JP3928186B2

JP3928186B2 - Digital signal recording apparatus and reproducing apparatus

Info

Publication number: JP3928186B2
Application number: JP32380095A
Authority: JP
Inventors: 信裕林; 雅貴内田
Original assignee: Sony Corp
Current assignee: Sony Corp
Priority date: 1995-11-17
Filing date: 1995-11-17
Publication date: 2007-06-13
Anticipated expiration: 2015-11-17
Also published as: JPH09147498A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、一例としてディジタル磁気記録再生装置に適用することができるディジタル信号記録装置、および再生装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
ディジタル磁気記録における信号処理方式として、パーシャル・レスポンスと最尤復号を組み合わせ、変調符号の制約条件を利用して最尤復号を行う、トレリスコーデッドパーシャル・レスポンス（以下、ＴＣＰＲと略す）が提案されている（例えば米国特許第5,095,484 号明細書）。このＴＣＰＲは、高密度記録に有利な方式である。通常用いられるパーシャル・レスポンスクラス４（以下ＰＲ４と略す）は、ダイパルスレスポンスの等化波形が、サンプル点（シンボル存在点）において、１，０，−１となるように等化する方式である。ＰＲ４のシステム多項式は、Ｇ（Ｄ）＝１−Ｄ²で表される（Ｄは１ビット遅延演算子）。
【０００３】
図１に先に提案されているＴＣＰＲチャネルの構成図を示す。２進コードの記録データである、入力が符号化器１に供給される。符号化器１により符号化されたデータが磁気記録チャネル２（これは、記録回路およびヘッド、記録媒体、再生ヘッドおよび回路を統合的に見たもの）を通り、等化器５に供給される。磁気記録チャンネル２は、システム多項式１−Ｄの系３と、ノイズの重畳を表す加算器４とを含む。等化器５は、（１＋Ｄ）のシステム多項式を有する。実際には、再生信号をＡ／Ｄ変換することで生成された多値のサンプルデータをディジタル処理することによってデータ再生を行う。
【０００４】
磁気記録チャネル２を通り、等化器５から出力される再生等化信号は、｛−１，０，＋１｝の３つのレベルをとる。再生等化信号のイメージを図２に示す。この３値の信号を２進データに戻すには、±１を`1' に、０を`0' にデコードすれば良い。そのために、等化器５に対して最尤復号器６が接続される。最尤復号器６の一例がビタビ復号器である。最尤復号器６の復号出力が符号化器１と対応する復号化器７に供給され、復号化器７から出力データが取り出される。
【０００５】
最尤復号（ビタビ復号）は、前後のサンプル点の値も使ってとり得る系列の中でもっとも確からしい系列（パス）を推定していく方法で、高い検出能力を持っている。但し、前述したようにＰＲ４のシステム多項式はＧ（Ｄ）＝１−Ｄ²であるため、２つ前のサンプルとの間で演算を行うことが必要となる。このシステム多項式は、システム多項式１−Ｄが入れ子になっているとみなせる。そこで、図３に示すように、最尤復号器１１をそれぞれが１−Ｄのシステム多項式を有するＰＲ（１，−１）の最尤復号器１２および１３へ分割し、入力系列をスイッチャ１４によって再生信号系列を偶数系列と奇数系列へ分離し、これらの系列をそれぞれ独立な系列とみなして、最尤復号器１２および１３へ供給し、これらの出力をスイッチャ１５により合成する構成が採用される。
【０００６】
最尤復号では、計算により系列が確定したものが出力されるが、チャネル出力信号によっては、系列を確定することができずにメモリにストックされ続ける。従って、未確定系列がメモリ長を越えると、オーバーフローによってエラーを引き起こすおそれがある。
【０００７】
一般には、この問題を解決するために、信号のチャンネル符号化を行う。すなわち、符号化器１によって２進データ（以下、情報語と称する）をある定められた変換規則に従って２進データ（以下、符号語と称する）に変換し、変換後のデータを記録・再生し、最尤復号後のデータを復号化器７によって再び逆変換してもとの情報語を復元するものである。一例として、８ビットの情報語を１０ビットの符号語へ変換する８／１０符号化が使用される。
【０００８】
符号化器１は、符号語列における０走長に制限を設け、その条件を満足する符号語にコーディングするような符号変換を行う。ＤＳＶ（Digital Sum Variation ）による０走長の制限により、直流成分のない符号化が可能であり、ＴＣＰＲではこのＤＳＶにより符号語が求められる。入力２進データの総ビット数をｎとすると系列ａ＝ａ₁，・・・，ａ_nのＤＳＶは、次式で求まる。
【０００９】
【数１】

【００１０】
例えばＤＳＶの制限が６の場合、図４に示した符号化状態遷移図により０走長が最大５に制限された符号語系列が符号化器１によって生成される。このＤＳＶが６に制限される符号の符号化状態遷移図（図４）を用いて最尤復号器６のトレリスを構成すると、１−Ｄで表される系列と組み合わせて用いるため、符号化状態ｓはそれぞれ、（ｓ．０），（ｓ．１）の二つの状態に分けられる。上記トレリスの基本構造を図５に示した。トレリス遷移は、図５の繰り返しである。このように符号化のための状態遷移よりトレリス遷移を導くため、最尤復号では非符号語に復号されることなく必ず符号語に復号される。
【００１１】
図４の符号化状態遷移図を簡略化した状態遷移図を図６に示す。図６において、状態遷移の矢印に付されている数字は、その遷移で通る状態を示す。 notが付くと、通らないことを示す。例えば（ａ）は、トレリス構造の２から始まって６へ行く１０ビットの符号語（ａ）を表す。
【００１２】
０走長の制限より導き出されたトレリス構造（図５）を持つ最尤復号回路を用いてもオーバフローを回避することはできない。パスメモリ長を制限するために符号語においても状態を定義し、連続する符号語、つまり、最尤復号器６への入力系列を制限し、ある一定数の最尤復号器６への入力によって、最尤系列を確定するようにする。この符号語の状態遷移を符号語状態遷移と呼ぶことにする。例えば、図７のように、符号語状態数を４とし、符号語状態遷移を制限すれば、有限のパスメモリ長で最尤系列を確定することができる。
【００１３】
【発明が解決しようとする課題】
上述したようなパーシャル・レスポンスと最尤復号を組み合わせたチャネルにおいて、最尤復号時に最尤系列を確定し所望の値を得るために、最尤系列確定用の冗長データをこの確定すべき系列の直後に付加する必要がある。ＴＣＰＲにおける問題点として、最尤復号において複雑なトレリス構造を持ち、所望の確定系列を得るには、最大でパスメモリ長の冗長データを必要とすることがある。これを防止するために、最尤系列を確定することのできるデータを選択し、入力することが考えられるが、符号化時の符号語状態遷移により、符号語状態別にこの最尤系列を確定することのできるデータが異なる。このため、ＴＣＰＲチャネル外部で符号化時の符号語状態遷移を知る必要があった。
【００１４】
従って、この発明の目的は、符号語情報遷移を知ることなく、最尤系列を確定することができるディジタル信号記録装置、および再生装置を提供することにある。
【００１５】
【課題を解決するための手段】
請求項１の発明は、パーシャル・レスポンスと最尤復号を組み合わせたチャネルを使用するディジタル信号記録装置において、
ＤＳＶ制限を満たす範囲で入力された２進データ列のＮビットの情報語を符号語の符号語状態遷移数が２以上である２進列のＭ（＞Ｎ）ビットの符号語に変換する符号化手段であって、符号語が遷移する全ての符号語状態に属する符号語群から、その符号語入力によって最尤復号時の未確定系列を確定し、符号語より前の入力を確定することができる最尤系列確定用符号語を選択し、最尤系列確定用符号語を各符号語状態の特定の情報語に割り当てられるように、符号語状態のそれぞれにおいて符号化のための変換テーブルを備え、最尤系列確定用符号語を２進データ系列の所定長毎に付加するように符号化処理を行う符号化手段を備え、
符号化手段により符号化されたデータをパーシャル・レスポンス記録チャンネルへ送出するようにしたことを特徴とするディジタル信号記録装置である。
【００１６】
請求項２の発明は、パーシャル・レスポンス記録チャンネルを介されたデータを受信するディジタル信号再生装置であって、
記録時に、ＤＳＶ制限を満たす範囲で入力された２進データ列のＮビットの情報語を符号語の符号語状態遷移数が２以上である２進列のＭ（＞Ｎ）ビットの符号語に変換する符号化がなされ、符号化において、符号語が遷移する全ての符号語状態に属する符号語群から、その符号語入力によって最尤復号時の未確定系列を確定し、符号語より前の入力を確定することができる最尤系列確定用符号語を選択し、最尤系列確定用符号語を各符号語状態の特定の情報語に割り当てられ、最尤系列確定用符号語を２進データ系列の所定長毎に付加されているディジタル信号再生装置において、
記録チャネルを介して得られたデータを最尤復号データに変換する最尤復号化手段と、
最尤復号データを元の２進データ列に復号化する復号化手段と
を有することを特徴とするディジタル信号再生装置である。
【００１７】
符号語が遷移する全ての状態に属する符号語群より、その符号語入力により最尤系列を確定し、その符号語入力以前の入力を確定することができる符号語を選び、各符号語状態に割り当てる。この割り当てはＤＳＶ制限を満たす範囲で行われなければならない。任意のデータを付加し最尤系列を確定する場合、最大でパスメモリ長分の冗長データを必要としたが、この各状態に対応した最尤系列確定符号語を記録／再生データの末尾に付加することで、わずか１バイトの冗長データで最尤系列を確定することが可能となる。
【００１８】
符号語状態遷移により、状態別に最尤系列を確定することのできる符号語は異なる。そこで、最尤系列確定用符号語を、ある特定の情報語に割り当て、符号化時点での各符号語状態において、この情報語が最尤系列確定用符号語に符号化されるように、符号化のための変換テーブルを構成する。
【００１９】
ＴＣＰＲチャネルにおいて、符号化のための変換テーブルを用いた符号化を行うことにより、これまで所望の確定系列を得るために必要であった冗長データが、１バイトの確定用符号語のみとなり、その結果、最尤復号のための冗長度が減少した。また、常にある同一情報語入力により、確定用符号語に符号化するので、符号化時の状態遷移をチャンネル外に伝送する必要がない。
【００２０】
【発明の実施の形態】
以下、この発明を磁気記録再生装置に対して適用した一実施例について、図８を参照して説明する。図８において、２１で示す入力端子からの入力データは、シリアル／パラレル（Ｓ／Ｐ）変換器２２に供給され、８ビットパラレルの情報語へ変換される。この情報語が８／１０符号化器２３に供給され、符号化器２３からは、予め定められた変換テーブルに従って１０ビットの符号語が出力される。後述するように、符号化器２３では、確定すべき系列ごとに特定の、例えば０のデータが挿入され、また、情報語を符号語へ変換するテーブルにおいては、各符号語状態毎に０と対応する最尤系列確定用の符号語が規定されている。
【００２１】
符号化器２３の１０ビットパラレルの符号語がパラレル／シリアル（Ｐ／Ｓ）変換器２４を介して、ＰＲ４チャネル２５に送られる。ＰＲ４チャンネル２５には、図１における記録チャンネル２および等化器５に相当する。Ｐ／Ｓ変換器２４は８／１０符号化器２３で処理された１０ビットデータの符号語をシリアルのデータ列に変換し、バイト単位でインターリーブした結果を出力する。
【００２２】
ＰＲ４チャネル２５から出力される信号（再生信号）は、位相検出器２６および最尤復号器（具体的にはビタビ復号器）２７に供給される。ＰＲ４チャネル２５では、ダイパルスレスポンスがＰＲ４基準である（１，０，−１）に合うように等化され、ディジタル信号サンプルとなり、最尤復号器２７および位相検出器２６に供給される。位相検出器２６により検出された同期情報が出力端子３２より同期回路（図示せず）へ出力される。最尤復号器２７は、ＰＲ４チャネル２５からのディジタル信号の奇数系列と偶数系列とについてそれぞれ独立に最尤復号化処理し、この最尤復号データをＳ／Ｐ変換器２８に供給する。
【００２３】
最尤復号器２７の出力は、Ｓ／Ｐ変換器２８、８／１０復号器２９、Ｐ／Ｓ変換器３０を介して、出力端子３１から出力される。Ｓ／Ｐ変換器２８は、最尤復号データを１０ビット毎に区切り、各１０ビットのデータを８／１０復号化器２９に供給する。８／１０復号化器２９は、Ｓ／Ｐ変換器２８からの１０ビットの符号語を復号化処理し、８ビットの情報語として、Ｐ／Ｓ変換器３０に供給する。Ｐ／Ｓ変換器３０は、この８ビット情報語をシリアルのデータ列、すなわち、元の入力データ列に復元し、シリアルデータ列が出力端子３１から外部に出力される。
【００２４】
ここで、８／１０符号化器２３の動作原理を説明する。まず、符号語を選択するために、ＤＳＶの制限を６とし、図４の符号化状態遷移図を用いる。この符号化状態遷移図より求まる符号語を用いて、符号語状態数４の符号語群に分割する。
【００２５】
ある状態からもとの同じ状態に戻ってくる最短状態遷移を単位状態遷移と呼ぶことにすると、単位状態遷移の遷移状態数は最大４である。各状態から始まる単位状態遷移の符号語系列は必ず最尤復号系列を確定することができるように状態分割する。つまり、単位状態遷移の最大遷移状態数４が必要なパスメモリ長である。１０ビット符号化するため、パスメモリ長は４０ビット必要となる。最尤復号においてトレリスのクロス遷移を許す構成としたため、パスメモリ長は６０ビット必要である。
【００２６】
次に、符号語が遷移する全ての状態に対し、１符号語のみで最尤復号における最尤系列を確定することができる符号語を選択する。符号語状態数を４としたため、各符号語状態に対し次の符号語を選択した。符号語の値は、１０ビットのとりうる１０２４個の数値を１０進数で表したものである。
【００２７】
符号語状態０９６３
符号語状態１２４０
符号語状態２６０
符号語状態３７８３
【００２８】
これらの符号語を情報語０に割り当て、いかなる符号語状態遷移における符号語状態においても、同じ情報語０により最尤系列を確定することのできる符号語を生成することが可能である。また、これらの最尤系列確定用符号語は、情報語０に割り当てる必要はなく、任意の情報語に割り当てることも可能である。但し、各符号語状態において同じ情報語に割り当てる必要がある。
【００２９】
８／１０符号化器の符号語状態０〜３のそれぞれで使用される情報語を符号語へ変換するテーブルと、状態遷移表の具体的な一例を図９、図１０、図１１、図１２にそれぞれ示す。図９、図１０、図１１、図１２においては、各符号語状態に対して、２⁸＝２５６個の情報語に対して割り当てられる符号語のテーブル、並びに各符号語状態の符号語の状態遷移表を示した。符号語のテーブルのそれぞれにおいて、最上段の１行は、情報語の０〜９のそれぞれに対応する符号語である。同様に、第２番目の行は、情報語の１０〜１９のそれぞれに対応する符号語である。そして、最後の行は、情報語の２５０〜２５５のそれぞれと対応する符号語である。各変換テーブルにおいて、情報語の０に対して上述したような符号語が割り当てられている。また、状態遷移表は、各符号語状態において、０〜２５５の情報語の次にとる状態を示す。
【００３０】
これらの状態毎の符号語を用い、状態遷移表に従い符号化するように、８／１０符号化器２３を構成する。８／１０符号化器２３により生成される符号語系列は、０走長制限を満たし、６０ビットのパスメモリを用いればオーバーフローすることなく最尤系列を確定することが可能である。また、入力端子２１よりの入力時、確定すべき長さの情報語列の末尾に１バイト、偶奇計２バイトの０データを付加すれば、最尤復号時に未確定の系列を確定することができ、出力端子３１より、入力情報語を得ることができる。
【００３１】
例えば、ハードディスク、光ディスク等のディスク状記録媒体では、８／１０符号化器２３において、各セクタの最後尾に対して情報語０と対応する１０ビットの符号語が挿入される。また、ヘリカルスキャン型の記録／再生装置の場合では、各トラックのデータの最後尾に対して情報語０と対応する符号語が挿入される。このように、最尤系列確定用の符号語は、エラー訂正符号の符号化がなされる一定のデータの長さ毎に付加される。
【００３２】
図１３には、実際に使用した最尤復号器のトレリス構造を示した。最尤復号器は２ビット単位で処理するため、図１３の各矢印は、最尤復号器に対する２ビットの入力単位でのトレリス遷移を示している。２ビット単位で３０段、合計６０ビットのパスメモリを用いた。
【００３３】
【発明の効果】
以上述べたように、この発明によれば、符号化過程での状態遷移を全く知る必要がなく、ある特定の同じ情報語を入力することにより、再生時最尤復号における最尤系列を確定することが可能となる。従って、内部状態を外部へ出力する必要がなく、そのための冗長ビットを付加する必要がない。
【図面の簡単な説明】
【図１】従来のＴＣＰＲチャネルの一例を示すブロック図である。
【図２】従来のＴＣＰＲチャネルで処理される再生等化信号のイメージを示す略線図である。
【図３】従来のＴＣＰＲチャネルで使用されるＰＲ４系列とその偶奇系列を示すブロック図である。
【図４】従来のＴＣＰＲチャネルで使用されるＤＳＶ制限の状態遷移図である。
【図５】従来のＴＣＰＲチャネルで使用される最尤復号器のトレリス構造を示す図である。
【図６】図４の状態遷移図を簡略化した状態遷移図である。
【図７】従来のＴＣＰＲチャネルで使用される符号化器の状態遷移表である。
【図８】この発明の一実施例の構成を示すブロック図である。
【図９】この一実施例にて用いられる符号化器の状態０での符号語の集合と状態遷移を示す略線図である。
【図１０】この一実施例にて用いられる符号化器の状態１での符号語の集合と状態遷移を示す略線図である。
【図１１】この一実施例にて用いられる符号化器の状態２での符号語の集合と状態遷移を示す略線図である。
【図１２】この一実施例にて用いられる符号化器の状態３での符号語の集合と状態遷移を示す略線図である。
【図１３】この実施例にて用いられる最尤復号器のトレリス構造を示す図である。
【符号の説明】
２１入力端子
２３８／１０符号化器
２５ＰＲ４チャネル
２７最尤復号器
２９８／１０復号器
３１出力端子[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a digital signal recording apparatus and a reproducing apparatus that can be applied to a digital magnetic recording / reproducing apparatus as an example.
[0002]
[Prior art]
As a signal processing method in digital magnetic recording, a trellis coded partial response (hereinafter abbreviated as TCPR) has been proposed which combines partial response and maximum likelihood decoding and performs maximum likelihood decoding using the constraint condition of the modulation code. (For example, US Pat. No. 5,095,484). This TCPR is an advantageous system for high density recording. The normally used partial response class 4 (hereinafter abbreviated as PR4) is a method of equalizing the equalized waveform of the dipulse response so that it becomes 1, 0, −1 at the sample point (symbol existing point). . The system polynomial of PR4 is represented by G (D) = 1−D ² (D is a 1-bit delay operator).
[0003]
FIG. 1 shows a configuration diagram of a previously proposed TCPR channel. An input, which is binary code recording data, is supplied to the encoder 1. Data encoded by the encoder 1 is supplied to the equalizer 5 through the magnetic recording channel 2 (which is an integrated view of the recording circuit and head, recording medium, reproducing head and circuit). . The magnetic recording channel 2 includes a system 3 of the system polynomial 1-D and an adder 4 representing noise superposition. The equalizer 5 has a system polynomial of (1 + D). Actually, data reproduction is performed by digitally processing multivalued sample data generated by A / D converting the reproduction signal.
[0004]
The reproduction equalization signal that passes through the magnetic recording channel 2 and is output from the equalizer 5 takes three levels {-1, 0, +1}. An image of the reproduction equalization signal is shown in FIG. To return this ternary signal to binary data, it is sufficient to decode ± 1 to `1 'and 0 to` 0'. For this purpose, a maximum likelihood decoder 6 is connected to the equalizer 5. An example of the maximum likelihood decoder 6 is a Viterbi decoder. The decoded output of the maximum likelihood decoder 6 is supplied to a decoder 7 corresponding to the encoder 1, and output data is extracted from the decoder 7.
[0005]
Maximum likelihood decoding (Viterbi decoding) is a method of estimating the most probable sequence (path) among sequences that can be taken using the values of previous and subsequent sample points, and has high detection capability. However, since the system polynomial of PR4 is G (D) = 1−D ² as described above, it is necessary to perform an operation with the previous two samples. This system polynomial can be regarded as a nested system polynomial 1-D. Therefore, as shown in FIG. 3, the maximum likelihood decoder 11 is divided into PR (1, -1)

maximum likelihood decoders

12 and 13 each having a 1-D system polynomial, and the input sequence is switched by the switcher 14. A configuration is adopted in which the reproduction signal sequence is separated into an even number sequence and an odd number sequence, these sequences are regarded as independent sequences, supplied to the

maximum likelihood decoders

12 and 13, and their outputs are synthesized by the switcher 15. .
[0006]
In the maximum likelihood decoding, a sequence determined by calculation is output, but depending on the channel output signal, the sequence cannot be determined and continues to be stocked in the memory. Therefore, if the unconfirmed sequence exceeds the memory length, an error may occur due to overflow.
[0007]
In general, in order to solve this problem, channel coding of a signal is performed. That is, the encoder 1 converts binary data (hereinafter referred to as an information word) into binary data (hereinafter referred to as a code word) according to a predetermined conversion rule, and records / reproduces the converted data. The original information word is restored by inversely transforming the data after maximum likelihood decoding by the decoder 7 again. As an example, 8/10 encoding is used that converts an 8-bit information word into a 10-bit code word.
[0008]
The encoder 1 places a limit on the 0 run length in the codeword string and performs code conversion such that coding is performed on a codeword that satisfies the condition. Coding without a DC component is possible by limiting the zero run length by DSV (Digital Sum Variation), and in the TCPR, a code word is obtained by this DSV. When the total number of bits of the input binary data is _n , the DSV of the series a = a ₁ ,.
[0009]
[Expression 1]

[0010]
For example, when the DSV limit is 6, the encoder 1 generates a codeword sequence in which the 0 run length is limited to a maximum of 5 according to the encoding state transition diagram shown in FIG. When the trellis of the maximum likelihood decoder 6 is configured using the coding state transition diagram (FIG. 4) of the code whose DSV is limited to 6, the coding state is used in combination with the sequence represented by 1-D. Each of s is divided into two states (s.0) and (s.1). The basic structure of the trellis is shown in FIG. The trellis transition is a repetition of FIG. In this way, since a trellis transition is derived from a state transition for encoding, the maximum likelihood decoding always decodes to a code word without decoding to a non-code word.
[0011]
FIG. 6 shows a state transition diagram obtained by simplifying the encoding state transition diagram of FIG. In FIG. 6, the numbers attached to the state transition arrows indicate the states that are passed in the transition. If "not" is attached, it means that it cannot pass. For example, (a) represents a 10-bit codeword (a) starting from 2 and going to 6 in the trellis structure.
[0012]
Even if a maximum likelihood decoding circuit having a trellis structure (FIG. 5) derived from the limitation of the zero run length is used, overflow cannot be avoided. In order to limit the path memory length, a state is also defined in the code word, the continuous code word, that is, the input sequence to the maximum likelihood decoder 6 is limited, and a certain number of inputs to the maximum likelihood decoder 6 The maximum likelihood sequence is determined. This state transition of the code word will be referred to as a code word state transition. For example, as shown in FIG. 7, if the number of codeword states is set to 4 and the codeword state transition is limited, the maximum likelihood sequence can be determined with a finite path memory length.
[0013]
[Problems to be solved by the invention]
In a channel that combines partial response and maximum likelihood decoding as described above, in order to determine the maximum likelihood sequence and obtain a desired value at maximum likelihood decoding, redundant data for determining the maximum likelihood sequence Must be added immediately after. A problem in TCPR is that it has a complex trellis structure in maximum likelihood decoding, and redundant data having a maximum path memory length may be required to obtain a desired definite sequence. In order to prevent this, it is conceivable to select and input data that can determine the maximum likelihood sequence, but this maximum likelihood sequence is determined for each codeword state by the codeword state transition at the time of encoding. Data that can be different. For this reason, it is necessary to know the codeword state transition at the time of encoding outside the TCPR channel.
[0014]
Accordingly, an object of the present invention is to provide a digital signal recording apparatus and a reproducing apparatus that can determine a maximum likelihood sequence without knowing codeword information transition.
[0015]
[Means for Solving the Problems]
The invention of claim 1 is a digital signal recording apparatus using a channel combining partial response and maximum likelihood decoding.
A code for converting an N-bit information word of a binary data string input within a range satisfying the DSV restriction into an M (> N) -bit code word of a binary string having a codeword state transition number of 2 or more Means for determining an undetermined sequence at the time of maximum likelihood decoding from codeword groups belonging to all codeword states in which the codeword transitions , and determining an input before the codeword select the maximum likelihood sequence determined for the code word that can, the maximum likelihood sequence determined for the code word as assignment for a specific information word of each code word state, transform for encoding in the respective codewords state A table, and encoding means for performing encoding processing so as to add a code word for maximum likelihood sequence determination every predetermined length of the binary data sequence ,
The digital signal recording apparatus is characterized in that the data encoded by the encoding means is sent to the partial response recording channel.
[0016]
The invention of claim 2 is a digital signal reproducing apparatus for receiving data via a partial response recording channel,
At the time of recording, an N-bit information word of a binary data string input in a range satisfying the DSV restriction is converted into an M (> N) -bit code word of a binary string having a codeword state transition number of 2 or more. Encoding to be converted is performed, and in encoding, an uncertain sequence at the time of maximum likelihood decoding is determined by codeword input from a codeword group belonging to all codeword states in which the codeword transitions , and before the codeword select the maximum likelihood sequence determined for code words that can determine the input, divides the maximum likelihood sequence determined for codewords to specific information words each codeword states are those temple, the maximum likelihood sequence determined for codeword 2 In the digital signal reproducing apparatus added for each predetermined length of the binary data series ,
Maximum likelihood decoding means for converting data obtained via the recording channel into maximum likelihood decoded data;
A digital signal reproducing apparatus comprising: decoding means for decoding maximum likelihood decoded data into an original binary data string.
[0017]
From the codeword group belonging to all the states in which the codeword transitions, the maximum likelihood sequence is determined by the codeword input, the codeword that can determine the input before the codeword input is selected, and each codeword state is selected. assign. This assignment must be made within a range that satisfies the DSV limit. When the maximum likelihood sequence is determined by adding arbitrary data, redundant data for the maximum path memory length is required, but the maximum likelihood sequence determination codeword corresponding to each state is added to the end of the recording / playback data. By doing so, it becomes possible to determine the maximum likelihood sequence with only 1 byte of redundant data.
[0018]
Depending on the codeword state transition, the codeword that can determine the maximum likelihood sequence for each state is different. Therefore, a code word for maximum likelihood sequence determination is assigned to a specific information word, and in each code word state at the time of encoding, the information word is encoded into a code word for maximum likelihood sequence determination. Configure a conversion table for conversion.
[0019]
By performing encoding using a conversion table for encoding in the TCPR channel, redundant data that has been necessary to obtain a desired definite sequence until now is only a 1-byte deterministic codeword, As a result, the redundancy for maximum likelihood decoding is reduced. Also, since the code word for determination is always encoded by inputting the same information word, it is not necessary to transmit the state transition at the time of encoding out of the channel.
[0020]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, an embodiment in which the present invention is applied to a magnetic recording / reproducing apparatus will be described with reference to FIG. In FIG. 8, input data from an input terminal 21 is supplied to a serial / parallel (S / P) converter 22 and converted into an 8-bit parallel information word. This information word is supplied to the 8/10 encoder 23, and a 10-bit code word is output from the encoder 23 in accordance with a predetermined conversion table. As will be described later, in the encoder 23, specific, for example, 0 data is inserted for each sequence to be determined, and in a table for converting information words into code words, 0 is set for each code word state. Corresponding code words for determining the maximum likelihood sequence are defined.
[0021]
The 10-bit parallel codeword of the encoder 23 is sent to the PR4 channel 25 via the parallel / serial (P / S) converter 24. The PR4 channel 25 corresponds to the recording channel 2 and the equalizer 5 in FIG. The P / S converter 24 converts the code word of 10-bit data processed by the 8/10 encoder 23 into a serial data string, and outputs a result of interleaving in units of bytes.
[0022]
A signal (reproduced signal) output from the PR4 channel 25 is supplied to a phase detector 26 and a maximum likelihood decoder (specifically, a Viterbi decoder) 27. In the PR4 channel 25, the dipulse response is equalized so as to meet (1, 0, −1) which is the PR4 standard, and is converted into digital signal samples, which are supplied to the maximum likelihood decoder 27 and the phase detector 26. The synchronization information detected by the phase detector 26 is output from the output terminal 32 to a synchronization circuit (not shown). The maximum likelihood decoder 27 performs maximum likelihood decoding on the odd and even sequences of the digital signal from the PR4 channel 25 independently, and supplies this maximum likelihood decoded data to the S / P converter 28.
[0023]
The output of the maximum likelihood decoder 27 is output from the output terminal 31 via the S / P converter 28, the 8/10 decoder 29, and the P / S converter 30. The S / P converter 28 divides the maximum likelihood decoded data into 10 bits and supplies the 10-bit data to the 8/10 decoder 29. The 8/10 decoder 29 decodes the 10-bit code word from the S / P converter 28 and supplies it to the P / S converter 30 as an 8-bit information word. The P / S converter 30 restores the 8-bit information word to a serial data string, that is, the original input data string, and the serial data string is output from the output terminal 31 to the outside.
[0024]
Here, the operation principle of the 8/10 encoder 23 will be described. First, in order to select a codeword, the DSV limit is set to 6, and the coding state transition diagram of FIG. 4 is used. Using the code word obtained from this coding state transition diagram, the code word group is divided into four code word groups.
[0025]
If the shortest state transition that returns to the same state from a certain state is called a unit state transition, the number of transition states of the unit state transition is a maximum of four. The codeword sequence of unit state transitions starting from each state is divided into states so that the maximum likelihood decoding sequence can be determined without fail. In other words, the maximum number of transition states of unit state transition is the required path memory length. In order to perform 10-bit encoding, a path memory length of 40 bits is required. Since the trellis cross transition is allowed in the maximum likelihood decoding, the path memory length needs 60 bits.
[0026]
Next, a code word that can determine the maximum likelihood sequence in the maximum likelihood decoding with only one code word is selected for all states in which the code word transitions. Since the number of codeword states was 4, the next codeword was selected for each codeword state. The value of the code word is a 1024 numerical value that can be taken by 10 bits and expressed in decimal.
[0027]
Codeword state 0 963
Codeword state 1 240
Codeword state 2 60
Codeword state 3 783
[0028]
By assigning these codewords to the information word 0, it is possible to generate a codeword in which the maximum likelihood sequence can be determined by the same information word 0 in any codeword state in any codeword state transition. Further, these maximum likelihood sequence determination codewords do not need to be assigned to the information word 0, and can be assigned to any information word. However, it is necessary to assign to the same information word in each codeword state.
[0029]
FIG. 9, FIG. 10, FIG. 11 and FIG. 12 show specific examples of tables for converting information words used in each of the code word states 0 to 3 of the 8/10 encoder into code words and state transition tables. Respectively. In FIG. 9, FIG. 10, FIG. 11, and FIG. 12, for each codeword state, a table of codewords assigned to 2 ⁸ = 256 information words, and the state of the codeword in each codeword state The transition table is shown. In each of the code word tables, the top row is a code word corresponding to each of information words 0 to 9. Similarly, the second row is a code word corresponding to each of information words 10-19. And the last line is a code word corresponding to each of 250-255 of information words. In each conversion table, the code word as described above is assigned to 0 of the information word. In addition, the state transition table indicates a state to be taken next to information words 0 to 255 in each codeword state.
[0030]
The 8/10 encoder 23 is configured to perform encoding according to the state transition table using the code words for each state. The codeword sequence generated by the 8/10 encoder 23 satisfies the 0 run length limit, and if a 60-bit path memory is used, the maximum likelihood sequence can be determined without overflow. In addition, when data is input from the input terminal 21, if 0 data of 1 byte and even-odd total 2 bytes is added to the end of the information word string having a length to be determined, an undefined sequence can be determined at maximum likelihood decoding. The input information word can be obtained from the output terminal 31.
[0031]
For example, in a disk-shaped recording medium such as a hard disk or an optical disk, the 8/10 encoder 23 inserts a 10-bit code word corresponding to the information word 0 at the end of each sector. In the case of a helical scan type recording / reproducing apparatus, a code word corresponding to information word 0 is inserted at the end of the data of each track. As described above, the code word for determining the maximum likelihood sequence is added for each fixed data length in which the error correction code is encoded.
[0032]
FIG. 13 shows the trellis structure of the maximum likelihood decoder actually used. Since the maximum likelihood decoder processes in units of 2 bits, each arrow in FIG. 13 indicates a trellis transition in units of 2 bits input to the maximum likelihood decoder. A 30-stage path memory with a total of 60 bits was used in 2-bit units.
[0033]
【The invention's effect】
As described above, according to the present invention, it is not necessary to know the state transition in the encoding process at all, and the maximum likelihood sequence in the reproduction maximum likelihood decoding is determined by inputting a certain same information word. It becomes possible. Therefore, there is no need to output the internal state to the outside, and there is no need to add redundant bits for that purpose.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a block diagram illustrating an example of a conventional TCPR channel.
FIG. 2 is a schematic diagram showing an image of a reproduction equalization signal processed by a conventional TCPR channel.
FIG. 3 is a block diagram showing a PR4 sequence and its even / odd sequence used in a conventional TCPR channel.
FIG. 4 is a state transition diagram of DSV restriction used in a conventional TCPR channel.
FIG. 5 is a diagram illustrating a trellis structure of a maximum likelihood decoder used in a conventional TCPR channel.
6 is a simplified state transition diagram of the state transition diagram of FIG.
FIG. 7 is a state transition table of an encoder used in a conventional TCPR channel.
FIG. 8 is a block diagram showing a configuration of an embodiment of the present invention.
FIG. 9 is a schematic diagram showing a set of codewords and state transitions in state 0 of an encoder used in this embodiment.
FIG. 10 is a schematic diagram showing a set of codewords and state transitions in state 1 of the encoder used in this embodiment.
FIG. 11 is a schematic diagram showing a set of codewords and state transitions in state 2 of the encoder used in the embodiment;
FIG. 12 is a schematic diagram showing a set of codewords and state transitions in state 3 of the encoder used in this embodiment;
FIG. 13 is a diagram showing a trellis structure of a maximum likelihood decoder used in this embodiment.
[Explanation of symbols]
21 input terminal 23 8/10 encoder 25 PR4 channel 27 maximum likelihood decoder 29 8/10 decoder 31 output terminal

Claims

In a digital signal recording apparatus that uses a channel that combines partial response and maximum likelihood decoding,
A code for converting an N-bit information word of a binary data string input within a range satisfying the DSV restriction into an M (> N) -bit code word of a binary string having a codeword state transition number of 2 or more Means for determining an undetermined sequence at the time of maximum likelihood decoding from codeword groups belonging to all codeword states where the codeword transitions, and determining an input before the codeword it selects the maximum likelihood sequence determined for the code word that can, the maximum likelihood sequence determined for the code word as assigned to a particular said information word of each code word state, coding in each of the code words state An encoding means for performing an encoding process so that the code word for determining the maximum likelihood sequence is added every predetermined length of the binary data sequence ,
A digital signal recording apparatus characterized in that the data encoded by the encoding means is sent to a partial response recording channel.

A digital signal reproducing apparatus for receiving data via a partial response recording channel,
At the time of recording, an N-bit information word of a binary data string input in a range satisfying the DSV restriction is converted into an M (> N) -bit code word of a binary string having a codeword state transition number of 2 or more. coding is performed to convert, in the coding, the codeword groups belonging to all codewords state code word transitions, to confirm the unconfirmed sequence when maximum likelihood decoding by the code word input, from the code words select the maximum likelihood sequence determined for code words that can determine the previous input, the maximum likelihood sequence determined for the code word is assigned to a particular said information word of each code word state, the maximum likelihood sequence determined In a digital signal reproducing apparatus in which a codeword is added for each predetermined length of the binary data series ,
Maximum likelihood decoding means for converting data obtained via the recording channel into maximum likelihood decoded data;
And a decoding means for decoding said maximum likelihood decoded data into an original binary data string.

The apparatus according to claim 1 or 2,
Said encoding means, the (N = 8 bits) of the input binary data the information word is converted into the code word (M = 10 bits), the decoding means, the 10-bit code word of 8 bits An apparatus for converting input binary data.

The apparatus according to claim 1 or 2,
The data transmission system is a magnetic recording / reproducing system.