JPH11162113A - 高密度データの記録/再生のための符号化/復号化方法 - Google Patents
高密度データの記録/再生のための符号化/復号化方法Info
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- JPH11162113A JPH11162113A JP10269465A JP26946598A JPH11162113A JP H11162113 A JPH11162113 A JP H11162113A JP 10269465 A JP10269465 A JP 10269465A JP 26946598 A JP26946598 A JP 26946598A JP H11162113 A JPH11162113 A JP H11162113A
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Abstract
復号化方法を提供する。 【解決手段】 2進データシンボルXk を受けて、該奇
数または偶数ビットを有する第一番目のグループと残余
ビットを有する第二番目のグループとに分離する過程
と、前記第一番目のグループを、予定されたビット数の
コードワードにマッピングする過程と、前記第二番目の
グループを、前記マッピングされたコードワードとイン
タリーブし、該結果を前記コードワードYl として出力
する過程とを含む。これにより、既存の16/17率R
LL(0,6/6)符号化方法よりもエンコーダ/デコ
ーダが一層簡単であることから、エンコーダ/デコーダ
の具現時にハードウェアがさらにコンパクト化するとい
った利点がある。さらに、16/17率RLL(0,6
/6)ブロックコードの符号化及び復号化に対し最適化
した入力と出力間のルックアップテーブル及び簡単化さ
せた入力と出力間の関係式を提供する。
Description
録/再生のための符号化/復号化方法及びこれによる装
置に係り、さらに詳細には、PRML(Partial
Response Maximum Likihoo
d;以下PRMLと称する)チャンネルに高密度データ
を記録/再生するための符号化/復号化方法に関する。
して、与えられた貯蔵容量下に記録するデータ量(記録
密度)を高めつつ、高速で信頼できる情報を伝達しよう
とする研究が活発に進められてきている。かかるデータ
貯蔵機器の高速大容量化のための努力としては、貯蔵デ
ィスクの物理的な特性を改善したり、機器の精度を向上
させるなど、物性的な側面を考慮した方法が挙げられ
る。また、信号処理技術を利用してデータ検出誤差を低
減する方法、効率的な符号化を通じて貯蔵機器の記録密
度を高めたり、再生信号の検出を容易にする方法など、
信号処理の側面を考慮した方法が挙げられる。
一層高い記録密度が求められており、このような流れに
応じて、貯蔵機器に記録するデータを符号化して、記録
密度を高めつつ再生信号の検出を容易にするような動き
が盛んになっている。貯蔵機器は、高密度に記録するほ
ど与えられた容量の貯蔵ディスクに一層多くの情報を有
用に記録、使用できるので、少ないリダンダンシを与え
て記録密度を高め、信号検出を容易にするなど、有効な
符号化を可能にするような符号化方法が望まれる。
て(d,k)の条件を満足するRLL(Run Len
gth Limited)方式が利用されているが、こ
れはデータ信号のセルフ−クロッキング(self−c
locking)特性を保ちつつ、信号検出のために相
互干渉を低減することを目指すものである。つまり、
“1”と“1”の間の連続する“0”の個数を最小d
個、最大k個に制限するRLL(d,k)符号化方法で
ある。前者のdは信号検出を容易にするためのものであ
り、後者のkは再生信号を戻すためのタイミング保持の
ためのものである。
化方法としては、1/2率RLL(2,7)符号化方
法、2/3率(1,7)符号化方法、8/9率RLL
(0,3)符号化方法、8/9率RLL(0,4/4)
符号化方法などが挙げられる。1/2率RLL(2,
7)符号化方法及び2/3RLL(1,7)符号化方法
は、信号‘1’と‘1’の間の‘0’の個数をそれぞれ
‘2’と‘1’だけ置いて記録を行い、信号間の干渉を
低減し得る符号化方法である。このよな方法は信号間の
干渉を低減する反面コード率が低いので、リダンダンシ
が大である。一方、8/9率RLL(0,3)符号化方
法及び8/9率(0,4/4)符号化方法に比べkの値
が割に小さいので、PLL(Phase Locked
Loop)が動作するのに役立つタイミング情報がた
くさん含まれている。
程において、チャンネルのモデリングは、実際のチャン
ネルと類似にすべきである。貯蔵機器のチャンネル特性
は、次式1のように表現できる。
て現在のデータと以前のデータとの間に相互コントロー
ルされたISI(Inter−Symbol Inte
rference)を持たせた後、目標応答(targ
et response)を次式2のように変形し、ビ
タビデコーダによりデータを検出する。
する記録密度において、PRML方法は、非常に優れた
検出能を示す。
するRLL符号化方法は、PRMLチャンネルにおいて
は大した利点がない。というのは、ISIに対する補償
がML(Maximum Likelyhood)検出
器に内在するからである。したがって、dの条件値を有
するコーディングにより干渉を低減するよりは、コード
率を高めて信号間干渉を低減しつつ、チャンネルSNR
(channel Signal to Noise
Ratio)を上げることがより有効である。
方式に、8/9率RLL(0,4/4)符号化方法、1
6/17率RLL(0,6/6)符号化方法を導入し、
高い記録密度及びタイミング情報を保ちながら性能を向
上させる。さらに、8/9率RLL(0,3)符号化方
法及び16/17率RLL(0,6/6)符号化方法
は、コード率が高く、1/2率RLL(2,7)符号化
方法または2/3率RLL(1,7)符号化方法に比べ
チャンネルSNRが高いことから、与えられたPR(P
artial Response)クラスに対しイクオ
ーライザに一層良好な影響を与える。
索引されたサンプルシーケンスと奇数索引されたサンプ
ルシーケンスとに分れるとすると、ML検出は、それぞ
れのサブシーケンスに独立的に適用される。また、各サ
ブシーケンスに適宜連続するゼロサンプルの数は検出遅
れ及びハードウェアを制限する。各サブシーケンスに要
求される‘1’と‘1’間の連続する‘0’の最大値を
k1とすると、各サブシーケンスに要求される条件k1
は、ML検出器に必要なパスメモリのサイズを縮める。
このような特性を満足するRLL(0,k/k1)方法
が、8/9率RLL(0,4/4)符号化方法及び16
/17率RLL(0,6/6)符号化方法である。16
/17率RLL(0,6/6)符号化方法は8/9率R
LL(0,4/4)符号化方法よりも高レートであるこ
とから、データ貯蔵機器に一層高い記録密度で記録する
ことができる。したがって、16/17率RLL(0,
6/6)は、PRMLチャンネルに適した符号化方法と
言える。
6/6)符号化方法においては、要求されるエンコーダ
及びデコーダのハードウェアのサイズが大であるといっ
た欠点がある。
鑑みて成されたものであり、PRMLチャンネルに適し
た高密度のデータ記録/再生が可能な符号化方法を提供
することをその目的とする。本発明の他の目的は、前記
符号化方法に適した復号化方法を提供することにある。
の本発明に係る符号化方法は、貯蔵機器または通信チャ
ンネルから一連の予定されたビット数kを有する2進デ
ータシンボルXk (k=1,2,3,・・・)を受け
て、予定されたビット数lのコードワードYl =(l=
1,2,3,・・・)に符号化する方法において、前記
2進データシンボルXk を、該奇数または偶数ビットを
有する第一番目のグループと残余ビットを有する第二番
目のグループとに分離する過程と、前記第一番目のグル
ープを、予定されたビット数のコードワードにマッピン
グする過程と、前記第二番目のグループを、前記マッピ
ングされたコードワードとインタリーブし、該結果を前
記コードワードYl として出力する過程とを含むことを
特徴する。
る復号化方法は、貯蔵機器または通信チャンネルから一
連の予定されたビット数lのコードワードYl (l=
1,2,3,・・・)を受けて、予定されたビット数k
を有する2進データシンボルX k (k=1,2,3,・
・・)に復号化する方法において、前記コードワードY
l を、該奇数または偶数ビットを有する第一番目のグル
ープと残余ビットを有する第二番目のグループとに分離
する過程と、前記第一番目のグループを、予定されたビ
ット数のコードワードにデコーディングする過程と、前
記第二番目のグループを、前記デコーディングされたコ
ードワードとデインタリーブし、該結果を前記2進デー
タシンボルXk として出力する過程とを含むことを特徴
とする。
(0,6/6)符号化方法よりもエンコーダ/デコーダ
が一層簡単であることから、エンコーダ/デコーダの具
現時にハードウェアが一層コンパクト化するといった利
点がある。本発明は、16/17率RLL(0,6/
6)ブロックコードの符号化及び復号化に対する最適化
した入力と出力間のルックアップテーブル(look−
up tables)、及び簡単化した入力と出力間の
関係式を提供する。
についてさらに詳細に説明する。本発明は、ML検出す
るPRチャンネルに適した変調コードの符号化及び復号
化方法に関する。かかる変調コードは、頻繁なノン−ゼ
ロサンプルを提供して、チャンネルのタイミング及び利
得制御回路の性能を向上させる。また、ビタビ検出器が
処理を行なう最中にパスを強制的にマージさせるが、こ
れはパスメモリの容量を減少させ、ML検出器の複雑度
を制限する。
ータd,k,k1により表現される。d,kパラメータ
はそれぞれコードワードの最小のランレングス及び最大
のランレングスを示し、k1パラメータは全て偶数(a
ll−even)または全て奇数(all−odd)の
サブシーケンスの最大のランレングスを示す。
onstraint)が‘0’である。これは、ゼロ値
の最小のランレングスがPRMLチャンネルに不要であ
るからである。小さい値のkはタイミング及び利得制御
の正確性のために要求され、小さい値のk1はML検出
器に必要なパスメモリのサイズを縮める。
16/17率RLL(0,k/k1)ブロックに対し
(0,6/6)が存在する。本発明はこのようなパラメ
ータを有する16/17率ブロックコードの符号化/復
号化に対するルックアップテーブルを提供する。また、
符号化/復号化に対する簡単化した関係式を提供する。
の符号化/復号化システムの構成を示すブロック図であ
る。図1に示すシステムの動作につき説明すると以下の
通りである。
縮部1及びエラー訂正符号化部2を介して符号化される
過程においてノイズやそれ以外の様々な信号歪みを起こ
す要因に対する免疫性を有することになる。その後、貯
蔵機器のチャンネル特性に適するよう変調部3において
符号化され、変調されたデータは信号発生器4において
信号を生じ、書込みイクオーライザ5において事前補償
を行った後、チャンネルを構成するヘッド/ディスクに
記録される。ヘッド/ディスクに記録された信号は再生
される時、信号を検出するのに容易になるよう読出しイ
クオーライザ6において処理された後、検出器7を介し
てエラー確率が最小化するよう信号を検出する。検出器
7を介して検出された信号は、変調部8、エラー訂正復
号化部9、そして伸張部10を介して元のユーザデータ
に戻る。
法を適用した符号化/復号化システムの構成を示すブロ
ック図である。図2に示すシステム20は記録する2進
データであって、16/17率RLL(0,6/6)コ
ードワードを使用する。図2に示すシステム20は、エ
ンコーダ24、プレコーダ26、メディア&ヘッド2
8、イクオーライザ30、ビタビ検出器32、及びデコ
ーダ34から構成される。
つグループ化した入力をD16とし、エンコーディングさ
れたコードワードをD17とする。このシステム20は、
16ビットずつグループ化した入力D16を受けて、それ
に該当する17ビットのコードワードD17をエンコーデ
ィングするエンコーダ24、PRクラス4(PR4)を
使用するのに適した伝送関数(式)を有するプレコー
ダ26、部分応答読出し信号チャンネルになるメディア
及びメディアからエンコーディングされたデータを読出
し/書込みするヘッドを含むメディア&ヘッド28、イ
クオーライザ30、ビタビアルゴリズム検出器32、そ
してコードワードD17を、16ビットずつグループ化し
たユーザデータD16にデコーディングするデコーダ34
を含む。
/9RLLエンコーダ42、出力ラッチ44、そして並
列−直列コンバータ46を含む。システム20に入力さ
れたグループ化した入力であるD16は入力ラッチ40を
介してそれぞれ8ビットずつ分れるが、第一番目の8ビ
ットグループをAとし、第二番目の8ビットグループを
Bとするとき、これらそれぞれは次式4のように表現さ
れる。
行い、第一番目の8ビットグループAを次式5の9ビッ
トコードワードCにマッピングする。
ループB及び9ビットコードワードCをインタリーブ
(interleave)して17ビットコードワード
Wを出力するが、このWは与えられた16/17RLL
(0,6/6)を満足する。
ードワードWをプレコーダ26に提供し、プレコード2
6の出力はメディア&ヘッド28に提供される。このよ
うにエンコーディングされた17ビットコードワードW
がメディア&ヘッド28を経た後にイクオーライザ30
に入力され、イクオーライザ30はこの信号を所望の目
標信号のPR4に適するようにする。
検出されたシーケンスは直列−並列コンバータ50にお
いて17ビットずつグルーピングされる。それから、入
力ラッチ52を介してそれぞれ9ビット、8ビットに分
れ、第一番目の9ビットは8/9RLLデコーダ54を
介して8ビットデータにデコーディングされ、このデコ
ーディングされたのと第二番目の8ビットとが出力ラッ
チ56によりデインタリーブ(deinterleav
e)され、16ビットオリジナルデータとして出力され
る。
に分かれるが、第一番目のコードワードシーケンスW1
は17ビットコードワードWの奇数番目のビット(od
dterms)から構成されたサブシーケンスW1 であ
り、第二番目のコードワードシーケンスW2 は17ビッ
トコードワードWの偶数番目のビット(eventer
ms)から構成されたサブシーケンスW2 であって、そ
れぞれ次式7の通りである。
ードを生成するには、第一番目の8ビットグループAを
9ビットコードワードCに有効にマッピングしなければ
ならない。すなわち、8/9RLLエンコーダ42は最
悪の場合(入力8ビットグループBがいずれもゼロの
時)にも17ビットコードワードWが与えられた拘束長
を満足するようにしなければならない。つまり、RLL
(0,k/k1)拘束長においてd=0で、k及びk1
が両方とも6になるためには、第一番目の8ビット2進
データがエンコーディングされたコードワードCは次式
8の拘束長を満足すべきである。ここで、+は論理的O
R演算を、・は論理的AND演算をそれぞれ表す。
256個であり、表1に16進の形で表した。
ットコードワードが256個存在することから、第一番
目の8ビットグループA(28 個)と一対一にマッピン
グできる。
(0,6/6)コードワードを具現するために使用され
る8/9RLL符号の入出力関係を16進数に表したル
ックアップテーブルである。表2のLSは最下位の数字
(least significant digit)
を、MSは最上位の数字(most signific
ant digit)をそれぞれ表す。
論理式を簡単にするために、6個のパーティショングル
ープに分けられる。このような6個の各パーティション
は大文字G,H,J,K,L,Mである。
の8ビットグループAの最初の4ビット及び最後の4ビ
ットを9ビットコードワードCの最初の4ビット及び最
後の4ビットに何ら変化なしにそのままマッピングさせ
るようなパーティションである。そして、中間ビット、
つまりコードワードCの5番目ビットは常に“1”であ
る。パーティションGに属する9ビットコードワードC
は148個であり、Gは次式9の通りである。
コードワードCのうち48個であって、次式10の通り
である。
コードワードCのうち32個であって、次式11の通り
である。
コードワードCのうち32個であって、次式12の通り
である。
コードワードCのうち32個であって、次式13の通り
である。
コードワードCのうち32個であって、次式14の通り
である。
をC8 −C0 にエンコーディングする8/9RLLエン
コーダ42のブール論理式は、前記6個のパーティショ
ンにより簡単化でき、このG,H,J,K,L,Mのパ
ーティションを以てエンコーダの式は次式15のように
表される。
ブール論理式を表すことができる。デコーダ54を簡単
に表現するため、また6個のパーティションG,H,
J,K,L,Mを用いて簡単に表すことができる。各パ
ーティションはG,H,J,K,L,Mとして表現で
き、次式16の通りである。
ドワードを8ビットA7 −A0 にデコーディングする9
/8デコーダ54のブール論理式は、前記6個のパーテ
ィションに簡単化でき、このG,H,J,K,L,Mの
パーティションでデコーダのブール論理式を次式17の
ように表すことができる。
0 8ビットデータビットとC8 −C 0 の9ビットコード
ワード間のマッピング方法において、8/9RLLエン
コーダと9/8RLLデコーダの論理式を縮める他の色
んな方法があり得る。すなわち、本発明の入/出力マッ
ピングとは、別のマッピング論理式を求めるか、それと
も本発明において与えられた論理式を基にして論理ゲー
ト回路を具現するときに最適化させるなどの方法があり
得る。
6/17率RLL(0,6/6)符号化方法よりもエン
コーダ/デコーダが一層簡単であることから、エンコー
ダ/デコーダの具現時にハードウェアがさらにコンパク
ト化するといった利点がある。
6)ブロックコードの符号化及び復号化に対し最適化し
た入力と出力間のルックアップテーブル及び簡単化させ
た入力と出力間の関係式を提供する。
号化装置の構成を示すブロック図である。
符号化/復号化装置の構成を示すブロック図である。
号化/復号化方法
Claims (9)
- 【請求項1】 貯蔵機器または通信チャンネルから一連
の予定されたビット数kを有する2進データシンボルX
k (k=1,2,3,・・・)を受けて、予定されたビ
ット数lのコードワードYl (l=1,2,3,・・
・)に符号化する方法において、 前記2進データシンボルXk を、該奇数または偶数ビッ
トを有する第一番目のグループと残余ビットを有する第
二番目のグループとに分離する過程と、 前記第一番目のグループを、予定されたビット数のコー
ドワードにマッピングする過程と、 前記第二番目のグループを、前記マッピングされたコー
ドワードとインタリーブし、該結果を前記コードワード
Yl として出力する過程とを含むことを特徴とする符号
化方法。 - 【請求項2】 前記2進データシンボルXk (k=1,
2,3,・・・)と前記コードワードYl (l=1,
2,3,・・・)とのコード率が16/17であること
を特徴とする請求項1に記載の符号化方法。 - 【請求項3】 前記マッピングされたコードワードと前
記第二番目のグループの最大のランレングスが同様であ
ることを特徴とする請求項2に記載の符号化方法。 - 【請求項4】 前記最大のランレングス値が‘6’であ
ることを特徴とする請求項3に記載の符号化方法。 - 【請求項5】 前記マッピングされたコードワードと前
記二番目のグループの最大のランレングスとが同様であ
ることを特徴とする請求項1に記載の符号化方法。 - 【請求項6】 前記最大のランレングス値が‘6’であ
ることを特徴とする請求項5に記載の符号化方法。 - 【請求項7】 16/17変調コードを具現するため、
8/9RLLエンコーディングに表1の9ビットコード
ワードを使用することを特徴とする請求項2に記載の符
号化方法。 - 【請求項8】 貯蔵機器または通信チャンネルから一連
の予定されたビット数lのコードワードYl (l=1,
2,3,・・・)を受けて、予定されたビット数kを有
する2進データシンボルXk (k=1,2,3,・・
・)に復号化する方法において、 前記コードワードYl を、該奇数または偶数ビットを有
する第一番目のグループと残余ビットを有する第二番目
のグループとに分離する過程と、 前記第一番目のグループを、予定されたビット数のコー
ドワードにデコーディングする過程と、 前記第二番目のグループを、前記デコーディングされた
コードワードとデインタリーブし、該結果を前記2進デ
ータシンボルXk として出力する過程とを含むことを特
徴とする復号化方法。 - 【請求項9】 16/17変調コードを具現するため、
8/9RLLデコーディングに表2の9ビットコードワ
ードを使用することを特徴とする請求項8に記載の復号
化方法。
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