JP2935309B2 - 自動等化器 - Google Patents

自動等化器

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JP2935309B2
JP2935309B2 JP11559192A JP11559192A JP2935309B2 JP 2935309 B2 JP2935309 B2 JP 2935309B2 JP 11559192 A JP11559192 A JP 11559192A JP 11559192 A JP11559192 A JP 11559192A JP 2935309 B2 JP2935309 B2 JP 2935309B2
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  • Signal Processing For Digital Recording And Reproducing (AREA)
  • Filters That Use Time-Delay Elements (AREA)
  • Error Detection And Correction (AREA)
  • Cable Transmission Systems, Equalization Of Radio And Reduction Of Echo (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明はディジタル信号の記録再
生装置等に適用する自動等化器に関し、特にディジタル
2値信号が雑音あるいは符号間干渉等により受けた歪を
除去して正しい符号を判定する自動等化器に関する。
【0002】
【従来の技術】ディジタルVTR装置やディジタル光デ
ィスク記録装置等では、ディジタルデータを再生しと
き、ディジタル2値信号が雑音あるいは符号間干渉等に
よって歪を受けて符号に誤りが生じる場合がある。
【0003】一般に、周期TのNRZ符号「…,0,
0,1,0,0,…」を再生した場合、周波数特性、振
幅特性、位相特性が適当であれば、最大振幅となる符号
「1」のパルス時点を中心とした前後において、周期T
で時間軸を上下に横切って小振幅で振動する再生波形と
なる。従って、再生ディジタルデータとして「…,0,
0,1,0,0,…」が得られる。しかし、周波数特
性、振幅特性、位相特性が不適当であれば、符号「1」
のパルス時点を中心とした周期Tの点の振幅が0とはな
らず、このため符号間干渉等が生じて符号誤りが発生す
る。
【0004】ここで、最大振幅となる符号「1」のパル
ス時点を中心として前半の符号をプリカーサと称し、後
半の符号をポストカーサと称する。
【0005】従来、このような符号誤りを除去する方式
としては、一般に、積分等化+ビット判定という方式が
使われている。この方式は、孤立再生波形に対して出力
信号を「…,0,0,1,0,0,…」とする積分等化
処理を行った後、再生出力信号のレベルをスレッシュホ
ールドレベルと比較して「0」,「1」の判定を行う方
式であり、論理が単純で回路が比較的簡単であるという
利点を有している。
【0006】また、一部のディジタル光ディスク装置で
は、パーシャルレスポンス(1,1)検出+ビタビ復号
という方式が使われている。パーシャルレスポンス
(1,1)検出は、再生信号の符号間相関を利用してデ
ータを検出する方式であり、孤立再生波形に対して出力
信号を「…,0,0,1,1,0,0,…」とする等化
処理を行った後、3値でレベルを検出する方式である。
パーシャルレスポンス(1,1)検出後は、ビタビ復号
を行う。
【0007】ビタビ復号は、再生の状態をS0、S1の
2状態とし、S1で「0」が入力した時はS0へ推移し
て出力データを「1」とし、また、S1で「1」が入力
した時はS1へ推移して出力データを「0」とし、ま
た、S0で「0」が入力した時はS1へ推移して出力デ
ータを「1」とし、更に、S0で「1」が入力した時は
S0へ推移して出力データを「0」とする。この状態推
移のルールに違反する入力があった時は、その違反の状
態を検出して最も確からしい状態を判定することにより
符号誤りを除去する方式である。前者の方式に比べてビ
ットエラー訂正によるエラーレートの改善ができるとい
う利点を有している。
【0008】
【発明が解決しようとする課題】上述したような積分等
化+ビット判定方式、およびパーシャルレスポンス
(1,1)検出+ビタビ復号方式では、波形の直線歪に
対して大きな効果を示すが、非直線歪による不特定な波
形歪に対しては効果が少ない。またVTR装置や光ディ
スク装置において、長時間の使用によって、あるいは調
整ずれ等によって記録電流が変化した場合、最適等化ポ
イントがずれてエラーレートが極端に悪化するという問
題点がある。
【0009】本発明の目的は、波形の直線歪のみならず
非直線歪に対しても、雑音や符号間干渉等による歪を除
去して正しい符号を判定でき、また、記録再生特性の時
間変化に対して高速に追従することができる自動等化器
を提供することにある。
【0010】
【課題を解決するための手段】第1の発明の自動等化器
は、雑音、符号間干渉等により歪を受けたディジタル2
値信号のm(mは2以上の整数)ビットのプリカーサお
よびn(nは2以上の整数)ビットのポストカーサの歪
を除去して正しい符号を判定する自動等化器において、
入力データと推定入力データとの差を算出し二乗してブ
ランチメトリックを演算する減算二乗回路と、前記ブラ
ンチメトリックからパスメトリックを演算して生き残り
パスを決定し生き残りパス情報を生成する加算比較選択
回路と、前記生き残りパス情報を記憶し、最も確からし
い生き残りパスを判定して生き残り状態情報として送出
するパスメモリ回路と、前記生き残りパス情報および前
記生き残り状態情報を受けて現入力データの1クロック
および2クロック前のポストカーサ成分を生成し、また
推定した入力データのポストカーサ成分およびプリカー
サ成分を生成して制御データとして送出するアドレス制
御回路と、前記入力データに所定の遅延を与える遅延回
路と、前記遅延回路によって遅延を受けた入力データを
記憶するフリップフロップ回路を有し、前記アドレス制
御回路からの制御データに応じて前記フリップフロップ
回路を選択して前記遅延を受けた入力データを記憶する
と共に前記推定入力データを送出する判定帰還等化回路
とを備えて構成されている。また、前記加算比較選択回
路は、ブランチメトリックからパスメトリックを計算す
る際、各パスメトリックの相対値によって処理するよう
に構成してもよい。また、前記パスメモリ回路は、k
(kは2以上の整数)段のパスメモリ機能ブロックを有
し、各時点で演算された2n-1 個の生き残りパスをk段
に渡って記憶し、生き残りパスを順次過去に辿っていく
ことにより1つの生き残りパスを判定し、またk段でパ
スがマージしない時はデータを仮判定して出力するよう
に構成してもよい。また、前記判定帰還等化回路は、2
(m+n) 個の前記フリップフロップ回路を有して構成して
もよい。
【0011】第2の発明の自動等化器は、「1」および
「0」が必ず2ビット以上連続するようなランレングス
リミテッド符号の場合、前記パスメモリ回路は、パスメ
トリックをSt,p(tは時刻、pは状態ナンバー)で
示したとき、プリカーサを「000」と推定してSt,
0からSt+1,0へ移行、およびプリカーサを「00
1」と推定してSt+1,1へ移行するメトリックを選
択し、また、プリカーサを「011」と推定してSt,
1からSt+1,3へ移行するメトリック、プリカーサ
を「100」と推定してSt,2からSt+1,0へ移
行するメトリック、並びに、プリカーサを「110」と
推定してSt,3からSt+1,2へ移行、およびプリ
カーサを「111」と推定してSt+1,3へ移行する
メトリックのみを選択し、生き残った全てのパスを過去
に辿って行き、パスメモリ長の範囲内で1つに収束すれ
ばそのパスを最終生き残りパスと判定し、1つに収束し
なければ、全ての現在の状態のうちパスメトリックが最
小値の状態から生き残ったパスを過去に辿って行くこと
により、パスメモリ長の範囲内で1つの最小パスメトリ
ックをもったパスを最終生き残りパスと判定するように
構成されている。また、ポストカーサを「01」、プリ
カーサを「000」と推定してSt,0からSt+1,
0へ移行、およびポストカーサを「01」、プリカーサ
を「001」と推定してSt+1,1へ移行するメトリ
ック、並びに、ポストカーサを「01」,「11」、プ
リカーサを「011」と推定してSt,1からSt+
1,3へ移行するメトリックは選択せず、更に、ポスト
カーサを「00」および「10」、プリカーサを「10
0」と推定してSt,2からSt+1,0へ移行するメ
トリック、並びに、ポストカーサを「10」、プリカー
サを「110」と推定してSt,3からSt+1,2へ
移行、およびポストカーサを「10」、プリカーサを
「111」と推定してSt+1,3へ移行するメトリッ
クは選択しないように構成してもよい。また、ポストカ
ーサを「01」、プリカーサを「000」と推定してS
t,0からSt+1,0へ移行、および、ポストカーサ
を「01」,「11」、プリカーサを「001」と推定
してSt+1,1へ移行するメトリックは選択せず、更
に、ポストカーサを「01」,「10」,「11」、プ
リカーサを「011」と推定してSt,1からSt+
1,3へ移行するメトリック、およびポストカーサを
「00」,「01」,「10」、プリカーサを「10
0」と推定してSt,2からSt+1,0へ移行するメ
トリック、並びに、ポストカーサを「00」,「1
0」、プリカーサを「110」と推定してSt,3から
St+1,2へ移行、およびポストカーサを「10」、
プリカーサを「111」と推定してSt+1,3へ移行
するメトリックは選択しないように構成してもよい。
【0012】
【実施例】次に本発明について図面を参照して説明す
る。
【0013】図1は本発明の一実施例を示すブロック図
であり、4ビットの入力データに対して3ビットのプリ
カーサおよび2ビットのポストカーサの誤りを除去する
場合を示している。
【0014】ここで、入力データD0および推定入力デ
ータD1を受けてブランチメトリックD2を演算する減
算二乗回路1と、ブランチメトリックD2からパスメト
リックを演算して生き残りパスを決定し、生き残りパス
情報D3を生成する加算比較選択回路2と、生き残りパ
ス情報を記憶し、最も確からしい生き残りパスを判定し
生き残り状態情報D4を送出するパスメモリ回路3と、
生き残りパス情報D3および生き残り状態情報D4を受
け、各状態に対する現入力データの1クロックおよび2
クロック前のポストカーサ成分を生成し、また、推定し
た再生データの中心値に対して各状態のポストカーサ成
分およびプリカーサ成分を生成し、制御データD5とし
て送出するアドレス制御回路4と、入力データD0に所
定の遅延を与える遅延回路6と、遅延を受けた入力デー
タD6を記憶するD−フリップフロップ回路を有し、制
御データD5に応じてフリップフロップ回路を選択して
遅延を受けた入力データD6を記憶すると共に推定入力
データD1を送出する判定帰還等化回路5とを備えてい
る。
【0015】次に各回路について更に詳細に説明する。
図2は減算二乗回路1を示すブロック図であり、同一回
路構成の減算二乗機能ブロックFB1を8個有してい
る。各機能ブロックFB1は、4ビットの現入力データ
D0と各4ビットの推定入力データD1(b0〜b7)
とを減算して差を算出し、減算結果を二乗してブランチ
メトリックD2(c0〜c7)をそれぞれ演算する。こ
こで、推定入力データD1は、プリカーサ(3ビット)
の全状態である8状態に対する各4ビットのデータであ
り、また、ブランチメトリックD2(c0〜c7)は、
8状態に対する各8ビットのデータである。
【0016】図3は加算比較選択回路(ACS:Add
Compare Select)2を示すブロック図
であり、プリカーサ8状態に対する各8ビットのブラン
チメトリックD2(c0〜c7)を過去のパスメトリッ
クに加算して現在のパスメトリック(c10〜c13)
を演算し、各状態における1つずつの生き残りパスを決
定していく。
【0017】いま、例えば図20に示すようなトレリス
線図のブランチメトリック、パスメトリックの場合につ
いて動作を説明する。ここで、時刻tにおけるパスメト
リックをSt,pとし、ブランチメトリックをet,q
とする。また、pは状態ナンバー、qは現入力データで
あり、et,0は「000」、et,1は「001」、
……、et,7は「111」を示している。更に、実線
および破線は状態推移のパスを示しており、実線は選択
されたパスを示している。
【0018】さて、時刻t=1において、過去の時刻t
=0におけるパスメトリック、S0,0、S0,1、S
0,2、S0,3がそれぞれ演算されており、また、ブ
ランチメトリック、e0,0、e0,1、e0,2、e
0,3、e0,4、e0,5、e0,6、e0,7が減
算二乗回路によってそれぞれ演算されている時、トレリ
ス線図に従って、ブランチメトリックと過去のパスメト
リックとを加算して現時点のパスメトリックを演算し、
値の小さい方を現時点のパスメトリックとして選択す
る。すなわち、S0,0+e0,0とS0,2+e0,
4とを比較し、S0,0+e0,1とS0,2+e0,
5とを比較し、S0,1+e0,2とS0,3+e0,
6とを比較し、S0,1+e0,3とS0,3+e0,
7とを比較し、値の小さい方を選択してS1,0、S
1,1、S1,2、S1,3とする。そして、生き残り
パス情報D3(d0〜d3)として、1クロック前のS
t,0、St,1側を選択したときは「0」を、またS
t,2、St,3側を選択したときは「1」を送出す
る。この場合、パスメトリックの相対値が重要であるこ
とに着目して、S1,0=0とし、同時に、S1,1=
S1,1−S1,0、S1,2=S1,2−S1,0、
S1,3=S1,3−S1,0でそれぞれ置き換えても
よい。これによりパスメトリックの値をある範囲内に納
めることができるので、リミッタが不要になる。
【0019】図4はパスメモリ回路3を示すブロック図
であり、図5は図4に示したパスメモリ機能ブロックF
B31の回路図である。
【0020】パスメモリ回路は、D−フリップフロップ
とパスメモリ機能ブロックFB31とをそれぞれ10段
接続しており、生き残りパス情報D3を記憶して各時点
から生き残りパスを過去に辿って行き、生き残り状態情
報D4を生成する。
【0021】いま、図20において、S4,0、S4,
1、S4,2、S4,3に対する生き残りパス情報は
「0011」となる。すなわち、S4,0、S4,1で
は、1クロック前の状態S3,0からのパスが生き残っ
ており、また、S4,2、S4,3では、1クロック前
の状態S3,3からのパスが生き残っているからであ
る。また、生き残り状態情報は、その状態から接続して
いるパスが存在しない場合は「0」とし、また、接続し
ているパスが存在する場合は「1」とすることにより、
S4,0、S4,1、S4,2、S4,3に対する生き
残り状態情報は「1111」となる。
【0022】次に、S3,0、S3,1、S3,2、S
3,3に対する生き残りパス情報は「1011」であ
る。また、S3,1、S3,2にはS4,0、S4,
1、S4,2、S4,3のいずれからもパスがつながっ
ていないので、生き残り状態情報は「1001」とな
る。
【0023】またS2,0、S2,1、S2,2、S
2,3に対する生き残りパス情報は「0011」である
が、生き残り状態情報は、S2,0にS3,1が接続し
ているものの、そこからどこにもつながっていないの
で、「0011」となる。同様にS1,0、S1,1、
S1,2、S1,3に対する生き残りパス情報は「00
10」であり、生き残り状態情報は「0001」とな
る。更に、S0,0、S0,1、S0,2、S0,3に
対する生き残り状態情報は「0100」となり、S0,
1、S1,3のみが生き残り、「0010」が再生デー
タとなる。
【0024】このようにパスメモリ回路は、生き残りパ
ス情報および生き残り状態情報を記憶し、生き残り状態
が1点に集中する、すなわち、パスがマージするのを待
ってデータを判定し、最終の生き残り状態情報D4(e
6,e7)を送出する。
【0025】図6はアドレス制御回路4を示すブロック
図である。生き残りパス情報D3(d0〜d3)を受
け、各状態に対する現入力データの1クロックおよび2
クロック前、すなわち2ビット分生き残りパス情報であ
るポストカーサ(a0〜a7)を生成する。いま、図2
0において、S4,0、S4,1、S4,2、S4,3
に対する1ビット前のポストカーサ成分は、生き残りパ
ス情報として順に「0」,「0」,「1」,「1」であ
る。また、S4,0、S4,1、S4,2、S4,3に
対する2ビット前のポストカーサ成分は、それぞれS
3,0、S3,0、S3,3、S3,3に接続されてい
ることを考慮すると、S3,0、S3,0、S3,3、
S3,3の生き残りパス情報として順に「1」,
「1」,「1」,「1」である。これが図6に示した出
力データa4〜a7、a0、a1、a2、a3である。
【0026】すなわち、現時点でのd0、d1、d2、
d3をa4、a5、a6、a7で示し、1クロック前に
関しては、現時点でd0=「0」のとき1クロック前で
はa0=d0とし、d0=「1」のときa0=d2と
し、d1=「0」のときa1=d0とし、d1=「1」
のときa1=d2とし、d2=「0」のときa2=d1
とし、d2=「1」のときa2=d3とし、d3=
「0」のときa3=d1とし、d3=「1」のときa3
=d3とする。
【0027】また、最終の生き残り状態情報D4(e
6,e7)を受け、e6,e7のORが出力データとな
り、それをa10で示した時、a9およびa8を1ビッ
トおよび2ビット前のポストカーサ成分とし、a11お
よびa12を1ビットおよび2ビット後のプリカーサ成
分とし、これら5ビットを送出する。この5ビットは、
判定帰還等化回路5において推定入力データ記憶機能ブ
ロックの記憶更新に使用する。
【0028】図7は判定帰還型等化回路5を示すブロッ
ク図であり、図8は図7に示した推定入力データ記憶機
能ブロックFB5の回路図である。
【0029】判定帰還型等化回路では、前半に機能ブロ
ックFB5から推定入力データを読み出し、後半に機能
ブロックFB5に入力データおよび推定入力データから
生成した書き込み信号を記憶する。
【0030】まず、推定入力データの読み出し動作につ
いて説明する。図20において、いま、時刻t=4にお
けるS4,0のポストカーサを「10」とした時、プリ
カーサ「000」は、ブランチメトリックe4,0を計
算するために機能ブロックFB5から読み出す推定入力
データのアドレスとし、また、プリカーサ「001」
は、ブランチメトリックe4,1を計算するために機能
ブロックFB5から読み出す推定入力データのアドレス
とする。同様に、S4,1、S4,2、S4,3のポス
トカーサを「10」、「11」、「11」とした時、プ
リカーサ「010」、「011」、「100」、「10
1」、「110」、「111」は、ブランチメトリック
e0,2、e0,3、e0,4、e0,5、e0,6、
e0,7をそれぞれ計算するために機能ブロックFB5
から読み出す推定入力データのアドレスとする。
【0031】この時、a0、a4、a1、a5、a2、
a6、a3、a7はそれぞれ「1」、「0」、「1」、
「0」、「1」、「1」、「1」、「1」となっている
ため、図8に示した各機能ブロックのD−フリップフロ
ップは、図7の上から順に2番目、2番目、2番目、2
番目、1番目、1番目、1番目、1番目が選択され、
「10000」、「10001」、「10010」、
「10011」、「11100」、「11101」、
「11110」、「11111」なるアドレスに対する
推定入力データが読出され、推定入力データD1(b0
〜b7)として出力される。これが各ポストカーサに対
する全推定データである。
【0032】次に、生成した推定入力データを機能ブロ
ックFB5に書き込み、また既に記憶されているデータ
から推定入力データを生成する動作について説明する。
【0033】図20の時刻t=0において、生き残り状
態はS0,1のみであり、また、時刻t=1において生
残り状態はS1,3のみである。このときのS0,1の
ポストカーサを「01」と仮定すると、ブランチメトリ
ックe0,3が「011」を示すことから、「0101
1」をアドレスとして時刻t=0の推定入力データをD
−フリップフロップに書き込む。すなわち、図7に示し
た上から4番目の機能ブロック内の上から3番目のD−
フリップフロップに書き込む。
【0034】ところで、書き換えによる符号誤りの影響
を除去するために、推定入力データをZ、入力データを
X、すでに記憶されているデータをYとした時、式
(1)に示すようにαによる重み付けを行っている。
【0035】 Z=αX+(1−α)Y (0<α<1)……(1) 遅延回路6はシフトレジスタであり、入力データD0を
判定帰還等化回路15に記憶させるために、ビタビ復号
法により生き残り状態を判定するに要する時間、入力デ
ータを遅延させてデータD6として出力する。
【0036】さて、次に、入力データがランレングスリ
ミテッド符号である場合の自動等化器について説明す
る。なお、ランレングスリミテッド符号とは、「1」、
「0」が各々必ず2ビット以上連続するというランレン
グスリミテッド法則を満足する符号である。
【0037】上述した自動等化器と相違するのはパスメ
モリ回路であり、図9にパスメモリ回路の第1の実施例
のブロック図を示す、また、図10には図9に示した機
能ブロックFB32の回路図を示している。ここで、D
−フリップフロップとパスメモリ機能ブロックFB32
とをそれぞれ10段接続しており、初段のD−フリップ
フロップの入力側には、生き残り状態情報d4〜d11
を生成するための生き残り状態情報出力回路301を設
けている。
【0038】ところで図21は、ランレングスリミテッ
ド符号の場合の図20に対応するトレリス線図である。
ランレングスリミテッド法則を考慮しているため、ブラ
ンチメトリックが「010」であるS0,1からS1,
2へのパス、およびブランチメトリックが「101」で
あるS0,2からS1,1へのパスが消されている。
【0039】ここで、S4,0、S4,1、S4,2、
S4,3に対する生き残りパス情報は、1クロック前の
状態からのパスのうち、S3,0、S3,1からのパス
が生き残っている場合は「0」とし、S3,2、S3,
3からのパスが生き残っている場合は「1」としている
ので、「0011」となる。また、S4,0、S4,
1、S4,2、S4,3に対する生き残り状態情報は、
その状態から接続しているパスが存在しない場合は
「0」とし、接続しているパスが存在する場合は「1」
としているので「1111」となる。また、S3,0、
S3,1、S3,2、S3,3に対する生き残りパス情
報は「1011」であるが、S3,1、S3,2にはS
4,0、S4,1、S4,2、S4,3のいずれからも
パスが接続していないので、生き残り状態情報は「10
01」となる。またS2,0、S2,1、S2,2、S
2,3に対する生き残りパス情報は「0011」である
が、生き残り状態情報は、S2,0はS3,1に接続し
ているものの、そこからどこにも接続していないので、
「0011」となる。同様にS1,0、S1,1、S
1,2、S1,3に対する生き残りパス情報は「001
0」、また生き残り状態情報は「0001」となり、最
後にS0,0、S0,1、S0,2、S0,3に対する
生き残り状態情報は「0100」となり、S0,1、S
1,3のみが生き残り、「1000」が再生データとな
ることがわかる。この場合、機能ブロックFB32は、
St,1からSt+1,2へ移行するメトリック、およ
びSt,2からSt+1,1へ移行するメトリックを消
すために、データd9、d6に対してゲートを常に閉じ
ておき、また生き残り状態情報出力回路の出力データd
9、d6は「0」とし、その他は「1」に固定してい
る。また、機能ブロックFB32は、これらの情報を記
憶しておき、e0,e1,e2,e3として生き残りパ
ス情報を出力し、またe4,e5,e6,e7として生
き残り状態情報を出力する。このようにすることによ
り、正しいメトリックが選択される確率を向上させるこ
とができる。
【0040】次に、正しいメトリックが選択される確率
を大幅に向上できるパスメモリ回路について説明する。
【0041】この場合のブランチメトリックの一例を図
22に示しており、下記のメトリックは存在しないもの
として選択しないようにする。すなわち、ポストカーサ
「01」,プリカーサ「000」と推定してSt,0か
らSt+1,0への移行、およびポストカーサ「0
1」,プリカーサ「001」と推定してSt,0からS
t+1,1への移行。ポストカーサ「01」および「1
1」,プリカーサ「011」と推定してSt,1からS
t+1,3への移行。ポストカーサ「00」および「1
0」,プリカーサ「100」と推定してSt,2からt
+1,0への移行。また、ポストカーサ「10」,プリ
カーサ「110」と推定してSt,3からSt+1,2
への移行、およびポストカーサ「10」,プリカーサ
「111」と推定してSt,3からST+1,3への移
行。
【0042】このような制御は、図15に示す生き残り
状態情報出力回路により行うことができる。すなわち、
アドレス制御回路4が送出するデータa0,a4=「0
1」の時、St,0においてポストカーサが「01」で
あれば、d4=「0」としてプリカーサ「000」を選
択しないようにし、また、St,0においてポストカー
サが「01」であれば、d5=「0」としてプリカーサ
「001」を選択しないようにし、a5=「1」の時、
St,1においてポストカーサが「1」であれば、d7
=「0」としてプリカーサ「011」を選択しないよう
にし、a6=「0」の時、St,2においてポストカー
サが「0」であれば、d8=「0」としてプリカーサ
「100」を選択しないようにし、a3,a7=「1
0」の時、St,3においてポストカーサが「10」で
あれば、d10=「0」としてプリカーサ「110」を
選択しないようにし、また、St,3においてポストカ
ーサが「10」であれば、d11=「0」としてプリカ
ーサ「111」を選択しないようにする。
【0043】また、ブランチメトリックの他の例を図2
3に示しており、図22と同様に、図示したメトリック
は存在しないものとして選択しないようにする。
【0044】このような制御は、図16に示す生き残り
状態情報出力回路により行うことができる。すなわち、
a0,a4=「01」の時、St,0においてポストカ
ーサ「01」であれば、d4=「0」としてプリカーサ
「000」を選択しないようにし、a4=「1」の時、
St,0においてポストカーサ「1」であれば、d5=
「0」としてプリカーサ「001」を選択しないように
し、a1,a5=「01」、「10」、「11」の時、
St,1においてポストカーサ「01」、「10」、
「11」であれば、d7=「0」としてプリカーサ「0
11」を選択しないようにし、a2,a6=「00」、
「01」、「10」の時、St,2においてポストカー
サ「00」、「01」、「10」であれば、d8=
「0」としてプリカーサ「100」を選択しないように
し、a7=「0」の時、St,3においてポストカーサ
「0」であれば、d10=「0」としてプリカーサ「1
10」を選択しないようにし、a3,a7=「10」の
時、St,3においてポストカーサ「10」であれば、
d11=「0」としてプリカーサ「111」を選択しな
いようにする。
【0045】次に、パスメモリ回路の第2の実施例のブ
ロック図を図11に示す。
【0046】D−フリップフロップと機能ブロックFB
31とがそれぞれ10段接続されて成る生き残りパス選
択パスメモリ回路311および最小パスメトリック選択
パスメモリ回路312と、最小パスメトリック検出回路
313と、生き残り最小パスメトリック選択回路314
とを有している。
【0047】最小パスメトリック検出回路313は、図
12に示すように、加算比較選択回路2からのデータc
10〜c13の大小関係を調べ、c10が最小の時はd
14=1とし、c11が最小の時はd15=1とし、c
12が最小の時はd16=1とし、c13が最小の時は
d17=1とする回路である。この最小パスメトリック
検出データd14〜d17が最小パスメトリック選択パ
スメモリ回路312に入力する。
【0048】一方、生き残りパス選択パスメモリ回路3
11に入力するデータd4〜d7、すなわち生き残り状
態情報は、全ビット「1」がプリセットされており、パ
スメトリックに関係なく生き残り状態となる。またデー
タd0〜d3は生き残りパス情報である。
【0049】まず、図21に示したトレリス線図によ
り、生き残りパス選択パスメモリ回路311の動作を説
明する。時刻t=4において、S4,0、S4,1、S
4,2、S4,3の生き残り状態情報は「1111」、
生き残りパス情報は「0011」であるので、初段に入
力するデータd0〜d7は、それぞれ「0011111
1」となる。従って、データd0〜d7が、図5に示し
たような機能ブロックFB31のAND+ORデートを
通過することによって、「10111001」となり、
更に、次のAND+ORゲートを通過する毎に「001
10011」、「00100001」となる。これは図
21において、S4,0〜S4,3から生き残りパスを
過去に辿って行き、時刻t=1で全ての生き残りパスが
S1,3にマージすることを示している。マージ結果を
e14〜e17として出力する。
【0050】最小パスメトリック選択パスメモリ回路3
12は、最小パスメトリック検出回路313からの検出
データd14〜d17を受けて生き残り状態情報として
プリセットする。ここで、図21に示したトレリス線図
により動作を説明する。
【0051】いま、時刻t=4における最小パスメトリ
ックがS4,2であると仮定すると、d14=d15=
d17=0、また、d16=1となり、初段に入力する
データd0〜d7は、それぞれ「00110010」と
なる。従って、データd14〜d17が、機能ブロック
FB31のAND+ORデートを通過することによっ
て、「0001」となり、更に、次のAND+ORゲー
トを通過する毎に、「0001」、「0100」、「1
000」となる。これは図21において、S4,2から
生き残りパスを過去に辿って行くときに通過する状態S
3,3、S2,3、S1,1、S0,0を示す生き残り
状態情報「0001」、「0001」、「0100」、
「1000」に等しくなる。従って、AND+ORゲー
トを通る毎に、最小パスメトリックを持つ現在の状態か
ら生き残りパスを過去に辿って行った時のデータを得る
ことができ、データe26,e27として出力する。
【0052】生き残り最小パスメトリックパス選択回路
314は、パスメモリ長の範囲内で生き残りパスを1つ
に収束する回路である。図13に示すように、データe
14〜e17のうち1つだけ「1」で他は「0」である
場合は、それを最終生き残り状態と判定してデータe
6,e7を出力する。また、1つに収束しない場合は、
つまり、e14〜e17のうち2つ以上が「1」である
場合は、全ての現在の状態のうちパスメトリックが最小
値の状態から生き残ったパスを過去に辿って行き、パス
メモリ長の範囲内で1つの最小パスメトリックを持った
状態を最終生き残り状態と判定する。すなわち、図21
の時刻t=1のように、S1,3にマージすればこれを
優先し、時刻t=2のように1つにマージしなければ最
小パスメトリック、例えばS2,3を選択することによ
り、過去の最も信頼できる状態を出力できる。
【0053】次に、パスメモリ回路の第3の実施例のブ
ロック図を図14に示す。
【0054】D−フリップフロップと機能ブロックFB
32とがそれぞれ10段接続されて成る生き残りパス選
択パスメモリ回路321および最小パスメトリック選択
パスメモリ回路322と、最小パスメトリック検出回路
313と、生き残り状態情報出力回路302と、生き残
り最小パスメトリック選択回路314とを有している。
【0055】最小パスメトリック検出回路313は第2
の実施例で用いたものと同一であり、最小パスメトリッ
ク検出データd14〜d17を生成して生き残り状態情
報出力回路302へ送出する。生き残り状態情報出力回
路302は、ランレングスリミテッド法則を考慮した生
き残り状態情報をd24〜d31として出力する。ま
た、機能ブロックFB32には、St,1からSt+
1,2へ移行するメトリック、およびSt,2からSt
+1,1へ移行するメトリックを消すため、d29、d
26に対応するゲートは常に閉じておき、また、生き残
り状態情報出力回路は、図17に示すように、d29、
d26は「0」とし、残りは最小パスメトリック検出回
路が算出したデータを生き残り状態情報とする。
【0056】さて、生き残りパス選択パスメモリ回路3
21に入力するデータd4〜d11、すなわち生き残り
状態情報は、d9、d6は「0」で、他は全ビット
「1」がプリセットされている。またデータd0〜d3
は生き残りパス情報である。
【0057】まず、図21に示したトレリス線図によ
り、生き残りパス選択パスメモリ回路321の動作を説
明する。時刻t=4において、S4,0、S4,1、S
4,2、S4,3の生き残り状態情報は「1111」、
生き残りパス情報は「0011」であるので、初段に入
力するデータd0〜d11は、それぞれ「001111
100111」となる。従って、データd0〜d11
が、図10に示したような機能ブロックFB32のAN
D+ORデートを通過することによって、「10111
1000011」となり、更に、次のAND+ORゲー
トを通過する毎に「001100000111」、「0
01000000011」となる。これは図21におい
て、S4,0〜S4,3から生き残りパスを過去に辿っ
て行き、時刻t=1で全ての生き残りパスがS1,3に
マージすることを示している。マージ結果をe14〜e
17として出力する。
【0058】最小パスメトリック選択パスメモリ回路3
22は、生き残り状態情報出力回路302からのデータ
d24〜d31を受けて生き残り状態情報としてプリセ
ットする。ここで、図21に示したトレリス線図により
動作を説明する。
【0059】いま、時刻t=4における最小パスメトリ
ックがS4,2であると仮定すると、d24〜d29=
d31=0、また、d30=1となり、初段に入力する
データd0〜d11は、それぞれ「001100000
100」となる。従って、データd24〜d27が、機
能ブロックFB32のAND+ORデートを通過するこ
とによって、「0001」となり、更に、次のAND+
ORゲートを通過する毎に、「0001」、「010
0」、「1000」となる。これは図21において、S
4,2から生き残りパスを過去に辿って行くときに通過
する状態S3,3、S2,3、S1,1、S0,0を示
す生き残り状態情報「0001」、「0001」、「0
100」、「1000」に等しくなる。従って、AND
+ORゲートを通る毎に、最小パスメトリックを持つ現
在の状態から生き残りパスを過去に辿って行った時のデ
ータを得ることができ、データe26,e27として出
力する。
【0060】生き残り最小パスメトリックパス選択回路
314は、第2の実施例で用いたものと同一であり、パ
スメモリ長の範囲内で生き残りパスを1つに収束する。
【0061】ところで、ランレングスリミテッド法則を
考慮した生き残り状態情報d24〜d31を生成する生
き残り状態情報出力回路としては、図18に示すような
回路で構成してもよい。この回路では、最小パスメトリ
ック検出データd14〜d17およびアドレス制御回路
が送出するデータa0〜a7を受けており、「1」、
「0」が各々必ず2ビット以上連続するので、データa
0,a4=「01」の時、St,0においてポストカー
サが「01」であれば、d24=「0」としてプリカー
サ「000」を選択しないようにし、また、St,0に
おいてポストカーサが「01」であれば、d25=
「0」としてプリカーサ「001」を選択しないように
し、a5=「1」の時、St,1においてポストカーサ
が「1」であれば、d27=「0」としてプリカーサ
「011」を選択しないようにし、a6=「0」の時、
St,2においてポストカーサが「0」であれば、d2
8=「0」としてプリカーサ「100」を選択しないよ
うにし、a3,a7=「10」の時、St,3において
ポストカーサが「10」であれば、d30=「0」とし
てプリカーサ「110」を選択しないようにし、また、
St,3においてポストカーサが「10」であれば、d
31=「0」としてプリカーサ「111」を選択しない
ようにする。
【0062】また、「1」、「0」が各々必ず3ビット
以上連続するランレングスリミテッド符号の場合には、
図19に示すような生き残り状態情報出力回路を使用す
る。すなわち、a0,a4=「01」の時、St,0に
おいてポストカーサ「01」であれば、d24=「0」
としてプリカーサ「000」を選択しないようにし、a
4=「1」の時、St,0においてポストカーサ「1」
であれば、d25=「0」としてプリカーサ「001」
を選択しないようにし、a1,a5=「01」、「1
0」、「11」の時、St,1においてポストカーサ
「01」、「10」、「11」であれば、d27=
「0」としてプリカーサ「011」を選択しないように
し、a2,a6=「00」、「01」、「10」の時、
St,2においてポストカーサ「00」、「01」、
「10」であれば、d28=「0」としてプリカーサ
「100」を選択しないようにし、a7=「0」の時、
St,3においてポストカーサ「0」であれば、d30
=「0」としてプリカーサ「110」を選択しないよう
にし、a3,a7=「10」の時、St,3においてポ
ストカーサ「10」であれば、d31=「0」としてプ
リカーサ「111」を選択しないようにする。
【0063】
【発明の効果】以上説明したように本発明は、入力デー
タと推定入力データとの差を二乗してブランチメトリッ
クを算出し、またブランチメトリックからパスメトリッ
クを演算し、ビタビ復号方式によって生き残ったパスを
過去に辿って行き、1つに収束する最終生き残りパスを
判定し、また1つに収束しなければ、パスメモリ長の範
囲内で1つの最小パスメトリックを持ったパスを最終生
き残りパスと判定し、ポストカーサとプリカーサにより
生成した推定入力データを記憶するD−フリップフロッ
プを選択することにより、波形の直線歪のみならず非直
線歪を除去できる。また、ランレングスリミテッド符号
の場合は、符号の法則を考慮して選択するメトリックを
限定することにより、記録再生特性の時間変化に対しも
高速に追従でき、ビットエラーレートの低減を実現する
ことができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施例を示すブロック図である。
【図2】図1に示した減算二乗回路を示すブロック図で
ある。
【図3】図1に示した加算比較選択回路(ACS)を示
すブロック図である。
【図4】図1に示したパスメモリ回路を示すブロック図
である。
【図5】図4に示したパスメモリ機能ブロックFB31
の回路図である。
【図6】図1に示したアドレス制御回路を示すブロック
図である。
【図7】図1に示した判定帰還型等化回路を示すブロッ
ク図である。
【図8】図7に示した推定入力データ記憶機能ブロック
FB5の回路図である。
【図9】ランレングスリミテッド符号の場合に使用する
パスメモリ回路の第1の実施例を示すブロック図であ
る。
【図10】図9に示したパスメモリ機能ブロックFB3
2の回路図である。
【図11】ランレングスリミテッド符号の場合に使用す
るパスメモリ回路の第2の実施例を示すブロック図であ
る。
【図12】図11に示した最小パスメトリック検出回路
の一例を示す回路図である。
【図13】図11に示した生き残り最小パスメトリック
選択回路の一例を示す回路図である。
【図14】ランレングスリミテッド符号の場合に使用す
るパスメモリ回路の第3の実施例を示すブロック図であ
る。
【図15】図9に示した生き残り状態情報出力回路の一
例を示す回路図である。
【図16】図9に示した生き残り状態情報出力回路の一
例を示す回路図である。
【図17】図14に示した生き残り状態情報出力回路の
一例を示す回路図である。
【図18】図14に示した生き残り状態情報出力回路の
一例を示す回路図である。
【図19】図14に示した生き残り状態情報出力回路の
一例を示す回路図である。
【図20】本実施例の動作を説明するためのトレリス線
図である。
【図21】ランレングスリミテッド符号の場合の動作を
説明するためのトレリス線図である。
【図22】ランレングスリミテッド符号の場合のブラン
チメトリックの一例を示す図である。
【図23】ランレングスリミテッド符号の場合のブラン
チメトリックの一例を示す図である。
【符号の説明】
1 減算二乗回路 2 加算比較選択回路 3 パスメモリ回路 4 アドレス制御回路 5 判定帰還等化回路 6 遅延回路 D0 入力データ D1 推定入力データ D2 ブランチメトリック D3 生き残りパス情報 D4 生き残り状態情報 D5 制御データ

Claims (7)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 雑音、符号間干渉等により歪を受けたデ
    ィジタル2値信号のm(mは2以上の整数)ビットのプ
    リカーサおよびn(nは2以上の整数)ビットのポスト
    カーサの歪を除去して正しい符号を判定する自動等化器
    において、入力データと推定入力データとの差を算出し
    二乗してブランチメトリックを演算する減算二乗回路
    と、前記ブランチメトリックからパスメトリックを演算
    して生き残りパスを決定し生き残りパス情報を生成する
    加算比較選択回路と、前記生き残りパス情報を記憶し、
    最も確からしい生き残りパスを判定して生き残り状態情
    報として送出するパスメモリ回路と、前記生き残りパス
    情報および前記生き残り状態情報を受けて現入力データ
    の1クロックおよび2クロック前のポストカーサ成分を
    生成し、また推定した入力データのポストカーサ成分お
    よびプリカーサ成分を生成して制御データとして送出す
    るアドレス制御回路と、前記入力データに所定の遅延を
    与える遅延回路と、前記遅延回路によって遅延を受けた
    入力データを記憶するフリップフロップ回路を有し、前
    記アドレス制御回路からの制御データに応じて前記フリ
    ップフロップ回路を選択して前記遅延を受けた入力デー
    タを記憶すると共に前記推定入力データを送出する判定
    帰還等化回路とを備えることを特徴とする自動等化器。
  2. 【請求項2】 前記加算比較選択回路は、ブランチメト
    リックからパスメトリックを計算する際、各パスメトリ
    ックの相対値によって処理することを特徴とする請求項
    1記載の自動等化器。
  3. 【請求項3】 前記パスメモリ回路は、k(kは2以上
    の整数)段のパスメモリ機能ブロックを有し、各時点で
    演算された2n-1 個の生き残りパスをk段に渡って記憶
    し、生き残りパスを順次過去に辿っていくことにより1
    つの生き残りパスを判定し、またk段でパスがマージし
    ない時はデータを仮判定して出力することを特徴とする
    請求項1記載の自動等化器。
  4. 【請求項4】 前記判定帰還等化回路は、2(m+n) 個の
    前記フリップフロップ回路を有することを特徴とする請
    求項1記載の自動等化器。
  5. 【請求項5】 請求項1記載の自動等化器において、
    「1」および「0」が必ず2ビット以上連続するような
    ランレングスリミテッド符号の場合、前記パスメモリ回
    路は、 パスメトリックをSt,p(tは時刻、pは状態ナンバ
    ー)で示したとき、プリカーサを「000」と推定して
    St,0からSt+1,0へ移行、およびプリカーサを
    「001」と推定してSt+1,1へ移行するメトリッ
    クを選択し、また、プリカーサを「011」と推定して
    St,1からSt+1,3へ移行するメトリック、プリ
    カーサを「100」と推定してSt,2からSt+1,
    0へ移行するメトリック、並びに、プリカーサを「11
    0」と推定してSt,3からSt+1,2へ移行、およ
    びプリカーサを「111」と推定してSt+1,3へ移
    行するメトリックのみを選択し、生き残った全てのパス
    を過去に辿って行き、パスメモリ長の範囲内で1つに収
    束すればそのパスを最終生き残りパスと判定し、1つに
    収束しなければ、全ての現在の状態のうちパスメトリッ
    クが最小値の状態から生き残ったパスを過去に辿って行
    くことにより、パスメモリ長の範囲内で1つの最小パス
    メトリックをもったパスを最終生き残りパスと判定する
    ことを特徴とする自動等化器。
  6. 【請求項6】 請求項5記載の自動等化器において、前
    記パスメモリ回路は、ポストカーサを「01」、プリカ
    ーサを「000」と推定してSt,0からSt+1,0
    へ移行、およびポストカーサを「01」、プリカーサを
    「001」と推定してSt+1,1へ移行するメトリッ
    ク、並びに、ポストカーサを「01」,「11」、プリ
    カーサを「011」と推定してSt,1からSt+1,
    3へ移行するメトリックは選択せず、更に、ポストカー
    サを「00」および「10」、プリカーサを「100」
    と推定してSt,2からSt+1,0へ移行するメトリ
    ック、並びに、ポストカーサを「10」、プリカーサを
    「110」と推定してSt,3からSt+1,2へ移
    行、およびポストカーサを「10」、プリカーサを「1
    11」と推定してSt+1,3へ移行するメトリックは
    選択しないことを特徴とする自動等化器。
  7. 【請求項7】 請求項5記載の自動等化器において、前
    記パスメモリ回路は、ポストカーサを「01」、プリカ
    ーサを「000」と推定してSt,0からSt+1,0
    へ移行、および、ポストカーサを「01」,「11」、
    プリカーサを「001」と推定してSt+1,1へ移行
    するメトリックは選択せず、更に、ポストカーサを「0
    1」,「10」,「11」、プリカーサを「011」と
    推定してSt,1からSt+1,3へ移行するメトリッ
    ク、およびポストカーサを「00」,「01」,「1
    0」、プリカーサを「100」と推定してSt,2から
    St+1,0へ移行するメトリック、並びに、ポストカ
    ーサを「00」,「10」、プリカーサを「110」と
    推定してSt,3からSt+1,2へ移行、およびポス
    トカーサを「10」、プリカーサを「111」と推定し
    てSt+1,3へ移行するメトリックは選択しないこと
    を特徴とする自動等化器。
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