・・α啼である。式OQは、与えられたパスの負の対数
尤度関数はそのパスを構成するすべての遷移枝の負の対
数尤度関数の和で表わせることを示している。
である。式 の負の対数をとると、 !−(yl 、y2.−−−−−−、7L l g(o
); al、B2.−−−−−−、 aL)−Σt(y
kIS(k−1);ak)・・・・・・・・・04に−
1 となる。ただし、 t(・1・)=−tnP(・1・) ・・・・・・・
・・α啼である。式OQは、与えられたパスの負の対数
尤度関数はそのパスを構成するすべての遷移枝の負の対
数尤度関数の和で表わせることを示している。
第6図のトレリス線図において、次式で定義される2つ
のパスλ1 及びλ2を考える。
のパスλ1 及びλ2を考える。
λ1=(s(o)= sl; a1=O、a2=O、B
3.B4. ・・・・・−、aL〕・・・・・・・・・
αQ λ2”’(8(0)”’ B1; al”” 1 、
a2=○+ B3 + a4+ ”””+ a L 、
)・・・・・・・・・Q乃 上式において、a 3 、 a 4.・・・・・・、
aLは任意であるが、パスλ1及びλ2に対して同じ値
を持つ。パスλ とλ2はに=1において分岐し、k=
2以降でぽ合流している。この場合、復号器入力系列〔
yl、y2.・・・・・・、VL)に対して、2つのパ
スλ1とλ2の負の対数尤度関数の差は弐04)より次
式で与えられる。
3.B4. ・・・・・−、aL〕・・・・・・・・・
αQ λ2”’(8(0)”’ B1; al”” 1 、
a2=○+ B3 + a4+ ”””+ a L 、
)・・・・・・・・・Q乃 上式において、a 3 、 a 4.・・・・・・、
aLは任意であるが、パスλ1及びλ2に対して同じ値
を持つ。パスλ とλ2はに=1において分岐し、k=
2以降でぽ合流している。この場合、復号器入力系列〔
yl、y2.・・・・・・、VL)に対して、2つのパ
スλ1とλ2の負の対数尤度関数の差は弐04)より次
式で与えられる。
j(ylλ1)−t(y Iλ2)=−!(71172
1B2; ’ r 0)=t(yl +721S1 ;
o、o)・・・・・・・・・・・・(ト) 従って、もしz(yl +y21 sl ;o+oKz
(yl ry21 B2 ; 1 to)ならば、パス
λ2は最尤パスにはなり得ないから、k=2でパスλ2
を捨てλ1は残す。ビタビ復号法(最尤復号法)は次の
ような処理を行う、。まず、既知の初期状態5(0)か
ら出発し、5(o)から分岐する2つのパスに対して負
の対数尤度関数t(yl l 5(o);o)とl(y
l 15(o); 1)を計算する。ここで、節点5(
1)=s1及び8(1)−82のメトリックを次式で定
義する。
1B2; ’ r 0)=t(yl +721S1 ;
o、o)・・・・・・・・・・・・(ト) 従って、もしz(yl +y21 sl ;o+oKz
(yl ry21 B2 ; 1 to)ならば、パス
λ2は最尤パスにはなり得ないから、k=2でパスλ2
を捨てλ1は残す。ビタビ復号法(最尤復号法)は次の
ような処理を行う、。まず、既知の初期状態5(0)か
ら出発し、5(o)から分岐する2つのパスに対して負
の対数尤度関数t(yl l 5(o);o)とl(y
l 15(o); 1)を計算する。ここで、節点5(
1)=s1及び8(1)−82のメトリックを次式で定
義する。
ml (Sl)=j(yl l 5(o);O)
−・・・・・・・・・OIm’ (B2)=7(y
l 15(o);1 ) −−−−−・−−−
−−@次いで、k==2において復号器は5(2)=
s 1に到る2本のパスの負の対数尤度関数、つtb、
ml(81)+t(y21 sl ;○)とm、(B2
) +l(y2 l B2 ; 1)を比較する。そし
て小さい方のメトリックを持つパスは最尤パスの一部と
なる可能性を有するので生き残りパスと呼ばれ、その系
列はストアされる。同様に、5(2)= 82に到る2
本のパスについても比較する。更に、5(2)= s
1薦g(2)−B2の各節点に対して生き残りパスのメ
トリックを割り当てる。即ちm2(sl >=min
(ml (sl )+t(y2 l sl ;○)。
−・・・・・・・・・OIm’ (B2)=7(y
l 15(o);1 ) −−−−−・−−−
−−@次いで、k==2において復号器は5(2)=
s 1に到る2本のパスの負の対数尤度関数、つtb、
ml(81)+t(y21 sl ;○)とm、(B2
) +l(y2 l B2 ; 1)を比較する。そし
て小さい方のメトリックを持つパスは最尤パスの一部と
なる可能性を有するので生き残りパスと呼ばれ、その系
列はストアされる。同様に、5(2)= 82に到る2
本のパスについても比較する。更に、5(2)= s
1薦g(2)−B2の各節点に対して生き残りパスのメ
トリックを割り当てる。即ちm2(sl >=min
(ml (sl )+t(y2 l sl ;○)。
ml(B2)+7(y2 l B2;o) ) −−−
−−−26m2(B2)=m (m、 (sl)+t(
y21 sl;O) 。
−−−26m2(B2)=m (m、 (sl)+t(
y21 sl;O) 。
ml(B2)+t(y21s2;1)) ・−・@とな
る。一般に、離散的時刻t−kTbでは、復号器は節点
5(k)=iに到る2本の異ったパスの負の対数尤度関
数、即ち、mk、 (sl )”A(ykl 81 ;
i)とmk−、(B2)+t(ykIS2;i)を比
較して最尤パスノ一部となる方のパスに対応するデータ
系列をストアする。ただし、l−〇、1である。又、5
(k)=s1゜5(k)=s2のメトリックは生き残り
パス全体の負の対数尤度関数で与えられ、次式となる。
る。一般に、離散的時刻t−kTbでは、復号器は節点
5(k)=iに到る2本の異ったパスの負の対数尤度関
数、即ち、mk、 (sl )”A(ykl 81 ;
i)とmk−、(B2)+t(ykIS2;i)を比
較して最尤パスノ一部となる方のパスに対応するデータ
系列をストアする。ただし、l−〇、1である。又、5
(k)=s1゜5(k)=s2のメトリックは生き残り
パス全体の負の対数尤度関数で与えられ、次式となる。
今迄述べた事から既に明らかなように、時刻1−kTb
では、節点5(k)−s 1及びゆ)=82で終ってい
る2本の生き残りJSXスが存在している。この場合、
復号器は時刻t=Tbからt=kTbまでの2本の生き
残りパスに対応するデータ系列を常にストアしておく必
要があるように思われるが、実際にはkが大きくなるに
つれて、2本の生き残りパスが合流する確率は大きくな
シ、合流したときの合流以前の最尤系列は一意に決定で
きるので、この部分はストアしておく必要はない。
では、節点5(k)−s 1及びゆ)=82で終ってい
る2本の生き残りJSXスが存在している。この場合、
復号器は時刻t=Tbからt=kTbまでの2本の生き
残りパスに対応するデータ系列を常にストアしておく必
要があるように思われるが、実際にはkが大きくなるに
つれて、2本の生き残りパスが合流する確率は大きくな
シ、合流したときの合流以前の最尤系列は一意に決定で
きるので、この部分はストアしておく必要はない。
以上示したビタビ復号法に基づく復号器を構成するため
に、式(1])における(nk)を平均値零1分散σ2
の互いに独立なガウス型確率変数とする。この場合、式
@の負の対数尤度関数はそれぞれ次のようになる。
に、式(1])における(nk)を平均値零1分散σ2
の互いに独立なガウス型確率変数とする。この場合、式
@の負の対数尤度関数はそれぞれ次のようになる。
7(yklsl ;o)=t(ykls2;1)=yl
/2σ2+tnνp ・・・・・・・・・(24a)
1(ykl sl ; 1 )=(yk−A)2/2σ
2+tnth・・・・・・(24b)t(ykls2;
0)=(yk+A)2/2σ2+lnJ”’□−・・・
・(24c)ここで、yk2/2σ2+tn57Fは各
式共通であるから消去できる。又、各項をA/σ2で割
ることによシ、新たに正規化メトリック 晶k(sl)=mJ品に−1(sl ) ;mk−1(
82)+yk”枦−−−−−・(25a )rrsk(
82)=rrun (占に−1(s 1)−yk+ 、
、 mk−1(S 2) )・・・・・・・・・(2
sb) が得られる。式(25a)及び(2sb ) において
、雑音の分散σ2は現われない。即ち、ピタビ復号器は
SN比に無関係に構成できる。
/2σ2+tnνp ・・・・・・・・・(24a)
1(ykl sl ; 1 )=(yk−A)2/2σ
2+tnth・・・・・・(24b)t(ykls2;
0)=(yk+A)2/2σ2+lnJ”’□−・・・
・(24c)ここで、yk2/2σ2+tn57Fは各
式共通であるから消去できる。又、各項をA/σ2で割
ることによシ、新たに正規化メトリック 晶k(sl)=mJ品に−1(sl ) ;mk−1(
82)+yk”枦−−−−−・(25a )rrsk(
82)=rrun (占に−1(s 1)−yk+ 、
、 mk−1(S 2) )・・・・・・・・・(2
sb) が得られる。式(25a)及び(2sb ) において
、雑音の分散σ2は現われない。即ち、ピタビ復号器は
SN比に無関係に構成できる。
第6図に、式(26a)及び(2sb)に基づいて構成
したビタビ復号器のブロック図を示す。
したビタビ復号器のブロック図を示す。
第6図において、時刻t=kTbにおけるビタビを、減
算器602で−7k−h=を計算する。
算器602で−7k−h=を計算する。
時刻t=(k−1)Tbでの状態S2に至るパスのメト
リック”k−1(’2)を保持しているDフリップフロ
ップ603の出力と、加算器601の出力とを足し合わ
せる加算器604の出力には”k−1(’2)+ 7
k+Tが現われる。
リック”k−1(’2)を保持しているDフリップフロ
ップ603の出力と、加算器601の出力とを足し合わ
せる加算器604の出力には”k−1(’2)+ 7
k+Tが現われる。
一方、”k−1(Sl )を保持しているDフリップフ
ロップ606の出力と、減算器602の出力を足し合わ
せる加算器606の出力にはmk−1(Sl)−yk十
合が現われる。
ロップ606の出力と、減算器602の出力を足し合わ
せる加算器606の出力にはmk−1(Sl)−yk十
合が現われる。
コンパレータ607はDフリップフロップ605の出力
品に−1(”1 )と加算器604の出力占に−1(’
2)+7に十今の大小比較を行い、品に−1(slに苗
に−1(S2)同様に、コンパレータ608は臼に−1
(Sl ”k” 2と還に−1(”2)の大小比較を行
い、苗に−1(Sl)−yk”2<”k−1(S2)な
らば0、そうでなければ1を出力する。
品に−1(”1 )と加算器604の出力占に−1(’
2)+7に十今の大小比較を行い、品に−1(slに苗
に−1(S2)同様に、コンパレータ608は臼に−1
(Sl ”k” 2と還に−1(”2)の大小比較を行
い、苗に−1(Sl)−yk”2<”k−1(S2)な
らば0、そうでなければ1を出力する。
マルチプレクサ609,610は共に、切り換え信号が
0のときはA端子入力を出力とし、1のときはB端子入
力を出力とする。
0のときはA端子入力を出力とし、1のときはB端子入
力を出力とする。
したがって、コンパレータ607の出力に従って、マル
チプレクサ609の出力には”k−1(Sl )と品に
−1(S2 ”yk+2 のうち小さい方が現われ、
両様に、マルチプレクサ610の出力には”k−1(8
1)−5’に+、 L mk−1(82)のうち小さい
方の値が現われる。
チプレクサ609の出力には”k−1(Sl )と品に
−1(S2 ”yk+2 のうち小さい方が現われ、
両様に、マルチプレクサ610の出力には”k−1(8
1)−5’に+、 L mk−1(82)のうち小さい
方の値が現われる。
すなわち、式(26a ) 、 (25b ) より明
らかなように、マルチプレクサ609の出力はmk(S
l)、マルチプレクサ610の出力はmk(s2)とな
る。
らかなように、マルチプレクサ609の出力はmk(S
l)、マルチプレクサ610の出力はmk(s2)とな
る。
次に、シフトレジスタ611と612はそれぞれ、状態
5(k)= sl、 5(k)= s2に至る生き残り
パスの時刻t=(k−1)Tbからt = (k−L)
Tbに対応するデータを記憶する。
5(k)= sl、 5(k)= s2に至る生き残り
パスの時刻t=(k−1)Tbからt = (k−L)
Tbに対応するデータを記憶する。
シフトレジスタ611はコンパレータ6o7の出力が1
のときには、シフトレジスタ612の内容ヲコヒーシ、
シフトレジスタ612はコンパレータ608の出力が○
のとき、シフトレジスタ611の内容を保持しているD
フリップフロップの内容をコピーする。
のときには、シフトレジスタ612の内容ヲコヒーシ、
シフトレジスタ612はコンパレータ608の出力が○
のとき、シフトレジスタ611の内容を保持しているD
フリップフロップの内容をコピーする。
Dフリップ70ツブ613はシフトレジスタ612の内
容が消失しないようにするためのものである。
容が消失しないようにするためのものである。
次いで、シフトレジスタ611,612は右へ1段シフ
トすると同時に、シフトレジスタ611の初段を○、シ
フトレジスタ612の初段を1にセットする。この後、
バッフ、613にシフトレジスタ611の内容を取り込
み保持する。
トすると同時に、シフトレジスタ611の初段を○、シ
フトレジスタ612の初段を1にセットする。この後、
バッフ、613にシフトレジスタ611の内容を取り込
み保持する。
コンパレータ614は苗kcS1) <匈(S2)なら
ば0、そうでなければ1を出力とし、この出力により、
マルチプレクサ615はシフトレジスタ611の出力と
シフトレジスタ612の出力を選択して取9出す。
ば0、そうでなければ1を出力とし、この出力により、
マルチプレクサ615はシフトレジスタ611の出力と
シフトレジスタ612の出力を選択して取9出す。
生キ残りハスカt=(k−1)Tbとt = (k−I
、 )Tb0間で一本化している場合には、シフトレジ
スタ611と612のL段目の内容は等しく、マルチプ
レクサ615の出力はコンパレータ614の出力には無
関係であるが、一本化していない場合にはL段目の内容
が異なる。この場合の出力の選択基準として、rrxk
(s 1)と品k(s。)を用いる。
、 )Tb0間で一本化している場合には、シフトレジ
スタ611と612のL段目の内容は等しく、マルチプ
レクサ615の出力はコンパレータ614の出力には無
関係であるが、一本化していない場合にはL段目の内容
が異なる。この場合の出力の選択基準として、rrxk
(s 1)と品k(s。)を用いる。
このようにして、マルチプレクサ615の出力に、復号
器出力”k−Lを得る。
器出力”k−Lを得る。
発明が解決しようとする問題点
以上水したピタビ復号法を用いることによシ、従来のビ
ット毎の復号法よシも復号時におけるピット誤り率を小
さくできることが、理論的に確められている。
ット毎の復号法よシも復号時におけるピット誤り率を小
さくできることが、理論的に確められている。
しかしながら、実際の磁気記録再生系においては、その
再生出力信号の中心レベルm′や、同じく再生出力信号
のピークレベルA′は変動し、しかもその程度は大きい
。
再生出力信号の中心レベルm′や、同じく再生出力信号
のピークレベルA′は変動し、しかもその程度は大きい
。
しだがって、これらのことを考慮せずにビタビ復号器を
構成すると、次のような問題が生じる。
構成すると、次のような問題が生じる。
再生出力信号のピークレベルA′が変動し、しかも、メ
) IJソック計算におけるAの値、つまり第6図にお
ける加算器601,602の入力が固定値であると、A
とA′の差A−A’は雑音と見なされることになり、見
かけ上の雑音レベルは大きくなる。
) IJソック計算におけるAの値、つまり第6図にお
ける加算器601,602の入力が固定値であると、A
とA′の差A−A’は雑音と見なされることになり、見
かけ上の雑音レベルは大きくなる。
更に、先に示したビタビ復号器においては、 。
(nk)は互いに独立な平均値零、分散σ2の雑音を仮
定しているのに対し、A′は比較的低い周波数で変動す
るので、見かけ上の雑音A−A’の相関は犬になる。
定しているのに対し、A′は比較的低い周波数で変動す
るので、見かけ上の雑音A−A’の相関は犬になる。
このように、メトリックの計算においてAの値を固定す
ると、見かけ上の雑音レベルが太きくなるのに加えて、
雑音間に相関を生じるという2点により、ビタビ復号器
の復号誤り率は劣化する。
ると、見かけ上の雑音レベルが太きくなるのに加えて、
雑音間に相関を生じるという2点により、ビタビ復号器
の復号誤り率は劣化する。
再生出力信号の中心レベルの変動も、はぼ同様の結果を
もたらす。
もたらす。
問題点を解決するための手段
本発明は、上記問題点を解決するために、再生出力信号
におけるn個の隣接するピークレベルA′の平均値A′
を順次求める手段(以後、ピーク平均回路と呼ぶ)を備
えている。
におけるn個の隣接するピークレベルA′の平均値A′
を順次求める手段(以後、ピーク平均回路と呼ぶ)を備
えている。
また本発明は上記ピーク平均回路と、再生出力信号の中
心レベルmを求め、7に−mを得る手段(以後、中心安
定回路と呼ぶ)を備えている。
心レベルmを求め、7に−mを得る手段(以後、中心安
定回路と呼ぶ)を備えている。
作 用
本発明における上記手段により、メトリックの計算にお
ける定数Aは、実際の再生出力信号のピークレベルにほ
ぼ等しい値にできるので、メトリックの計算によって生
じる雑音は殆んど雰になる。
ける定数Aは、実際の再生出力信号のピークレベルにほ
ぼ等しい値にできるので、メトリックの計算によって生
じる雑音は殆んど雰になる。
また、yk−mにより再生出力信号の中心レベルの変動
も無視できるようになる。
も無視できるようになる。
この結果、理論通りの性能を示すビタビ復号器が得られ
る。
る。
以下、実施例を用いて詳細に説明する。
実施例
第1図に、ピーク平均回路のブロック図を示す。
第1図は、従来のビット毎の復号法を用いて、サンプル
値ykがピークに相当するか否かを示す値Bを生成し、
B−”1”になるykのみをピーク平均回路で使用する
。
値ykがピークに相当するか否かを示す値Bを生成し、
B−”1”になるykのみをピーク平均回路で使用する
。
通常、ビット毎の復号法では、1yklがしきい値Th
より大ならばB=”1”、そうでなければB−”Q”
を出力とする。第3図より明らかなように、B−“1”
は再生出力信号におけるピークを表わすから、B=”1
”になるyk についてのみ平均化することで、再生出
力信号のピークの平均レベルが得られる。
より大ならばB=”1”、そうでなければB−”Q”
を出力とする。第3図より明らかなように、B−“1”
は再生出力信号におけるピークを表わすから、B=”1
”になるyk についてのみ平均化することで、再生出
力信号のピークの平均レベルが得られる。
第1図において、再生クロックfr とBの論理積を
出力するANL)ゲート101の出力CLKは、B−”
1”のときのみ、とり込みクロックとして有効になる。
出力するANL)ゲート101の出力CLKは、B−”
1”のときのみ、とり込みクロックとして有効になる。
このクロックCLKの立ち上がりにより、ykをQビッ
トに量子化しだ値ykは、ykの絶対値をとる絶対値回
路102を通して0個のDフリップフロップ(DFaF
と略記する)103と、各段がQビットよりなるn段の
シフトレジスタ(S、R)104に取り込み、S、R1
04は1段ずつシフトする。
トに量子化しだ値ykは、ykの絶対値をとる絶対値回
路102を通して0個のDフリップフロップ(DFaF
と略記する)103と、各段がQビットよりなるn段の
シフトレジスタ(S、R)104に取り込み、S、R1
04は1段ずつシフトする。
S、R104に保持しているn個の値の和はDF、F2
O3に保持しており、この和から、減算器106を用い
てS、R104内の最も古い値を引いた値がDF、F2
O3の入力に加わっている。
O3に保持しており、この和から、減算器106を用い
てS、R104内の最も古い値を引いた値がDF、F2
O3の入力に加わっている。
S、R104に保持している値をP、 (i=1〜n)
(最も古い値をPl とする)とすると、DF、F2
O3に加えている。このとき、新しいピーク値Pn+1
をDF、F2O3に取り込むと同時に1.ΣP、を1=
2 DF、F2O3に取り込む。この結果、加算器1081
04の内容もPi(i−2〜n+1)に変わる。
(最も古い値をPl とする)とすると、DF、F2
O3に加えている。このとき、新しいピーク値Pn+1
をDF、F2O3に取り込むと同時に1.ΣP、を1=
2 DF、F2O3に取り込む。この結果、加算器1081
04の内容もPi(i−2〜n+1)に変わる。
加算器1oεの出力が確定するまでに多少の時間を要す
るので、加算器108の出力をDF、F2O3に取り込
むクロックは、ANDゲート1Q1の出力CLKをイン
バータ109により反転させたものを用いる。DF、F
2O3もクロックの立ち上がりで取り込むものを用いれ
ば、DF、F2O3の取り込みから半クロック遅れてD
F、F 1o sの取り込みは完了する。
るので、加算器108の出力をDF、F2O3に取り込
むクロックは、ANDゲート1Q1の出力CLKをイン
バータ109により反転させたものを用いる。DF、F
2O3もクロックの立ち上がりで取り込むものを用いれ
ば、DF、F2O3の取り込みから半クロック遅れてD
F、F 1o sの取り込みは完了する。
一方、DF、F2O3の出力はS、R104内のn個の
値の和である。したがって、この和の平均値を求めるだ
めの除算器110で1/nし、DF、Flllで徐算器
出力のタイミングをあわせる。この結果、DF、F 1
11の出力には常にn個の最近のピーク値の平均値A′
が現われる。
値の和である。したがって、この和の平均値を求めるだ
めの除算器110で1/nし、DF、Flllで徐算器
出力のタイミングをあわせる。この結果、DF、F 1
11の出力には常にn個の最近のピーク値の平均値A′
が現われる。
なお、nをこのベキ乗の値に選べば、除算器110は単
に四捨五入回路で済む。このようにして得られるA′を
、第6図における固定値Aの代りに用い、加算器601
,602に加えればよい。
に四捨五入回路で済む。このようにして得られるA′を
、第6図における固定値Aの代りに用い、加算器601
,602に加えればよい。
以上示したように、本実施例で示したピーク平均回路は
、極めて簡単な回路構成で実現できる。
、極めて簡単な回路構成で実現できる。
中心安定回路は、第1図のピーク平均回路から、絶対値
回路102を除き、ANDゲート1o1の入力BをBの
否定に変更するだけで、DF、F 111の出力として
中上・レベルmが得られる。しだがって、7に’=7に
−mを求めて、第6図のビタビ復号器入力ykをyk/
にすればよい。
回路102を除き、ANDゲート1o1の入力BをBの
否定に変更するだけで、DF、F 111の出力として
中上・レベルmが得られる。しだがって、7に’=7に
−mを求めて、第6図のビタビ復号器入力ykをyk/
にすればよい。
以上示しだように、ピーク平均回路、中心安定回路共に
、非常に簡単な回路構成で実現できるの ・で、本発明
により理論値に近い性能を示すピタビ復号器を容易に実
現できる。
、非常に簡単な回路構成で実現できるの ・で、本発明
により理論値に近い性能を示すピタビ復号器を容易に実
現できる。
なお、本実施例では、NRZL記録符号と振幅検出方式
を例示したが、他の記録符号及び他の信号検出方式の場
合も同等の効果が得られることは言うまでもない。
を例示したが、他の記録符号及び他の信号検出方式の場
合も同等の効果が得られることは言うまでもない。
発明の効果
本発明は、再生出力信号のピークの平均レベルA′を求
め、このA′を用いてビタビ復号器におけるメトリック
の計算を行うと同時に、再生出力信号の平均レベルmを
求め、このmをビタビ復号器入力から引くことにより、
再生出力信号の変動に影響されることが少いピタビ復号
器の構成を可能にした。
め、このA′を用いてビタビ復号器におけるメトリック
の計算を行うと同時に、再生出力信号の平均レベルmを
求め、このmをビタビ復号器入力から引くことにより、
再生出力信号の変動に影響されることが少いピタビ復号
器の構成を可能にした。
しかもその回路規模は非常に小さく簡単であることと併
わせて、本発明の実用的効果は大である。
わせて、本発明の実用的効果は大である。
なお、再生信号の中心レベルは振幅レベル程変動しない
ことが多いので、ピーク平均回路のみでも復号誤り率の
改善に大きな効果がある。
ことが多いので、ピーク平均回路のみでも復号誤り率の
改善に大きな効果がある。
第1図は本発明における一実施例のピーク平均回路のブ
ロック図、第2図は磁気記録系の離散的モデルを示すブ
ロック図、第3図は第2図の各部の波形を示す図、第4
図はNRZL記録符号と振幅検出方式の場合の状態遷移
図、第5図はNRZL記録符号と振幅検出方式の場合の
トレリス線図、第6図はNRZL記録符号と振幅検出方
式の場合のビタビ復号器のブロック図である。 102・・・・・・絶対値回路、103. 106.1
0乙111.603,605,613・・・・・・Dフ
リップフロップ、104,611,612・・・・・・
シフトレジスタ、106,602・川・・減算器、10
8,601゜604.606・・・・・・加算器、11
0・・・・・・除算器、607.608,614・・・
・・・コンパレータ。 第4図
ロック図、第2図は磁気記録系の離散的モデルを示すブ
ロック図、第3図は第2図の各部の波形を示す図、第4
図はNRZL記録符号と振幅検出方式の場合の状態遷移
図、第5図はNRZL記録符号と振幅検出方式の場合の
トレリス線図、第6図はNRZL記録符号と振幅検出方
式の場合のビタビ復号器のブロック図である。 102・・・・・・絶対値回路、103. 106.1
0乙111.603,605,613・・・・・・Dフ
リップフロップ、104,611,612・・・・・・
シフトレジスタ、106,602・川・・減算器、10
8,601゜604.606・・・・・・加算器、11
0・・・・・・除算器、607.608,614・・・
・・・コンパレータ。 第4図
Claims (3)
- (1)再生出力信号中のn個の近接するピーク値の平均
値を計算する手段を有し、上記再生出力信号のサンプル
値及び上記計算手段で得られた平均値を用いて復号値を
決定することを特徴とするビタビ復号装置。 - (2)再生出力信号中のn個の近接するピーク値の平均
値を計算する手段と、上記再生出力信号の平均レベルを
計算する手段と、上記再生出力信号のサンプル値から上
記平均レベルの値を引く手段とを有し、上記再生出力信
号のサンプル値、上記ピーク値の平均値および上記平均
レベルの値を用いて復号値を決定することを特徴とする
ビタビ復号装置。 - (3)ピーク値の平均値を計算する手段は、ビット毎の
復号法によって得られる復号値が1のときのサンプル値
を用い、再生出力信号の平均レベルを計算する手段は、
ビット毎の復号法によって得られる復号値が0のときの
サンプル値を用いることを特徴とする特許請求の範囲第
2項記載のビタビ復号装置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP15724885A JPS6218118A (ja) | 1985-07-17 | 1985-07-17 | ビタビ復号装置 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP15724885A JPS6218118A (ja) | 1985-07-17 | 1985-07-17 | ビタビ復号装置 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS6218118A true JPS6218118A (ja) | 1987-01-27 |
Family
ID=15645483
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP15724885A Pending JPS6218118A (ja) | 1985-07-17 | 1985-07-17 | ビタビ復号装置 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPS6218118A (ja) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS63276988A (ja) * | 1987-03-06 | 1988-11-15 | フィリップス エレクトロニクス ネムローゼ フェンノートシャップ | 複2進符号化信号復号化装置 |
JPH02295716A (ja) * | 1989-05-09 | 1990-12-06 | Seiko Giken:Kk | 円盤状の成形品用の金型装置 |
Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS4891963A (ja) * | 1972-03-01 | 1973-11-29 | ||
JPS58159039A (ja) * | 1982-03-16 | 1983-09-21 | Nec Corp | 最「ゆ」度検出装置 |
JPS6076056A (ja) * | 1983-09-30 | 1985-04-30 | Sankyo Seiki Mfg Co Ltd | デ−タ再生回路 |
JPS61193542A (ja) * | 1985-02-21 | 1986-08-28 | Toshiba Corp | レベル判定回路 |
-
1985
- 1985-07-17 JP JP15724885A patent/JPS6218118A/ja active Pending
Patent Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS4891963A (ja) * | 1972-03-01 | 1973-11-29 | ||
JPS58159039A (ja) * | 1982-03-16 | 1983-09-21 | Nec Corp | 最「ゆ」度検出装置 |
JPS6076056A (ja) * | 1983-09-30 | 1985-04-30 | Sankyo Seiki Mfg Co Ltd | デ−タ再生回路 |
JPS61193542A (ja) * | 1985-02-21 | 1986-08-28 | Toshiba Corp | レベル判定回路 |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS63276988A (ja) * | 1987-03-06 | 1988-11-15 | フィリップス エレクトロニクス ネムローゼ フェンノートシャップ | 複2進符号化信号復号化装置 |
JPH02295716A (ja) * | 1989-05-09 | 1990-12-06 | Seiko Giken:Kk | 円盤状の成形品用の金型装置 |
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