KR20030030847A

KR20030030847A - 정보 기록 재생 장치

Info

Publication number: KR20030030847A
Application number: KR1020020048809A
Authority: KR
Inventors: 마에다히데아끼; 이즈미따모리시; 다까시데루미; 미따세이이찌
Original assignee: 가부시키가이샤 히타치세이사쿠쇼; 각코호진 도요타가쿠엔
Priority date: 2001-10-10
Filing date: 2002-08-19
Publication date: 2003-04-18
Also published as: EP1304694A2; JP2003123391A; KR100462131B1; CN1251226C; US20030067696A1; EP1304694A3; CN1410994A; US6731441B2; TW594687B

Abstract

기록 매체에 기록해야 할 신호를 다상 직교 각도 변환하여 위상차 및 주파수 차로 나타내는 변조 신호를 생성하는 다상 직교 각도 변조기와, 해당 직교 각도 변조기에 의해 생성되는 변조 신호의 진폭을 임의의 레벨을 기준으로 하여 이산화한 신호를 생성하는 양자화기와, 해당 양자화기의 출력 신호를 기록 매체에 기록하기 위한 기록 헤드와, 해당 기록 매체에 기록된 정보를 판독하는 판독 헤드와, 해당 판독 헤드에 의해 판독된 신호의 위상과 진폭을 보정하는 재생 보정 회로와, 해당 재생 보정 회로로부터 출력되는 신호를 다상 직교 각도 변환하여 복조하는 다상 직교 각도 복조기를 갖는 정보 기록 재생 장치가 개시된다. 이와 같이, 기록해야 할 정보를 위상차 및 주파수 차로 나타냄에 따라, 진폭이 변화하는 그 타이밍에 정보를 기록 재생하고, 또한 진폭이 변화하는 타이밍을 제어함으로써 비트 반전 간격을 억제할 수 있다.

Description

정보 기록 재생 장치{INFORMATION RECORDING AND REPRODUCING APPATUS}

본 발명은, 정보 기록 재생 장치에 관한 것으로, 특히 자기 디스크 장치 등의 정보 기록 재생 장치에서의 신호 처리 방법, 신호 처리 회로 및 신호 처리 장치, 또한 신호의 변조 및 복조 방법, 변조 및 복조 장치에 관한 것이다.

자기 디스크 장치와 같은 자기 기록 재생 장치용 신호 처리 방식은, 파셜 응답 최대 확률 복호 방식(PRML : Partial Response Maximum Likelihood, 이하 PRML 방식)을 이용하고 있다. PRML 방식은, PR 방식과 ML 복호법을 조합한 신호 처리 방식이다. PR 방식은, 인접하는 신호 사이에서 생기는 간섭을 적극적으로 이용함으로써 부호의 대역을 제한할 수 있는 방법이다. PR 방식으로는 신호 사이에 상관이 생기기 때문에, ML 복호법은 그 상관을 이용함으로써 계열마다의 복호가 가능해진다.

도 2에 종래의 PRML 방식을 채용한 자기 디스크 장치의 구성도를, 도 3에 종래의 PRML 방식의 기록 전류 파형, 및 재생 파형을 도시한다.

도 2에서, 기록측에서는 기록할 데이터(101)는 오류 정정 부호기(111)에 의해 오류 정정 부호화된다. 오류 정정 부호화 신호(112)는, 런 랭스 제한(RLL : Run Length Limited, 이하 RLL) 부호기(113)에 의해 RLL 부호화되어, RLL 부호화 신호(114)를 생성한다. 이어서, 재생 보조 신호 생성 회로(12)는, 프리앰블 신호 생성기(121)와 Sync 생성기(123)로 구성되고, 프리앰블 신호 생성기(121)는 데이터 클럭 정보와 진폭 보정 정보를 갖는 프리앰블 신호(122)를 생성한다. 또한, Sync 신호 생성기(123)는, 재생 클럭 정보를 포함하는 Sync 신호(124)를 생성한다. RLL 부호화 신호(114), 프리앰블 신호(122), 및 Sync 신호(124)는 신호 배치 회로(125)에 의해 포맷에 맞춘 순서대로 배치된다.

기록 보정 회로(131)는 기록 매체 상에서 받는 왜곡 성분을 보정한 기록 신호(132)를 생성하고, 기록 증폭기(133)로 신호를 증폭시킨다. 자기 헤드인 기록 헤드(135)는 기록 전류 파형(134)을 기초로, 기록 매체(103)에 정보를 기록한다. 기록 신호(134)가 표시된 기록 전류 파형에 대해서는 도 3을 이용하여 후술한다.

이어서 재생측에서는 기록 매체(103)에 기록되어 있는 정보를 재생 헤드(151)로 판독하고, 판독 전류 파형(152)을 얻는다. 재생 증폭기(153)는 판독 전류 파형(152)을 증폭시키고, 재생 보정 회로(161)를 통해 등화기(163)로 송출한다. 여기서, 재생 보조 회로(165)는, 프리앰블 신호(122)와 Sync 신호(124)를 추출한다. 또한, Sync 신호(124)로부터 재생 클럭 정보를 추출하고, 프리앰블 신호(122)로부터 데이터 클럭 정보(167)와 진폭 보정 정보(166)를 추출한다.

이들 재생 보조 신호를 이용하여, 등화기(163)는 원하는 PR 특성에 파형 정형을 행한 등화 신호(164)를 출력한다. 이 등화 신호(164)를 ML 복호기 (171)에 입력하고, ML 복호기는 PR 복호 신호(170)를 송출한다. RLL 복호기(181)는 PR 복호 신호(170)로부터 RLL 복호 신호(182)를 얻는다. 오류 정정 복호기(183)는 RLL 복호 신호(182)의 오류 정정을 행하여, 재생 데이터(102)를 얻는다.

이어서 도 3을 이용하여, PRML 방식의 기록 전류 파형(134), 판독 전류 파형(152)을 도시한다. PRML 방식과 같은 종래의 기록 방식으로는, 정보는 기록 비트의 입력에 따라 기록 전류 파형(134)의 진폭 반전의 유무로 결정한다. '1'이 입력되면 전류 파형은 반전하고(191), '0'이 입력되면 입력 이전의 상태가 유지되어 전류 파형은 반전하지 않는다(192). '1'의 연속이 기록되는 경우(194), 전류 파형은 비트 주기로 반전하고, 기록 전류의 반전 간격은 최소가 된다(193). 이 기록 전류 파형(134)을 취할 수 있는 값은 정부(±1)의 2치이고, 전류치의 변화는 비트 주기마다 발생한다. 따라서, 1비트 주기당 기록되는 정보는 1 비트가 된다.

한쪽 재생 신호는, 고밀도화에 따라 최소 자화 반전 간격이 짧아지고, 인접하는 기록자화가 반전하는 경우(194), 간섭에 의해 재생 신호가 미약해진다(195). 또한, 고밀도일수록 매체 노이즈나 열감자(thermal demagnetization)의 영향이 커져, 자화의 소실이 발생하고, 에러가 증대하는 문제가 발생한다.

이러한 자기 디스크 장치에 이용되는 신호 처리 기술로는, PRML 방식을 개량한 확장 PRML(Extended PRML, 이하 EPRML), 확장 EPRML(Extended EPRML, 이하 EEPRML) 방식 등이 있다. 이들은 1 비트당 에너지를 수 시점까지 확대하여 이용함으로써 간섭에 의해 약해진 신호의 에너지를 효과적으로 활용하는 방식이다.

그 외에 다치로 신호를 표현하여 기록 재생하는 기술로는, 직교 변조 기술에 의한 다중치 변조 기록 방식이 있다. 정보를 동상 및 위상 성분으로 분할하여 변조하고, 이들을 조합함으로써, 다중치의 기록을 실현하는 방식이 있다. 이 기술에 관한 특허로는 일본 특개평6-325493호 공보가 공개되어 있다. 일본 특개평6-325493호 공보에서는, 기록하는 정보를 분할하여, 한쪽은 부호화하지 않고, 다른 한쪽을 컨볼루션 부호화한다. 각각의 신호 계열은 신호 맵퍼라는 회로에 입력되고, 신호간 거리가 최대가 되도록 원주 상에 배치된 위상점에 신호를 배치한다. 신호점 배치 후, 시스템 클럭을 기준으로 한 반송파 주파수에 의해 동상(sin) 성분, 위상(cos) 성분으로 변조한다. 이들 변조 파형을 복수 레벨로 양자화하여, D/A 변환한 신호 파형을 기록하는 기술이다.

한편, 다상 직교 각도 변조 방식의 하나로서, J. G. Proakis의 저서등에서 설명한 연속 위상 변조 방식(CPM : Continuous Phase Modulation, 이하 CPM 방식)가 알려져 있다.

CPM 방식은, 정보를 위상차, 주파수 차로 나타내는 변조 방식이다. 이 CPM 방식의 변조 파형은, 일반적인 위상 변조 방식과 달리, 심볼 주기로 파형이 연속이 되어, 급격한 파형의 변화가 없다. 그 때문에 변조 파형의 주파수 대역을 좁힐 수 있다. 따라서, 주파수 이용 효율을 높이는 것을 목적으로 하여, 무선 통신 등 통신 장치용 변조 방식으로서 알려져 있다. 종래의 기술로는, J. G. Proakis의 저서 Digital Communications, 3rd Editidn, pp.190-301, 1995년(초판 1998년)에서는,주파수 이용 효율을 높이는 것과, 통신용 변조 방식으로서 이용하는 기술이 설명되어 있다. 최근에는, 위성 통신 등의 충분한 정확도를 얻을 수 없는 상황에서의 CPM 방식의 복조법으로서, 일본 특개평9-289529호 공보등 통신 장치용 기술에 대해서는 차동 검파와 비터비 복호를 조합하는 기술이 개시되어 있다.

통신 장치에서의 변복조에서는 반송파를 이용한다. 통신 장치에서는, 실수 치로서 나타내는 동상 성분의 코사인 파형(cos(2πf_ct), f_c는 반송파 주파수, t는 시간을 나타냄)을 반송파로 하는 경우와, 동상 성분 이외에 허수 성분으로서 나타내는 위상 성분도 포함한 오일러의 정리로 나타낸 exp(j2πf_ct)(j는 허수 단위를 나타냄)를 반송파로 하는 경우가 있다. 반송파를 exp(j2πf_ct)로 한 경우, 고조파의 영향이 없어 양호한 S/N을 얻을 수 있다.

종래의 기록 기술에서는, 신호는 비트 주기마다의 비트 반전의 유무로 나타내기 때문에, 최소 자화 반전 간격은 비트 주기로 결정되었다. 따라서, 기록 밀도의 향상과 함께 비트 주기는 짧아져 최소 자화 반전 간격이 작아진다. 이 최소 자화 반전 간격이 작아짐으로써, S/N 비의 열화가 생긴다.

이것에 대하여, EPRML이나 EEPRML의 고차 PRML 방식은 최소 자화 반전 간격을 개선할 만한 것이 아니다. 또한, 일본 특개평6-325493호 공보의 기술은, 컨볼루션 부호기와 반송파 주파수가 시스템 클럭을 기준으로 했기 때문에, 기록 전류의 진폭 반전은 비트 주기의 정수배로 발생한다. 또한, 진폭을 이산화하고 취할 수있는 진폭 레벨이 고정되는 장치에서는, 양자화 레벨은 제한된다. 그에 따라, 자기 디스크 장치와 같이 2치(±1)의 진폭값 밖에 취할 수 없는 장치는, 기록 밀도를 향상시킬 수 없으며, 또한 자화 반전 간격을 넓힐 수도 없다.

동상 및 위상의 2 종류의 신호를 기록하면 기록 밀도가 낮아지기 때문에, 기록 장치에는 적용되지 않는다. 또한 기록 밀도가 낮아지는 문제에 대한 해결책도 검토되어 있지 않기 때문에, 진폭의 이산화나 비트 반전 간격의 제어 등의 기록 장치 특유의 신호 처리 기능을 갖고 있지 않으며, CPM 방식을 기록 장치에 적용한 예는 없다. 또한, CPM 방식에 의해 기록 주파수 대역을 개선한 예도 없었다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 자기 디스크 장치에서의 기록 재생 장치의 구성을 도시한 블록도.

도 2는 종래의 자기 디스크 장치에서의 기록 재생의 구성을 도시한 블록도.

도 3은 종래의 장치에서의 기록 재생 파형을 도시한 도면.

도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 기록 파형을 도시한 도면.

도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 다상 직교 각도 변조기(20)의 상세한 구성을 도시한 도면.

도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 다상 직교 각도 복조기(30)의 상세한 구성을 도시한 도면.

도 7은 본 발명의 실시예에 따른 0 런이 삽입된 경우의 기록 파형을 도시한 도면.

도 8은 본 발명의 제2 실시예에서의 4치 CPPSK 방식의 주파수 스펙트럼을 도시한 도면.

도 9는 본 발명의 제3 실시예에서의 CPFSK 방식의 복조기의 구성을 도시한 도면.

도 10은 본 발명의 제4 실시예에서의 주파수 천이 제한 부호화를 추가한 기록 재생 시스템의 구성을 도시한 도면.

도 11은 본 발명의 제5 실시예에서의 힐버트 필터를 포함하는 CPFSK 복조기의 구성을 도시한 도면.

도 12는 본 발명의 제6 실시예에서의 반송파 복조된 기저 대역 신호의 주파수 스펙트럼을 도시한 도면.

도 13은 본 발명의 제7 실시예에서의 PR 방식을 부가한 변조기의 구성을 도시한 도면.

도 14는 본 발명의 제7 실시예에서의 PR 방식을 부가한 재생 보정 회로의 구성을 도시한 도면.

도 15는 본 발명의 제7 실시예에 대한 PR 방식을 부가한 CPM 방식의 주파수 스펙트럼을 도시한 도면.

도 16은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 자기 디스크 장치에서의 기록 재생의 구성을 도시한 블록도.

도 17은 도 16에 도시한 실시예에서의 전송로 특성에 맞춘 VSB 필터의 주파수 스펙트럼을 설명하는 도면.

도 18은 다른 실시예에 따른 기록 밀도의 향상에 대응한 전송로 특성에 맞춘 VSB 필터의 주파수 스펙트럼을 설명하는 도면.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>

100 : 리드 및 라이트 IC

101 : 기록하는 데이터

102 : 재생 데이터

103 : 기록 매체

111 : 오류 정정 부호기

112 : 오류 정정 부호화 신호

113 : RLL 부호기

114 : RLL 부호화 신호

본 발명의 목적은, 신호를 취할 수 있는 진폭값이 제한되어 있는 정보 기록 재생 장치에서, 이 진폭값 이상의 다레벨의 신호를 기록 재생에 적용할 수 있는 신호 처리 방법을 제공하는 것에 있다. 본 발명의 다른 목적은, 정보를 위상차 및 주파수 차로 나타내는 경우, 진폭이 변화하는 타이밍을 제어함으로써, 기록된 신호의 비트 반전 간격을 제어할 수 있는 신호 처리 방법을 제공하는 것에 있다.

본 발명은 신호의 진폭값을 이산화하고, 기록 재생되는 신호가 고정된 진폭 레벨을 갖는 정보 기록 재생 장치에서, 신호가 변화하는 그 타이밍에 데이터를 나타내고, 또한 신호 반전 간격을 어느 특정한 간격으로 제어한다. 이 때문에, 변조 파형이 연속되는 위상 및 주파수 변복조 방식을 이용하여, 변조파의 진폭값을 이산화하는 것이다.

예를 들면 자기 디스크 장치에 적용하는 경우, 자기 디스크 장치가 취할 수있는 진폭값은 2 치이기 때문에, 진폭을 이산화할 필요가 있다. 진폭을 이산화한 신호를 정확하게 복조하기 위해서는, 포락선이 일정해지는 변조 방식을 이용한다. 이러한 변조 방식의 하나로서, 포락선이 일정한 협대역 변조 방식으로서 알려져 있는 CPM 방식을 이용한다. CPM 방식은 협대역 변조이기 때문에, 신호 반전 간격은 일정한 범위로 제한할 수 있다. 또한, 정보는 신호의 위상 및 주파수 성분으로 나타내기 때문에, 진폭값을 이산화하고, 기록 재생되는 신호가 임의의 고정된 진폭 레벨을 갖는 경우에도, 다레벨로 식별할 수 있는 신호를 기록 재생할 수 있다.

본 발명은 또한, 전송로 특성에 유사한 주파수 특성을 필요한 복조 방식을 이용하여 재생 신호의 복조를 행할 때, 기록 밀도에 맞추어 상측파대와 하측파대와의 전력 비율을 변화시킴으로써, 상측파대의 잡음을 억압하여 복조를 행하는 정보 기록 재생 장치에서의 신호 처리 방법을 달성한다.

그 때문에, 기록 재생될 신호가 기록 재생계의 전송로 특성에 의해 변형된 상측파대 및 하측파대의 전력 분포를 고려한 복로계를 구성한다. 바람직하게는 VSB 복조 방식을 이용한다. 예를 들면 자기 디스크 장치에서 기록 재생계에서 주어지는 전송로 특성은 상측파대를 크게 감쇠시키지만, 본 발명에 의한 VSB 복조 방식을 이용함으로써, 상측파가 크게 감쇠하는 전송로 특성을 이용하고, VSB 복조 특성으로의 등화 수단을 도입함으로써, 회로 규모를 크게 하지 않고, 상측파대의 잡음을 억압하여, 성능을 개선시킨다.

<발명의 실시예>

이하, 자기 디스크 장치에 적용한 경우를 예로 들어, 본 발명에 따른 정보기록 재생 장치의 실시예를 설명한다.

도 1에서, 기록하는 데이터(101)는 정보 오류 정정 부호기(111)에 의해 오류 정정 부호화된다. 다상 직교 각도 변조기(20)는, 오류 정정 부호화 신호(112)를 다상 직교 각도 변조하여, 변조 신호(200)를 생성한다. 한편, 다상 직교 각도 변조기(20)는, 변조에 이용한 코사인파 신호(232)(도 5)를 생성하고, 재생 보조 신호 생성기(12)로 송출한다. 재생 보조 신호 생성기(12)는 코사인파 신호(232)의 위상 정보 및 진폭 정보(240)를 기초로 재생 보조 신호(120)를 생성한다. 신호 배치 회로(125)는, 변조 신호(200)와 재생 보조 신호(120)를 장치마다 결정된 포맷에 맞는 순서대로 배치하고, 혼성 신호(126)를 생성하여 양자화기(401)로 송출한다. 양자화기(401)는 혼성 신호(126)의 진폭을 디지털 자기 기록 재생 장치가 취할 수 있는 진폭 레벨 수 이하(자기 디스크 장치에서는 2치)로 양자화(이산화)한 구형파 신호(402)를 생성하고, 기록 증폭기(133)로 증폭한 기록 전류 파형(134)은, 기록 헤드(135)를 통해 기록 매체(103)에 기록된다. 여기서, 다상 직교 각도 변조기(20)로부터 양자화기(401)까지가 변조를 행하는 부분이고, 이 부분을 변조 장치, 변조 회로 혹은 변조기라고 한다.

재생 헤드(151)는 자기 디스크와 같은 기록 매체(103)에 기록된 신호를 판독하고, 이 판독 전류 파형(152)을 재생 증폭기(153)로 증폭하여 판독 신호(154)를 얻는다. 재생 보정 회로(43)는, 후술하는 위상 보정 회로(41)로부터 출력되는 위상 및 진폭 정보(410)를 기초로, 증폭된 판독 신호(154)의 위상과 진폭을 보정하고, 보정된 판독 신호(430)를 송출한다. 위상 생성 회로(41)는, 재생 보조 신호로부터 위상 정보 및 진폭 정보(240)를 추출하고, 다상 직교 각도 복조기(30)에 리드 클럭 신호(420)를 송출한다. 다상 직교 각도 복조기(30)는, 리드 클럭 신호(420)를 기초로, 보정을 가한 판독 신호(430)를 복조한다. 다상 직교 각도 복조기(30)로 생성된 복조 신호(300)는 오류 정정 복호기(183)로 오류 검출 및 정정되어, 재생 데이터(102)를 송출한다. 여기서, 재생 보정 회로(20)로부터 다상 직교 각도 복조기(30)까지가 복조를 행하는 부분으로서, 이 부분을 복조 장치, 복조 회로 혹은 복조기라고 한다. 그리고, 변조 장치와 복조 장치를 합한 신호 처리 장치이다. 변조 장치와 복조 장치를 합한 것은 통상, 신호 처리 장치로서 하나의 패키지의 리드 및 라이트 IC(100)로서 형성된다.

이어서 도 5를 참조하여 다상 직교 각도 변조기(20)를 상세하게 설명한다.

다상 직교 각도 변조기(20)는, 직렬 병렬 변환기(211)와, 다치 신호 생성기(213)와, 기저 대역 펄스 생성기(221)와, 적분기(223)와, 기저 대역 변조기(225)와, 반송파 생성기(23)와, 승산기(235, 237)와, 가산기(238)로 구성된다.

우선, 오류 정정 부호화 신호(112)는 직렬 병렬 변환기(211)에 입력된다. 직렬 병렬 변환기(211)는 오류 정정 부호화 신호 k 비트를 버퍼에 저장하고, k 비트의 신호를 동시에 k 개의 경로를 통해 출력한다(212). 이어서, 다치 신호 생성기(213)는 k 비트의 오류 정정 부호화 신호를 병렬로 출력한 병렬 출력 신호(212)를 조합하여, 2^k치의 다치 신호(210)를 생성한다. 기저 대역 펄스 생성기(221)는,각 변조 방식에 맞는 기저 대역 펄스 신호(222)를 생성하고, 적분기(223)로 송출한다. 적분기(223)는, 다치 신호(210)와 기저 대역 펄스 신호(222)를 컨볼루션 적분 연산을 행하여, 위상 신호(224)를 송출한다. 기저 대역 변조기(225)는 위상 신호(224)를 위상각으로 하는 코사인파로 나타낸 제1 기저 대역 변조 신호(226)와, 위상 신호(224)를 위상각으로 하는 사인파로 나타낸 제2 기저 대역 변조 신호(227)를 출력한다.

한편, 반송파 생성기(23)에서는 코사인 파형 생성기(231)는 클럭 주파수(230)를 기준으로 한 코사인파 신호(232)와 이 코사인파 신호의 위상 정보 및 진폭 정보(240)를 생성한다. 이 위상 정보 및 진폭 정보(240)는 재생 보조 신호 생성기(12)로 송출된다. 위상 시프트기(233)는, 이 코사인파 신호(232)의 위상을 90도 변화시킨 사인파 신호(234)를 생성한다. 코사인파 생성기(231)에 의해 생성된 코사인파 신호(232)를 제1 반송파 신호로 하고, 위상 시프트기(233)에 의해 생성된 사인파 신호(234)를 제2 반송파 신호로 한다. 제1 승산기(235)는 코사인파 신호(232)와 제1 기저 대역 변조 신호(226)를 승산하고, 제2 승산기(237)는 사인파 신호(234)와 제2 기저 대역 변조 신호(227)를 승산한다. 가산기(239)는 제1 및 제2 승산기의 출력인 코사인 변조 신호(236), 사인 변조 신호(238)를 가산하여, 변조 신호(200)를 생성한다.

이어서 도 7을 참조하여, 이 변조기(20)에 입력되는 신호(112)가, 허가되는 수의 '0'의 연속(이하, 0런이라고 칭함)이 입력된 경우에 대해 설명한다. 종래 기술에서는 기록 파형은, RLL 제약되어 있으므로, 자화 반전이 생기지 않는 기록 전류파형(132)이 된다. 이것에 대하여, 2 비트를 하나로 통합하여, 위상 방향으로 4치의 정보를 나타낸 신호를 이용한 본 발명의 경우, 기록 신호가 되는 구형파 신호(402)는, 2 비트에 한번 반드시 자화 반전이 생긴다. 이 자화 반전이 생기는 간격은, 병렬로 출력되는 비트 수에 의존한다. 이들에 의해, 자화 반전 간격을 제어하는 목적으로 사용되는 RLL 부호기를 필요로 하지 않는다.

이어서 도 6을 이용하여, 도 1에 도시한 다상 직교 각도 복조기(30)에 대하여 상세히 설명한다.

다상 직교 각도 복조기(30)는, 코사인 파형 생성기(317)와, 승산기(311)와, 저역 통과 필터(LPF : Low Pass Filter, 이하 LPF : 313)와, 기저 대역 복조기(32)와, 보정값 생성 회로(315)로 구성된다.

위상 생성 회로(41)로부터 출력된 리드 클럭 신호(420)는, 코사인 파형 생성기(317)에 입력된다. 코사인 파형 생성기(317)는 리드 클럭 신호(420)와 동위상의 코사인 반송파 신호(318)를 생성한다. 승산기(311)는, 보정된 판독 신호(430)와 리드 클럭 신호를 기초로 생성된 코사인 반송파 신호(318)와 승산하고, 기저 대역 신호(312)를 송출한다. LPF(313)는 기저 대역 신호(312)의 고조파 성분을 제거한다. 기저 대역 복조기(32)는 LPF 출력 신호(314)를 다상 직교 각도 변조기(20)의 변조 방식에 맞는 복조를 행하여, 복조 신호(300)를 송출한다.

또한, 기저 대역 복조기(32)는 복조 오류 등의 정보로부터 위상 편차를 검출한 경우, 위상 편차 검출 신호(310)를 송출한다. 보정값 생성 회로(315)는 위상 편차 검출 신호(310)를 기초로, 위상 보정 정보(316)를 위상 생성 회로(41)로 송출한다.

여기서, 다상 직교 각도 변조 수단으로 이용하는 변조 방식으로서, 연속 위상 변조(CPM : Continuous Phase Modulation, 이하 CPM 변조) 방식을 이용한 본 발명의 변복조 방식에 대하여 설명한다. 이 때, 도 1의 다상 직교 각도 변조기(20)는 CPM 변조기이고, 다상 직교 각도 복조기(30)는 CPM 복조기이다.

도 5에서, 기록하는 데이터(101)는 오류 정정 부호기(111)에 의해 오류 정정 부호화된다. 오류 정정 부호화된 정보(112)는 CPM 변조기(20)에 입력된다. 이 CPM 변조기(20)의 내부에서는 직렬 병렬 변환기(211)와 다치 신호 생성기(213)는, 오류 정정 부호화된 정보 비트를 k개(212) 조합한 2^k치(M 치)의 다치 신호(210)를 생성한다. 적분기(223)는 기저 대역 펄스 생성기(221)에서 생성된 기저 대역 펄스 신호 g(t)(222)와 다치 신호(210)를 컨볼루션하여, 연속적으로 변화하는 위상 신호θ(t)(224)를 생성한다. 위상 신호(224)는 기저 대역 변조기(225)에 입력되어, 기저 대역 변조 신호(226, 227)를 생성한다. 이 기저 대역 변조 신호(226, 227)에 반송파 생성기(23)로 생성된 반송파 신호(232, 234)를 제1 및 제2 승산기(235, 237)로 승산하고, 제1 가산기(239)로 가산함으로써, 변조 파형 s(t)(200)를 생성한다. 이 변조 파형 s(t)(200)는,

로 나타낸다. 여기서, T는 비트 주기를 나타낸다.

그 변조 파형(200)을 도 1의 양자화기(401)에 입력한다. 양자화기(401)는 진폭이 0이 되는 점(이하 제로 크로스점)을 임계치로 하는 2치의 구형파 신호(402)를 생성한다. 기록 증폭기(133)는 이 구형파 신호(402)를 기록 전류로서 증폭시키고, 기록 헤드(135)를 통해 기록 매체(103)에 기록한다. 도 4에 변조 파형(200), 구형파 신호(402), 기록 파형(104)을 나타낸다.

도 6의 CPM 복조기(30) 중, 기저 대역 복조기(32)는 CPM 변조의 변조 방식에 맞는 복조를 행한다.

본 발명에 따르면, 자기 디스크 장치와 같이 진폭이 2치로 제한되는 경우라도, 진폭이 변화하는 그 타이밍에 신호를 나타낼 수 있다. 이 타이밍을 제어함으로써, 종래와 비교하여, 최소 자화 반전 간격을 일정한 범위로 억제할 수 있다. 또한 다상 직교 각도 변조기, 및 나중에 상술하는 양자화기를 이용함으로써, 기록 신호의 진폭 반전 간격을 제어할 수 있다.

본 발명의 제1 실시예인 정보를 위상차로 나타내는 방식(Continuous Phase-Phase Shift Keying, 이하 CPPSK 방식)에 대하여, 도 5를 이용하여 변조기의 구성을, 도 6을 이용하여 복조기의 구성을 설명한다. 도 5의 다상 직교 각도변조기(20)는 CPPSK 변조기로 하고, 도 6의 다상 직교 각도 복조기(30)는 CPPSK 복조기로 한다.

오류 정정 부호화된 정보(112)는, CPPSK 변조기(20)에 입력되어 기저 대역 변조된다. CPPSK 변조 방식의 기저 대역 펄스 신호(222)는,

로 나타낸다. 적분기(223)는 이 기저 대역 펄스 신호(222)와 다치 신호(210)를 컨볼루션하여 위상각(224)을 생성한다. 이 위상 신호(224)를 이용하여 변조시킴으로써, CPPSK 변조 신호(200)를 생성한다.

도 6의 CPPSK 복조기(30)에서, 위상 생성 회로(41)로부터 송출된 리드 클럭 신호(420)를 기초로 코사인 파형 생성기(317)는 코사인 반송파 신호(318)를 생성한다. 이 코사인 반송파 신호(318)와 보정된 판독 신호(430)를 승산하여, 기저 대역 신호(312)를 생성한다. LPF는 기저 대역 신호(312)로부터 고조파 성분을 제거한 신호(314)를 기저 대역 복조기(32)로 송출한다. 여기서, 기저 대역 복조기(32)는 최대 우도 복조를 행한다. 기저 대역 신호(314)로부터 패스의 확률을 구하여, 복조 신호(300)를 출력한다. 이 신호(300)는 오류 정정 복호기(183)로 전송된다.

본 실시예에 따르면, 비트 주기에 상관없이 진폭이 변화함으로써, 진폭값을 이산화하여 취할 수 있는 진폭값이 제한되는 정보 기록 장치용 신호 처리 방식의 하나로서, CPPSK 방식을 이용할 수 있다. 또한, 이 때 ML 복호법에 의한 복조도가능해진다.

도 8의 4치 CPPSK 방식의 주파수 스펙트럼도를 이용하여, 제2 실시예로서 반환 성분에 의한 간섭을 억압하는 수법을 설명한다. (a)는 반송파의 주파수를 대역 중심에 설정한 경우의 스펙트럼도를 나타내고, (b)는 반송파의 주파수를 대역의 중심으로부터 편이시켜서 설정한 경우의 스펙트럼도를 나타낸다. 도 8에서, 참조 부호 601은 나이키스트 주파수 대역, 참조 부호 602는 간섭 대역, 참조 부호 610은 대역의 중심에 주파수를 설정한 반송파의 스펙트럼, 참조 부호 611은 대역의 중심으로부터 편이된 주파수를 설정한 반송파의 스펙트럼, 참조 부호 62는 대역의 중심에 반송파 주파수를 설정한 변조 신호의 스펙트럼 대역, 참조 부호 621은 간섭이 생기지 않는 대역에 존재하는 신호의 스펙트럼, 참조 부호 622는 간섭이 생기는 대역에 존재하는 신호의 스펙트럼, 참조 부호 630은 대역의 중심에 주파수를 설정한 반송파의 스펙트럼(주파수 마이너스측), 참조 부호 631은 대역의 중심으로부터 편이된 주파수를 설정한 반송파의 스펙트럼(주파수 마이너스측), 참조 부호 64는 대역의 중심에 반송파 주파수를 설정한 변조 신호의 스펙트럼 대역(주파수 마이너스측), 참조 부호 641은 간섭이 생기지 않는 대역에 존재하는 신호의 스펙트럼(주파수 마이너스측), 참조 부호 642는 간섭이 생기는 대역에 존재하는 신호의 스펙트럼(주파수 마이너스측), 참조 부호 65는 대역의 중심으로부터 편이시켜서 반송파 주파수를 설정한 변조 신호의 스펙트럼 대역, 참조 부호 651은 간섭이 생기지 않는 대역에 존재하는 신호의 스펙트럼, 참조 부호 652는 간섭이 생기는 대역에 존재하는 신호의 스펙트럼, 참조 부호 66은 대역의 중심으로부터 편이시켜서 반송파주파수를 설정한 변조 신호의 스펙트럼 대역(주파수 마이너스측), 참조 부호 661은 간섭이 생기지 않는 대역에 존재하는 신호의 스펙트럼(주파수 마이너스측), 참조 부호 662는 간섭이 생기는 대역에 존재하는 신호의 스펙트럼(주파수 마이너스측)을 나타낸다.

도 5에서, 제1 실시예와 같이 오류 정정 부호화된 정보(112)를 CPM 변조기(20)에 입력한다. CPM 변조기(20)에서는 기저 대역 변조 신호(226, 227)와, 반송파 신호(232, 234)를 승산한다. 이 변조 신호(200)는 코사인파 반송파에 의해 변조된 변조 신호가 된다, 여기서, 도 8의 (a)에서, 도 5의 반송파 신호(232, 234)의 주파수를 나이키스트 대역(601) 중심에 설정한 경우(610), 변조 신호(200)의 스펙트럼(62)이 형성된다. 이 때 각 정보 신호가 갖는 주파수 성분은 참조 부호 621, 622와 같다. 코사인파 반송파를 이용하고 있기 때문에, 주파수 f=0을 대칭축으로 하는 주파수 마이너스의 측에도 마찬가지의 스펙트럼이 발생한다(64). 이 플러스/마이너스 양측의 스펙트럼(62, 64)에 의해, 주파수 대역의 저역측에서 주파수의 반환(즉 간섭 영역(602))이 생긴다. 이 때문에, 이 반환 성분(602)에 의해 가장 낮은 주파수 성분을 갖는 신호(622)에 간섭이 생긴다.

이 간섭에 대하여, (b)에 도시한 바와 같이, 기록 주파수 대역의 중심보다도 높은 주파수의 반송파를 이용함으로써(611) 신호가 갖는 주파수 대역이 고역측으로 천이한다. 이에 따라 저역측에서의 반사에 의한 간섭(603)은 정보 신호가 갖는 가장 낮은 주파수(652)에 걸리지 않는다. 따라서, 정보 신호가 갖는 주파수 성분(651, 652)을 나이키스트 대역(601)의 범위에서 고역측으로 천이시킴으로써,가장 낮은 주파수 성분을 갖는 신호(652)의 왜곡은 생기지 않는다.

이와 같이 본 실시예에 따르면, 코사인 반송파에 의한 반환이 야기하는 주파수 대역의 간섭을 막을 수 있어, 신호의 왜곡을 막을 수 있다.

본 발명의 제3 실시예에서 정보를 위상차로 나타내는 방식(Continuous Phase-Frequency Shift Keying, 이하 CPFSK 방식)에 대하여, 도 5를 이용하여 변조기의 구성을, 도 6을 이용하여 복조기의 구성을 설명한다. 도 5의 다상 직교 각도 변조기(20)는 CPFSK 변조기로 하고, 도 6의 다상 직교 각도 복조기(30)는 CPFSK 복조기로 한다.

도 5에서, 오류 정정 부호화된 정보(112)는, CPFSK 변조기(20)에 입력되어 기저 대역 변조된다. CPFSK 변조 방식의 기저 대역 펄스 신호(222)는,

로 나타낸다. 적분기(223)는, 이 기저 대역 펄스 신호(222)와 다치 신호(210)를 컨볼루션하여 위상각(224)을 생성한다. 이 위상 신호(224)를 이용하여 변조를 행함으로써, CPFSK 변조 신호(200)를 생성한다.

도 6의 CPPSK 복조기(30)에서, 위상 생성 회로(41)로부터 송출된 리드 클럭 신호(420)를 기초로 코사인 파형 생성기(317)는 코사인 반송파 신호(318)를 생성한다. 이 코사인 반송파 신호(318)와 보정된 판독 신호(430)를 승산하여, 기저 대역 신호(312)를 생성한다. LPF는 기저 대역 신호(312)로부터 고조파 성분을 제거한신호(314)를 기저 대역 복조기로 송출한다. 여기서, 도 6의 기저 대역 복조기(32)는 지연 검파 방식을 이용한 경우 도 9의 CPFSK 복조기(320)와 같은 구성이 된다.

도 9에서, 양자화 수단(321)은 기저 대역 신호(314)를 제로 크로스점에서 양자화하여, 기저 대역 구형파 신호(322)를 생성한다. 기저 대역 구형파 신호는, 지연기(323)를 통해 미소 시간 지연된 파형(324)을 얻는다. Ex-or 연산기(325)는 기저 대역 구형파 신호(321)와 미소 시간 지연된 파형(324)과의 Ex-or 연산을 행하여, 진폭 반전 개소에 펄스가 상승하는 진폭 반전 펄스 신호(326)를 생성한다. LPF(327)는 진폭 반전 펄스 신호(326)가 갖는 주파수 정보를 진폭 정보로 변환한다. 데이터 복조기(329)는 진폭 정보 신호(328)를 복조하여, 복조 신호를 생성한다. 이 때, 데이터 복조기에 ML 복호를 이용할 수도 있다.

본 실시예에 따르면, 진폭값을 이산화하여 취할 수 있는 진폭값이 제한되는 정보 기록용 신호 처리 방식의 하나로서, CPFSK 방식을 적용할 수 있다. CPFSK 방식을 적용함으로써, 지연 검파 방식 등의 복조 방식을 이용할 수 있다.

도 10의 주파수 천이 제한 부호화를 추가한 시스템의 구성도를 이용하여 제4 실시예를 설명한다.

오류 정정 부호화된 정보(112)를 천이 제한 부호기(115)에 의해 주파수의 천이를 제한하는 부호화를 행한다. 이 주파수 천이 제한 부호화된 신호(116)를 CPFSK 변조기(20)에 의해 변조하여, 기록을 행한다. 판독한 신호는 CPFSK 복조기(30)에 의해 복조한 후, 천이 제한 복호기(185)에 의해 주파수 천이 제한 복호하여, 복호 신호(186)를 오류 정정 복호기(19)로 송출한다.

본 실시예에 따르면, 정보를 위상이나 주파수로 나타내는 변복조 방식에서, 최저 주파수 성분을 갖는 신호로부터 최고 주파수를 갖는 신호로 급격한 주파수 변화가 발생함으로써, 오류가 발생하는 경우라도 주파수 천이를 제한하여 오류의 발생을 억제할 수 있다.

제5 실시예에서, 반송파 exp(j2πf_ct)로 복조하는 방식을 도 11의 힐버트 필터를 포함하는 CPFSK 복조기의 구성도를 이용하여 설명한다. 이 힐버트 필터는 힐버트 변환을 실현하는 필터이다. 힐버트 변환은 코사인 반송파 신호 cos(2πf_ct)로부터 사인 반송파 성분 sin(2πf_ct)을 생성한다. 이들 코사인 반송파 신호와 사인 반송파 신호를 조합함으로써, 오일러의 정리 exp(j2πf_ct)=cos(2pf_ct)+jsin(2pf_ct)에 의해, 복소 반송파 신호를 생성한다.

제1 내지 제4 실시예와 같이 실수 성분만을 갖는 코사인 반송파 신호 cos(2 pf_ct)로 변조된 신호(200)를 기록 재생한다. 재생측으로부터 판독된 파형(104)을 재생 보정 회로(43)에 의해 판독 신호를 보정한다. 보정된 판독 신호(430)는 CPFSK 복조기(330)에 입력된다. 힐버트 필터(331)는 보정된 판독 신호(430)로부터 허수 성분인 jsin(2πf_ct)를 반송파로서 갖는 신호(332)를 생성한다. 실수 판독 신호(430)와 힐버트 필터에 의해 생성된 허수 출력 신호(332)를 가산기(333)에 의해 가산함으로써 복소 반송파 변조 신호(334)를 생성한다.

다른 한편, 위상 생성 회로(41)로 생성된 리드 클럭 신호(420)는 코사인 파형 생성기(317)에 입력되어, 코사인 반송파 신호(318)를 생성한다. 코사인 반송파 신호(318)는 위상 시프트기(335)에 입력되어, 위상을 90°변화시킨 사인 반송파 신호(336)를 송출한다. 가산기(337)는 코사인 반송파 신호(318)와 사인 반송파 신호(335)를 가산하고, 복소 반송파 신호(338)를 얻는다. 승산기(311)는 이 복소 반송파 신호(338)와 복소 반송파 변조 신호(334)를 승산하여, 기저 대역 신호(312)를 송출한다. 이 기저 대역 신호(312)는 제3 실시예와 마찬가지로 복조를 행한다.

본 실시예에 따르면, 기록 밀도 등의 관점에서 실수 반송파 신호와 허수 반송파 신호의 두개의 신호를 기록할 수 없는 장치에서도, 실수 및 허수 양 성분을 갖는 복소 반송파 신호를 갖는 신호로서 복조를 행할 수 있다. 그 때문에, 반송파 주파수의 2배의 주파수 성분을 갖는 고조파 성분을 제거할 수 있다.

제6 실시예에서, 도 11의 힐버트 필터를 포함하는 CPFSK 복조기의 구성도와, 도 12의 반송파 복조된 기저 대역 변조 신호의 주파수 스펙트럼도를 이용하여, 제5 실시예인 힐버트 필터를 이용한 복소 신호 CPFSK 방식으로 복조 주파수를 2 체배함으로써, 고조파 성분에 의한 간섭을 제거한 방식을 설명한다.

도 12에서, (a)는 통상의 복조를 행한 경우의 복조파 스펙트럼, (b)는 주파수를 2 체배로 한 복조파 스펙트럼을 나타낸다. 참조 부호 701은 기본파 스펙트럼 대역, 참조 부호 702는 제3차 고조파 스펙트럼 대역, 참조 부호 703은 제5차 고조파 스펙트럼 대역, 참조 부호 704는 기본파와 고조파의 간섭 대역, 참조 부호 705는 고조파끼리의 간섭 대역, 참조 부호 706은 반송파 주파수, 참조 부호 707은 제3차 고조파의 반송파 주파수, 참조 부호 708은 제5차 고조파의 반송파 주파수, 참조부호 711은 기본파 스펙트럼 대역, 참조 부호 712는 제3 고조파 스펙트럼 대역, 참조 부호 713은 제3차 고조파의 반송파 주파수를 나타낸다.

CPFSK 방식은 주파수 변조 방식이기 때문에, 반송파 주파수(706)의 짝수(2 n, n=1, 2, 3, …) 체배를 중심으로 한 위치(707, 708)에 고조파 스펙트럼(702, 703)이 존재한다. 특히, 복조에 필요해지는 기본파 스펙트럼(701)에 인접하는 제3 고조파라고 하는 고조파 스펙트럼(702)은, 기본파 스펙트럼(701)과 대역(704)에서 간섭한다.

여기서, 도 12에서 위상 생성 회로(423)로 생성된 리드 클럭 신호(420)가 코사인 파형 생성기에 입력된다. 이어서 코사인 파형 생성기(317)는 변조 시에 이용한 반송파의 홀수배(여기서는 3배)의 주파수를 갖는 코사인 반송파 신호(318)를 생성한다. 위상 시프트기(335), 가산기(337)를 이용하여, 제4 실시예와 마찬가지로 기저 대역 신호(312)를 생성한다. 이 2 체배한 기저 대역 신호(312)의 주파수 스펙트럼(71)에 있어서, 제3 고조파(712)의 중심 주파수는 2배가 되고(713), 기본파(711)와의 간섭 대역은 존재하지 않는다. 그래서, 고조파 성분은 LPF에 의해 감쇠됨으로써, 기본파만을 복조할 수 있다.

본 실시예에 의하면, 주파수 변조 방식으로 간섭을 야기하는 고조파 성분의 영향을 제거할 수 있다.

제7 실시예에서 대역 제한 수법으로서 PR 방식을 이용하여 협대역에 주파수 성분을 집중시켜, 고조파와의 간섭을 제거한 방식을, 도 13의 PR 방식을 부가한 CPM 변조 방식의 구성도, 도 14의 PR 방식을 부가한 CPM 방식의 PR 특성 부가형 재생 보정기의 구성도, 도 15의 PR 방식을 부가한 CPM 방식의 주파수 스펙트럼도를 이용하여 설명한다.

CPM 변조기(20) 내에서 PR(1+D)(D는 지연 소자로서, 1 비트 지연된 신호를 나타냄) 특성을 갖는 필터(441)는, 다치 신호(210)와 다치 신호(210)를 1 심볼분 지연시킨 신호를 가산한 PR 신호(442)를 생성한다. 적분기(223)는, 이 PR 신호(442)와 기저 대역 펄스 신호(222)를 컨볼루션하고, 기저 대역 변조기에 위상각(224)을 송출한다. 이것을 상술한 실시예에 따라 변조, 양자화함으로써, 상술한 실시예에 따라, 기록 재생을 행한다.

재생측에서는 판독 신호(154)를 PR 특성 부가형 재생 보정기(435)에 입력한다. PR 특성 부가형 재생 보정기(435)는, 재생 보정 회로(43)와 PR(1-D) 특성 등화기(439)로 구성된다. PR 특성 부가형 재생 보정기(435) 내부에서는, 판독 신호(154)는, 파형 보정을 행하는 보정 회로(43)에 의해 파형 정형된다. PR(1-D) 특성 등화기(439)는 파형 정형된 신호(438)를 PR(1-D) 특성을 갖도록 등화하고, 이 등화 신호를 보정된 판독 신호(440)로서 다상 직교 각도 변조기(30)로 송출한다.

상기한 PR(1+D) 특성 필터(441)와 PR(1-D) 특성 등화기(439)에 의해 이루어지는 주파수 스펙트럼의 변화를 도 15에 도시한다.

통상, 재생 보정 회로(43)의 출력인 보정된 판독 신호(430)의 주파수 스펙트럼(67)은 나이키스트 대역(601)의 외부에도 주파수 스펙트럼을 갖는다(671, 672). 이 대역 밖의 주파수 성분(671, 672)에 의해, 등화 파형에 왜곡이 생긴다. 그래서, PR(1+D) 특성 필터(441)에 의해, 주파수 대역의 고역측(나이키스트 주파수 :f=0.5f_b의 점, f_b는 비트 주파수를 나타냄 : 673)에 주파수 스펙트럼이 0이 되는 점(이하, 제로점이라고 칭함)을 생성하고, 주파수 스펙트럼은 671부터 681로 정형한다. 이어서, 등화기(439)에 부가되는 PR(1-D) 특성에 의해, 저역측(f=0의 점 : 674)의 주파수 스펙트럼에 제로점을 형성하고, 주파수 스펙트럼은 672부터 682로 정형된다. 보정된 판독 신호(430)에 대하여, PR 방식을 부가한 CPM 방식의 등화기(439)의 출력 신호(440)가 갖는 주파수 스펙트럼(78)은 나이키스트 대역(601)에 둘 수 있다.

본 실시예에 따르면, PR(1+D) 필터, 및 등화기에 의한 PR(1-D) 특성에 의해, 등화된 파형의 주파수 f는, 나이키스트 대역인 0≤f≤0.5f_b의 범위밖에 존재하지 않고, 나이키스트 조건을 충족시키기 때문에, 파형 간섭에 의한 왜곡을 제거할 수 있다.

이어서 도 16의 자기 디스크 장치에서의 기록 재생의 구성을 도시한 블록도를 참조하여 또 다른 실시예에 대하여 설명한다. 도 16에 도시한 예는, 도 1의 정보 기록 재생 장치의 변형예이다. 변조 방식은, 도 1에 도시한 것과 마찬가지의, 정보를 위상차 및 주파수 차로 나타내는 변조 방식인 CPM 방식인데, 복로계가 도 1의 것과는 다르다. 즉, 재생 증폭기(154) 후단에 VSB 필터(155)가 부가되어 있다. 이 VSB 필터(155)는 증폭된 판독 신호(154)의 주파수 특성을 상측파대가 갖는 신호 전력과 하측파대가 갖는 신호 전력의 합을 균일하게 정형하고, VSB 필터 출력 신호(156)를 출력한다. 그 후의 신호 처리는 도 1과 마찬가지이다.

도 17에 도시한 주파수 스펙트럼도를 이용하여 전송로를 이용한 복조 방식의 주파수 스펙트럼을 설명한다. 도 17에서, (a)는 전송로 특성의 주파수 스펙트럼을 나타내고, (b)는 전송로 특성에 맞는 VSB 필터의 주파수 스펙트럼을 나타낸다.

변조 신호가 갖는 주파수 대역(55)의 중심 주파수(551)에서의 변조 신호 값으로 변조 신호의 전력을 규격화한다. 전송로 특성은 규격화 주파수 f₀=0.5에서의 규격화 신호 전력 0.5(이하 이 점을 중심점(565)이라고 칭함)를 통과하도록 규격화한다. 이 때, 전송로 특성은 561(고밀도), 562(중밀도), 563(저밀도)로 나타낸다. 이하 중밀도인 경우의 전송로 특성(562)을 예로 들어 설명한다. 전송로 특성(562)을 이용하기 때문에, 전송로 특성은 신호 대역 내에서 중심점(565)을 통과하고, 대역 하단에서 규격화 신호 전력(1), 대역의 상단에서 규격화 신호 전력(0)을 통과하는 근사 직선(564)이 된다. 다른 기록 밀도인 경우, 특히 고기록 밀도인 경우의 전송로 특성(561)에서는, VSB 필터 특성(51)의 근사선은, 중심점(565)을 통과하여, 대역의 하단에서 규격화 신호 전력(1), 대역의 상단에서 규격화 신호 전력(0)을 통과시킴으로써, 하측파대에서의 VSB 필터 출력 특성(52)의 감쇠량(532)과 상측파대의 잔류량(542)이 동일해지는 선이 된다.

VSB 필터 특성(51)은, VSB 특성을 얻기 위해, 중심점(565)을 통과하고, 상측파대와 하측파대의 신호 전력의 합이 일정해지는 것과, 전송로 특성을 이용하기 위해, 근사 직선(564)을 많이 닮을 필요가 있다. 이 때문에, VSB 필터 특성(51)은, VSB 특성을 가지며, 또한 근사 직선(564)에 가까운 직선이 되도록 설정한다. VSB의 필터 특성(51)은, 전송로 특성의 근사 직선(564)과 동일해지고, 이 전송로 특성을 VSB 필터라고 간주하여 복조를 행한다. 다른 기록 밀도의 경우도 마찬가지로, 이용하는 전송로 특성에 근사한 임의의 선에 맞추어, VSB 필터 특성을 설정함으로써 복조를 행한다.

VSB 필터 출력 특성(52) 및 상측파대의 잔류량(542)은, 전송로 특성에 의한 감쇠가 생기는 것을 본원의 VSB 복조 방식을 이용하기 위해, VSB 필터에 의해 보정한 특성을 갖는다.

이 실시예에 따르면, 반송파를 이용한 변복조 방식을 갖는 정보 기록 재생 장치에서, 전송로 특성을 이용하는 복조 방식을 이용함으로써, 고조파 성분의 영향을 억압하여 신호를 복조할 수 있다. 또한, 전송로 특성을 이용하는 복조 방식을 이용함으로써, 기록 밀도의 향상에 수반하여, 고주파 성분 즉 상측파대의 신호가 크게 감쇠하는 장치에서도, 정보를 기록 재생할 수 있다.

이어서 도 18을 참조하여 또 다른 변형예를 설명한다. 도 18에서, (a)는 전송로 특성의 주파수 스펙트럼을 나타내고, (b)는 기록 밀도에 맞는 VSB 필터 특성의 주파수 스펙트럼을 나타낸다.

도 18에서 전송로 특성은, 기록 밀도가 높아짐에 따라, 참조 부호 563, 562, 561과 같이 변화해 간다. 이 때, VSB 필터 특성(567)과 같이 설정한 경우, VSB 필터에 의해 파형 정형된 신호의 VSB 필터 출력 특성인 주파수 특성(566)은, 전송로 특성(561)과 많이 닮아 있다. 이것은 기록 밀도를 향상시킨 경우, 전송로 특성의 최대값은 주파수 저역측으로 천이한다. 이 때, VSB 필터 특성(567)의 특성을 주파수 저역측의 감쇠량을 줄이고, 주파수 고역측의 감쇠량을 늘리도록 변화시킴으로써, VSB 필터 출력의 신호 주파수 특성(566)의 최대값을 보다 주파수 저역측으로 설정한다.

상기 예에 따르면, 반송파를 이용한 변복조 방식을 갖는 정보 기록 재생 장치에서, 전송로 특성을 이용하는 복조 방식을 이용함으로써, 기록 밀도의 향상에 수반하여 생기는 전송로 특성에 의한 신호의 왜곡에 필터 특성을 맞출 수 있어서, 고기록 밀도인 경우라도 성능을 개선시킨다.

상술예의 설명에서는 전송로 특성을 직선에 근사시켰지만, 전송로 특성이 다른 경우, 그 전송로 특성을 근사시킨 함수를 필터 특성으로 함으로써, 다른 전송로 특성을 갖는 경우에도 이용할 수 있다.

반송파를 이용한 변복조 방식을 갖는 정보 기록 재생 장치로서, 기록 재생계의 전송로에서 통과할 수 있는 주파수 대역이 제한되는 장치에 있어서, 전송로의 주파수 대역에 맞는 복조 특성을 갖는 복조 방식을 이용함으로써 데이터의 복조를 행할 수 있다.

또한, 전송로의 주파수 특성에 맞는 복조 방식을 이용함으로써, 기록 밀도가 높아짐에 따라, 고주파수 대역의 신호의 감쇠량이 커지는 장치에서도, 그 전송로의 영향을 경감시켜 기록 밀도를 향상시킬 수 있다. 또한, 전송로의 주파수 특성에 맞는 복조 방식을 이용함으로써, 복조측의 등화로 인해, 신호가 미약한 대역을 증폭시키지 않기 때문에, 해당 신호가 미약한 대역에 포함되는 잡음을 증폭시키지 않아서, 신호의 열화를 막을 수 있다.

이상, 복수의 실시예를 설명했지만, 본 발명은 상기한 실시예에 한정되는 것이 아니고, 그 요지를 일탈하지 않는 범위에서 여러가지 변경 가능하다.

예를 들면, 전술한 설명에서는, 제2 실시예에서는 4치의 CPPSK 방식을 이용하여 설명하며, 제4 실시예에서는 4치의 CPFSK 방식의 변복조기를 이용하여 설명하였지만, 8치나 16치의 변복조 방식을 이용해도, 또한 각각 CPPSK 방식과 CPFSK 방식을 교체시켜 이용해도 된다.

또한, 각각의 실시예를 조합하는 것이 가능하며, 조합함으로써 상승 효과도 기대할 수 있다.

또한, 전술한 설명에서는, 취할 수 있는 진폭값이 2치인 자기 디스크 장치를 예로 들어 본 발명에 대하여 설명해 왔지만, 그 외에도 4치나 8치 등의 정보 기록 재생 장치나, 정보 처리용 신호 처리 회로, 집적 회로, 광자기 디스크 장치, 광 디스크 장치, 플렉시블 디스크 장치 등에 이용할 수도 있다.

이상, 본 발명에 따르면, 신호를 취할 수 있는 진폭값이 제한되어 있는 정보 기록 재생 장치에서, 이 진폭값 이상의 다레벨의 신호를 기록 재생에 적용할 수 있는 신호 처리 방법을 제공하는 것에 있다. 본 발명의 다른 목적은, 정보를 위상차 및 주파수 차로 나타내는 경우, 진폭이 변화하는 타이밍을 제어함으로써, 기록된 신호의 비트 반전 간격을 제어할 수 있는 신호 처리 방법을 제공하는 것에 있다.

Claims

매체에 기록해야 할 신호를 다상 직교 각도 변환하여 위상차 및 주파수 차로 나타내는 변조 신호를 생성하는 다상 직교 각도 변조기와,

상기 직교 각도 변조기에 의해 생성되는 변조 신호의 진폭을 임의의 레벨을 기준으로 하여 이산화한 신호를 생성하는 양자화기와,

상기 양자화기의 출력 신호를 기록 매체에 기록하기 위한 기록 헤드와,

상기 기록 매체에 기록된 정보를 판독하는 판독 헤드와,

상기 판독 헤드에 의해 판독된 신호의 위상과 진폭을 보정하는 재생 보정 회로와,

상기 재생 보정 회로로부터 출력되는 신호를 다상 직교 각도 변환하여 복조하는 다상 직교 각도 복조기

를 포함하는 정보 기록 재생 장치.
기록 매체에 기록하는 데이터에 대하여 오류 정정 부호를 생성하는 오류 정정 부호기와,

상기 오류 정정 부호기의 출력 신호에 대하여 주파수의 천이를 제한하도록 부호화를 행하는 주파수 천이 제한 부호기와,

상기 주파수 천이 제한 부호기의 출력 신호를 다상 직교 각도 변환하여 위상차 및 주파수 차로 나타내는 변조 신호를 생성하는 다상 직교 각도 변조기와,

상기 직교 각도 변조기에 의해 생성되는 변조 신호의 진폭을 임의의 레벨을 기준으로 하여 이산화한 신호를 생성하는 양자화기와,

상기 양자화기의 출력 신호를 기록 매체에 기록하기 위한 기록 헤드와,

상기 기록 매체에 기록된 정보를 판독하는 판독 헤드와,

상기 판독 헤드에 의해 판독된 신호의 위상과 진폭을 보정하는 재생 보정 회로와,

상기 재생 보정 회로로부터 출력되는 신호를 다상 직교 각도 변환하여 복조하는 다상 직교 각도 복조기와,

상기 다상 직교 각도 복조기로부터의 신호에 대하여 상기 주파수 천이 제한 부호화기에 대응한 복호 처리를 행하는 주파수 천이 제한 복호기와,

상기 주파수 천이 제한 복호기로부터의 출력 신호의 오류 정정을 행하는 오류 정정 복조기

를 포함하는 정보 기록 재생 장치.
제1항에 있어서,

상기 다상 직교 각도 변조기에는, 기저 대역 변조를 행하는 회로와, 상기 회로 전단에 대역 제한을 제공하는 기록 부호화 회로를 구비하고, 상기 다상 직교 각도 복조기에는, 상기 기록 부호화에 의해 부호화된 신호를 복호하는 기록 복호 회로를 포함하는 정보 기록 재생 장치.
제1항에 있어서,

또한, 상기 다상 직교 각도 변조기의 출력 신호의 위상 정보와 진폭 정보를 기초로 재생 보조 신호를 생성하는 재생 보조 신호 생성기를 갖고, 상기 재생 보조 신호 생성기의 출력 신호와 상기 다상 직교 각도 변조기로부터 출력되는 변조 신호가 혼성된 신호가 상기 양자화기에 입력되고, 상기 양자화기는 상기 혼성 신호의 진폭을 임의의 진폭 레벨 수 이하로 양자화한 구형 신호를 생성하는 정보 기록 재생 장치.
기록 매체에 기록하는 정보에 대하여 위상차 및 주파수 차로 나타내는 변조를 행하고,

변조된 신호의 파형의 진폭을 양자화한 신호를 생성하고,

상기 진폭이 변화하는 그 타이밍에 정보를 나타내는 신호를 기록 매체에 기록하고,

기록 매체에 기록된 정보를 판독하고,

판독한 정보를 변조 방법에 대응시켜 복조하는 신호 처리 방법.
제5항에 있어서,

진폭이 이산화된 값을 취하여, 정보를 위상 방향으로 이산화한 다치의 신호에 의해 기록 매체에 기록하는 신호 처리 방법.
제5항에 있어서,

상기 변조 공정은, 기록해야 할 정보에 대하여 전류 파형을 반전하여 출력하는 것이고,

상기 변조 공정에 입력하는 신호에 0이 연속한 경우라도 반전한 전류 파형을 생성하는 신호 처리 방법.
제5항에 있어서,

상기 변조 공정은, 기록해야 할 정보에 따라 전류 파형을 반전하고 출력하는 것이고,

상기 전류 파형의 반전 주기는 정보의 기록 비트 주기와는 상이한 신호 처리 방법.
코사인 파형으로 나타낸 제1 반송파 신호와 사인 파형으로 표시된 제2 반송파 신호를 생성하는 반송파 생성기와,

연속하는 기저 대역 펄스 신호를 생성하는 기저 대역 펄스 신호 생성기와,

정보와 상기 기저 대역 신호를 컨볼루션함으로써 위상차로 변환하여, 코사인 파형으로 나타낸 제1 기저 대역 변조 신호와 사인 파형으로 표시된 제2 기저 대역 변조 신호를 생성하는 기저 대역 변조기와,

상기 제1 기저 대역 변조 신호와 상기 반송파 생성기로부터 생성된 제1 반송파를 승산하는 제1 승산기와,

상기 제2 기저 대역 신호와 상기 반송파 생성기로부터 생성된 제2 반송파 신호를 승산하는 제2 승산기와,

상기 제1 승산기의 출력과 제2 승산기의 출력을 합성하는 제1 가산기

를 구비하는 변조 장치.
제9항에 있어서,

상기 기저 대역 펄스 신호 생성기는, 연속하는 기저 대역 펄스 신호를 적분한 신호를 생성하는 변조 장치.
제9항에 있어서,

상기 반송파 생성기는, 신호의 주파수 대역의 중심보다도 높은 주파수를 갖는 반송파를 생성하는 변조 장치.
정보를 다상 직교 각도 변조하여 변조 신호를 생성하고,

상기 변조에 이용한 코사인파 신호를 작성하고, 상기 코사인파 신호를 기초로 재생 보조 신호를 생성하며,

상기 변조 신호와 상기 재생 보조 신호를 장치마다 결정된 포맷에 맞는 순서대로 배치하여 혼성 신호를 작성하고,

상기 혼성 신호의 진폭을 소정의 진폭 레벨 수 이하로 양자화한 구형파 신호를 생성하는 신호 변조 방법.
데이터로부터 코사인 파형으로 나타낸 제1 반송파 신호와 사인 파형으로 표시된 제2 반송파 신호를 생성하고,

변조 방식에 맞는 연속하는 기저 대역 펄스 신호를 생성하며,

상기 데이터와 상기 기저 대역 신호를 컨볼루션함으로써 위상차로 변환하여, 코사인 파형으로 나타낸 제1 기저 대역 변조 신호와 사인 파형으로 표시된 제2 기저 대역 변조 신호를 생성하고,

상기 제1 기저 대역 변조 신호와 상기 반송파 생성 수단으로부터 생성된 제1 반송파를 승산하여 코사인 변조 신호를 생성하고,

상기 제2 기저 대역 신호와 상기 반송파 생성 수단으로부터 생성된 제2 반송파 신호를 승산하여 사인 변조 신호를 생성하고,

상기 코사인 변조 신호와 상기 사인 변조 신호를 가산하여 변조 신호를 생성하는 신호 변조 방법.
기록 매체로부터 판독한 실수 성분 판독 신호와 이 판독 신호로부터 위상을 추출하여 반송파를 생성하는 반송파 복원 회로와,

상기 복원 회로에 의해 생성된 실수 성분 반송파를 승산하는 제3 승산기와,

판독한 실수 성분 신호로부터 허수 성분 판독 신호를 생성하는 허수 성분 생성기와,

허수 성분 신호와 상기 실수 성분 신호를 가산하는 제3 가산기와,

상기 반송파 복원 회로에서 생성된 실수 성분 반송파의 위상을 90°지연시킴에 따라 허수 성분을 생성하는 위상 지연 회로와,

위상 지연 회로에 의해 생성된 허수 성분 반송파와 상기 허수 성분 생성기에 의해 생성된 허수 성분 판독 신호를 승산하는 제4 승산기를 구비하고,

상기 제3 승산기 혹은 상기 제4 승산기에 의해 생성된 실허 양 성분을 갖는 반송파를 이용하여 기록 매체에 기록된 신호를 복조하는 복조 장치.
제14항에 있어서,

상기 반송파 복원 회로는, 상기 반송파 생성기로 생성되는 반송파 주파수의 1보다 큰 홀수배의 주파수를 갖는 반송파를 생성하는 수단과, 상기 홀수배의 주파수를 갖는 반송파를 이용하여 반송파를 제거하는 수단을 포함하고, 기저 대역 신호가 갖는 주파수 스펙트럼이 변조 파형의 짝수 체배 이상이 되도록 반송파를 제거하는 복조 장치.
제14항에 있어서,

기록 매체로부터 판독한 신호를 기록 매체에 기록했을 때의 기록 전류에 대응한 구형파로 대역 제한이 제공된 신호에 등화하는 등화기와, 상기 대역 제한이 제공된 신호가 갖는 특성에 대응한 복조를 행하는 복조기를 구비하는 복조 장치.
기록하는 정보에 대하여 위상차 및 주파수 차로 나타내는 변조를 행하는 직교 각도 변조기와, 이 직교 각도 변조 수단에 의해 얻어진 변조 파형의 진폭을 이산화한 신호를 생성하는 양자화기와, 상기 진폭이 변화하는 타이밍에 정보를 나타내는 신호를 매체에 기록하는 기록 헤드와, 기록한 신호를 판독하는 판독 헤드와, 판독한 신호가 갖는 주파수 대역의 중심으로부터 고역측을 감쇠시켜 복조하는 복조기를 구비하는 정보 기록 재생 장치.
제17항에 있어서,

상기 복조기는, 판독한 신호가 갖는 주파수 대역의 중심으로부터 고역측을 감쇠시킨 신호와 저역측의 신호를 이용하여 복조하는 정보 기록 재생 장치.
제6항에 있어서,

판독한 신호가 갖는 주파수 대역의 중심으로부터 고역측을 감쇠시킨 신호에 의해 복조하는 신호 처리 방법.