KR100641770B1 - 정보재생장치및비터비복호방법 - Google Patents

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Abstract

비터비 복호 방법을 행하는 정보 재생 장치에 있어서, 선택되는 상태 천이 그 자체를 표현하는 상태 데이타를 생성하고 상태 데이타에 기초하여 재생 신호의 품질 등의 평가를 행한다. 비터비 복호기 중 PMU 대신에 SMU(134)를 이용한다. SMU(134)는 상태 그 자체를 표현하는 복수 비트의 상태 데이타 값을 처리 단위로 하는 4개의 상태 메모리(150, 151, 152, 153)를 가지고, 각 상태 메모리에 의해 상태 데이타 값의 계열로서의 4개의 상태 데이타를 생성한다. 머지 블럭(135)은 이러한 4개의 상태 데이타에 기초하는 복호 데이타의 생성을 행함과 함께 이러한 4개의 상태 데이타 간의 불일치를 검출하고 불일치 검출 신호 NM을 생성한다. 불일치 검출 신호 NM에 기초하여 불일치의 수를 계수하고 계수치에 기초하여 복호 데이타 또는 재생 신호의 품질 평가를 행한다.

Description

정보 재생 장치 및 비터비 복호 방법{INFORMATION REPRODUCING APPARATUS AND VITERBI DECODING METHOD}
본 발명은 예를 들면 광 자기 디스크 장치 등의 정보 재생 장치, 특히 PRML(Partial Response Maximum Likelihood) 방법을 이용하는 정보 재생 장치 및 재생 방법에 관한 것이다.
광 자기 디스크 장치등의 정보 재생 장치에서, 기록 매체로부터 재생되는 재생 신호를 복호하는 방법으로서, 비터비(Viterbi) 복호 방법이 다용되고 있다. 비터비 복호 방법은, 백색 잡음을 포함하는 재생 신호를 복호하는 경우에 비트 에러 레이트를 작게 할 수 있는 복호 방법이다.
비터비 복호 방법의 개요는 다음과 같다. 기록 매체에 대한 기록 방법에 따라 여러개의 상태를 미리 특정하고, 기록 매체로부터 재생되는 재생 신호에 기초한 계산 처리에 의해, 이러한 여러개의 상태간의 가장 적합한 천이를 선택한다. 이러한 선택은, 비터비 복호기 중 ACS (가산, 비교, 선택 회로)에 의해 이루어진다. ACS는, 상태수와 동일한 갯수의 상태 천이를 가장 적합하게 추정한다. ACS의 후단에는 비터비 복호기 내에 상태수와 동일한 갯수가 설치되는 패스 메모리를 갖는 PMU (패스 메모리 유닛)가 설치되고, ACS가 가장 적합하게 추정하는 상태수와 동일한 갯수의 상태 천이 각각 대응하고, '1' 또는 '0'의 복호 데이타 값의 계열로서의 복호 데이타를 생성한다.
ACS가 가장 적합하게 추정하는 상태수와 동일한 갯수의 상태 천이는, 원래 상호 일치하는 것이지만, 재생 신호의 신호 품질이 양호하지 않는 경우에는 일치하지 않은 경우도 있다. 이들 상태 천이가 일치하지 않은 경우에는, 확정된 상태 천이를 얻을 수 없게 된다. 그리고, 확정되어 있지 않은 상태 천이에 기초하여 PMU 중의 각 패스 메모리가 생성하는 복호 데이타는 상호 일치하지 않고, 또한 신뢰성이 낮아진다.
종래는, ACS가 가장 적합하게 추정하는 상태 천이 그 자체를 인식할 수 없었으므로 PMU로부터 출력되는 상태수와 동일한 갯수의 복호 데이터 사이의 일치/불일치에 대한 처리가 행해지고 있다. 즉, 예를 들면 복호 데이타는 항상 일치하는 것으로 간주하여 어느 하나의 패스 메모리로부터 출력되는 복호 데이타를 후단에 공급하고, 또한 모든 패스 메모리로부터 출력되는 복호 데이타로부터 다수결 등에 따라 가장 옳은 확률이 높은 것을 선택하여 후단에 공급하는 등의 방법이 이용되고 있다.
상술된 바와 같은 종래의 비터비 복호기에서는, 상태 천이에 대응하는 복호 데이타가 생성되지만, 상태 천이 그 자체를 표현하는 상태 데이타는 생성되지 않으므로, ACS가 실제로 가장 적합하게 추정된 상태 천이가 인식되지 않는다. 따라서, ACS가 실제로 가장 적합하게 추정된 상태 천이에 기초하여, 예를 들면 복호 데이타의 신뢰성, 재생 신호의 신호 품질등을 평가하는 것은 불가능하다.
특히, 상술된 바와 같이 복호 데이타의 신뢰성은 ACS가 실제로 가장 적합하게 추정된 상태수와 동일한 갯수의 상태 천이가 상호 일치하고 있는지의 여부, 즉 확정된 상태 천이를 얻을 수 있었는지의 여부에 따라 평가되어야 한다. 이러한 평가를 행하기 위해서는, 상태 천이 그 자체를 표현하는 상태 데이타가 생성되는 것이 필요해진다.
따라서, 본 발명의 목적은 비터비 복호 방법에서 재생 신호값에 기초한 계산 처리에 따라 선택되는 가장 적합하게 상태 천이를 표현하는 상태 데이타를 생성하고, 생성된 상태 데이타에 기초하여 복호 데이타를 생성함과 함께 상태 데이타에 기초하여 복호 데이타의 신뢰성 및 재생 신호의 신호 품질등을 평가하는 것을 가능하게 하는 정보 재생 장치 및 재생 방법을 제공하는 것에 있다.
제1항의 발명은, 기록 매체로부터 재생되는 재생 신호를 비터비 복호 방법에 의해 복호하도록 한 정보 재생 장치에 있어서,
가장 적합한 상태 천이 그 자체를 표현하는 상태수와 동일한 갯수의 상태 데이타를 생성하는 상태 데이타 생성 수단과,
상태수와 동일한 갯수의 상태 데이타에 기초하여, 복호 데이타를 생성하는 복호 데이타 생성 수단을 갖는 것을 특징으로 하는 정보 재생 장치이다.
제14항의 발명은, 기록 매체로부터 재생되는 재생 신호를 비터비 복호하도록 한 정보 재생 방법에 있어서,
가장 적합한 상태 천이 그 자체를 표현하는 상태수와 동일한 갯수의 상태 데이타를 생성하는 단계와,
상태수와 동일한 갯수의 상태 데이타에 기초하여, 복호 데이타를 출력하는 단계를 갖는 것을 특징으로 하는 정보 재생 방법이다.
이상과 같은 발명에 따르면, 선택되는 가장 적합한 상태 천이를 표현하는 상태 데이타를 생성할 수 있다.
이와 같이 함으로써 생성되는 상태 데이타로부터 복호 데이타를 생성할 수 있다. 또한, 이러한 상태 데이타에 기초하여 복호 데이타의 신뢰성 및 재생 신호의 신호 품질등을 평가하는 것이 가능해진다.
이하에, 본 발명의 이해를 용이하게 하기 위해 비터비 복호 방법을 행하는 재생계를 갖는 기록/재생 장치의 일례에 대해 장치의 전체 구성, 기록 매체의 섹터 포맷, 4치 4상태 비터비 복호 방법의 개요, 4치 4상태 비터비 복호 방법을 실현하는 비터비 복호기의 구성 및 동작, 및 4치 4상태 비터비 복호 방법이외의 비터비 복호 방법의 순으로 설명한다.
〔디스크 기록 재생 장치의 개요〕
이하, 비터비 복호 방법을 행하는 재생계를 갖는 기록/재생 장치의 일례에 대해 설명하기로 한다. 도 1은 비터비 복호 방법을 행하는 재생실을 갖는 광자기 디스크 장치의 일례의 전체 구성을 나타낸 블럭도이다. 기록시에는, 컨트롤러(2)가 호스트 컴퓨터(1)의 지령에 따라 기록해야 할 사용자 데이타를 수취하고, 정보어로서의 사용자 데이타에 기초하여 엔코드를 행하여, 부호어로서의 RLL(1, 7) 부호를 생성한다. 상기 부호어가 기록 데이타로서 레이저 파워 컨트롤부(이하, LPC라고 표기함)(4)에 제공된다. 컨트롤러(2)는 이러한 처리 외에 후술하는 복호화 처리, 및 기록, 재생, 소거 등의 각 모드의 제어, 및 호스트 컴퓨터(1)와의 교신등의 동작을 행한다.
LPC(4)는 공급된 기록 데이타에 대응하여, 광 픽업(7)의 레이저 파워를 제어하여 광자기 디스크(6) 상에 자기 극성을 갖는 피트열을 형성함으로써, 기록을 행한다. 상기 기록시, 자기 헤드(5)가 광자기 디스크(6)에 바이어스 자계를 제공한다. 실제로는, 기록 데이타에 기초하여 후술한 바와 같이 생성되는 프리코드 출력에 따라 후술한 바와 같은 마크 엣지 기록이 행해진다.
후술된 바와 같이, 기록 위치 즉 피트의 형성 위치의 제어는 자기 헤드(5) 및 광 픽업(7) 등의 위치 결정을 행하는, 도시하지 않은 수단에 의해 이루어진다. 이 때문에, 기록 동작시에도 광 픽업(7)이 어드레스부등을 통과할 때에는, 후술한 바와 같은 재생시의 동작과 동일한 동작이 행해진다.
상술된 바와 같이 함으로써 형성되는 각 피트를, 기록 데이타에 기초하여 후술한 바와 같이 하여 생성되는 프리코드 출력 중의 각 비트에 대응시키는 방법에 대해 도 2를 참조하여 설명한다. 프리코드 출력 중의 예를 들면 '1' 에 대해 피트를 형성하고, '0' 에 대해 피트를 형성하지 않는 기록 방법을 마크 위치 기록 방법이라고 칭한다. 한편, 각 비트의 엣지에 의해 표현되는, 프리코드 출력 중 각 비트의 경계에서의 극성의 반전을, 예를 들면 '1'에 대응시키는 기록 방법을 마크 엣지 기록 방법이라고 칭한다. 재생시에는 재생 신호 중의 각 비트의 경계는, 후술하는 바와 같이 하여 생성되는 리드 클럭 DCK에 따라 인식된다.
다음에, 재생계의 구성 및 동작에 대해 설명한다. 광 픽업(7)은 광자기 디스크(6)에 레이저광을 조사하고, 그것에 따라 생기는 반사광을 수광하여 재생 신호를 생성한다. 재생 신호는, 합 신호 R+, 차 신호 R- 및 도시하지 않은 포커스 에러 신호 및 트랙킹 에러 신호의 4종류의 신호로 이루어진다. 합 신호 R+는 증폭기(8)에 의해 이득(gain) 조정 등이 이루어진 후에 전환 스위치(10)로 공급된다. 또한, 차 신호 R-는, 증폭기(9)에 의해 이득 조정 등이 이루어진 후에 전환 스위치(10)에 공급된다. 또한, 포커스 에러 신호는 포커스 에러를 해소하는 수단(도시하지 않음)에 공급된다. 한편, 트랙킹 에러 신호는 도시하지 않은 서보계 등에 공급되어, 그들의 동작에 이용되어진다.
전환 스위치(10)에는 후술한 바와 같은 전환 신호 S가 공급된다. 전환 스위치(10)는 상기 전환 신호 S에 따라 이하와 같이 합 신호 R+ 또는 차 신호 R-을 필터부(11)에 공급한다. 즉, 후술한 바와 같은 광자기 디스크(6)의 섹터 포맷에서, 엠보싱 가공에 의해 형성되는 부분으로부터 재생되는 재생 신호가 전환 스위치(10)에 공급되는 기간에는, 합 신호 R+를 필터부(11)에 공급한다. 또한, 광자기적으로 기록되는 부분으로부터 재생되는 재생 신호가 전환 스위치(10)에 공급되는 기간에는 차 신호 R-을 필터부(11)에 공급한다.
전환 신호 S는 예를 들면 다음과 같이 함으로써 생성된다. 즉, 우선 재생 신호로부터 섹터 포맷으로 규정되는 소정의 패턴으로부터 재생되는 신호를 검출한다. 이와 같은 소정의 패턴으로는, 예를 들면 후술하는 섹터 마크 SM 등이 이용된다. 그리고, 이러한 검출이 이루어진 시점을 기준으로 하여 후술하는 리드 클럭을 세는 등의 방법에 의해 인식되는 소정 시점에서 전환 신호S가 생성된다.
필터부(11)는 노이즈 컷트를 행하는 저역 통과 필터 및 파형 등화를 행하는 파형 등화기로 구성된다. 후술한 바와 같이, 이 때의 파형 등화 처리에서 이용되는 파형 등화 특성은 비터비 복호기(13)가 행하는 비터비 복호 방법에 적합한 것으로 된다. 필터부(11)의 출력이 공급되는 A/D 변환기(12)는 후술한 바와 같이 함으로써 공급되는 리드 클럭 DCK 에 따라 재생 신호 값 z〔k〕를 샘플링한다. 비터비 복호기(13)는 재생 신호 값 z〔k〕에 기초하여, 비터비 복호 방법에 의해 복호 데이타를 생성한다. 이러한 복호 데이타는 상술된 바와 같이 하여 기록되는 기록 데이타에 대한 가장 적합한 복호 계열이다. 따라서, 복호 에러가 없는 경우에는 복호 데이타는 기록 데이타와 일치한다.
복호 데이타는 컨트롤러(2)에 공급된다. 상술된 바와 같이, 기록 데이타는 사용자 데이타로부터 채널 부호화등의 부호화에 의해 생성된 부호어이다. 따라서, 복호 에러 레이트가 충분이 낮으면, 복호 데이타는 부호어로서의 기록 데이타라고 간주할 수 있다. 컨트롤러(2)는 복호 데이타에 상술된 채널 부호화등의 부호화에 대응하는 복호화 처리를 실시함으로써 사용자 데이타 등을 재생한다.
또한, 필터부(11)의 출력은 PLL부(14)에도 공급된다. PLL부(14)는 공급된 신호에 기초하여 리드 클럭 DCK를 생성한다. 리드 클럭 DCK는 컨트롤러(2), A/D 변환기(12), 비터비 복호기(13) 등에 공급된다. 컨트롤러(2), A/D 변환(12), 비터비 복호기(13)의 동작은 리드 클럭 DCK을 따르는 타이밍으로 이루어진다. 또한, 리드 클럭 DCK는, 도시하지 않은 타이밍 발생기에 공급된다. 타이밍 발생기는 예를 들면 기록/재생 동작의 전환등의 장치의 동작 타이밍을 제어하는 신호를 생성한다.
상술된 바와 같은 재생 동작에서, 광자기 디스크(6)로부터 재생되는 재생 신호에 기인하여, 보다 정확한 재생 데이타를 얻기 위해 재생계의 각 구성 요소의 동작을 재생 신호의 품질에 따라 적정화하는 것이 행해진다. 이러한 조작을 캘리브레이션(calibration)이라고 칭한다. 캘리브레이션은 재생 신호의 품질등이 예를 들면 가공 정밀도 등의 기록 매체의 특성, 및 예를 들면 기록용 레이저 광의 파워 변동, 주위 온도 등의 기록/재생시의 조건 등에 따라 변화할 가능성이 있는 것에 대응하기 위해 재생계의 파라미터를 적정화하기 위한 것이다.
캘리브레이션의 내용은 예를 들면 광 픽업(7)의 판독용 레이저광 파워의 조정, 증폭기(8 및 9)의 이득 조정, 필터부(11)의 파형 등화 특성의 조정, 및 비터비 복호기(13)의 동작에서 이용되는 진폭 기준치의 조정등이다. 이러한 캘리브레이션은 전원 투입 직후 또는 기록 매체의 교환 시간 등에, 도 1중에는 도시하지 않은 구성에 의해 행해진다.
〔기록 매체의 섹터 포맷의 개요〕
광자기 디스크(6)에는 섹터를 기록/재생의 단위로 하여 사용자 데이타가 기록된다. 도 3을 참조하여, 광자기 디스크(6)에서 이용되는 섹터 포맷의 일례에 대해 설명한다. 도 3의 A에 도시된 바와 같이, 1섹터는 기록/재생의 순서에 따라 헤더, ALPC, 갭, VFO3, 싱크, 데이타 필드, 버퍼의 각 영역으로 구분되어 있다. 도 3 중에 붙인 숫자는 바이트수를 나타낸다. 광자기 디스크(6) 상에는 블럭 부호화등의 부호화가 이루어진 데이타가 기록된다. 예를 들면 8비트가 12채널 비트로 변환되어 기록된다.
이 섹터 포맷의 일례에서는 사용자 데이타량이 1024 바이트의 포맷과, 사용자 데이타량이 512 바이트의 포맷이 준비되어 있다. 사용자 데이타량이 1024 바이트의 포맷에서는 데이타 필드의 바이트수가 670 바이트로 된다. 또한, 사용자 데이타량이 512 바이트의 포맷에서는 데이타 필드의 바이트수가 1278 바이트로 된다. 이들 2개의 섹터 포맷에서 63 바이트의 프리포맷된 헤더와 ALPC, 갭 영역의 18 바이트는 동일하게 되어 있다.
도 3의 B는, 63 바이트의 헤더를 확대하여 도시한다. 헤더는 섹터 마크 SM(8바이트), VFO 필드의 VFO1(26 바이트), 어드레스 마크 AM (1 바이트), ID 필드의 ID1 (5 바이트), VFO 필드의 VFO2 (16 바이트), 어드레스 마크 AM (1 바이트), ID 필드의 ID2 (5 바이트), 및 포스트 앰블 PA (1 바이트)가 순서대로 배열된 구성으로 되어 있다.
도 3의 C는 18 바이트의 ALPC, 갭 영역을 확대하여 나타낸다. 18 바이트는 갭 필드(5 바이트), 플래그 필드(5 바이트), 갭 필드(2 바이트), ALPC(6 바이트)로 이루어진다.
다음에, 이들의 필드에 대해 설명하기로 한다. 섹터 마크 SM은 섹터의 개시를 식별하기 위한 마크로서, RLL(1, 7) 부호에서 생기지 않은 엠보싱 가공에 의해 형성된 패턴을 갖는다. VFO 필드는 상술된 PLL부(18) 중의 VFO(Variable Frequency 0sci1lator)를 동기시키기 위한 것으로, VFO1, VFO2 및 VFO3으로 이루어진다. VFO1 및 VFO2는 엠보싱 가공에 의해 형성되어 있다. 또한, VFO3은 그 섹터에 대해 기록 동작이 행해질 때에 광 자기적으로 기록된다. VFO1, VFO2 및 VFO3은 각각 채널 비트의 '0'과 '1'이 교대로 나타나는 패턴(2T 패턴)을 갖는다. 따라서, 1 채널 비트의 시간 길이에 대응하는 시간을 T로 하면, VFO 필드를 재생할 때, 2T마다 레벨이 반전하는 재생 신호를 얻을 수 있다.
어드레스 마크 AM은 후속의 ID 필드를 위한 바이트 동기를 장치에 대해 제공하기 위해 사용되고, RLL(1, 7) 부호에서 생기지 않은 엠보싱된 패턴을 갖는다. ID 필드는 섹터의 어드레스, 즉 트랙 번호 및 섹터 번호의 정보와, 이들의 정보에 대한 에러 검출용 CRC 바이트를 갖는다. ID 필드는, 5 바이트로 이루어진다. ID1 및 ID2에 의해, 동일한 어드레스 정보가 이중으로 기록된다. 포스트앰블 PA는 채널 비트의 '0'과 '1' 이 교대로 나타내는 패턴(2T 패턴)을 갖는다. ID1, ID2 및 포스트앰블 PA도 엠보싱 가공에 의해 형성되어 있다. 이와 같이, 헤더의 영역은 엠보싱 가공에 의해 피트가 형성된 프리포맷된 영역이다,
도 3의 C는 ALPC, 갭 영역을 확대하여 도시한다. 갭에는 피트가 형성되지 않는다. 최초의 갭 필드(5 바이트)는 프리포맷된 헤더 후의 최초의 필드이고, 이에 따라 헤더의 판독을 완료한 후의 처리에 장치가 요하는 시간이 확보된다. 2번째의 갭 필드(2 바이트)는 나중의 VFO3의 위치 편차를 허용하기 위한 것이다.
ALPC, 갭 영역에는 5 바이트의 플래그 필드가 기록된다. 플래그 필드는 섹터의 데이타가 기록될 때에 연속한 2T 패턴이 기록된다. ALPC(Auto Laser Power Control) 필드는 기록시의 레이저 파워를 테스트하기 위해 설치된다. 싱크 필드(4 바이트)는 계속되는 데이타 필드를 위한 바이트 동기를 장치가 얻기 위해 설치되어 있고, 소정의 비트 패턴을 갖는다.
데이타 필드는 사용자 데이타를 기록하기 위해 설치된다. 상술한 670 바이트의 데이타 필드에는 512 바이트의 사용자 데이타와, 144 바이트의 에러 검출, 정정용의 패리티 등과, 12 바이트의 섹터 기록 플래그와, 2바이트(FF)로 이루어진다. 또한, 1278 바이트의 데이타 필드의 경우에는 1024 바이트의 사용자 데이타와, 242 바이트의 에러 검출, 정정용 패리등과, 12 바이트의 섹터 기록 플래그로 이루어진다. 섹터의 마지막 버퍼 필드는 전기적이고, 또는 기계적인 오차에 대한 허용 범위로서 사용된다.
상술된 섹터 포맷의 예에서, 헤더는 엠보싱 가공에 의해 피트가 형성된 영역이다. 또한 ALPC, 갭 영역은 재생시에는 사용되지 않는 영역이다. 또한, VFO3, 싱크 필드 및 데이타 필드는 광자기 기록된 데이타의 영역이다.
〔4치 4상태 비터비 복호 방법의 개요〕
이하, 비터비 복호기(13)에 의해 행해지는 비터비 복호 방법에 대해 설명한다. 상술된 바와 같이, 사용자 데이타는 여러가지 부호화 방법에 의해 기록 데이타로서의 부호어로 변환된다. 부호화 방법은 기록 매체의 성질 및 기록/재생 방법등에 따라 적절한 것이 채용된다. 광자기 디스크 장치에서는, 블럭 부호화에 있어서 Run Length 즉 '1'과 '1' 사이의 '0'의 수를 제한하는 RLL(Run Length Limited) 부호화 방법이 이용되는 경우가 많다. 종래부터 몇개의 RLL 부호화 방법이 이용되고 있다. 일반적으로, '1'과 '1' 사이의 '0'의 수를 최소 d개, 최대 k개로 하는 m/n 블럭 부호를 RLL(d, k ; m, n) 부호라고 칭한다.
예를 들면, 2/3 블럭 부호에서 '1'과 '1'사이의 '0'의 수를 최소 하나, 최대 7개로 하는 블럭 부호화 방법은 RLL(1, 7 ; 2, 3) 부호이다. 일반적으로 RLL(1, 7 ; 2, 3) 부호를 RLL(1, 7)부호라고 칭하는 경우가 많으므로, 아래의 설명에서도 단순히 RLL(1, 7) 부호라고 표기한 경우에는 RLL(1, 7 ; 2, 3) 부호를 뜻하는 것으로 한다.
이러한 RLL 부호화 방법과, 상술된 마크 엣지 기록 방법과의 결합에 의해 기록된 데이타로부터 재생되는 재생 신호를 복호하기 위해, 비터비 복호 방법을 이용할 수 있다.
이러한 RLL 부호화 방법은 기록 밀도의 향상, 및 재생 동작의 안정성의 확보라는 2가지 관점으로부터, 부호화 방법에 요구되는 조건에 대응할 수 있는 것이다. 우선, 상술된 바와 같이 마크 엣지 기록 방법은 기록 데이타에 기초하여 후술한 바와 같이 생성되는 프리코드 출력에서의 '1'을 각 피트의 엣지에 의해 표현되는 극성의 반전에 대응시키는 것이므로, '1'과 '1' 사이의 '0'의 수를 많게 할수록, 각 피트 하나당 기록되는 비트수를 크게 할 수 있다. 따라서, 기록 밀도를 크게 할 수 있다.
한편, 재생계의 동작 타이밍을 맞추기 위해 필요한 리드 클럭 DCK는 상술된 바와 같이 재생 신호에 기초하여 PLL 부(14)에 의해 생성된다. 이 때문에, 기록 데이타에서 '1'과 '1' 사이의 '0'의 수를 많게 하면, 재생 동작할 때에 PLL 부의 동작이 불안정해지므로, 재생 동작 전체가 불안정하게 된다.
이들 2가지의 조건을 고려하면, '1'과 '1' 사이의 '0'의 수는, 너무 많거나, 너무 적거나 하지 않는, 적절한 범위 내에서 설정될 필요가 있다. 이러한 기록 데이타 중의 '0'의 수의 설정에 대해 RLL 부호화 방법이 유효하다.
그런데, 도 4에 도시된 바와 같이 상술된 RLL(1, 7) 부호화 방법과 마크 엣지 기록 방법의 결합에서는 기록 데이타에 기초하여 생성되는 프리코드 출력 중의 '1'과 '1' 사이에 최저 하나의 '0'이 포함되므로, 최소 반전폭이 2로 된다. 이러한 최소 반전폭이 2로 되는 부호화 방법이 이용되는 경우에, 부호간 간섭 및 노이즈 등의 영향을 받고 있는 재생 신호로부터 기록 데이타를 복호하는 방법으로서, 후술하는 바와 같이 4치 4상태 비터비 복호 방법을 적용할 수 있다.
상술된 바와 같이, 재생 신호에는 필터부(11)에 의해 파형 등화 처리가 이루어진다. 비터비 복호 방법의 전단으로서 이루어지는 이러한 파형 등화 처리에는 부호간 간섭을 적극적으로 이용하는 파셜 응답 방법을 이용할 수 있다. 이 때 이용되는 파형 등화 특성은, 일반적으로(1+D)n으로 나타내는 파셜 응답 특성 중에서 기록/재생계의 선기록 밀도 및 MTF(Modulation Transfer Function)을 고려하여 결정된다. 상술된 RLL(1, 7) 부호화 방법과 마크 엣지 기록 방법의 결합에 의해 기록된 데이타에 대해 PR(1, 2, 1)을 이용하는 파형 등화 처리는 4치 4상태 비터비 복호 방법의 전단이 된다.
한편, 마크 엣지 기록 방법에서는, 광자기 디스크 매체등에 대한 실제의 기록에 앞서서, 상술된 RLL 부호화등에 의해 부호화된 기록 데이타에 기초한 프리코드가 행해진다. 각 시점 k에서의 기록 데이타열을 a〔k〕, 이것에 기초한 프리코드 출력을 b〔k〕로 하면, 프리코드는 아래와 같이 행해진다.
이러한 프리코드 출력 b〔k〕가 실제로 광자기 디스크 매체 등에 기록된다. 한편, 필터부(11) 내의 파형 등화기에 의해 이루어지는, 파형 등화 특성 PR(1, 2, 1)에서의 파형 등화 처리에 대해 설명한다. 단, 이하의 설명에서는 신호의 진폭을 규격화하지 않고, 파형 등화 특성을 PR(B, 2A, B)로 한다. 또한, 노이즈를 고려하지않은 경우의 재생 신호의 값을 c〔k]라고 표기한다. 또한, 노이즈를 포함하는 실제의 재생 신호(즉, 기록 매체로부터 재생된 재생 신호)를 z〔k〕라고 표기한다.
PR(B, 2A, B)은 어떤 시점 k에서의 재생 신호의 값에 대해 시점 k에서의 진폭의 기여가 진폭치의 2A배가 되고, 또한 전후의 시점 k-1 및 k+1에서의 진폭의 기여가 각각의 시점에서의 신호 진폭의 B 배로 되는 것이다. 따라서, 재생 신호의 값의 최대
또한, 재생 신호 값의 최소값은 0이 된다. 단, 값은, 시점 k-1, k, k+1에서 어느 경우나 펄스가 검출되는 경우이다. 이러한 경우에는 재생 신호 값의 최대값은 아래와 같이 된다.
B+2A+B=2A+2B실제의 취급에서는 c〔k〕로서 DC 성분의 A+B를 뺀 아래와 같은 것이 이용된다.
-A-B
따라서, 노이즈를 고려하지 않은 경우의 재생 신호c〔k〕는, A+B, A, -A, -A-B 중 어느 경우의 값을 취하게 된다. 일반적으로, 재생 신호의 성질을 나타낸 방법 중 하나로서, 예를 들면 5개의 시점을 단위로 하여 재생 신호를 다수 중첩시킨 것을 아이 패턴(eye pattern)이라고 칭한다. 본 발명을 적용할 수 있는 광자기 디스크 장치에서 PR(B, 2A, B) 하에서 파형 등화 처리된 실제의 재생 신호 z〔k〕에 대한 아이 패턴의 일례를 도 5에 도시한다. 도 5로부터 각 시점에서의 재생 신호 z〔k〕의 값은 노이즈에 따른 편차를 갖지만, 거의 A+B, A, -A, -A-B 중 어느 하나가 되는 것을 확인할 수 있다. 후술한 바와 같이 A+B, A, -A, -A-B의 값은, 식별점으로서 이용된다.
상술된 바와 같은 파형 등화 처리가 이루어진 재생 신호를 복호하는, 비터비 복호 방법의 개략은 다음과 같다. 단계 ① 부호화 방법 및 기록 매체에 대한 기록 방법에 기초하여 생길 수 있는 모든 상태를 특정한다. 단계 ② 어느 시점에서의 각 상태를 기점으로 하여, 다음 시점에서 생길 수 있는 모든 상태 천이와, 각 상태 천이가 생길 때의 기록 데이타 a〔k〕 및 재생 신호의 값 c〔k]를 특정한다. 단계 ① 및 ②의 결과로서 특정된 모든 상태 및 상태 천이와, 각 상태 천이가 생길 때의 〔기록 데이타의 값a〔k〕/재생 신호의 값c〔k〕〕을 도면의 형식으로 표현한 것을 상태 천이도라고 칭한다. 후술한 바와 같이, 4치 4형태 비터비 복호 방법에서의 상태 천이도는 도 7에 도시된 바와 같다. 그리고, 이 상태 천이도에 기초한 복호 동작을 행하도록 비터비 복호기(13)가 구성된다.
또한, 단계 ③ 상술된 바와 같이 상태 천이도를 전제로 하여 기록 매체로부터 각 시점 k에서 재생되는 재생 신호 z〔k〕에 기초한 가장 적합한 상태 천이가 선택된다. 단, 상술된 바와 같이 z〔k〕는 비터비 복호기(13)로 공급되는 전단에서 파형 등화된 것이다. 이러한 가장 적합한 상태 천이의 선택이 이루어질 때마다, 선택된 상태 천이에 대응하여 상태 천이도에 기재된 기록 데이타 a〔k〕의 값을 복호치로 함에 따라, 기록 데이타에 대한 가장 적합한 복호값 계열로서의 복호 데이타 a'〔k]를 얻을 수 있다. 단, 각 시점 k에서의 복호 데이타 값으로부터 가장 적합한 복호값 계열로 하기 위한 구성은, 후술한 비터비 복호기(13) 중의 PMU23이다. 따라서, 상술된 바와 같이 복호 데이타열 a'〔k〕는, 복호 에러가 없는 경우에는 기록 데이타열 a〔k〕와 일치한다. 상술된 단계①∼단계③에 대해 아래에 상세히 설명하기로 한다.
상술된 단계①에 대해 설명한다. 우선, 여기서 이용되는 상태로서 어떤 시점k에서의 상태를, 시점k 및 그 이전의 프리코드 출력을 이용하여 다음과 같이 정의한다. 즉, n=b〔k〕, m=b〔k-1〕, 1=b〔k-2〕일 때의 상태를 S㎚1로 정의한다. 이러한 정의에 따라 23=8개의 상태가 있다고 생각되어지지만, 상술된 바와 같이 실제로 생길 수 있는 상태는 부호화 방법등에 기초하여 제한된다. RLL (1, 7) 부호로서 부호화된 기록 데이타열 a〔k〕에서는, '1'과 '1' 사이에 최저 하나의 '0'이 포함되므로, 2개 이상의 '1'이 연속하는 일이 없다. 기록 데이타열 a〔k〕에 부과되는 이러한 조건에 기초하여 프리코드 출력 b〔k〕에 대해 일정한 조건이 부과되고, 그 결과로 생길 수 있는 상태에 제한이 가해진다.
이러한 제한에 대해 구체적으로 설명하기로 한다. 상술된 바와 같이 RLL(1, 7) 부호화에 따라 생성되는 기록 데이타열 중, 2개 이상의 '1'이 연속하는 것, 즉 이하의 것은 있을 수 없다.
기록 데이타열에 부과되는 이러한 조건에 기초하여, 상술된 수학식 1에 따라 b〔k〕에 대해 부과되는 조건에 대해 검토하면, S010 및 S101의 2개의 상태는 생길 수 없다는 것을 알 수 있다. 따라서, 생길 수 없는 상태는 23-2=6개이다.
다음에, 단계 ②에 대해 설명하기로 한다. 어느 시점 j에서의 상태를 기점으로 하여, 다음 시점 j+1에서 생길 수 있는 상태를 구하기 위해서는, 시점 j+1에서의 기록 데이타의 값 a〔j+1〕가 1이 되는 경우, 및 0이 되는 경우로 나눠 조사할 필요가 있다.
여기서는, 상태 S000을 예로 설명한다. 상술된 수학식 1에 따라 S000 즉 n=b〔j〕=0, 1=b〔j-1〕=0, m=b〔j-2〕=0과 프리코드되는 기록 데이타로서는 아래의 2개를 생각할 수 있다.
〔a〔j+1〕=1일 때〕
이 때, 수학식 1에 따라 b〔j+1〕는 이하와 같이 계산된다.
=mod2{ 1 + 0 }
=1
따라서, 재생 신호 c〔j〕의 값은 상술된 수학식 2에 따라 다음과 같이 계산된다.
-A-B
={B×1+2A×0+B×0}-A-B
=-A
또한, 다음 시점 j+1에서의 상태 Sn1m에 대해서는, n=b〔j+1〕, 1=b〔j〕, m=b〔j-1〕이다. 그리고, 상술된 바와 같이 b〔j+1〕=1, b〔j〕=0, b〔j-1〕=0이 되므로 다음 시점 j+1에서의 상태는 S100이다. 따라서, a〔j+1〕=1인 경우에는 S000→S100이라는 천이가 생기는 것을 특정할 수 있다.
〔a〔j+1〕=0일 때〕
이 때, 수학식 1에 따라 b〔j+1〕는 아래와 같이 계산된다.
=mod2( 0 + 0 )
=0
따라서, 재생 신호 c〔j+1〕의 값은 상술한 (2)식에 따라 다음과 같이 계산된다.
-A-B
={B×0+2A×0+B×0}-A-B
=-A-B
또한, 다음 시점 j+1에서의 상태 Sn1m에 대해서는, n=b〔j+1〕, 1=b〔j〕, m=b〔j-1〕이다. 그리고, 상술된 바와 같이 b〔j+1〕=0, b〔j〕=0, b〔j-1〕=0이 되므로 다음 시점에서의 상태는 S000이다. 따라서, a〔j+1〕=0인 경우에는 S000→S000이라는 천이가 생기는 것을 특정할 수 있다.
이와 같이 함으로써, 시점 j에서의 S000 이외의 각 상태에 대해서도 이들을 기점으로 하여 다음 시점 j+1에서 생길 수 있는 상태 천이와, 그와 같은 각 상태 천이가 생길 때의 기록 데이타 값 a〔j+1〕 및 재생 신호 값 c〔j+1〕와의 대응을 구할 수 있다.
상술된 바와 같이 함으로써, 각 상태에 대해 그들을 기점으로 하여 생길 수 있는 상태 천이와, 각 상태 천이가 생길 때의 기록 데이타의 값 및 재생 신호의 값과의 대응을 구하고, 도면의 형식으로 나타낸 것이 도 6이다. 상술된 시점 j 및 j+1은, 특별한 시점은 아니다. 따라서, 상술된 바와 같이 함으로써 구해지는, 생길 수 있는 상태 천이와 이들에 따르는 기록 데이타의 값 및 재생 신호의 값과의 대응은 임의의 시점에서 적용할 수 있다. 이 때문에, 도 6에서는 임의의 시점 k에서 생기는 상태 천이에 따르는 기록 데이타의 값을 a〔k〕라고 표기하고, 재생 신호의 값을 c〔k〕라고 표기한다.
도 6에서, 상태 천이는 화살표에 의해 나타낸다. 또한, 각 화살표에 붙인 부호가 〔기록 데이타 값a〔k〕/재생 신호 값c〔k〕〕를 나타내고 있다. 상태 S000, S001, S111 및 S110을 기점으로 하는 상태 천이는 2가지 있는데 대해 상태 S011 및 S100을 기점으로 생길 수 있는 천이는 1가지뿐이다.
또한, 도 6에서 S000과 S001은 어느 경우나 a〔k〕=1에 대해서는 c〔k〕=-A라는 값을 취하고, S100으로 천이하고 있다. 한편, a〔k〕=0에 대해서는 c〔k〕=-A-B라는 값을 취하고, S000으로 천이하고 있다. 또한, S111과 S110도 마찬가지로 동일한 a〔k+1〕의 값에 대해 동일한 c〔k+1〕의 값을 취하고, 또한 동일한 상태로 천이하고 있다. 따라서, S000과 S001을 통합하여 S0이라고 표현하고, S111과 S110을 통합하여 S2라고 표현할 수 있다. 또한, S011을 S3으로 하고, S100을 S1이라고 표현함으로써 정리한 것이 도 7이다.
상술된 바와 같이, 도 7은 4치 4상태 비터비 복호 방법에 이용되는 상태 천이도이다. 도 7중에는 S0∼S3의 4개의 상태, 및 재생 신호 c〔k+1〕의 값으로서의 -A-B, -A, A, A+B의 4개의 값이 도시되어 있다. 상태S0 및 S2를 기점으로 하는 상태 천이는, 2가지 있는데 대해 상태S1 및 S3을 기점으로 하는 상태 천이는 1가지뿐이다.
한편, 상태 천이를 시간에 따라 표현하는 형식으로서, 도 8에 도시된 바와 같은 트렐리스 선도가 이용된다. 도 8에서는 2개의 시점 사이의 천이를 나타내고 있지만, 또 다수의 시점 사이의 천이를 나타낼 수 있다. 시간 경과에 따라, 순차 우측의 시점으로 천이해 가는 모습이 표현되어진다. 따라서, 수평 화살표는 예로 들면 S0→S0 등의 동일한 상태로의 천이를 나타내고, 비스듬한 화살표는 예를 들면 S1→S2 등의 다른 상태로의 천이를 나타내는 것으로 한다.
상술된 비터비 복호 방법의 단계③, 즉 도 7에 도시된 상태 천이도를 전제로 하여 노이즈를 포함하는 실제의 재생 신호 z〔k〕로부터 가장 적합한 상태 천이를 선택하는 방법에 대해 아래에 설명하기로 한다.
가장 적합한 상태 천이를 선택하기 위해서는 우선 어떤 시점 k에서의 상태에 대해 그 상태에 이르는 과정에서 경유해 온 복수 시점 간의 상태 천이의 최적의 합을 계산하고, 또한 계산된 최적의 합을 비교하여 가장 적합한 복호 계열을 선택하는 것이 필요하다. 이러한 최적의 합을 패스 메트릭이라고 칭한다.
패스 메트릭을 계산하기 위해서는 우선 인접하는 시점 간의 상태 천이의 최적을 계산하는 것이 필요해진다. 이러한 최적의 계산은, 상술된 상태 천이도를 참조하여 재생 신호 z〔k〕의 값에 기초하여 아래와 같이 이루어진다. 우선, 일반적인 설명으로서, 시점 k-1에서 상태 Sa인 경우에 대해 생각한다. 이 때, 비터비 복호기(31)에 재생 신호 z〔k〕가 입력된 경우에 상태 Sb로의 상태 천이가 생기는 최적이 다음식에 따라 계산된다. 단, 상태 Sa 및 상태 Sb는 도 7의 상태 천이도에 기재되어 있는 4개의 상태 중 어느 하나로 한다.
위의 수학식에서, c(Sa, Sb)는 상태 Sa로부터 상태 Sb로의 상태 천이에 대해 도 7의 상태 천이도에 기재되어 있는 재생 신호의 값이다. 즉, 상술된 도 7에서 예를 들면 상태 천이 S0→S1에 대해 -A로 산출되는 값이다. 따라서, 수학식 12는 노이즈를 포함하는 실제의 재생 신호 z〔k〕의 값과, 노이즈를 고려하지 않고 계산된 재생 신호 c(Sa, Sb)의 값 간의 유클리드 거리가 된다. 어떤 시점에서의 패스 메트릭은 그 시점에 이를 때까지의 이러한 인접 시점 간의 상태 천이의 최적의 총합으로서 정의된다.
그런데, 시점 k에서 상태 Sa인 경우를 생각해 보자. 이 경우에, 시점 k-1에서 상태 Sa로 천이할 수 있는 상태를 Sp라고 하면, 패스 메트릭 L(Sa, k)은 시점 k-1에서의 패스 메트릭을 이용하여 다음식과 같이 계산되어진다.
=L (Sp, k-1) + (z〔k〕-c (Sp, Sa))2
즉, 시점 k-1에서 상태 Sp에 이른 경우의 패스 메트릭 L(Sp, k-1)과, 시점 k-1과 시점 k 사이에서 생기는 SP→Sa가 되는 상태 천이의 최적(z〔k〕-c (Sp, Sa))2를 가산함으로써 패스 메트릭 L(Sa, k)이 계산된다. 이 (z〔k〕-c (Sp, Sa))2와 같은, 최신 상태 천이의 최적은 브랜치 메트릭이라고 칭한다. 단, 여기서의 브랜치 메트릭은 후술하는 비터비 복호기(13) 중의 브랜치 메트릭 계산 회로(BMC)(20)에 의해 계산되는 브랜치 메트릭, 즉 규격화 메트릭에 대응하는 브랜치 메트릭과는 다른의 것에 주의가 필요하다.
또한, 시점 k에서 상태 Sa인 경우에 시점 k-1에서 상태 Sa로 천이할 수 있는 상태가 여러개 존재하는 경우가 있다. 도 7에서는 상태 S0 및 S2가 이러한 경우 이다. 즉 시점 k에서 상태 S0인 경우에, 시점 k-1에서 상태 S0으로 천이할 수 있는 상태는 S0과 S3, 2개이다. 또한, 시점 k에서 상태 S2인 경우에 시점 k-1에서 상태 S2로 천이할 수 있는 상태는 S1과 S2, 2개이다. 일반적인 설명으로서, 시점 k에서 상태 Sa이고, 또한 시점 k-1에서 상태 Sa로 천이할 수 있는 상태가 Sp 및 Sq의 2개인 경우에 패스 메트릭 L(Sa, k)은 다음식과 같이 계산되어진다.
=min{L(Sp, k-1)+(z〔k〕-c(Sp, Sa))2,
L (Sq, k-1)+(z〔k〕-c(Sq, Sa))2}
즉, 시점 k-1에서 상태 Sp이고, Sp→Sa가 되는 상태 천이에 의해 상태 Sa에 이른 경우와, 시점 k-1에서 상태 Sq이고, Sq→Sa가 되는 상태 천이에 의해 상태 Sa에 이른 경우 각각에 대해 최적의 합을 계산한다. 그리고, 각각의 계산치를 비교하여 보다 작은 값을 시점 k에서의 상태 Sa에 대한 패스 메트릭 L(Sa, k)로 한다.
이러한 패스 메트릭의 계산을 도 7을 이용하여 상술한 4치 4상태에 대해 구체적으로 적용하면, 시점 k에서의 각 상태 S0, S1, S2 및 S3에 대한 패스 메트릭 L(0, k), L(1, k), L(2, k) 및 L(3, k)은 시점 k-1에서의 각 상태 S0∼S3에 대한 패스 메트릭 L(0, k-1)∼L(3, k-1)을 이용하여 이하와 같이 계산할 수 있다.
상술된 바와 같이, 이와 같이 하여 계산되는 패스 메트릭의 값을 비교하여 가장 적합한 상태 천이가 선택되면 좋다. 그런데, 가장 적합한 상태 천이를 선택하기 위해서는 패스 메트릭의 값 그 자체를 계산하지 않아도, 패스 메트릭의 값의 비교를 할 수 있으면 된다. 그래서, 실제의 4치 4상태 비터비 복호 방법에서는 패스 메트릭을 대신해서 아래에 정의하는 규격화 패스 메트릭을 이용함에 따라 각 시점 k에서의 z〔k〕에 기초한 계산이 용이하게 된다.
=〔L(i, k)-z〔k〕2-(A+B)2〕/2/(A+B)
수학식 19를 S0∼S3의 각 상태에 적용하면, 구체적인 규격화 패스 메트릭은 이하와 같이 2승 계산을 포함하지 않게 된다. 이를 위해, 후술한 가산, 비교, 선택 회로(ACS)(21)에서의 계산이 용이한 것으로 될 수 있다.
단, 수학식 20∼23 중의 α 및 β는 아래와 같다.
이러한 규격화 패스 메트릭에 기초한 4치 4상태 비터비 복호 방법에서의 상태 천이의 조건에 대해 도 9에 나타낸다. 상술된 4개의 규격화 패스 메트릭 내에, 2개로부터 하나를 선택하는 수학식이 2개 있으므로, 2×2=4가지의 조건이 있다.
〔4치 4상태 비터비 복호기의 개요〕
상술한 4치 4상태 비터비 복호 방법을 실현하는 비터비 복호기(13)에 대해 이하에 설명한다. 도 10에 비터비 복호기(13)의 전체 구성을 도시한다. 비터비 복호기(13)는 브랜치 메트릭 계산 회로(이하, BMC로 표기한다 ; 20), 가산, 비교 및 선택 회로(이하, ACS로 표기한다 ; 21), 압축 및 랫치 회로(22) 및 패스 메모리 유닛(이하, PMU로 표기한다 ; 23)으로 구성된다. 이들의 각 구성 요소에 대해 상술한 리드 클럭 DCK(이하의 설명에서는 단순히 클럭으로 표기한다)가 공급됨으로써 비터비 복호기(13) 전체의 동작 타이밍을 맞출 수 있다. 이하, 각 구성 요소에 대해 설명하기로 한다.
BMC(20)는 입력된 재생 신호 z〔k〕에 기초해서 규격화 패스 메트릭에 대응하는 브랜치 메트릭의 값 BM0, BM1, BM2 및 BM3를 계산한다. BM0 ∼ BM3는 상술한 수학식 20 ∼ 23의 규격화 패스 메트릭을 계산하기 위해 필요로 되는 것은 다음과 같다.
이 계산에 필요한 α 및 β는 전술한 수학식 24 및 25에 따라 BMC(20)에 의해서 계산되는 기준치이다. 이러한 계산은 예를 들면 재생 신호 z〔k〕에 기초하는 엔벨로프 검출 등의 방법으로 검출되며 BMC(20)에 공급되는 식별점 -A-B, -A, A 및 A+B의 값에 기초하여 이루어질 수 있다.
BM0 ∼ BM3의 값은 ACS(21)에 공급된다. 한편, ACS(21)은 후술한 바와 같은 압축 및 랫치 회로(22)로부터 1 클럭 전의 규격화 패스 메트릭의 값(단, 후술한 바와 마찬가지로 압축이 이루어진 것) M0, M1, M2 및 M3가 공급된다. 그리고, M0 ∼ M3와 BM0 ∼ BM3를 가산하여 후술한 바와 같이 해서 최신의 규격화 패스 메트릭의 값 L0, L1, L2 및 L3를 계산한다. M0 ∼ M3가 압축이 이루어진 것이기 때문에 L0 ∼ L3를 계산할 때의 오버플로우를 피할 수 있다.
또한, ACS(21)는 최신의 규격화 패스 메트릭의 값 L0 ∼ L3에 기초해서 후술한 바와 같이 가장 적합한 상태 천이를 선택하고 또한 선택 결과에 대응하여 패스 메모리(23)에 공급되는 선택 신호 SEL0 및 SEL2를 'High' 또는 'Low'로 한다.
또한, ACS(21)는 L0 ∼ L3를 압축 및 랫치 회로(22)에 공급한다. 압축 및 랫치 회로(22)는 공급된 L0 ∼ L3를 압축한 후에 랫치한다. 그 후, 1 클럭 전의 규격화 패스 메트릭 M0 ∼ M3로서 ACS(21)에 공급한다.
이 때의 압축의 방법으로서는 예를 들면 이하에 도시한 바와 같이 최신의 규격화 패스 메트릭 L0 ∼ L3로부터 그 가운데 1개 예를 들면 L0를 일률적으로 빼는 등의 방법이 이용된다.
이 결과로서, M0가 항상 0의 값을 취하게 되지만 이하의 설명에서는 일반성을 손상하지 않기 때문에 그대로 M0로 표기한다. 수학식 30 ∼ 33에 의해 계산되는 M0 ∼ M3의 값의 차는 L0 ∼ L3의 값의 차와 같아진다. 상술한 바와 같이, 가장 적합한 상태 천이의 선택에서는 규격화 패스 메트릭 간의 값의 차만이 문제가 된다. 따라서, 이러한 압축 방법은 가장 적합한 상태 천이의 선택 결과에 영향을 주지 않고 규격화 패스 메트릭의 값을 압축하고 오버 플로우를 방지하는 방법으로서 유효하다. 이와 같이, ACS(21)와 압축 및 랫치 회로(22)는 규격화 패스 메트릭의 계산에 관한 루프를 구성한다.
상술한 ACS(21)에 대해 도 11을 참조하여 보다 상세하게 설명하기로 한다. ACS(21)는 6개의 가산기(51, 52, 53, 54, 56, 58) 및 2개의 비교기(55, 57)로 구성된다. 한편, 상술한 바와 같이 ACS(21)에는 1 클럭 전의 압축된 규격화 패스 메트릭의 값 M0 ∼ M3 및 규격화 패스 메트릭에 대응하는 브랜치 메트릭의 값 BM0 ∼ BM3가 공급된다.
가산기(51)에는 M0 및 BM0가 공급된다. 가산기(51)는 이들을 가산하여 이하와 같은 L00를 산출한다.
상술한 바와 같이, M0는 시점 k-1에서 상태 S0에 이른 경우에, 경유해 온 상태 천이의 총화에 대응하는 압축된 규격화 패스 메트릭이다. 또한, BM0는 시점 k에서 입력되는 재생 신호 z〔k〕에 기초하여 상술한 수학식 26에 따라 계산되는 것 즉, z〔k〕의 값 그 자체이다. 따라서, 수학식 34의 값은 상술한 바와 같은 압축의 작용 하에 상술한 수학식 20 중 m (0, k-1)+z〔k〕의 값을 계산한 것이 된다. 즉, 시점 k-1에서 상태 S0이며 시점 k에서의 상태 천이 S0→S0에 의해서 최종적으로 상태 천이 S0에 이른 경우에 대응하는 계산 값이다.
한편, 가산기(52)에는 M3 및 BM1이 공급된다. 가산기(51)는 이들을 가산하여 이하와 같은 L30을 산출한다.
상술한 바와 같이 M3는 시점 k-1에 있어서 상태 S3에 이른 경우에 경유해 온 상태 천이의 총화에 대응하는 압축된 규격화 패스 메트릭이다. 또한, BM1은 시점 k에서 입력되는 재생 신호 z〔k〕에 기초하여 상술한 수학식 27에 따라 계산되는 것 즉, α×z〔k〕-β이다. 따라서, 수학식 35의 값은 상술한 바와 같은 압축의 작용 하에 상술한 수학식 20 중 m (3, k-1)+α×z〔k〕-β의 값을 계산한 것이 된다. 즉, 시점 k-1에서 상태 S3이고 시점 k에서의 상태 천이 S3→S0에 의해서 최종적으로 상태 천이 S0에 이른 경우에 대응하는 계산 값이다.
상술한 L00 및 L30은 비교기(55)에 공급된다. 비교기(55)는 L00 및 L30의 값을 비교하고 작은 쪽을 최신의 규격화 패스 메트릭 L0로 함과 함께, 선택 결과에 따라 상술한 바와 같이 선택 신호 SEL0의 극성을 전환한다. 이러한 구성은 수학식 20에서 최소치가 선택되는 것에 대응하는 것이다. 즉, L00 < L30인 경우(이 때는 S0→S0가 선택된다)에 L00를 L0로서 출력하고 또한 SEL0를 예를 들면, 'Low'로 한다. 또한, L30 < L00인 경우(이 때는 S3→S0가 선택된다)에는 L30을 L0로서 출력하고 또한 SEL0를 예를 들면 'High'로 한다. SEL0는 후술한 바와 같이 상태 S0에 대응하는 A형 패스 메모리(24)에 공급된다.
이와 같이, 가산기(51, 52) 및 비교기(55)는 상술한 수학식 20에 대응하여 S0→S0와 S3→S0 중에서 시점 k에서의 상태 천이로서 가장 적합한 것을 선택하는 동작을 행한다. 그리고, 선택 결과에 따라 최신의 규격화 패스 메트릭 L0 및 선택 신호 SEL0를 출력한다.
또한, 가산기(56)에는 M0 및 BM1이 공급된다. 가산기(51)는 이들을 가산하여 이하와 같은 L1을 산출한다.
상술한 바와 같이, M0는 시점 k-1에서 상태 S0에 이른 경우에 경유해 온 상태 천이의 총화에 대응하는 압축된 규격화 패스 메트릭이다. 또한, BM1은 시점 k에서 입력되는 재생 신호 z〔k〕에 기초해서 상술한 수학식 27에 따라 계산되는 것 즉, α×z〔k〕-β이다. 따라서, 수학식 36의 값은 상술한 바와 같은 압축의 작용 하에 상술한 수학식 21의 우변 m (0, k-1) +α×z〔k〕-β의 값을 계산한 것으로 된다. 즉, 시점 k-1에서 상태 S0이고 시점 k에서의 상태 천이 S0→S1에 의해서 최종적으로 상태 천이 S1에 이른 경우에 대응하는 계산 값이다. 수학식 21이 값의 선택을 행하지 않은 것에 대응해서 가산기(56)의 출력이 그대로 최신의 규격화 패스 메트릭 L1으로 된다.
가산기(53)에는 M2 및 BM2가 공급된다. 가산기(53)는 이들을 가산하여 이하와 같은 L22를 산출한다.
상술한 바와 같이, M2는 시점 k-1에서 상태 S2에 이른 경우에, 경유해 온 상태 천이의 총합에 대응하는 압축된 규격화 패스 메트릭이다. 또한, BM0는 시점 k에서 입력되는 재생 신호 z〔k〕에 기초해서 상술한 수학식 28에 따라 계산되는 것 즉, -z〔k〕이다. 따라서, 수학식 37의 값은 상술한 바와 같은 압축의 작용 하에 상술한 수학식 22 중 m (2, k-1)-z〔k〕의 값을 계산한 것이 된다. 즉, 시점 k-1에서 상태 S2이며 시점 k에서의 상태 천이 S2→S2에 의해서 최종적으로 상태 천이 S2에 이른 경우에 대응하는 계산 값이다.
한편, 가산기(54)에는 M1 및 BM3가 공급된다. 가산기(53)는 이들을 가산하여 이하와 같은 L12를 산출한다.
상술한 바와 같이, M1은 시점 k-1에서 상태 S1에 이른 경우에, 경유해 온 상태 천이의 총화에 대응하는 압축된 규격화 패스 메트릭이다. 또한, BM3는 시점 k에서 입력되는 재생 신호 z〔k〕에 기초해서 상술한 수학식 29에 따라 계산되는 것 즉, -α×z〔k〕-β이다. 따라서, 수학식 38의 값은 상술한 바와 같은 압축의 작용 하에 상술한 수학식 22 중 m (1, k-1)-α×z〔k〕-β의 값을 계산한 것이 된다. 즉, 시점 k-1에서 상태 S1이며 시점 k에서의 상태 천이 S1→S2에 의해서 최종적으로 상태 천이 S2에 이른 경우에 대응하는 계산 값이다.
상술한 L22 및 L12는 비교기(57)에 공급된다. 비교기(57)는 L22 및 L12의 값을 비교하고 작은 쪽을 최신의 규격화 패스 메트릭 L2로 함과 함께, 선택 결과에 따라 상술한 바와 같이 선택 신호 SEL2의 극성을 전환한다. 이러한 구성은 수학식 22에서 최소치가 선택되는 것에 대응하는 것이다. 즉, L22 < L12인 경우(이 때는 S2→S2가 선택된다)에 L22를 L2로서 출력하고 또한 SEL2를 예를 들면, 'Low'로 한다. 또한, L12 < L22인 경우(이 때는, Sl → S2가 선택된다)에는 L12를 L2로서 출력하고 또한 SEL2를 예를 들면 'High'로 한다. SEL2는 후술하는 바와 같이 상태 S2에 대응하는 A형 패스 메모리(26)에 공급된다.
이와 같이, 가산기(53, 54) 및 비교기(57)는 전술한 수학식 22에 대응해서 S1→S2와 S2→S2 중에서 시점 k에서의 상태 천이로서 가장 적합한 것을 선택한다. 그리고, 선택 결과에 따라 최신의 규격화 패스 메트릭 L2 및 선택 신호 SEL2를 출력한다.
또한, 가산기(58)에는 M2 및 BM3가 공급된다. 가산기(58)는 이들을 가산하여 이하와 같은 L3를 산출한다.
상술한 바와 같이, M2는 시점 k-1에서 상태 S2에 이른 경우에, 경유해 온 상태 천이의 총합에 대응하는 압축된 규격화 패스 메트릭이다. 또한, BM3는 시점 k에서 입력되는 재생 신호 z〔k〕에 기초해서 상술한 수학식 29에 따라 계산되는 것 즉, -α×z〔k〕-β이다. 따라서, 수학식 39의 값은 상술한 바와 같은 압축의 작용 하에 상술한 수학식 23의 우변 m (2, k-1) +α×z〔k〕-β의 값을 계산한 것이 된다. 즉, 시점 k-1에서 상태 S0이며 시점 k에서의 상태 천이 S2→S3에 의해 최종적으로 상태 천이 S3에 이른 경우에 대응하는 계산 값이다. 수학식 23이 값의 선택을 행하지 않는 것에 대응해서 가산기(58)의 출력이 그대로 최신의 규격화 패스 메트릭 L3가 된다.
상술한 바와 같이 해서, ACS(21)가 출력하는 SEL0 및 SEL2에 따라, 패스 메모리 유닛(이하, PMU로 표기한다; 23)이 동작함으로써 기록 데이타 a〔k〕에 대한 가장 적합한 복호 계열로서의 복호 데이타 a'〔k〕가 생성된다. PMU(23)는 도 7에 도시한 4개의 상태 간의 상태 천이에 대응하기 위해, 2개의 A형 패스 메모리 및 2개의 B형 패스 메모리로 구성된다.
A형 패스 메모리는 그 상태에 이르는 천이로서 2개의 천이(즉, 자기 자신으로부터의 천이와 다른 1개의 상태로부터의 천이)를 갖으며 또한 그 상태를 기점으로 하는 2개의 천이(즉, 자기 자신에게 이르는 천이와 다른 1개의 상태에 이르는 천이)를 갖는 상태에 대응하기 위한 구성으로 된다. 따라서, A형 패스 메모리는 도 7에 도시한 4개의 상태 중 S0 및 S2에 대응하는 것이다.
한편, B형 패스 메모리는 그 상태에 이르는 천이가 1개만이고 또한 그 상태를 기점으로 하는 천이가 1개만인 상태에 대응하기 위한 구성으로 된다. 따라서, B형 패스 메모리는 도 7에 도시한 4개의 상태 중 S1 및 S3에 대응하는 것이다.
이들 2개의 A형 패스 메모리 및 2개의 B형 패스 메모리가 도 7에 도시한 상태 천이도에 따른 동작을 행하기 위해서 PMU(23)에서 도 10에 도시한 바와 같은 복호 데이타의 교환이 이루어지도록 구성된다. 즉, A형 패스 메모리(24)가 S0에 대응하고 A형 패스 메모리(26)가 S2에 대응한다. 또한, B형 패스 메모리(25)가 S1에 대응하고 또한 B형 패스 메모리(27)가 S3에 대응한다. 이와 같이 구성하면 S0를 기점으로 해서 생길 수 있는 상태 천이가 S0→S0 및 S0→S1이며 S2를 기점으로 해서 생길 수 있는 상태 천이가 S2→S2 및 S2→S3인 것과 합치한다. 또한, S1을 기점으로 해서 생길 수 있는 상태 천이가 S1→S2만이고 S3를 기점으로 해서 생길 수 있는 상태 천이가 S3→S0만인 것에도 합치한다.
A형 패스 메모리(24)에 대해 그 상세한 구성을 도 12에 도시한다. A형 패스 메모리(24)는 패스 메모리 길이에 대응하는 개수의 플립플롭과 선택기를 교대로 접속한 것이다. 도 12에는 14 비트의 디코드 데이타 길이에 대응하는 구성을 도시하였다. 즉, 14개의 선택기(311 ∼ 3114) 및 15개의 플립플롭(300 ∼ 3014)을 갖는 것이다. 선택기(311 ∼ 3114)는 모두 2개의 데이타를 수취하고 그 중 1개를 선택적으로 후단에 공급하는 것이다. 또한, 플립플롭(300 ∼ 3014)에 클럭이 공급됨으로써 A형 패스 메모리(24) 전체의 동작 타이밍을 맞출 수 있다.
도 7을 이용하여 상술한 바와 같이 상태 S0에 이르는 천이는 S0→S0 즉 자기 자신으로부터 계승하는 천이 및 S3→S0이다. 이러한 상황에 대응하는 구성으로서 각 선택기는 전단의 플립플롭으로부터 공급되는 데이타 즉 S0→S0에 대응하는 복호 데이타와 상태 S3에 대응하는 B형 패스 메모리(27)로부터 공급되는 데이타 즉 S3→S0에 대응하는 복호 데이타 PM3를 수취한다. 또한, 각 선택기는 ACS(21)로부터 SEL0가 공급된다. 그리고, SEL0의 극성에 따라 공급되는 2개의 복호 데이타 중 한쪽을 후단의 플립플롭에 공급한다. 또한, 이와 같이 해서 후단의 플립플롭에 공급되는 복호 데이타는 상태 S1에 대응하는 B형 패스 메모리(25)에도 PM0로서 공급된다.
즉, 예를 들면 선택기(3114)는 전단의 플립플롭(3013)으로부터 공급되는 데이타와 B형 패스 메모리(27)로부터 공급되는 14 비트로 이루어지는 PM3의 14번째의 비트 위치의 데이타를 수취한다. 그리고, 이들 2개의 데이타 중에서 이하와 같이 해서 선택한 데이타를 후단의 플립플롭(3014)에 공급한다. 상술한 바와 같이 SEL0는 선택 결과에 따라 'Low' 또는 'High'가 된다. SEL0가 예를 들면 'Low'일 때는 전단의 플립플롭(3013)으로부터의 데이타가 선택되도록 이루어진다. 또한, SEL0가 예를 들면 'High'일 때는 PM3의 14번째의 비트 위치의 데이타가 선택되도록 이루어진다. 선택된 데이타는 후단의 플립플롭(3014)에 공급되며 또한 PM0의 14번째의 비트 위치의 데이타로서 상태 S1에 대응하는 B형 패스 메모리(25)에 공급된다.
A형 패스 메모리(24) 중의 다른 선택기(311 ∼ 3113)에서도 SEL0의 극성에 따라 동일한 동작이 행해진다. 따라서, A형 패스 메모리(24)전체로서는, SEL0이 예를 들면 'Low'일 때는 A형 패스 메모리(24) 중에서 각각의 플립플롭이 그 전단에 위치하는 플립플롭의 데이타를 계승하는 직렬 시프트를 행한다. 또한, SEL0가 예를 들면 'High'일 때는 B형 패스 메모리(27)로부터 공급되는 14 비트로 이루어진 복호 데이타 PM3를 계승하는 병렬 로드를 행한다. 어느 경우에도 계승되는 복호 데이타는 B형 패스 메모리(25)에 14비트의 복호 데이타 PM0로서 공급된다.
또한, 최초의 처리단이 되는 플립플롭(300)에는 클럭에 동기하여 항상 '0'이 입력된다. 이러한 동작은 S0에 이르는 상태 천이 S0→S0와 S2→S0 중 어느 경우서도 도 7에 도시한 바와 같이 복호 데이타가 '0'이므로 최신의 복호 데이타는 항상 '0'이 되는 것에 대응하고 있다.
상술한 바와 같이, S2에 대응하는 A형 패스 메모리(26)에 대해서도 구성 자체는 A형 패스 메모리(24)와 완전히 동일하다. 단지, ACS(21)로부터 입력되는 선택 신호는 SEL2이다. 또한, 도 6에 도시한 바와 같이 상태 S2에 이르는 천이로서는 S2→S2 즉 자기 자신으로부터 계승하는 천이와 S1→S2가 있다. 이 때문에, 상태 S1에 대응하는 B형 패스 메모리(25)로부터 PM1이 공급된다. 또한, 상태 S2를 기점으로 해서 생길 수 있는 상태가 S2 즉 자기 자신과 S3인 것에 대응하여 상태 S3에 대응하는 B형 패스 메모리(27)에 PM2가 공급된다.
또한, S2에 대응하는 A형 패스 메모리(26)에서도 최초의 처리단이 되는 플립플롭에는 클럭에 동기하여 항상 '0'이 입력된다. 이러한 동작은 S2에 이르는 상태 천이 S2→S2와 S1→S0 중 어느 경우에서도 도 7에 도시한 바와 같이 복호 데이타가 '0'이므로 최신의 복호 데이타는 항상 '0'이 되는 것에 대응하고 있다.
다른 한편, B형 패스 메모리(25)에 대해 그 상세한 구성을 도 13에 도시한다. B형 패스 메모리(25)는 패스 메모리 길이에 대응하는 개수의 플립플롭을 접속한 것이다. 도 13에는 14비트의 디코드 데이타 길이에 대응하는 구성을 도시하였다. 즉, 15개의 플립플롭(320 ∼ 3214)을 갖는 것이다. 플립플롭(320 ∼ 3214)에 클럭이 공급됨으로써 B형 패스 메모리(25) 전체의 동작 타이밍을 맞출 수 있다.
각 플립플롭(321 ∼ 3214)에는 상태 S0에 대응하는 A형 패스 메모리(24)로부터 14비트의 복호 데이타가 PM0로서 공급된다. 예를 들면, 플립플롭(321)에는 PM0의 1비트째가 공급된다. 각 플립플롭(321 ∼ 3214)은 공급된 값을 1 클럭 동안 보유한다. 그리고, 상태 S2에 대응하는 A형 패스 메모리(26)에 14비트의 복호 데이타 PM1으로서 출력된다. 예를 들면, 플립플롭(321)은 PM1의 2비트째를 출력한다.
B형 패스 메모리(25) 중의 다른 선택기(321 ∼ 3213)에서도 마찬가지의 동작이 행해진다. 따라서, B형 패스 메모리(25) 전체로서는 A형 패스 메모리(24)로부터 공급되는 14비트로 이루어진 복호 데이타 PM0를 수취하고 또한 A형 패스 메모리(26)에 14비트로 이루어진 복호 데이타 PM1을 공급한다.
또한, 플립플롭(320)에는 클럭에 동기하여 항상 '1'이 입력된다. 이러한 동작은 도 7에 도시한 바와 같이 최신의 상태 천이가 S0→S1인 경우에 복호 데이타가 1'인 것에 대응하고 있다.
또한, 상술된 바와 같이 상태 S3에 대응하는 B형 패스 메모리(27)에 대해서도 B형 패스 메모리(25)와 완전히 동일한 구성이 된다. 단지, 도 7에 도시한 바와 같이 상태 S3에 이르는 천이는 S2→S3이므로 상태 S2에 대응하는 A형 패스 메모리(26)로부터 PM2가 공급된다. 또한, 상태 S3를 기점으로 해서 생길 수 있는 상태가 S0인 것에 대응해서 상태 S0에 대응하는 A형 패스 메모리(24)에 PM3를 공급하도록 이루어진다. B형 패스 메모리(27)에서도 최초의 처리단이 되는 플립플롭에는 클럭에 동기하여 항상 '1'이 입력된다. 이러한 동작은 도 7에 도시한 바와 같이, 최신의 상태 천이가 S2→S3인 경우에 복호 데이타가 '1'인 것에 대응하고 있다.
상술한 바와 같이 해서, PMU(23) 중의 4개의 패스 메모리는 각각 복호 데이타를 생성한다. 이와 같이 해서 생성되는 4개의 복호 데이타는 항상 정확한 비터비 복호 동작이 이루어진 경우에는 서로 일치하게 된다. 그런데, 실제의 비터비 복호 동작에서는 4개의 복호 데이타에 불일치가 생기는 것도 발생할 수 있다. 이러한 불일치는 재생 신호에 포함되는 노이즈의 영향 등에 의해 상술한 식별점 A 및 B를 검출할 때에 오차가 생기는 등의 요인에 의해 비터비 복호 동작이 부정확하게 됨으로써 생긴다.
일반적으로 이러한 불일치가 생길 확률은 재생 신호의 품질에 대응하여 패스 메모리의 처리 단수를 충분히 크게 설정함으로써 감소시킬 수 있다. 즉, 재생 신호의 C/N 등의 품질이 좋은 경우에는 패스 메모리의 처리 단수가 비교적 적어도 복호 데이타 간의 불일치가 생길 확률은 적다. 이에 대해, 재생 신호의 품질이 좋지 않은 경우에는 상술한 불일치가 생길 확률을 적게 하기 위해서는 패스 메모리의 처리 단수를 크게할 필요가 있다. 재생 신호의 품질에 대해 패스 메모리의 처리 단수가 비교적 작아 복호 데이타 간의 불일치가 생길 확률을 충분히 낮게 할 수 없는 경우에는 4개의 복호 데이타로부터 예를 들면 다수결 등의 방법에 의해서 보다 적합한 것을 선택하도록 한 도시하지 않은 구성이 PMU(23) 중의 4개의 패스 메모리의 후단에 설치된다.
[4치 4상태 비터비 복호 방법 이외의 비터비 복호 방법]
상술한 4치 4상태 비터비 복호 방법은 필터부(11)에서 이용되는 파형 등화 특성이 PR(1, 2, 1)이며 또한 기록 데이타로서 RLL(1, 7) 부호가 채용되는 경우에 이용된다. 예를 들면, 기록 선밀도 0.40㎛, 레이저 파장 685㎚, NA = 0.55인 경우에는 파형 등화 특성을 PR(1, 2, 1)로 하고 4치 4상태 비터비 복호 방법을 이용하는 것이 최적이다. 한편, 파형 등화 특성 또는 기록 데이타를 생성하기 위한 부호화 방법에 따라 다른 종류의 비터비 복호 방법이 이용되는 경우도 있다.
예를 들면, 파형 등화 특성이 PR(1, 1)이며 또한 기록 데이타로서 RLL(1, 7) 부호가 이용되는 경우에는 3치 4상태 비터비 복호 방법이 이용된다. 또한, 파형 등화 특성이 PR(1, 3, 3, 1)이며 또한 기록 데이타로서 RLL(1, 7) 부호가 이용되는 경우에는 7치 6상태 비터비 복호 방법이 이용된다. 이러한 비터비 복호 방법 중 어느 것을 이용하는지를 선택하기 위한 요소의 하나가 되는 파형 등화 특성은 재생 신호상의 부호 간 간섭에 적합한 정도가 좋은 것이 채용된다. 따라서, 상술한 바와 같이 선기록 밀도 및 MTF를 고려하여 최적의 것으로 한다.
상술한 광 자기 디스크 장치의 일례 중 비터비 복호기(13)는 재생 신호값에 기초해서 선택한 가장 적합한 상태 천이에 대응하여 복호 데이타 값의 계열로서의 복호 데이타를 생성하는 것이다. 이에 대해, 복호 데이타 값 대신에 상태 그 자체를 표현하는 상태 데이타 값을 이용함으로써 선택되는 상태 천이 그 자체를 표현하는 상태 데이타를 생성하는 것도 가능하다. 이러한 경우에는 상술한 광 자기 디스크 장치의 일례에서의 패스 메모리 유닛 PMU 대신에 후술한 바와 같이 해서 상태 데이타 값의 계열을 생성하는 상태 메모리 유닛(이하, SMU로 표기한다)이 이용된다.
본 발명은 SMU를 이용하여 상태 데이타를 생성하고 생성된 상태 데이타에 기초해서 복호 데이타를 생성함과 함께, SMU 내의 각 상태 메모리가 생성하는 각 상태 데이타를 비교하고 각 상태 데이타 간의 일치 또는 불일치를 검출함으로써 상태 데이타가 확정하고 있는지의 여부를 판정하고 불일치의 수를 계수하는 것이다. 이와 같이 하여 얻어지는 계수치에 의해 복호 데이타의 신뢰성, 기록 매체로부터 재생되는 재생 신호의 품질 및 재생계의 성질을 평가하는 것이 가능해진다.
예를 들면, 4치 4상태 비터비 복호 방법에서는 4개의 상태를 2비트로 표현할 수 있으므로 이러한 2비트의 데이타를 상태 데이타 값로서 이용할 수 있다. 그래서, 도 7 중의 S0, S1, S2, S3를 각각 2비트의 상태 데이타 값 00, 01, 11, 10을 이용하여 표현할 수 있다. 그래서, 이하의 설명에서는, 도 7 중의 S0, S1, S2, S3를 각각 S00, S01, S11, S10으로 표기하는 것으로 하고, 4치 4상태 비터비 복호 방법의 상태 천이도로서 도 7 대신에 도 14를 이용한다.
또한, 이하의 설명에서는 파형 등화 특성으로서 상술한 PR(B, 2A, B) 대신에 규격화된 것 즉 PR(1, 2, 1)을 전제로 한다. 이 때문에, 식별점의 값 즉 노이즈를 고려하지 않은 계산에 의해서 구해지는 재생 신호값 c〔k〕는 도 7 중의 -A-B, -A, A, A+B 대신에 각각 0, 1, 3, 4로 표현된다.
또한, 규격화 패스 메트릭을 계산하는 수학식 20 ∼ 24 중에서 최신의 상태 천이에 대응하는 전부 6개의 가산 부분(예를 들면, 수학식 20에서는 S0→S0에 대응하는 z〔k〕 및 S3→S0에 대응하는 α×z〔k〕-β)에 대해서도 도 14에서의 상태 표기 방법에 따라 이하와 같이 표기하는 것으로 한다. 이러한 가산 부분은 수학식 13에 의해 정의되는 브랜치 메트릭과는 다른 것이지만, 이하의 설명에서는 표기를 간결하게 하기 위해 이러한 가산 부분을 브랜치 메트릭으로 표기한다.
우선, 천이 전 상태와 천이 후 상태를 표기하는 각각 2비트의 상태 데이타 값을 나열하여 써서 4개의 숫자의 열로 한다. 다음에, 중앙 접근의 2개의 (즉 2번째와 3번째의) 숫자를 1개의 숫자로 함으로써 3개의 숫자의 열로서, 1 리드 클럭 간에 생길 수 있는 브랜치 메트릭을 표기한다. 예를 들면 상태 천이 S11→S10에 따른 브랜치 메트릭은 bm110으로 표기된다. 이와 같이 해서, 도 14 중의 6종류의 상태 천이에 대응하는 브랜치 메트릭을 도 15에 도시한 바와 같이 표기할 수 있다.
도 16은 본 발명의 일 실시예의 전체 구성을 도시한 블럭도이다. 본 발명의 일 실시예는 광 자기 디스크 장치에 대해 이 발명을 적용한 것이다. 도 1 등을 참조하여 상술한 광 자기 디스크 장치의 일례와 마찬가지의 구성 요소에는 동일한 부호를 붙였다. 기록계 및 도시하지 않은 서보계 등에 대해서는 상술한 광 자기 디스크 장치의 일례와 동일하다.
재생계에 대해 설명하기로 한다. 광 픽업(7)으로부터 A/D 변환기(12)까지의 구성 및 동작은 상술한 광 자기 디스크 장치의 일례와 동일하다. 또한, 리드 클럭 DCK를 생성하는 PLL(14)도 상술한 광 자기 디스크 장치의 일례와 동일하다.
비터비 복호기(130)는 A/D 변환기(12)로부터 공급되는 재생 신호값 z〔k〕에 기초해서 후술한 바와 같이 해서 생성되는, 복호 데이타 및 불일치 검출 신호 NM을 생성하여 컨트롤러(200)에 공급한다. 컨트롤러(200)는 상술한 광 자기 디스크 장치의 일례와 동일하게, 공급되는 복호 데이타에 기초하는 복호화 처리를 행하여 사용자 데이타 및 어드레스 데이타 등을 재생한다. 또한, 컨트롤러(200) 내에는 계수 수단이 설치되며 불일치 검출 신호 NM에 기초하여 상태 데이타 간의 불일치의 수를 계수한다.
비터비 복호기(130)는 BMC(132), ACS(133), SMU(134) 및 머지 블럭(135)으로 구성된다. 그리고, 이들의 각 구성 요소에는 PLL(14)로부터 리드 클럭 DCK(이하, 클럭으로 표기한다)가 공급되어 동작 타이밍을 맞출 수 있다.
BMC(132)는 재생 신호치 z〔k〕에 기초해서 브랜치 메트릭을 계산하고 계산한 브랜치 메트릭을 ACS(133)에 공급한다.
ACS(133)에 대해 도 17을 참조하여 설명하기로 한다. ACS(133)는 도 1 등을 참조하여 상술한 광 자기 디스크 장치의 일례에서의 ACS(21) 중의 구성 요소와 압축 및 랫치 회로(22) 중의 구성 요소를 포함하는 구성으로 된다. 이러한 구성이 각 상태에 대응하여 설치되므로 4개의 블럭으로 구성되게 된다. 그리고, 각 서브 블럭이 출력하는 규격화 패스 메트릭의 값이 도 14에 도시하는 상태 천이도에 따라 교환되도록 접속되고 있다.
이 중, 자신을 계승할 수 있는 상태 S00 및 S11에는 후술하는 A형 서브 블럭이 대응한다. 도 17에서는 A형 서브 블럭(140, 142)이 각각 상태 S00 및 S11에 대응하도록 도시하였다. 또한, 자신을 계승할 수 없는 상태 S01 및 S10에는 후술하는 B형 서브 블럭이 대응한다. 도 17에서는 B형 서브 블럭(141, 143)이 각각 상태 S01 및 S10에 대응하도록 도시하였다.
A형 서브 블럭(140)은 상술한 광 자기 디스크 장치의 일례 중 ACS(21 ; 도 11 참조) 중 선택 신호의 생성을 행하는 부분의 구성 요소를 갖고 있다. 즉, 2개의 규격화 패스 메트릭의 값을 갱신하기 위한 2개의 가산기와 1개의 비교기를 갖고 있다. 또한, A형 서브 블럭(140)은 압축 및 랫치 회로(22)와 동일한 동작을 행하는, 갱신된 패스 메트릭의 값을 유지하는 수단을 갖고 있다.
이러한 A형 서브 블럭(140)에는 BMC(132)로부터 S00→S00에 대응하는 브랜치 메트릭 bm000 및 S10→S00에 대응하는 브랜치 메트릭 bm100이 클럭에 따라 공급된다. 또한, S10에 대응하는 B형 서브 블럭(143)으로부터 1 클럭 전에 갱신된 규격화 패스 메트릭 M10의 값이 공급된다. A형 서브 블럭(140)은 이러한 1 클럭 전에 갱신된 규격화 패스 메트릭 M10의 값에 bm000의 값을 가산함으로써 최신의 천이가 S10→S00 인 경우의 최적의 총합을 계산한다.
또한, A형 서브 블럭(140)은 스스로 랫치하고 있는 1 클럭 전의 규격화 패스 메트릭 M00의 값에 bm000의 값을 가산함으로써 최신의 천이가 S00→S00인 경우의 최적의 총합을 계산한다.
그리고, A형 서브 블럭(140)은 이와 같이 해서 계산되는 2개의 최적의 총합을 비교하여 가장 적합한 상태 천이를 선택한다. 선택된 상태 천이에 대응하는 최적의 총합이 갱신된 규격화 패스 메트릭 M00의 값으로서 랫치되며 또한 선택 결과에 대응하는 선택 신호 SEL00가 출력된다. 갱신된 규격화 패스 메트릭 M00의 값은 A형 서브 블럭(140) 자신이 랫치됨과 함께, S01에 대응하는 B형 서브 블럭(141)에 공급된다.
상태 S11에 대응하는 A형 서브 블럭(142)은 A형 서브 블럭(140)과 동일하게 구성된다. 단지, 공급되는 브랜치 메트릭은 도 14 중의 상태 천이 S11→S11 및 S01→S11에 대응하는 bm111 및 bm011이다. 또한, 갱신되는 규격화 패스 메트릭 M11은 A형 서브 블럭(142) 자신에 의해 랫치됨과 함께, 상태 S10에 대응하는 B형 서브 블럭(143)에 공급된다.
B형 서브 블럭(141)은 상술한 광 자기 디스크 장치의 일례 중 ACS(21 ; 도 11 참조)에서 선택 신호의 생성을 행하지 않은 부분의 구성 요소를 갖고 있다. 즉, 1개의 패스 메트릭의 값을 갱신하기 위한 1개의 가산기를 갖고 있다. 또한, B형 서브 블럭(141)은 압축 및 랫치 회로(22)와 동일한 기능을 갖는, 갱신된 패스 메트릭의 값을 유지하는 수단을 갖고 있다.
이러한 B형 서브 블럭(141)에는 BMC(132)로부터 S00→S01에 대응하는 브랜치 메트릭 bm001이 클럭에 따라서 공급된다. 또한, S00에 대응하는 A형 서브 블럭(140)으로부터 1 클럭 전에 갱신된 규격화 패스 메트릭 M00의 값이 공급된다. B형 서브 블럭(141)은 이러한 1클럭 전에 갱신된 규격화 패스 메트릭 M00의 값에 bm001의 값을 가산함으로써 최신의 천이가 S00→S01인 경우의 최적의 총합을 계산하여 계산 결과를 갱신된 규격화 패스 메트릭 M01으로서 랫치한다. 규격화 패스 메트릭 M01의 값은 클럭에 따른 타이밍으로 S11에 대응하는 A형 서브 블럭(142)에 공급된다.
상태 S10에 대응하는 B형 서브 블럭(143)은 B형 서브 블럭(141)과 동일하게 구성된다. 단, 공급되는 브랜치 메트릭은 상태 천이 S11→S10에 대응하는 bm110이다. 또한, 갱신되는 규격화 패스 메트릭 M10은 스스로 랫치됨과 함께, 상태 S00에 대응하는 A형 서브 블럭(140)에 공급된다.
또한, 각 서브 블럭은 클럭에 따른 각 시점마다 갱신되는 규격화 패스 메트릭의 값을 규격화 패스 메트릭 비교 회로(144)에 공급한다. 즉, A형 서브 블럭(140), B형 서브 블럭(141), A형 서브 블럭(142) 및 B형 서브 블럭(143)은 각각 규격화 패스 메트릭 M00, M01, M11 및 M10의 값을 규격화 패스 메트릭 비교 회로(144)에 공급한다. 규격화 패스 메트릭 비교 회로(144)는 이들 4개의 규격화 패스 메트릭 중에서 최소의 값을 갖는 것에 대응하는 2비트의 신호 MS를 출력하여 후술한 머지 블럭(135)에 공급한다.
다음에, SMU(134)에 대해 설명하기로 한다. 상술한 광 자기 디스크 장치의 일례 중 PMU(23)가 1비트의 복호 데이타 값을 단위로 하는 처리를 행하는 것인데 대해, SMU(134)는 2비트의 상태 데이타 값을 단위로 하는 처리를 행하는 것이다.
도 18에 도시한 바와 같이, SMU(134)는 2개의 A형 상태 메모리(150, 151) 및 2개의 B형 상태 메모리(152, 153)를 갖고 있다. 또한 셀렉트 신호 SEL00 및 SEL11, 클럭 및 다른 상태 메모리와의 상태 데이타의 교환 등을 위한 신호선을 접속하여 구성된다. A형 상태 메모리(150, 151)는 각각 상태 S00와 S11에 대응한다. 또한, B형 상태 메모리(152, 153)는 각각 상태 S01와 S10에 대응한다. 이들 4개의 상태 메모리 상호 접속은 도 14의 상태 천이도에 따르게 된다.
도 19를 참조하여, 상태 S00에 대응하는 A형 상태 메모리(150)에 대해 보다 상세하게 설명하기로 한다. A형 상태 메모리(150)는 n개의 처리단을 갖는다. 즉, n개의 선택기(2010 … 201n-1)와 n개의 레지스터(2020 … 202n-1)가 교대로 접속되어 있다. 각 선택기(2010 ∼ 201n-1)에는 셀렉트 신호 SEL00가 공급된다. 또한, 각 선택기에는 상술한 바와 같이 S10에 대응하는 B형 상태 메모리(151)로부터 계승하는 상태 데이타가 n비트로 이루어지는 SMin으로서 공급된다. 또한, 각 레지스터에는 상술한 바와 같이 S01에 대응하는 B형 상태 메모리(152)에 계승되는 상태 데이타가 n-1개의 상태 데이타 값로 이루어진 SMout으로서 출력된다. 또한, 각 레지스터(2020 ∼ 202n-1)에는 클럭이 공급된다.
한편, 각 선택기의 동작에 대해 설명하기로 한다. 도 14에 도시한 바와 같이 S00으로 천이할 수 있는 1 클럭 전의 상태는 S00 및 S10 중 어느 하나이다. 1클럭 전의 상태가 S00일 때는 자신을 계승하는 천이가 이루어지게 된다. 그 때문에, 1단째의 선택기(2010)에는 직렬 시프트에 의해서 생성되는 상태 데이타 중 최신의 상태 데이타 값로서 '00'이 입력된다. 선택기(2010)에는 병렬 로드로서 B형 상태 메모리(153)로부터 공급되는 상태 데이타 중 최신의 상태 데이타 값 SMin〔1〕이 공급된다. 선택기(2010)는 상술한 선택 신호 SEL00에 따라 이들 2개의 상태 데이타 값 중 1개를 후단의 레지스터(2020)에 공급한다.
또한, 2단째 이후의 각 선택기(2011 ∼ 201n-1)는 2개의 데이타 즉 병렬 로드로서 S10에 대응하는 B형 상태 메모리(153)로부터 공급되는 1개의 상태 데이타 값와 직렬 시프트로서 전단의 레지스터로부터 공급되는 1개의 상태 데이타 값을 수취한다. 그리고, 이들 2개의 상태 데이타 중에서 선택 신호 SEL00에 따라 가장 적합한 것으로 판단된 상태 데이타 값을 후단의 레지스터에 공급한다. 선택기(2010 ∼ 201n-1)가 전부 동일한 선택 신호 SEL00에 따르므로 ACS(133)가 선택하는 가장 적합한 상태 데이타 값의 계열로서의 상태 데이타가 계승된다.
또한, 각 레지스터(2020 ∼ 202n-1)는 상술한 바와 같이 공급되는 상태 데이타 값을 클럭에 따라 기억함으로써 보유되어 있는 상태 데이타 값을 갱신한다. 또한, 상술한 바와 같이 각 레지스터의 출력은 1 클럭 후에 천이할 수 있는 상태에 대응하는 상태 메모리에 공급된다. 즉, S00 스스로 천이할 수 있으므로 직렬 시프트로서 후단의 선택기에 공급된다. 또한, 병렬 로드로서 S01에 대응하는 B형 상태 메모리(151)에 대해 공급된다. 최종단의 레지스터(202n-1)로부터 상태 데이타 값 VM00가 출력된다.
상태 S11에 대응하는 A형 상태 메모리(151)는 A형 상태 메모리(150)와 동일하게 구성된다. 단, 도 14 중 상태 천이 S01→S11에 대응하는 병렬 로드로서 S0에 대응하는 B형 상태 메모리(152)로부터 상태 데이타가 공급된다. 또한, 도 14 중 상태 천이 S11→S10에 대응하는 병렬 로드로서 S10에 대응하는 B형 상태 메모리(153)에 상태 데이타를 공급한다.
한편, 도 20을 참조하여 상태 S01에 대응하는 B형 상태 메모리(151)에 대해 보다 상세하게 설명하기로 한다. B형 상태 메모리는 도 14에서 자신을 계승하지 않으며 또한 1 클럭 후에 천이할 수 있는 상태가 1개만인 상태에 대응하는 것이다. 이 때문에, 직렬 시프트를 행하지 않고 또한 선택기가 설치되지 않는다. 따라서, n개의 레지스터(2120, 2121, …, 212n-1)가 설치되며 각 레지스터에 클럭이 공급되어 동작 타이밍을 맞출 수 있다.
각 레지스터(2120, 2121, …, 212n-1)에는 S00에 대응하는 A형 상태 메모리(150)로부터 계승하는 상태 데이타가 n-1개의 상태 데이타 값으로 이루어진 SMin으로서 공급된다. 단, 최초의 처리단이 되는 레지스터(2120)에는 클럭에 동기하여 항상 '00'이 입력된다. 이러한 동작은 도 14에 도시된 바와 같이 S01로 천이할 수 있는 최신의 상태 천이가 항상 S00인 것에 대응하고 있다. 각 레지스터(2120 ∼ 212n-1)는 공급되는 상태 데이타 값을 클럭에 따라 기억함으로써 보유되어 있는 상태 데이타 값을 갱신한다. 또한, 클럭에 따라서 이루어지는 레지스터의 출력은 n-1개의 상태 데이타 값으로 이루어진 상태 데이타 SMout으로서 1클럭 후에 천이할 수 있는 상태 S11에 대응하는 A형 상태 메모리(153)에 공급된다. 최종단의 레지스터(212n-1)로부터 상태 데이타 값 VM01이 출력된다.
상태 S10에 대응하는 B형 상태 메모리(153)는 B형 상태 메모리(152)와 동일하게 구성된다. 단, 도 14 중 상태 천이 S11→S10에 대응하는 병렬 로드로서, S11에 대응하는 A형 상태 메모리(151)로부터 상태 데이타가 공급된다. 또한, 도 14 중 상태 천이 S10→S00에 대응하는 병렬 로드로서 S00에 대응하는 A형 상태 메모리(153)에 상태 데이타를 공급한다. 또한, 최초의 처리단이 되는 레지스터에는 클럭에 동기하여 항상 '11'이 입력된다. 이러한 동작은 도 14에 도시한 바와 같이, S10으로 천이할 수 있는 1 클럭 전의 상태가 S11인 것에 대응하는 것이다.
그런데, 비터비 복호 방법에서는 각 상태 메모리가 생성하는 상태 데이타 값은 원래 일치한다. 따라서, SMU(134) 중 4개의 상태 메모리가 생성하는 4개의 상태 데이타 값 VM00, VM11, VM01 및 VM10이 일치할 것이다. 그런데, 데이타의 기록 조건이 좋지 않거나 또는 기록 매체에 물리적인 결함이 생기는 등의 원인에 의해서 재생 RF 신호의 신호 품질이 저하하는 경우에는 4개의 상태 데이타 값 VM00, VM11, VM01 및 VM10이 서로 불일치가 되는 경우가 있다. 이러한 불일치가 생길 확률은 재생계 내의 각 구성 요소의 성능 및 동작 파라메터 등에도 영향을 받는다.
한편, 재생 RF 신호의 신호 품질 및 재생계의 조건이 같은 정도의 경우에는 상태 메모리의 메모리 길이(즉 처리 단수)를 크게 할수록 상태 데이타 값 간의 불일치가 생길 확률을 작게 할 수 있다. 단, 상태 메모리의 메모리 길이가 클수록 SMU의 회로 규모 및 SMU의 동작에 의해서 생기는 지연 시간이 증대하는 등의 관점으로부터 상태 메모리의 메모리 길이를 너무 크게 설정하는 것은 현실적이지 않다. 이 때문에, 일반적으로는 상태 데이타 값 간의 불일치가 어느 정도의 확률로 생기는 것을 전제로 하고 불일치가 생길 때에 최적의 상태 데이타 값을 선택하는 구성이 설치되는 경우가 많다. 후술하는 머지 블럭(135)은 이러한 구성을 포함하는 것이다.
또한, 상태 메모리의 메모리 길이가 일정한 경우에 상태 데이타 값 간의 불일치 수를 계수할 수 있으면 계수치는 상태 데이타 및 또한 그에 기초하여 생성되는 복호 데이타의 품질 평가에 이용할 수 있다. 또한, 이러한 계수치는 재생 신호의 신호 품질 및 재생계 내의 각 구성 요소의 동작 파라메터 등의 재생 신호에 대한 적응 정도를 평가하기 위해서도 이용할 수 있다. 후술한 머지 블럭(135)에는 이러한 계수를 행하는 구성이 포함되어 있다.
도 21을 참조하여 머지 블럭(135)에 대해 설명하기로 한다. 머지 블럭(135)은 SMU(134)로부터 클럭에 따른 타이밍으로 공급되는 상태 데이타 값 VM00, VM11, VM01 및 VM10으로부터 최적의 것을 선택하는 상태 선택 회로(250), 상태 선택 회로(250)의 출력을 1 클럭 지연시키는 레지스터(251), 복호 메트릭스부(252) 및 상태 데이타 값 VM00, VM11, VM01 및 VM10의 불일치를 검출하는 불일치 검출 회로(253)를 갖고 있다.
상태 선택 회로(250)는 ACS(133)로부터 상술한 바와 같이 해서 공급되는 2비트의 신호 MS를 참조하여 VM00, VM11, VM01 및 VM10 중에서 최적의 것을 선택하고 선택된 상태 데이타 값을 VM으로서 출력한다. 이러한 VM의 선택은 ROM 등의 수단에 기억되는, 도 22에 도시한 바와 같은 메트릭스를 참조하여 행해진다. 이와 같이 해서 가장 정확한 상태 데이타 값이 선택될 확률을 높게 할 수 있다.
상술한 바와 같이 해서 선택되는 VM은 레지스터(251) 및 복호 메트릭스부(252)에 공급된다. 레지스터(251)는 공급되는 VM을 1 클럭 지연시켜 복호 메트릭스부(252)에 공급한다. 이하의 설명에서는 레지스터(251)의 출력을 VMD로 표기한다. 따라서, 복호 메트릭스부(252)에는 상태 데이타 값 VM 및 그 1 클럭 전의 상태 데이타 값 VMD가 공급된다. 복호 메트릭스부(252)는 도 23에 도시하는 복호 메트릭스를 ROM 등의 수단에 기억해 두고 이러한 복호 메트릭스를 참조하여 VM 및 VMD에 기초하여 복호 데이타 값을 출력한다. 이러한 동작이 클럭에 따른 타이밍으로 행해짐으로써 복호 데이타가 생성된다.
도 23의 복호 메트릭스에 대해 설명하기로 한다. 도 14의 상태 천이도로부터 복호 데이타 값은 연속하는 2개의 상태 데이타 값에 대응하고 있는 것을 알 수 있다. 예를 들면, 시점 t에서의 상태 데이타 값 VM이 '01′이고, 1클럭 전의 시점 t-1에서의 상태 데이타 값 VMD가 '00'인 경우에는 복호 데이타 값로서 '1'이 대응한다. 이러한 대응을 정리한 것이 도 23이다.
한편, 불일치 검출 회로(253)는 예를 들면 배타적 논리화 회로를 이용하여 구성할 수 있다. 불일치 검출 회로(253)에는 VM00, VM11, VM01 및 VM10이 공급되며 이들 4개의 상태 데이타 값 간의 불일치가 검출된다. 검출 결과가 불일치 검출 신호 NM으로서 출력된다. 불일치 검출 신호 NM은 4개의 상태 데이타 값이 전부 일치하는 경우 이외는 인에이블 또는 액티브로 된다. 본 발명의 일 실시예에서는 불일치 검출 회로(253)를 머지 블럭(135) 내에 설치하였지만 SMU(134)로부터 출력되는 모든 상태 데이타가 공급되는 것이 가능한 위치이면 다른 위치에 설치해도 좋다.
불일치 검출 신호 NM은 4개의 상태 데이타 값이 공급될 때마다, 즉 클럭에 따른 타이밍으로 출력되며 컨트롤러(200) 내에 설치된 소정의 계수 수단에 공급된다. 이러한 구성에 의해서 4개의 상태 데이타 값 간에 생기는 불일치의 수가 소정 기간 예를 들면 1섹터마다 계수된다. 본 발명의 일 실시예에서는 계수 수단을 컨트롤러(200) 내에 설치했지만 불일치 검출 신호 NM을 공급하는 것이 가능한 위치라도 다른 위치에 설치해도 된다.
상술한 소정의 계수 수단에 의해 계수되는 계수치에 기초해서 예를 들면 이하와 같은 제어를 행하도록 하는 것이 가능하다.
우선, 예를 들면 어느 섹터에 대해 계수치가 소정의 임계치 이상으로 된 경우에는 복호 데이타의 신뢰성이 충분하지 않다라는 판단 하에 이러한 섹터를 복호화 처리의 대상으로 하지 않는 등 복호 데이타에 기초하는 처리의 제어를 행한다.
또한, 소정 기간 내의 계수치가 소정의 임계치 이상으로 된 경우에 재생계의 동작 조건이 적당하지 않기 때문에 재생 신호의 신호 품질이 좋지 않다라는 판단 하에 재생계 내의 구성 요소[광 픽업(7), 증폭기(8, 9) 또는 필터부(11) 등]의 동작 파라미터를 변경하는 등 재생계의 동작 조건의 제어를 행한다.
또한, 소정 기간 내의 계수치가 소정의 임계치 이상으로 된 경우에 기록 시 조건이 적당하지 않기 때문에 재생 신호의 신호 품질이 좋지 않다는 판단 하에 기록계 내의 구성 요소의 동작 파라메터를 변경하는 등 기록계의 동작 조건의 제어를 행한다.
또는 소정 기간 내의 계수치가 소정의 임계치 이상으로 된 경우에는 장치를 리셋트하는 등의 장치 전체의 동작에 관한 제어를 행한다.
이러한 제어 중 어느 하나를 행해도 되고 2개 이상을 결합하여 행하도록 해도 된다. 또한, 계수치에 대해 설정되는 소정의 임계치를 2개 이상 설정함으로써 예를 들면 계수치가 작은 쪽의 임계치를 넘을 때에는 재생계 내의 구성 요소의 동작 파라미터를 변경하고 또한 계수치가 큰 쪽의 임계치를 넘을 때에는 장치를 리셋트하는 등의 제어를 행하도록 해도 된다. 또한, 이러한 제어는 예를 들면 컨트롤러(200) 등의 제어 수단에 계수치가 공급되는 것과 같은 구성으로 함으로써 가능해진다.
한편, 상술한 바와 같이 해서 검출되는 상태 데이타 간의 불일치 또는 일치를 실시간(real time)으로 모니터하도록 하면 예를 들면 기록 매체 상의 큰 결함 등에 의해 비터비 복호기가 정상적으로 동작하지 않는 상황을 파악할 수도 있게 된다. 그래서, 이러한 경우에 비터비 복호기를 리셋트하는 등 적절한 처리를 행하도록 할 수도 있게 된다.
그런데, 상술한 바와 같이 해서 생성되는 상태 데이타에 기초하여 재생 RF 신호의 상승, 하강의 위치를 인식할 수 있다. 이러한 상승, 하강의 위치에 기초해서 PLL의 위상 오차 신호를 검출하도록 한 구성을 부가해도 된다.
상술한 이 발명의 일 실시예에서는 불일치 검출 회로(253)가 설치되며 4개의 상태 데이타 값 VM00, VM11, VM01 및 VM10 간의 불일치를 검출하고 불일치의 수를 계수하도록 되어 있다. 이에 대해, 일치를 검출하는 수단을 설치함으로써 이러한 4개의 상태 데이타 값 간의 일치를 검출하고 일치의 수를 계수하도록 해도 된다. 이 경우에는 예를 들면 계수치가 소정의 임계치 이하로 된 경우에 재생계의 동작 파라미터를 변경하는 등의 제어를 행하도록 하면 된다.
상술한 본 발명의 일 실시예는 4치 4상태 비터비 복호 방법을 행하는 광 자기 디스크 장치에 본 발명을 적용한 것이다. 이에 대해 상술한 바와 같은 3치 4상태 비터비 복호 방법 및 7치 6상태 비터비 복호 방법 등의 다른 종류의 비터비 복호 방법을 행하는 광 자기 디스크 장치에도 본 발명을 적용할 수 있다. 이러한 경우에는 SMU가 상태수와 같은 수의 상태 메모리를 갖게 되며 또한 불일치 검출 회로 등은 상태수와 같은 개수의 상태 데이타에 기초해서 동작하게 된다.
또한, 본 발명은 기록 매체에 기록된 데이타로부터 재생되는 재생 신호로부터 리드 데이타를 복호하기 위해 비터비 복호 방법을 이용할 수 있는 정보 재생 장치에 적용할 수 있다. 즉, 광 자기 디스크(MO) 이외에도 예를 들면 상변화형 디스크 PD, CD-E(CD-Erasable) 등의 재기록 가능 디스크, CD-R 등의 추기형 디스크, CD-ROM 등의 판독 전용 디스크 등의 광 디스크 장치에 적용하는 것이 가능하다.
또한, 본 발명은 이 실시예에 한정되는 일 없이 본 발명의 요지를 일탈하지 않는 범위에서 여러가지의 응용 및 변형이 생각된다.
상술한 바와 같이, 본 발명은 비터비 복호 방법에서 재생 신호에 기초하는 계산 결과에 기초해서 선택되는 가장 적합한 상태 천이를 표현하는 상태 데이타를 생성함으로써 이하와 같은 처리를 가능하게 하는 것이다.
우선, 이러한 상태 데이타에 기초해서 복호 데이타를 생성할 수 있다.
또한, 각 상태에 대응하여 SMU 내에 설치되는 각 상태 메모리에 의해서 생성되는 상태 데이타 간의 불일치 또는 일치를 검출하도록 할 수 있다.
이와 같이 해서 검출되는 상태 데이타 간의 불일치 또는 일치의 수를 소정 기간 예를 들면 1섹터마다 계수함으로써 계수치를 소정 기간마다의 상태 데이타 및 그에 기초해서 생성되는 복호 데이타의 품질의 평가에 이용할 수 있다.
또한, 이러한 계수치는 재생 신호의 신호 품질 및 재생계 내의 각 구성 요소의 동작 파라메터 등의 재생 신호에 대한 적응 정도를 평가하기 위해서도 이용할 수 있다. 따라서, 이러한 계수치에 기초해서 재생계의 동작 조건을 조정할 수 있다.
또한, 재생 신호의 품질은 기록 시의 조건에도 영향을 받으므로 재생 신호의 신호 품질의 평가에 기초해서 기록계의 동작 조건을 조정하도록 하는 것도 유효하다.
따라서, 기록 재생 조건을 조정하는 예를 들면, 캘리브레이션 등의 동작을 이러한 계수치에 기초해서 최적으로 행할 수 있다.
한편, 상술한 바와 같이 해서 검출되는 상태 데이타 간의 불일치 또는 일치를 실시간으로 모니터함으로써 예를 들면 기록 매체 상의 큰 결함 등에 의해서 비터비 복호기가 정상적으로 동작하지 않는 경우에 비터비 복호기를 리셋트하는 등이 적절한 처리를 행할 수 있다.
또한, 이러한 상태 데이타에 기초해서 PLL의 위상 오차 검출 타이밍을 얻을 수 있다. 이 위상 오차 검출 타이밍을 이용하여 위상 오차 신호를 생성할 수 있다.
도 1은 4치 4상태 비터비 복호 방법을 행하는 광 자기 디스크 장치의 일례의 전체 구성을 도시한 블럭도.
도 2는 마크 위치 기록 방법 및 마크 엣지 기록 방법에 대해 설명하기 위한 개략 선도.
도 3은 광 자기 디스크의 섹터 포맷의 일례에 대해 설명하기 위한 개략 선도.
도 4는 RLL(1, 7) 부호화 방법에서 최소 자화 반전폭이 2인 것을 도시한 개략 선도.
도 5는 RLL(1, 7) 부호와 마크 엣지 기록 방법의 결합에 의해 기록된 데이타로부터 재생되는 재생 신호를 파셜 응답 특성 PR(1, 2, 1) 하에서 파형 등화할 때의 아이·패턴에 대해 설명하기 위한 개략 선도.
도 6은 4치 4상태 비터비 복호 방법의 상태 천이도를 작성하는 과정에 대해 설명하기 위한 개략 선도.
도 7은 4치 4상태 비터비 복호 방법의 상태 천이도의 일례를 도시한 개략 선도.
도 8은 4치 4상태 비터비 복호 방법에서의 트레릴스(trellis) 선도의 일례를 도시한 개략 선도.
도 9는 4치 4상태 비터비 복호 방법에서 규격화 메트릭에 기초한 상태 천이의 조건을 도시한 개략 선도.
도 10은 4치 4상태 비터비 복호를 행하는 비터비 복호기의 전체 구성을 도시한 블럭도.
도 11은 도 10에 도시한 비터비 복호기의 일 부분의 구성을 상세하게 도시한 블럭도.
도 12는 도 10에 도시한 비터비 복호기의 다른 일 부분의 구성을 상세히 도시한 블럭도.
도 13은 도 10에 도시한 비터비 복호기의 또 다른 일 부분의 구성을 상세히 도시한 블럭도.
도 14는 도 7과는 다른 표기 방법에 의한 4치 4상태 비터비 복호 방법의 상태 천이도의 일례를 도시한 개략 선도.
도 15는 브랜치 메트릭의 표기 방법에 대해 설명하기 위한 개략 선도.
도 16은 본 발명의 일 실시예의 전체 구성을 도시한 블럭도.
도 17은 본 발명의 일 실시예에 이용되는 ACS(가산, 비교, 선택 회로)의 구성의 일례를 도시한 블럭도.
도 18은 본 발명의 일 실시예에 이용되는 SMU(상태 메모리 유닛)의 구성의 일례를 도시한 블럭도.
도 19는 도 18에 도시한 SMU의 일부의 구성에 대해 설명하기 위한 블럭도.
도 20은 도 18에 도시한 SMU의 다른 일부의 구성에 대해 설명하기 위한 블럭도.
도 21은 본 발명의 일 실시예에 이용되는 머지 블럭의 구성의 일례를 도시한 블럭도.
도 22는 도 21에 도시한 머지 블럭에 있어서 상태 데이타 값의 선택이 이루어질 때에 참조되는 메트릭스의 일례를 도시한 개략 선도.
도 23은 도 21에 도시한 머지 블럭에 있어서 복호 데이타가 생성될 때에 참조되는 메트릭스의 일례를 도시한 개략 선도.
<도면의주요부분에대한부호의설명>
2 : 컨트롤러
4 : 레이저 파워 컨트롤부(LPC)
6 : 광 자기 디스크
7 : 광 픽업
10 : 전환 스위치
11 : 필터부
12 : A/D 변환기
13 : 비터비 복호기
14 : PLL부
20 : 브랜치 메트릭 계산 회로(BMC)
21 : 가산, 비교 및 선택 회로(ACS)
22 : 압축 및 랫치 회로
23 : 패스 메모리 유닛(PMU)
24 : A형 패스 메모리
25 : B형 패스 메모리
26 : A형 패스 메모리
27 : B형 패스 메모리
51∼ 54, 56, 58 : 가산기
55, 57 : 비교기
300 ∼ 3014 : 플립플롭
311 ∼ 3114 : 선택기
320 ∼ 3214 : 플립플롭
130 : 비터비 복호기
132 : 브랜치 메트릭 계산 회로(BMC)
133 : 가산, 비교 및 선택 회로(ACS)
134 : 상태 메모리 유닛(SMU)
135 : 머지 블럭
140, 142 : A형 서브 블럭
141, 143 : B형 서브 블럭
144 : 규격화 패스 메트릭 비교 회로
150, 152 : A형 상태 메모리
151, 153 : A형 상태 메모리
2010 ∼ 201n-1 : 선택기
2020 ∼ 202n-1 : 레지스터
2120 ∼ 212n-1 : 레지스터
250 : 상태 선택 회로
251 : 레지스터
252 : 복호 메트릭스부
253 : 불일치 검출 회로
NM : 불일치 검출 신호

Claims (13)

  1. 기록 매체에 RLL 부호화되어 기록된 데이타를 비터비 복호(Viterbi decoding) 방법에 의해 재생하는 정보 재생 장치에 있어서,
    입력되는 재생 신호에 기초하여 어느 시점에서 얻을 수 있는 모든 상태에 대한 브랜치 메트릭을 산출하는 브랜치 메트릭(branch metric) 계산 수단과,
    상기 브랜치 메트릭과 이전의 패스 메트릭을 가산한 값에 기초하여 각 상태에서 가장 적합한 패스 메트릭을 선택하여 상기 선택 결과에 대응한 제1 선택 신호를 출력함과 함께, 상기 패스 메트릭 중에서 최소값을 갖는 것에 대응한 제2선택 신호를 출력하는 패스 메트릭 갱신 수단과,
    상기 각 상태에 대응한 복수의 상태 메모리를 가지고, 상기 각 상태 메모리에서 상기 제1 선택 신호에 기초하여 각 상태를 나타내는 상태 데이타를 갱신하는 상태 데이타 생성 수단과,
    상기 각 상태 메모리가 보유하는 상태 데이타로부터 상기 제2 선택 신호에 기초하여 최적의 상태 데이타를 출력하는 상태 데이타 선택 수단과,
    선택된 상태 데이타와 직전의 상태 데이타에 기초하여 복호 데이타를 출력하는 데이타 복호 수단을
    구비하는 것을 특징으로 하는 정보 재생 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 각 상태 메모리 간의 상기 상태 데이타의 불일치를 검출하는 불일치 검출 수단과,
    상기 불일치 검출 수단의 출력에 기초하여 상기 상태 데이타 간에 생긴 불일치의 수를 계수하는 계수 수단과,
    계수된 계수치에 기초하여 복호 처리를 제어하는 제어 수단을 더 구비하는 것을 특징으로 하는 정보 재생 장치.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 상태 메모리 간의 상기 상태 데이타의 일치를 검출하는 일치 검출 수단과,
    상기 일치 검출 수단의 출력에 기초하여 상기 상태 데이타 간에 생긴 일치하는 수를 계수하는 계수 수단과,
    계수된 계수치에 기초하여 복호 처리를 제어하는 제어 수단을 더 구비하는 것을 특징으로 하는 정보 재생 장치.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 상태 데이타는 상기 비터비 복호 방법에 의해 생길 수 있는 모든 재생 신호의 상태를 표현하기 위한 비트수를 갖는 것을 특징으로 하는 정보 재생 장치.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 비터비 복호 방법은 4치 4상태의 비터비 복호 방법으로서, 상기 상태 데이타는 2 비트의 데이타 계열을 갖는 것을 특징으로 하는 정보 재생 장치.
  6. 제4항에 있어서,
    상기 상태 데이타 생성 수단은 상기 비트수를 단위로 하여 상태 데이타를 갱신하는 것을 특징으로 하는 정보 재생 장치.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 데이타 복호 수단은 어느 시점의 상태 데이타와 이에 연속하는 상태 데이타에 대응하여 미리 작성된 테이블을 참조하여 복호 데이타를 출력하는 것을 특징으로 하는 정보 재생 장치.
  8. 파형 등화 특성을 PR(B, 2A, B)로 하는 4치 4상태의 비터비 복호에 적용되는 다치 다상태 비터비 복호 장치에 있어서,
    각 상태의 브랜치 메트릭과 과거의 패스 메트릭을 가산하는 가산기와, 가산기의 출력을 비교하여 최적의 큰 패스 메트릭을 선택하는 비교 선택기와, 선택된 패스 메트릭을 보유하는 보유 회로를 갖는 ACS 회로와,
    각 상태에 대응하여 복수의 상태 메모리를 가지며, 각 상태 메모리에서 상기 선택된 패스 메트릭에 따라 상태의 천이를 나타내는 상태 데이타를 생성하는 상태 메모리 회로와,
    상기 각 상태 메모리가 보유하는 상태 데이타 중 하나를 선택하여 출력하는 선택 회로를
    구비하는 것을 특징으로 하는 비터비 복호 장치.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 ACS 회로는 각 상태에 있어서의 패스 메트릭 중에서 최소값이 되는 패스 메트릭에 대응하는 선택 신호를 출력하고,
    상기 선택 회로는 상기 선택 신호에 기초하여 상태 데이타를 선택하는 것을 특징으로 하는 비터비 복호 장치.
  10. 제8항에 있어서,
    상기 선택 회로에 의해 선택된 상태 데이타와 직전에 선택된 상태 데이타에 기초하여 복호 데이타를 생성하는 복호 회로를 더 구비하는 것을 특징으로 하는 비터비 복호 장치.
  11. 제8항에 있어서,
    상기 각 상태 메모리가 보유하는 상태 데이타가 일치하는지의 여부를 검출하는 배타적 논리합 회로를 더 구비하는 것을 특징으로 하는 비터비 복호 장치.
  12. 파형 등화 특성을 PR(B, 2A, B)로 하는 다치 다상태의 비터비 복호 방법에 있어서,
    각 상태의 브랜치 메트릭과 과거의 패스 메트릭을 가산한 값에 기초하여 각 상태에서 최소값을 취하는 패스 메트릭을 선택하는 단계와,
    각 상태에서, 선택된 상기 패스 메트릭에 따라 선택된 상태의 천이를 상태 데이타로서 보유하는 단계와,
    보유된 상태 데이타 중에서 최적의 상태 데이타를 출력하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 비터비 복호 방법.
  13. 제12항에 있어서,
    상기 선택 단계에서는 또한 선택된 패스 메트릭 중에서 최소가 되는 패스 메트릭에 대응한 선택 신호를 출력하고,
    상기 출력 단계에서는 상기 선택 신호에 기초하여 상태 데이타를 선택하는 것을 특징으로 하는 비터비 복호 방법.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5341386A (en) * 1990-05-25 1994-08-23 Fujitsu Limited Viterbi equalizer and recording/reproducing device using the same
JPH07321671A (ja) * 1994-05-20 1995-12-08 Matsushita Electric Ind Co Ltd ビタビ復号装置
KR970004373A (ko) * 1995-06-30 1997-01-29 김주용 비터비 복호기에서의 동기 및 비동기/위상이동 검출 방법 및 장치

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5341386A (en) * 1990-05-25 1994-08-23 Fujitsu Limited Viterbi equalizer and recording/reproducing device using the same
JPH07321671A (ja) * 1994-05-20 1995-12-08 Matsushita Electric Ind Co Ltd ビタビ復号装置
KR970004373A (ko) * 1995-06-30 1997-01-29 김주용 비터비 복호기에서의 동기 및 비동기/위상이동 검출 방법 및 장치

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