JPWO2004053873A1

JPWO2004053873A1 - Data recording / playback system

Info

Publication number: JPWO2004053873A1
Application number: JP2004558369A
Authority: JP
Inventors: 昭嘉内田
Original assignee: Fujitsu Ltd
Current assignee: Fujitsu Ltd
Priority date: 2002-12-10
Filing date: 2002-12-10
Publication date: 2006-04-13
Anticipated expiration: 2022-12-10
Also published as: JP4006446B2; WO2004053873A1; AU2002354458A1

Abstract

本発明は、データの再生のリトライ時に、誤りの検出及び訂正能力を高めた、データ記録再生システムを提供することを目的とする。この目的を達成するために、データが畳み込み符号により符号化された記録信号をパーシャルレスポンスチャネルを通して記録し且つ再生し、再生信号から、尤度情報を用いた反復復号を使用してデータの復号を行うデータ記録再生システムにおいて、再生信号を記憶するメモリ部と、第１回目の再生による再生信号に基づいて、再度再生が必要か否かを判断するリトライ判断部と、リトライ判断部により、再度再生が必要であると判断された場合には、メモリ部に記憶されている第１回目の再生による再生信号と、再度再生により再生した再生信号の両方又は何れか一方を使用して、データを復号することを特徴とする。It is an object of the present invention to provide a data recording / reproducing system with improved error detection and correction capability when retrying data reproduction. In order to achieve this object, a recorded signal in which data is encoded by a convolutional code is recorded and reproduced through a partial response channel, and data is decoded from the reproduced signal using iterative decoding using likelihood information. In the data recording / reproducing system to be performed, the memory unit that stores the reproduction signal, the retry determination unit that determines whether or not the reproduction is necessary again based on the reproduction signal by the first reproduction, and the retry determination unit reproduce If it is determined that the data is necessary, the data is decoded by using the reproduction signal from the first reproduction stored in the memory unit and / or the reproduction signal reproduced by the reproduction again. It is characterized by doing.

Description

本発明は、データ記録再生システムに関連し、特に、データ再生のリトライ時（再度再生）に、誤りの検出及び訂正能力を高めた、データ記録再生システムに関連する。 The present invention relates to a data recording / reproducing system, and more particularly, to a data recording / reproducing system having an improved error detection and correction capability at the time of data reproduction retry (reproduction).

データ記録再生システムの一つの例である光磁気記録再生装置は、大容量、可換性、高信頼性等により、画像やイメージ情報の記録再生から、コンピュータ用のコード情報を記録可能なもののような、多種の装置があり、市場が急速に拡がっている分野である。このような光ディスク記録装置に対しては、年々、その大容量化の要望が高まっている。
このような光ディスク記録再生装置では、記録密度の増大に伴って、より精度の高いデータの記録及び再生の方法が必要である。精度の高いデータの記録及び再生を行なう方法としては、例えば、ターボ符号化及び復号や、低密度パリティ検査（ＬＤＰＣ）などのような、データ列を再配列しそして、変調して記録再生を行い、更に、復調時には、反復してデータを復号する方法が提案されている。
ターボ符号は、符号化利得の大きな符号であり、特に、通信分野において注目されている符号技術である。
図１は、ターボ符号化されて記録されたデータを、反復復号を用いて再生する光ディスク記録再生装置の構成の例を示す図である。図１は、特に、データ記録再生システムとして、光ディスク記録再生装置１００に適用したときの構成を示す。以下は、この光ディスク記録再生装置１００を例に、その動作を図面を参照して説明する。
図１の光ディスク記録再生装置１００は、主に、光ディスク１２２にユーザデータｕ_ｋを記録する記録系１１０と、光ディスクからユーザデータを再生する再生系１２０より構成される。
先ず最初に、図１の光ディスク記録再生装置１００の記録系１１０について説明する。図１の光ディスク記録再生装置の記録系１１０は主に、符号器１１１、ＭＵＸ及びパンクチャ部１１２、インターリーバ（π）１１３及び、レーザ駆動回路１１４をより構成される。符号器１１１は、記録すべきユーザデータｕ_ｋに対応したパリティビット列ｐ_ｋを生成する。
図２は、ユーザデータｕ_ｋからターボ符号のパリティ列を発生するのに使用するターボ符号の符号化を行うのに使用する符号器１１１の構成例を示す図である。図２に示されたターボ符号の符号化を行うのに使用する符号器１１１は、主に、遅延器２０１及び２０２、加算器２０３及び２０４を有する。各加算器は、排他的論理和演算部より構成される。符号器１１１に入力されたユーザデータは、各遅延器２０１及び２０２の出力と、加算器２０３により加算され、加算結果が遅延器２０１に入力される。加算器２０３の出力と遅延器２０２の出力は、加算器２０４により加算されて、パリティビット列ｐ_ｋとして符号器１１１より、出力される。
図１のＭＵＸ及びパンクチャ部１１２は、ユーザデータｕ_ｋと符号器１１１にて生成されたパリティビット列ｐ_ｋを、所定の規則に従って結合し、そして、そこで得られたビット列から、所定の規則に従ってビットを間引いて（これを、ｐｕｎｃｔｕｒｅ（パンクチャ）機能と呼ぶ）、符号化データビット列ａ_ｉを生成する。
インターリーバ（π）１１３は、ＭＵＸ及びパンクチャ部１１２からの符号化データビット列ａ_ｉの配列を変えて、符号化データビット列ｃ_ｉを生成する。レーザ駆動回路は、符号化データビット列ｃ_ｉに基づいてレーザの発光量を制御し、光ディスクに信号の書込みを行う。このようにして、ユーザデータｕ_ｋを、光ディスク１２２に書き込まれる。
次に、図１の光ディスク記録再生装置１００の再生系１２０の動作について説明する。
図１の光ディスク記録再生装置１００の再生系は主に、ＰＲチャネル１２１、アナログ／デジタル変換器（以下、Ａ／Ｄ変換器という）１２７、メモリ部１２８、反復復号器１２９及びコントローラ１３０より構成される。ＰＲチャネル１２１は主に、アンプ（増幅器）１２３、ＡＧＣ（自動ゲイン制御器、ＡｕｔｏｍａｔｉｃＧａｉｎＣｏｎｔｒｏｌｌｅｒ）１２４、ローパスフィルタ（低域通過フィルタ）１２５及び、波形等化器（イコライザ、ＥＱ）１２６より構成される。
光学ヘッドから得られたＭＯ再生信号ｍｏは、アンプ１２３、ＡＧＣ１２４、ローパスフィルタ１２５及び、波形等化器１２６によって波形整形される。波形干渉が発生するような高密度で信号が光ディスク１２２に記録されている場合には、光ディスク１２２からのＭＯ再生信号ｍｏは、波形等化器１２６の出力において、ＰＲ波形（パーシャルレスポンス波形）となるように波形等化をすることができる。即ち、波形等化器１２６の出力で、ＰＲチャネル１２１での符号化がなされた状態とみなすことができる。従って、上記記録系１１０（符号器１１１）とそのＰＲチャネル１２１での実質的な符号化機能により、ユーザデータｕ_ｋをターボ符号化する、光ディスク記録再生装置１００が実現される。
また，この再生系１２０は、メモリ部１２８と反復復号器（ターボ復号器）１２９を有する。上記のように波形等化器１２６により波形等化された後の信号は、Ａ／Ｄ変換器１２７によってデジタル値に変換され，このＡ／Ｄ変換器１２７から順次出力されるサンプリング値ｙ_ｉは，メモリ部１２８に格納される。そして、そのメモリ部１２８に格納されたサンプリング値ｙ_ｉが、反復復号器１２９にて復号（ターボ復号）される。
この反復復号器１２９は、前述したように、記録系１１０と再生系１２０における符号器１１１とＰＲチャネル１２１での符号化機能に対応した復号器を有するものである。
図３は、反復復号器１２９の基本構成を示す図である。図３に示す反復復号器１２９は、ＰＲチャネル復号器３０１、減算器３０２、デインターリーバ（π^−１）３０３、ＤＥＭＵＸ及びデパンクチャ部３０４、コード復号器３０５、ＭＵＸ及びパンクチャ部３０６、減算器３０７、インターリーバ（π）３０８および硬判定器３０９を有している。ＰＲチャネル復号器３０１は、前述したＰＲチャネルでの符号化機能に対応した復号器であり、事後確率復号（ＡＰＰ：ａｐｏｓｔｅｒｉｏｒｉｐｒｏｂａｂｉｌｉｔｙｄｅｃｏｄｉｎｇ）を行なう。
ＰＲチャネル復号器３０１の事後確率復号では、先ず最初に、入力されるサンプリング値Ｙ（ｙ_１，ｙ_２，…，ｙ_ｎ）が検出された条件のもとで、ビットｃ_ｉが１になる確率Ｐ（ｃ_ｉ＝１｜Ｙ）とそれが０になる確率Ｐ（ｃ_ｉ＝０｜Ｙ）との比となる対数尤度比Ｌ（ｃ_ｉ ^＊）が演算される。
次に、ＰＲチャネル復号器３０１が出力した尤度情報Ｌ（ｃ_ｉ ^＊）から、後述するようなコード復号器３０５からの出力に基づいた事前情報Ｌａ（ｃ_ｉ）が減算器３０２にて減算されて外部尤度情報Ｌｅ（ｃ）が得られる。このようにして順次得られる外部尤度情報Ｌｅ（ｃ）の列は、デインターリーバ（π^−１）３０３により、配列順序が変更されて、ＤＥＭＵＸ及びデパンクチャ部３０２に供給される。
ＤＥＭＵＸ及びデパンクチャ部３０２は、順次入力される尤度情報の列を、データビットｕ_ｋに対応した尤度情報Ｌ（ｕ_ｉ）の列とパリティビットｐ_ｋに対応した尤度情報Ｌ（ｐ_ｋ）の列に分解する。また、その分解の際に、符号化処理での間引き（ｐｕｎｃｔｕｒｅ（パンクチャ）機能）の規則に対応した規則に従って情報の追加を行なう（これをｄｅｐｕｎｃｔｕｒｅ（デパンクチャ）機能と呼ぶ）。
コード復号器３０５は、前述した記録系１１０の符号器１１１に対応した復号器であり、事後確率復号（ＡＰＰ）を行なう。コード復号器３０５は、上記のようにデータビットに関する尤度情報である事前情報Ｌ（ｕ_ｋ）およびパリティビットに関する尤度情報である事前情報Ｌ（ｐ_ｋ）に基づいて、データビットに関する事後確率（ｕ_ｋ＝１となる確率、Ｕ_ｋ＝０となる確率）で表される対数尤度比Ｌ（ｕ^＊）およびパリティビットに関する事後確率（ｐ_ｋ＝１となる確率、ｐ_ｋ＝０となる確率）で表される対数尤度比Ｌ（ｐ^＊）を計算する。
上述のコード復号器３０５から順次出力される対数尤度比Ｌ（ｕ^＊）の列および対数尤度比Ｌ（ｐ^＊）の列は、ＭＵＸ及びパンクチャ部３０６に供給される。このＭＵＸ及びパンクチャ部３０６は、各対数尤度比Ｌ（ｕ^＊）の列とＬ（ｐ^＊）の列とを結合し、そして、所定の規則に従ってその情報の間引きを行なう（ｐｕｎｃｔｕｒｅ（パンクチャ）機能）。その結果、ＭＵＸ及びパンクチャ部３０６から尤度情報Ｌ（ｃ^＊）が出力される。
そして、減算器３０７により、上記コード復号器３０５に供給される事前情報Ｌｅ（ｃ）（Ｌ（ｕ_ｋ）とＬ（ｐ_ｋ）への分解前）が、上述の尤度情報Ｌ（ｃ^＊）から減算される。その結果、外部尤度情報Ｌａ（ｃ_ｉ）が得られる。この外部尤度情報Ｌａ（ｃ_ｉ）は，インターリーバ（π）３０８を介して、上述のＰＲ復号器３０１に事前情報として供給される。
上述のように、ＰＲチャネル復号器３０１とコード復号器３０５を有する反復復号器１２９は、他方の復号器から供給される事前情報を用いて繰り返し復号処理を行なう（これを反復復号と呼ぶ）。
そして次に、硬判定器３０９は、上述の反復復号の処理が所定の回数行なわれた後に、コード復号器３０５から出力されるデータビットｕ_ｋに関する対数尤度比Ｌ（ｕ^＊）に基づいて、データビットが１または０のいずれであるかを判定する。この判定は，上記対数尤度比Ｌ（ｕ^＊）＞０の場合には、復号データビットＵ_ｋ＝１でありそして、上記対数尤度比Ｌ（ｕ^＊）＜０の場合には、復号データビットＵ_ｋ＝０であるとの判定を行なう。この判定結果が復号データＵ_ｋとして出力される。そして、最後に、出力された復号データを、ＣＲＣ（ｃｙｃｌｉｃｒｅｄｕｎｄａｎｃｙｃｈｅｃｋ）チェッカー３１０によりチェックすることにより、リトライを行う必要があるかどうかを判断する。このように、復号を行うことにより、高い信頼性で、ユーザデータの記録及び再生をすることが出来る。
しかし、記録密度の増大に伴って、例えば、信号対雑音比（ＳｉｇｎａｌｔｏＮｏｉｓｅＲａｔｉｏ又は、ＳＮＲ）のような信号品質は低下するので、常により高い精度の復調方式が望まれている。ターボ復号は、より高い精度による復調を可能としている。しかし、一方で、ターボ復号は、ユーザデータを図１及び図２に示すように符号化して記録するために、一つのノイズの影響が、符号化したデータ単位の全体に及んでしまう問題がある。そのため、再生の際に、再生したデータの中にエラーが急増した場合には、再度再生（リトライ）を行うことが、従来の再生方式よりも更に重要となる。リトライ時には、図１に示すように、コントローラ１３０からＰＲチャネルに対して、リトライ信号１４０が送られて、光ディスク１２２のリトライ前の再生場所と同じ再生場所から、再度、同じデータが再生される。A magneto-optical recording / reproducing apparatus, which is an example of a data recording / reproducing system, is capable of recording code information for computers from recording / reproducing of images and image information due to large capacity, interchangeability, high reliability, etc. This is a field where there are various devices and the market is rapidly expanding. There is an increasing demand for such an optical disk recording apparatus year after year.
In such an optical disc recording / reproducing apparatus, a method for recording and reproducing data with higher accuracy is required as the recording density increases. As a method for recording and reproducing data with high accuracy, for example, the data sequence is rearranged and modulated and recorded and reproduced, such as turbo coding and decoding, and low density parity check (LDPC). Furthermore, a method of repeatedly decoding data at the time of demodulation has been proposed.
The turbo code is a code having a large coding gain, and is a coding technique that has attracted particular attention in the communication field.
FIG. 1 is a diagram showing an example of the configuration of an optical disc recording / reproducing apparatus that reproduces data recorded by turbo encoding using iterative decoding. FIG. 1 shows a configuration particularly when applied to an optical disc recording / reproducing apparatus 100 as a data recording / reproducing system. Hereinafter, the operation of the optical disk recording / reproducing apparatus 100 will be described as an example with reference to the drawings.
Optical disc recording and reproducing apparatus 100 of FIG. 1 mainly includes a recording system 110 to record user data _{u k} in the optical disc 122, and the reproduction system 120 to reproduce the user data from the optical disk.
First, the recording system 110 of the optical disc recording / reproducing apparatus 100 of FIG. 1 will be described. The recording system 110 of the optical disk recording / reproducing apparatus shown in FIG. 1 mainly includes an encoder 111, a MUX / puncture unit 112, an interleaver (π) 113, and a laser driving circuit 114. The encoder 111 generates a parity bit string p _k corresponding to user data u _k to be recorded.
Figure 2 is a diagram illustrating a configuration example of an encoder 111 used to perform encoding of the turbo code to be used from the user data u _k to generate a parity sequence of the turbo code. The encoder 111 used for encoding the turbo code shown in FIG. 2 mainly includes delay units 201 and 202 and adders 203 and 204. Each adder includes an exclusive OR operation unit. The user data input to the encoder 111 is added to the outputs of the delay units 201 and 202 by the adder 203, and the addition result is input to the delay unit 201. Outputs of a delay unit 202 of the adder 203 are summed by an adder 204, from the encoder 111 as the parity bit sequence _{p k,} it is outputted.
The MUX and puncture unit 112 in FIG. 1 combines the user data u _k and the parity bit sequence p _k generated by the encoder 111 according to a predetermined rule, and from the obtained bit sequence, bits according to the predetermined rule. Is thinned out (this is called a puncture function) to generate an encoded data bit string a _i .
Interleaver ([pi) 113 may change the sequence of the coded data bit sequence _{a i} from MUX and puncture unit 112, it generates an encoded data bit sequence _{c i.} The laser drive circuit controls the light emission amount of the laser based on the encoded data bit sequence c _i, writes the signal on the optical disc. In this way, the user data _{u k,} written on the optical disk 122.
Next, the operation of the playback system 120 of the optical disk recording / playback apparatus 100 of FIG. 1 will be described.
1 mainly includes a PR channel 121, an analog / digital converter (hereinafter referred to as an A / D converter) 127, a memory unit 128, an iterative decoder 129, and a controller 130. The The PR channel 121 mainly includes an amplifier 123, an AGC (automatic gain controller) 124, a low-pass filter (low-pass filter) 125, and a waveform equalizer (equalizer, EQ) 126. The
The MO reproduction signal mo obtained from the optical head is waveform-shaped by the amplifier 123, AGC 124, low-pass filter 125, and waveform equalizer 126. When the signal is recorded on the optical disc 122 at such a high density that waveform interference occurs, the MO reproduction signal mo from the optical disc 122 is converted into a PR waveform (partial response waveform) at the output of the waveform equalizer 126. Waveform equalization can be achieved. That is, it can be considered that the PR channel 121 has been encoded with the output of the waveform equalizer 126. Thus, the substantial coding function of the recording system 110 (reference numeral 111) in the PR channel 121, turbo encodes user data _{u k,} the optical disk recording and reproducing apparatus 100 can be realized.
The reproduction system 120 includes a memory unit 128 and an iterative decoder (turbo decoder) 129. The signal after waveform equalization by the waveform equalizer 126 as described above is converted into a digital value by the A / D converter 127, and the sampling value y _i sequentially output from the A / D converter 127 is , Stored in the memory unit 128. Then, the sampling value y _i stored in the memory unit 128 is decoded (turbo decoding) by the iterative decoder 129.
As described above, the iterative decoder 129 has a decoder corresponding to the encoding function in the encoder 111 and the PR channel 121 in the recording system 110 and the reproduction system 120.
FIG. 3 is a diagram illustrating a basic configuration of the iterative decoder 129. The iterative decoder 129 shown in FIG. 3 includes a PR channel decoder 301, a subtracter 302, a deinterleaver (π ⁻¹ ) 303, a DEMUX and depuncture unit 304, a code decoder 305, a MUX and puncture unit 306, and a subtractor 307. , An interleaver (π) 308 and a hard discriminator 309. The PR channel decoder 301 is a decoder corresponding to the above-described encoding function on the PR channel, and performs a posteriori probability decoding (APP).
The a posteriori probability decoding of PR channel decoder 301, first of all, the sampling value _{_{Y (y 1, y 2,}} ..., y n) inputted under the condition is detected, the bit _{c i} is 1 A log-likelihood ratio L (c _i ^* ) that is the ratio of the probability P (c _i = 1 | Y) and the probability P (c _i = 0 | Y) that it becomes 0 is calculated.
Next, the prior information La (c _i ) based on the output from the code decoder 305 as described later is subtracted by the subtracter 302 from the likelihood information L (c _i ^* ) output from the PR channel decoder 301. Thus, external likelihood information Le (c) is obtained. The sequence of external likelihood information Le (c) sequentially obtained in this way is supplied to the DEMUX and depuncture unit 302 after the arrangement order is changed by the deinterleaver (π ⁻¹ ) 303.
The DEMUX and depuncture unit 302 converts the sequence of likelihood information sequentially input into a sequence of likelihood information L (u _i ) corresponding to the data bit u _k and likelihood information L (p _k corresponding to the parity bit p _k. ). Further, at the time of the decomposition, information is added according to a rule corresponding to a thinning-out (puncture function) rule in the encoding process (this is called a depuncture function).
The code decoder 305 is a decoder corresponding to the encoder 111 of the recording system 110 described above, and performs a posteriori probability decoding (APP). Based on the prior information L (u _k ) that is the likelihood information about the data bits and the prior information L (p _k ) that is the likelihood information about the parity bits as described above, the code decoder 305 performs the posterior probability about the data bits. Log likelihood ratio L (u ^* ) represented by (probability of u _k = 1, probability of U _k = 0) and a posteriori probability (par probability of p _k = 1, p _k = 0 Log likelihood ratio L (p ^* ) expressed by
The log likelihood ratio L (u ^* ) sequence and the log likelihood ratio L (p ^* ) sequence that are sequentially output from the code decoder 305 are supplied to the MUX and puncture unit 306. The MUX and puncture unit 306 combines each log likelihood ratio L (u ^* ) column and L (p ^* ) column, and performs decimation of the information according to a predetermined rule (puncture). function). As a result, likelihood information L (c ^* ) is output from the MUX and puncture unit 306.
The prior information Le (c) (before decomposition into L (u _k ) and L (p _k )) supplied to the code decoder 305 by the subtractor 307 is converted into the above-described likelihood information L (c ^* ) Is subtracted from. As a result, external likelihood information La (c _i ) is obtained. This external likelihood information La (c _i ) is supplied as prior information to the above-described PR decoder 301 via an interleaver (π) 308.
As described above, the iterative decoder 129 having the PR channel decoder 301 and the code decoder 305 performs an iterative decoding process using a priori information supplied from the other decoder (this is called iterative decoding).
Next, the hard discriminator 309 is based on the log likelihood ratio L (u ^* ) regarding the data bit u _k output from the code decoder 305 after the above iterative decoding process is performed a predetermined number of times. Determine whether the data bit is 1 or 0. This determination is made when the log likelihood ratio L (u ^* )> 0 and the decoded data bit U _k = 1, and when the log likelihood ratio L (u ^* ) <0, the decoding is performed. It is determined that the data bit U _k = 0. This determination result is output as decoded data U _k . Finally, the output decoded data is checked by a CRC (cyclic redundancy check) checker 310 to determine whether or not it is necessary to retry. Thus, by decoding, user data can be recorded and reproduced with high reliability.
However, as the recording density increases, signal quality such as signal-to-noise ratio (Signal to Noise Ratio or SNR) decreases, and therefore, a demodulation system with higher accuracy is always desired. Turbo decoding enables demodulation with higher accuracy. However, on the other hand, since turbo decoding is encoded and recorded as shown in FIG. 1 and FIG. 2, there is a problem that the influence of one noise affects the entire encoded data unit. . For this reason, when errors occur in the reproduced data at the time of reproduction, it is more important than the conventional reproduction method to perform reproduction (retry) again. At the time of retrying, as shown in FIG. 1, a retry signal 140 is sent from the controller 130 to the PR channel, and the same data is reproduced again from the same playback location as that of the optical disc 122 before the retry.

本発明は、上記の点に鑑みてなされたもので、データの再生のリトライ時において、誤りの検出及び訂正能力を高めた、データ記録再生システムを提供することを目的とする。
この目的を達成するために、本発明は、データが畳み込み符号により符号化された記録信号をパーシャルレスポンスチャネルを通して記録し且つ再生し、再生信号から、尤度情報を用いた反復復号を使用して前記データの復号を行うデータ記録再生システムにおいて、
前記再生信号を記憶するメモリ部と、
第１回目の再生による再生信号に基づいて、再度再生が必要か否かを判断するリトライ判断部と、
前記リトライ判断部により、前記再度再生が必要であると判断された場合には、前記メモリ部に記憶されている前記第１回目の再生による再生信号と、前記再度再生により再生した再生信号の両方又は何れか一方を使用して、前記データを復号することを特徴とする。
例えば、ターボ復号を使用するシステムの場合には、一般的には、再生時のサンプルデータを一旦蓄えるメモリ部を有する。もともと、ターボ復号やＬＤＰＣ（ｌｏｗｄｅｎｓｉｔｙｐａｒｉｔｙｃｈｅｃｋ）などの再配列を行う記録再生システムでは、メモリ部を備えているため、既に存在するメモリ部を使用するか、又は、そのメモリ部を拡張することにより、サンプルデータを蓄えることができる。そして、本発明に従って、リトライ時には、メモリ部に蓄積されたサンプルデータとリトライ時に再度再生されたサンプルデータの両方を、一定の条件の下で使用することにより、新規のサンプルデータとして復調を行うことができる。
本発明によれば、リトライ時に、ＳＮＲ（信号対雑音比）を、最大で３ｄＢだけ改善をすることができ、従来の方式よりも高い誤り検出及び訂正能力が得られる。The present invention has been made in view of the above points, and an object of the present invention is to provide a data recording / reproducing system with improved error detection and correction capability when retrying data reproduction.
To achieve this object, the present invention records and reproduces a recording signal in which data is encoded by a convolutional code through a partial response channel, and uses iterative decoding using likelihood information from the reproduction signal. In a data recording / reproducing system for decoding the data,
A memory unit for storing the reproduction signal;
A retry determination unit that determines whether or not reproduction is necessary again based on a reproduction signal from the first reproduction;
When the retry determination unit determines that the reproduction is necessary again, both the reproduction signal by the first reproduction stored in the memory unit and the reproduction signal reproduced by the reproduction again Alternatively, the data is decoded using either one of them.
For example, in the case of a system that uses turbo decoding, generally, it has a memory unit that temporarily stores sample data at the time of reproduction. Originally, since a recording / reproducing system that performs rearrangement such as turbo decoding or LDPC (low density parity check) has a memory unit, it is necessary to use an existing memory unit or to expand the memory unit. Thus, sample data can be stored. Then, according to the present invention, at the time of retrying, both sample data stored in the memory unit and sample data reproduced again at the time of retrying are demodulated as new sample data by using them under certain conditions. Can do.
According to the present invention, at the time of retry, the SNR (signal to noise ratio) can be improved by 3 dB at the maximum, and higher error detection and correction capability than the conventional method can be obtained.

本発明の他の目的、特徴及び利点は、添付の図面を参照しながら以下の詳細な説明を読むことにより一層明瞭となるであろう。
図１は、反復復号を用いた光ディスクの記録再生装置の構成を示す図である。
図２は、ターボ符号の符号化を行うのにに使用する符号器の構成例を示す図である。
図３は、反復復号器の基本構成を示す図である。
図４は、本発明の基本構成を示す、実施例を示す図である。
図５は、本発明の計算ユニットの第１の実施例を示す図である。
図６は、本発明の計算ユニットの第２の実施例を示す図である。
図７は、選択器の選択規則を示す図である。
図８は、サンプルデータの第１の例を示す図である。
図９は、サンプルデータの第２の例を示す図である。Other objects, features and advantages of the present invention will become more apparent upon reading the following detailed description with reference to the accompanying drawings.
FIG. 1 is a diagram showing the configuration of an optical disc recording / reproducing apparatus using iterative decoding.
FIG. 2 is a diagram illustrating a configuration example of an encoder used for encoding a turbo code.
FIG. 3 is a diagram illustrating a basic configuration of the iterative decoder.
FIG. 4 is a diagram showing an embodiment showing the basic configuration of the present invention.
FIG. 5 is a diagram showing a first embodiment of the calculation unit of the present invention.
FIG. 6 is a diagram showing a second embodiment of the calculation unit of the present invention.
FIG. 7 is a diagram illustrating a selection rule of the selector.
FIG. 8 is a diagram illustrating a first example of sample data.
FIG. 9 is a diagram illustrating a second example of sample data.

以下に、本発明を実施するための実施の形態について、図面を用いて説明する。
先ず最初に、本発明の第１の実施例について説明する。
図４は、本発明の基本構成を示す実施例を示す図である。図４に示す構成要素のうち、図３と同一番号を付した構成要素は、同一の構成要素を示すものとする。図４に示す本発明の第１の実施例と、図３に示された従来の反復復号器の基本構成との違いは、本発明の第１の実施例では、メモリ部１２８を、メモリ４０１、メモリ４０２及び、計算ユニット４０３により構成した点である。
次に、本発明の第１の実施例の動作について以下に説明する。
図１のＰＲチャネル１２１により、光ディスク１２２から、記録されている信号が光学ピックアプ（図示していない）を介して再生され、そして、この再生されたＭＯ信号は、アンプ１２３、ＡＧＣ１２４、低域通過フィルタ１２５、及び波形等化器１２６により、ＰＲ特性に波形等化される。波形等化器１２６により波形等化された信号は、Ａ／Ｄ変換器１２７によりディジタルデータｙ_ｉに変換される。このようにＡ／Ｄ変換されたデータｙ_ｉは、メモリ４０１に記憶される。そして、本第１の実施例では、同時に、リトライ用のメモリ４０２にもデータｙ_ｉを記憶する。
図４に示されたＣＲＣチェッカー３１０により、硬判定器３０９により判定された、検出データＵ_ｋをＣＲＣチェックする。検出データＵ_ｋをＣＲＣチェックした後に、データが誤っているために、リトライが必要と判断された場合には、反復復号器１２９から、図１に示されたコントローラを経由して、ＰＲチャネル１２１にリトライ信号１４０が送られる。ＰＲチャネル１２１は、リトライ信号１４０を受信すると、ＣＲＣチェック結果により誤りと判明したデータを、光ディスク１２２から再び再生して、上述のように、Ａ／Ｄ変換器１２７に送る。
メモリ部１２８は、このリトライにより再び再生された且つＡ／Ｄ変換された新たなサンプルデータｙ_ｉ＿ｎｅｗをメモリ４０１のみに記憶し、一方、メモリ４０２には、再び再生された新たなサンプルデータを書き込まず、メモリ４０２に記憶されたリトライ前に再生したデータをそのまま保持する。このリトライにより再び再生された新たなデータｙ_ｉ＿ｎｅｗと、メモリ４０２内にリトライ前に再生して記憶したデータｙ_ｉを使用してユーザデータの復号を行う。
図５は、本発明の計算ユニット４０３の第１の実施例を示す図である。図５に示す、第１の実施例の計算ユニット４０３は、加算器５０１と除算器５０２を有する。この第１の実施例の計算ユニット４０３は、リトライ前のメモリ４０２に記憶されたデータと、リトライ後のメモリ４０１に記憶された新たに再生されたデータとを加算し、そして、加算結果を、除算器５０２により２で除算した値を出力する。このように、第１の実施例の計算ユニット４０３は、メモリ４０２に記憶されたデータｙ_ｉと、メモリ４０１に記憶されたデータｙ_ｉ＿ｎｅｗとの平均値を計算して、この平均値を、ＰＲチャネル復号器３０１へ出力する。
このようにしてＰＲチャネル復号器３０１に入力されたリトライ前とリトライ後の再生信号の平均値のデータは、上述の反復復号器１２９により復号されて、最後に、硬判定器３０９により判定されて、データＵ_ｋが検出される。
次に、本発明の計算ユニットの第２の実施例について説明する。
図６は、本発明の計算ユニット４０３の第２の実施例を示す図である。図６に示された第２の実施例の計算ユニット４０３は、加算器６０１、第１のスパイクノイズ検出器６０２、第２のスパイクノイズ検出器６０３、除算器６０４、及び、選択器６０５により構成される。
第２の実施例の計算ユニット４０３においては、上述の第１の実施例で説明したのと同様に、メモリ４０１と４０２に記憶されたサンプルデータが読み出され、そして、メモリ４０１から読み出されたデータ６１２、メモリ４０２から読み出されたデータ６１０及び、メモリ４０１から読み出されたデータ６１２とメモリ４０２から読み出されたデータ６１０を、加算器６０１で加算し且つ除算器６０４で２で除算したデータ６１１の、３種類のデータが、選択器６０５に入力される。
一方、メモリ４０１から読み出されたデータ６１２は、第１のスパイクノイズ検出器６０２にも入力され、そして、メモリ４０２から読み出されたデータ６１０は、第２のスパイクノイズ検出器６０３にも入力される。そして、第１のスパイクノイズ検出器６０２と、第２のスパイクノイズ検出器６０３は、上述のデータ６１２及びデータ６１０の振幅値に従って、上述のデータ６１２、データ６１１及び、データ６１０の何れのデータをＰＲチャネル復号器３０１出力するかを決定する。
図７は、第１のスパイクノイズ検出器６０２と第２のスパイクノイズ検出器６０３の検出結果に基づいて出力データを選択する、選択器６０５の選択規則を示す図である。例えば、選択器６０５は、第１のスパイクノイズ検出器６０２の出力が０で、且つ第２のスパイクノイズ検出器６０３の出力も０の場合には、除算器の出力のデータ６１１を選択する。また、選択器６０５は、第１のスパイクノイズ検出器６０２の出力が０で、且つ第２のスパイクノイズ検出器６０３の出力が１の場合には、メモリ４０１の出力のデータ６１２を選択する。また、選択器６０５は、第１のスパイクノイズ検出器６０２の出力が１で、且つ第２のスパイクノイズ検出器６０３の出力が０の場合には、メモリ４０２の出力のデータ６１０を選択する。そして、選択器６０５は、第１のスパイクノイズ検出器６０２の出力が１で、且つ第２のスパイクノイズ検出器６０３の出力も１の場合には、出力データとしてゼロ値を出力する。この場合には、メモリ４０１とメモリ４０２の内容をクリアしてゼロにすることにより、ゼロ値を出力することを実行することもできる。
図８は、サンプルデータの第１の例を示す図である。図８において、信号８０１は、リトライ前の第１回目のデータを再生した場合の再生信号を示し、そして、信号８０２は、リトライ後の第２回目のデータを再生した場合の再生信号を示す。信号８０１は、上述のデータｙ_ｉであり、信号８０２は、データｙ_ｉ＿ｎｅｗに対応する。そして、参照番号８０３で囲んだ範囲内のサンプルは、スパイクノイズの発生した部分のサンプルを示す。図６に示された第１のスパイクノイズ検出器６０２と第２のスパイクノイズ検出器６０３の、スパイクノイズ判定のしきい値として、±２を設定する場合には、このしきい値よりも大きな振幅値を有する、サンプル番号１８から２１の範囲のサンプルは第１回目の再生時には、上記しきい値よりも振幅値が大きく上にずれおり、スパイクノイズと判定される。また、第２回目の再生時には、上記のスパイクノイズと判定されたサンプルに対応する再生信号の振幅値は、−１から＋１の範囲内である。従って、図７の選択規則に示された、第１のスパイクノイズ検出器６０２の出力が１で、且つ第２のスパイクノイズ検出器６０３の出力が０の場合に対応し、上述のように、選択器６０５は、メモリ４０２の出力のデータ６１０を選択して出力する。即ち、スパイクノイズと判定されたデータに関しては、ＰＲチャネル復号器３０１へ出力されない。よってサンプル番号１から１７、及び、２２以上のサンプルデータは平均値を示すデータ６１１を用いて、そして、１８〜２１のサンプルデータはデータ６１０の値のみを用いて復号される（即ち、参照番号８０４の範囲を使用しない）。
また、図９は、サンプルデータの第２の例を示す図である。図９において、信号９０１は、リトライ前の第１回目のデータを再生した場合の再生信号を示し、そして、信号９０２は、リトライ後の第２回目のデータを再生した場合の再生信号を示す。図９は、リトライ前の第１回目の再生データもリトライ後の第２回目の再生データもともに、スパイクノイズと判断される場合の例である。
図９に示されたように、リトライ前の第１回目と、リトライ時の両方のサンプルデータが、スパイクノイズと判定される場合には、上述の、図７の選択規則に示された、第１のスパイクノイズ検出器６０２の出力が１で、且つ第２のスパイクノイズ検出器６０３の出力も１の場合に対応し、選択器６０５は、出力データとしてゼロ値を出力する。
そして、反復復号部１２９は、メモリ部１２８から出力される上述のようなゼロ値を有するデータを使用して復号するとともに、スパイクノイズエラーが発生したことを示す信号を図１のコントローラ１３０に出力し、コントローラ１３０は、これを、ユーザに通知して、例えば、ユーザに光ディスク１２２又は光学ヘッドの清掃を促す。
更に、上述の第２の実施例において、図８の参照番号８０４で示されたスパイクノイズと判定される範囲のみでなく、その範囲の両側に、所定の一定の長さを有する、サンプリングデータがデータの復号に使用されない範囲を設けることも可能である。即ち、図８の参照番号８０５に示されたように、サンプル番号１８から２１の両側に、±１の範囲だけスパイクノイズが存在すると判断する領域を広げる。即ちサンプル番号が１から１６、及び、２３以上のサンプルデータは、平均値のデータ６１１を用いて、そして、サンプル番号１７から２２のサンプルデータは、データ６１０の値のみを用いて復号される（即ち、参照番号８０５の範囲を使用しない）。Embodiments for carrying out the present invention will be described below with reference to the drawings.
First, a first embodiment of the present invention will be described.
FIG. 4 is a diagram showing an embodiment showing the basic configuration of the present invention. Among the components shown in FIG. 4, components given the same numbers as in FIG. 3 indicate the same components. The difference between the first embodiment of the present invention shown in FIG. 4 and the basic configuration of the conventional iterative decoder shown in FIG. 3 is that in the first embodiment of the present invention, the memory unit 128 is stored in the memory 401. , The memory 402 and the calculation unit 403.
Next, the operation of the first embodiment of the present invention will be described below.
The PR channel 121 in FIG. 1 reproduces a recorded signal from the optical disk 122 via an optical pickup (not shown), and this reproduced MO signal is supplied to an amplifier 123, an AGC 124, and a low-pass signal. The filter 125 and the waveform equalizer 126 perform waveform equalization to PR characteristics. The signal equalized by the waveform equalizer 126 is converted into digital data y _i by the A / D converter 127. The data y _i thus A / D converted is stored in the memory 401. In the first embodiment, data y _i is also stored in the retry memory 402 at the same time.
The CRC checker 310 shown in FIG. 4 performs CRC check on the detection data U _k determined by the hard discriminator 309. After the CRC check of the detected data U _k , if it is determined that retry is necessary because the data is incorrect, the PR channel 121 is transmitted from the iterative decoder 129 via the controller shown in FIG. Is sent a retry signal 140. When the PR channel 121 receives the retry signal 140, the data that has been found to be an error from the CRC check result is reproduced again from the optical disk 122 and sent to the A / D converter 127 as described above.
The memory unit 128 stores new sample data y _i _new that has been reproduced again by this retry and has been A / D converted only in the memory 401, while the new sample data that has been reproduced again is stored in the memory 402. The data reproduced before the retry stored in the memory 402 is held as it is without being written. And the new data y _i _new reproduced again by the retry, decodes the user data using the data y _i stored reproduced before retrying in memory 402.
FIG. 5 is a diagram showing a first embodiment of the calculation unit 403 of the present invention. The calculation unit 403 according to the first embodiment illustrated in FIG. 5 includes an adder 501 and a divider 502. The calculation unit 403 of the first embodiment adds the data stored in the memory 402 before retrying and the newly reproduced data stored in the memory 401 after retrying, and the addition result is The value divided by 2 by the divider 502 is output. As described above, the calculation unit 403 of the first embodiment calculates the average value of the data y _i stored in the memory 402 and the data y _i _new stored in the memory 401, and calculates the average value as Output to the PR channel decoder 301.
In this way, the average data of the reproduction signal before and after the retry input to the PR channel decoder 301 is decoded by the above-described iterative decoder 129, and finally determined by the hard discriminator 309. , Data U _k is detected.
Next, a second embodiment of the calculation unit of the present invention will be described.
FIG. 6 is a diagram showing a second embodiment of the calculation unit 403 of the present invention. The calculation unit 403 of the second embodiment shown in FIG. 6 includes an adder 601, a first spike noise detector 602, a second spike noise detector 603, a divider 604, and a selector 605. Is done.
In the calculation unit 403 of the second embodiment, the sample data stored in the memories 401 and 402 is read out and read from the memory 401 in the same manner as described in the first embodiment. The data 612, the data 610 read from the memory 402, the data 612 read from the memory 401, and the data 610 read from the memory 402 are added by the adder 601 and divided by 2 by the divider 604. Three types of data 611 are input to the selector 605.
On the other hand, the data 612 read from the memory 401 is also input to the first spike noise detector 602, and the data 610 read from the memory 402 is also input to the second spike noise detector 603. Is done. Then, the first spike noise detector 602 and the second spike noise detector 603 each of the data 612, the data 611, and the data 610 described above according to the amplitude values of the data 612 and the data 610 described above. It is determined whether to output the PR channel decoder 301.
FIG. 7 is a diagram illustrating a selection rule of the selector 605 that selects output data based on the detection results of the first spike noise detector 602 and the second spike noise detector 603. For example, the selector 605 selects the output data 611 of the divider when the output of the first spike noise detector 602 is 0 and the output of the second spike noise detector 603 is also 0. The selector 605 selects the data 612 of the output from the memory 401 when the output of the first spike noise detector 602 is 0 and the output of the second spike noise detector 603 is 1. The selector 605 selects the data 610 of the output of the memory 402 when the output of the first spike noise detector 602 is 1 and the output of the second spike noise detector 603 is 0. The selector 605 outputs a zero value as output data when the output of the first spike noise detector 602 is 1 and the output of the second spike noise detector 603 is also 1. In this case, it is also possible to execute outputting a zero value by clearing the contents of the memory 401 and the memory 402 to zero.
FIG. 8 is a diagram illustrating a first example of sample data. In FIG. 8, a signal 801 indicates a reproduction signal when the first data before retry is reproduced, and a signal 802 indicates a reproduction signal when the second data after retry is reproduced. Signal 801 is the above data _{y i,} the signal 802 corresponds to the data _y i _new. A sample within a range surrounded by reference numeral 803 indicates a sample where a spike noise has occurred. When ± 2 is set as the spike noise determination threshold value of the first spike noise detector 602 and the second spike noise detector 603 shown in FIG. 6, it is larger than this threshold value. Samples in the range of sample numbers 18 to 21 having an amplitude value are determined to be spike noise because the amplitude value greatly deviates from the threshold value during the first reproduction. In the second reproduction, the amplitude value of the reproduction signal corresponding to the sample determined as the spike noise is in the range of −1 to +1. Accordingly, the case where the output of the first spike noise detector 602 is 1 and the output of the second spike noise detector 603 is 0 shown in the selection rule of FIG. The selector 605 selects and outputs the data 610 output from the memory 402. That is, data determined as spike noise is not output to the PR channel decoder 301. Therefore, the sample data of sample numbers 1 to 17 and 22 or more are decoded using the data 611 indicating the average value, and the sample data of 18 to 21 are decoded using only the value of the data 610 (ie, the reference number). 804 range not used).
FIG. 9 is a diagram illustrating a second example of sample data. In FIG. 9, a signal 901 indicates a reproduction signal when the first data before retry is reproduced, and a signal 902 indicates a reproduction signal when the second data after retry is reproduced. FIG. 9 shows an example in which both the first reproduction data before retry and the second reproduction data after retry are determined to be spike noise.
As shown in FIG. 9, when both the first sample data before retry and the sample data at the time of retry are determined to be spike noise, the above-described selection rule shown in FIG. Corresponding to the case where the output of one spike noise detector 602 is 1 and the output of the second spike noise detector 603 is 1, the selector 605 outputs a zero value as output data.
The iterative decoding unit 129 decodes the data having the zero value as described above output from the memory unit 128 and outputs a signal indicating that a spike noise error has occurred to the controller 130 in FIG. Then, the controller 130 notifies the user of this, and prompts the user to clean the optical disk 122 or the optical head, for example.
Further, in the second embodiment described above, not only the range determined as the spike noise indicated by the reference numeral 804 in FIG. 8 but also sampling data having a predetermined constant length on both sides of the range. It is also possible to provide a range not used for data decoding. That is, as indicated by reference numeral 805 in FIG. 8, the area where it is determined that spike noise exists within a range of ± 1 on both sides of sample numbers 18 to 21 is expanded. That is, sample data with sample numbers 1 to 16 and 23 or more is decoded using average value data 611, and sample data with sample numbers 17 to 22 is decoded using only the value of data 610 ( That is, the range of reference number 805 is not used).

【特許請求の範囲】
【請求項１】データが畳み込み符号により符号化された記録信号をパーシャルレスポンスチャネルを通して記録し且つ再生し、再生信号から、尤度情報を用いた反復復号を使用して前記データの復号を行うデータ記録再生システムにおいて、
前記再生信号を記憶するメモリ部と、
第１回目の再生による再生信号に基づいて、再度再生が必要か否かを判断するリトライ判断部と、
前記リトライ判断部により、前記再度再生が必要であると判断された場合には、前記メモリ部に記憶されている前記第１回目の再生による再生信号と、前記再度再生により再生した再生信号の両方又は何れか一方を使用して、前記データを復号することを特徴とするデータ記録再生システム。
【請求項２】復号結果又は、復号途中の状態に従って、前記メモリ部に記憶されているサンプルデータを保持するか又は、クリアするかを決定することを特徴とする、請求項１に記載のデータ記録再生システム。
【請求項３】前記第１回目の再生による再生信号と前記再度再生により再生した再生信号の平均値を使用して、前記データの復号を行うことを特徴とする、請求項１に記載のデータ記録再生システム。
【請求項４】前記再度再生時には、前記第１回目の再生による再生信号のうち、一定条件を満たしている前記第１回目の再生による再生信号のみを使用して、前記データの復号を行うことを特徴とする、請求項１に記載のデータ記録再生システム。
【請求項５】前記第１回目の再生と前記再度再生の両方の場合の前記再生信号の、ほぼ同じ位置の前記再生信号が、前記データの復号に使用できない場合には、エラーである旨を示す信号を出力することを特徴とする、請求項１に記載のデータ記録再生システム。 [Claims]
1. Data for recording and reproducing a recording signal in which data is encoded by a convolutional code through a partial response channel, and decoding the data from the reproduction signal using iterative decoding using likelihood information In the recording / playback system,
A memory unit for storing the reproduction signal;
A retry determination unit that determines whether or not reproduction is necessary again based on a reproduction signal from the first reproduction;
When the retry determination unit determines that the reproduction is necessary again, both the reproduction signal by the first reproduction stored in the memory unit and the reproduction signal reproduced by the reproduction again Alternatively, the data recording / reproducing system is characterized in that the data is decoded using any one of them.
2. The data according to claim 1, wherein whether to clear or clear the sample data stored in the memory unit is determined according to a decoding result or a state in the middle of decoding. Recording / playback system.
3. The data according to claim 1, wherein the data is decoded by using an average value of the reproduction signal obtained by the first reproduction and the reproduction signal reproduced by the reproduction again. Recording / playback system.
4. At the time of the reproduction again, decoding of the data is performed using only a reproduction signal obtained by the first reproduction that satisfies a certain condition among reproduction signals obtained by the first reproduction. The data recording / reproducing system according to claim 1, wherein:
5. If the reproduced signal at substantially the same position of the reproduced signal in both the first reproduction and the second reproduction is not usable for decoding the data, an error is indicated. The data recording / reproducing system according to claim 1, wherein a signal is output.

Claims

In a data recording / reproducing system that records and reproduces a recording signal in which data is encoded by a convolutional code through a partial response channel and decodes the data from the reproduced signal using iterative decoding using likelihood information.
A memory unit for storing the reproduction signal;
A retry determination unit that determines whether or not reproduction is necessary again based on a reproduction signal from the first reproduction;
When the retry determination unit determines that the reproduction is necessary again, both the reproduction signal by the first reproduction stored in the memory unit and the reproduction signal reproduced by the reproduction again Alternatively, the data recording / reproducing system is characterized in that the data is decoded using any one of them.

2. The data recording / reproducing system according to claim 1, wherein whether to clear or clear sample data stored in the memory unit is determined according to a decoding result or a state in the middle of decoding.

2. The data recording / reproducing system according to claim 1, wherein the data is decoded using an average value of a reproduction signal obtained by the first reproduction and a reproduction signal reproduced by the second reproduction.

At the time of the reproduction again, the decoding of the data is performed using only the reproduction signal by the first reproduction that satisfies a certain condition among the reproduction signals by the first reproduction, The data recording / reproducing system according to claim 1.

5. The signal used for decoding the data at the time of reproduction again is determined based on the reproduction signal by the first reproduction and the amplitude of the reproduction signal reproduced by the reproduction again. Data recording and playback system.

When the amplitude of the reproduction signal by the first reproduction or the reproduction signal reproduced by the reproduction again has a value greater than or equal to a predetermined value, the reproduction signal by the first reproduction or the reproduction again 6. The data recording / reproducing system according to claim 5, wherein a predetermined range of the reproduced signal reproduced is not used for decoding the data.

The predetermined range is a range in which an amplitude of a reproduction signal by the first reproduction or a reproduction signal reproduced by the reproduction again has a value equal to or larger than a predetermined value. The data recording / reproducing system described in 1.

The predetermined range is that the amplitude of the reproduction signal reproduced by the first reproduction or the reproduction signal reproduced by the reproduction is determined in advance by the reproduction signal reproduced by the first reproduction or the reproduction signal reproduced by the reproduction again. 7. The data recording / reproducing system according to claim 6, wherein the data recording / reproducing system is in a range larger than a range having a value equal to or greater than a specified value.

When the reproduction signal at substantially the same position in the reproduction signal in both the first reproduction and the reproduction again cannot be used for decoding the data, a signal indicating an error is output. The data recording / reproducing system according to claim 1, wherein: