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JP2008152915A - Read channel decoder, read channel decoding method and read channel decoding program - Google Patents

Read channel decoder, read channel decoding method and read channel decoding program Download PDF

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JP2008152915A
JP2008152915A JP2008010627A JP2008010627A JP2008152915A JP 2008152915 A JP2008152915 A JP 2008152915A JP 2008010627 A JP2008010627 A JP 2008010627A JP 2008010627 A JP2008010627 A JP 2008010627A JP 2008152915 A JP2008152915 A JP 2008152915A
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JP
Japan
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decoding
information
decoder
read channel
units
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Application number
JP2008010627A
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Japanese (ja)
Inventor
Mitsuhiko Ota
光彦 太田
Toshihiko Morita
俊彦 森田
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Fujitsu Ltd
Original Assignee
Fujitsu Ltd
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Publication date
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Abstract

【課題】 内復号器と外復号器を有する反復型のリードチャネル復号器において、回路規模を大きくすることなく、エラー訂正能力を高めること。
【解決手段】誤訂正補正部110、120および130がそれぞれDAE部43、45および47の誤訂正を補正し、正規化部141〜144がそれぞれLDPC部151〜154の性能が最善となるようにLDPC部151〜154の入力情報を正規化し、LDPC部151〜154の復号アルゴリズムをチャネル情報が十分活用されるよう変更する。LDPC部151〜154が対数尤度比LLR(qji)を更新する際に常にチャネル情報である入力事前情報Λa(xi)を加える。
【選択図】 図3
PROBLEM TO BE SOLVED: To improve error correction capability without increasing a circuit scale in an iterative read channel decoder having an inner decoder and an outer decoder.
Error correction correction units 110, 120, and 130 correct error corrections of DAE units 43, 45, and 47, respectively, and normalization units 141 to 144 have the best performance of LDPC units 151 to 154, respectively. The input information of the LDPC units 151 to 154 is normalized, and the decoding algorithm of the LDPC units 151 to 154 is changed so that the channel information is fully utilized. When the LDPC units 151 to 154 update the log likelihood ratio LLR (q ji ), input prior information Λ a (x i ) that is channel information is always added.
[Selection] Figure 3

Description

この発明は、記録媒体に符号化されて記録されたデータを、内復号器による復号と外復号器による復号を反復することにより復号するリードチャネル復号器、リードチャネル復号方法およびリードチャネル復号プログラムに関し、特に、内復号器の簡略化に起因する性能劣化を防ぎ、エラー訂正能力を高めることができるリードチャネル復号器、リードチャネル復号方法およびリードチャネル復号プログラムに関する。   The present invention relates to a read channel decoder, a read channel decoding method, and a read channel decoding program for decoding data recorded after being encoded on a recording medium by repeating decoding by an inner decoder and decoding by an outer decoder. In particular, the present invention relates to a read channel decoder, a read channel decoding method, and a read channel decoding program that can prevent performance deterioration due to simplification of the inner decoder and increase error correction capability.

記録再生装置には、記録した信号を誤りなく再生するため、強力なエラー訂正機能が搭載されている。このエラー訂正によって初めて、ノイズが含まれた不安定な信号の中から記録信号を確実に復元することが可能となる。   The recording / reproducing apparatus is equipped with a powerful error correction function in order to reproduce the recorded signal without error. Only after this error correction can the recorded signal be reliably restored from an unstable signal containing noise.

近年、記録再生装置のエラー訂正は、主としてPRML(Partial Response Maximum Likelihood)、ECC(Error Correcting Code)と呼ぶ2つの手法の組合せによって実現されてきた。PRMLは、記録チャネルを符号間干渉のあるパーシャルレスポンスチャネル(PRチャネル)とみなし、一般にビタビ検出器を用いた最尤復号(Maximum Likelihood Detection)を行う方式である。一方、ECCは、ビタビ検出器で訂正できなかったエラーを訂正するものであり、一般にリードソロモン符号が用いられている。ビタビ検出器やリードソロモン符号に関する一般的な解説は、多数の文献に示されており、例えば、非特許文献1に示されている。   In recent years, error correction in a recording / reproducing apparatus has been realized mainly by a combination of two methods called PRML (Partial Response Maximum Likelihood) and ECC (Error Correcting Code). PRML is a scheme that regards a recording channel as a partial response channel (PR channel) having intersymbol interference and generally performs maximum likelihood detection using a Viterbi detector. On the other hand, the ECC corrects an error that cannot be corrected by the Viterbi detector, and a Reed-Solomon code is generally used. General explanations regarding Viterbi detectors and Reed-Solomon codes are given in many documents, for example, in Non-Patent Document 1.

図4は、記録再生装置の代表例である磁気ディスク装置の記録再生系の主要構成を示す機能ブロック図である。同図に示すように、磁気ディスク装置の記録再生系は、大きく分けて、ハードディスクコントローラ(HDC)1、リードチャネル(RDC)2およびプリアンプ3からなる。   FIG. 4 is a functional block diagram showing a main configuration of a recording / reproducing system of a magnetic disk apparatus which is a typical example of the recording / reproducing apparatus. As shown in the figure, the recording / reproducing system of the magnetic disk device is roughly composed of a hard disk controller (HDC) 1, a read channel (RDC) 2 and a preamplifier 3.

データを磁気ディスクに記録する場合、まずHDC1内で、CRC符号器4とECC符号器5によって記録データにパリティが付加される。ここで、CRC(Cyclic Redundancy Check)符号は、ECCの誤訂正を検出するために用いられるものである。   When recording data on a magnetic disk, first, a parity is added to the recording data by the CRC encoder 4 and the ECC encoder 5 in the HDC 1. Here, a CRC (Cyclic Redundancy Check) code is used to detect erroneous ECC correction.

次に、RDC2では、符号器6、記録補償器7、ドライバ8を経由し、プリアンプ3に記録データが送出される。ここで、符号器6では、PLLによるクロック再生を安定化するためのRLL符号等が用いられる。また、記録補償器7は、磁化反転が隣接する個所で反転間隔を多少広げる補償処理を行う。最後に、プリアンプ3は、ドライバ9によって記録ヘッドへのライト電流を発生させる。   Next, the RDC 2 sends the recording data to the preamplifier 3 via the encoder 6, the recording compensator 7, and the driver 8. Here, the encoder 6 uses an RLL code or the like for stabilizing clock recovery by the PLL. In addition, the recording compensator 7 performs a compensation process that slightly widens the inversion interval at a position where the magnetization inversion is adjacent. Finally, the preamplifier 3 generates a write current to the recording head by the driver 9.

一方、磁気ディスクに記録されたデータを再生する場合は、再生ヘッドからのアナログ電圧がまずアンプ10によって増幅された後、RDC2に送られる。RDC2は、TA検出部11でのサーマルアスペリティ検出処理の後、可変利得アンプ(VGA)12、ローパスフィルタ(LPF)13、ADコンバータ(ADC)14を経由してデジタル信号への変換を行う。そして、FIRフィルタ15によって波形等化を行った後、復号器16でビタビ復号を行う。   On the other hand, when reproducing the data recorded on the magnetic disk, the analog voltage from the reproducing head is first amplified by the amplifier 10 and then sent to the RDC 2. The RDC 2 performs a conversion to a digital signal via a variable gain amplifier (VGA) 12, a low-pass filter (LPF) 13, and an AD converter (ADC) 14 after thermal asperity detection processing in the TA detection unit 11. After performing waveform equalization by the FIR filter 15, the decoder 16 performs Viterbi decoding.

なお、RDC2内には、信号をサンプリングするタイミングを制御するPLL17、および可変利得アンプ12の利得を制御する自動利得制御器(AGC)18も搭載されている。   In the RDC 2, a PLL 17 that controls the timing for sampling the signal and an automatic gain controller (AGC) 18 that controls the gain of the variable gain amplifier 12 are also mounted.

そして、RDC2による復号結果はHDC1に戻され、HDC1内のECC復号器19によってエラー訂正が行われた後、CRC検査部20を経て、再生データとなる。   Then, the decoding result by the RDC 2 is returned to the HDC 1, and after error correction is performed by the ECC decoder 19 in the HDC 1, it becomes the reproduction data through the CRC checking unit 20.

また、PRML方式に変わる新しい符号・復号方式として、ターボ符号・低密度パリティ符号(LDPC:Low Density Parity Check codes)等が提案されている。これらの符号・復号方式は、反復計算で復号を行うことから、ここでは反復型方式(iterative method)と総称する。反復型方式としては、特許文献1に開示されているターボ符号が代表的である。   Further, turbo codes, low density parity codes (LDPC) and the like have been proposed as new codes / decoding schemes that replace the PRML scheme. These encoding / decoding methods are collectively referred to herein as iterative methods because they are decoded by iterative calculation. A typical example of the iterative method is a turbo code disclosed in Patent Document 1.

ターボ符号は、2つの再帰的組織畳み込み符号(RSC:Recursive Systematic Convolutional code)を、ランダムインターリーバを介して接続した並列連接(parallel concatenation)符号であり、復号は2つの復号器を用いた反復計算によって行う。   The turbo code is a parallel concatenation code in which two recursive systematic convolutional codes (RSC) are connected via a random interleaver, and decoding is an iterative calculation using two decoders. Do by.

ターボ符号は通信の分野で考案されたが、これを記録再生系のPRチャネルに適用した複数の方式が、非特許文献2に開示されている。図5は、ターボ符号を記録再生系のPRチャネルに適用する場合の符号器および復号器の構成を示す機能ブロック図である。   Although the turbo code was devised in the field of communication, Non-Patent Document 2 discloses a plurality of systems in which this is applied to the PR channel of the recording / reproducing system. FIG. 5 is a functional block diagram showing a configuration of an encoder and a decoder when a turbo code is applied to a PR channel of a recording / reproducing system.

同図(a)に示すように、ターボ符号を記録再生系のPRチャネルに適用する場合、符号器は、2つの要素符号器(constituent encoder)21、23をランダムインターリーバ22(図5ではπと表示)を介して縦列連接(serial concatenation)した構成を取る。この時、チャネルに近い符号器を内符号器(inner encoder)、もう一方を外符号器(outer encoder)と呼ぶ。   As shown in FIG. 5A, when the turbo code is applied to the PR channel of the recording / reproducing system, the encoder uses two element encoders (constituent encoders) 21 and 23 as random interleavers 22 (in FIG. 5, π To display a serial concatenation. At this time, the encoder close to the channel is called an inner encoder, and the other is called an outer encoder.

実は、PRチャネルでは、チャネル自体を畳み込み符号器とみなすことができるので、内符号器23は明に設ける必要がない。ただし、再帰的組織畳み込み符号にするためにプリコーダと呼ばれる補完的な符号器を用いる場合もある。   In fact, in the PR channel, since the channel itself can be regarded as a convolutional encoder, the inner encoder 23 does not need to be clearly provided. However, a complementary encoder called a precoder may be used to make a recursive systematic convolutional code.

また、外符号器21としては、2つのRSCを用いるものや1つのRSCを用いるものなどが各種提案されている。また、非特許文献3に開示されるLDPCを用いる場合や、非特許文献4に示される積符号(TPC:Turbo Product Code)を用いる場合もある。   Various types of outer encoders 21 have been proposed, such as those using two RSCs and those using one RSC. Further, there are cases where the LDPC disclosed in Non-Patent Document 3 is used, or the product code (TPC: Turbo Product Code) shown in Non-Patent Document 4 is used.

一方、反復型方式の復号器は、図5(b)に示すように、内復号器24および外復号器26と呼ばれる2つの要素復号器(constituent decoder)で構成される。内復号器24は内符号器23に対応した復号を、外復号器26は外符号器21に対応した復号を行う。また、内復号器24をチャネル復号器と呼ぶこともある。   On the other hand, as shown in FIG. 5B, the iterative decoder is composed of two element decoders called an inner decoder 24 and an outer decoder 26. The inner decoder 24 performs decoding corresponding to the inner encoder 23, and the outer decoder 26 performs decoding corresponding to the outer encoder 21. Further, the inner decoder 24 may be called a channel decoder.

反復型方式で特徴的な点は、最大事後確率(MAP:Maximum a posteriori Probability)復号を行うという点であり、そのため2つの要素復号器はいずれも軟入力・軟出力(SISO:Soft-In/Soft-Out)復号器となる。ここで、SISO復号器とは、単なる0または1といった硬判定結果を出力するのではなく、0.4や0.9といった信頼度情報を出力する復号器である。   A characteristic point of the iterative method is that it performs maximum a posteriori probability (MAP) decoding. Therefore, both of the two element decoders are soft input / soft output (SISO). Soft-Out) Decoder. Here, the SISO decoder is a decoder that outputs reliability information such as 0.4 or 0.9 instead of outputting a hard decision result such as 0 or 1.

例えば、内復号器は、チャネルからのリード信号系列yk(k=1〜N)が与えられた条件下で、符号化前の情報シンボルxkの事後確率を計算するものであり、事後確率は、xkが1である確率と0である確率の対数尤度比(LLR:Log-Likelihood Ratio)である全確率情報

Figure 2008152915

で表現される。ただし、
Figure 2008152915

である。 For example, the inner decoder calculates the posterior probability of the information symbol x k before encoding under the condition that the read signal sequence y k (k = 1 to N) from the channel is given, and the posterior probability Is the total probability information that is the log-likelihood ratio (LLR) of the probability that x k is 1 and the probability that x k is 0
Figure 2008152915

It is expressed by However,
Figure 2008152915

It is.

また、内復号器には、復号に先立って得られている事前情報Λa(xk)がやはり対数尤度比の形で入力される。内復号器はこの事前情報Λa(xk)とリード信号系列ykから、(1)式の全確率情報Λ(xk)を算出する。また、全確率情報Λ(xk)から事前情報Λa(xk)を差し引いた外部情報(extrinsic information) Further, prior information Λ a (x k ) obtained prior to decoding is also input to the inner decoder in the form of log likelihood ratio. The inner decoder calculates total probability information Λ (x k ) in the equation (1) from the prior information Λ a (x k ) and the read signal sequence y k . Also, extrinsic information obtained by subtracting prior information Λ a (x k ) from total probability information Λ (x k )

Λe(xk)=Λ(xk)−Λa(xk)
を出力し、この外部情報Λe(xk)がもう一方の復号器に伝えられる。
Λ e (x k ) = Λ (x k ) −Λ a (x k )
And the external information Λ e (x k ) is transmitted to the other decoder.

ここで、復号の手順を改めて図5(b)で説明する。リード信号系列ykは、まず内復号器24に入る。内復号器24は、リード信号系列ykと、外復号器26から出力される事前情報Λa(xk)とから、外部情報Λe(xk)を算出して出力する。出力された外部情報Λe(xk)は、逆インターリーバ25(図5ではと表示)を経由して外復号器のチャネル情報Λa(x'k)となる。 Here, the decoding procedure will be described with reference to FIG. The read signal sequence y k first enters the inner decoder 24. The inner decoder 24 calculates and outputs the external information Λ e (x k ) from the read signal sequence y k and the prior information Λ a (x k ) output from the outer decoder 26. The output external information Λ e (x k ) becomes channel information Λ a (x ′ k ) of the outer decoder via the deinterleaver 25 (shown in FIG. 5).

また、外復号器26は、チャネル情報Λa(x'k)から情報系列の全情報確率Λ(uk)と外部情報Λe(x'k)を出力する。この外部情報Λe(x'k)は、再度インターリーバ27(図5ではπと表示)を経由して内復号器24の事前情報Λa(xk)として用いられる。 The outer decoder 26 outputs all information probabilities Λ (u k ) and external information Λ e (x ′ k ) of the information sequence from the channel information Λ a (x ′ k ). This external information Λ e (x ′ k ) is again used as the prior information Λ a (x k ) of the inner decoder 24 via the interleaver 27 (indicated as π in FIG. 5).

そして、これらの内復号器24および外復号器26の処理を所定の回数反復した後、外復号器26が出力する全確率情報Λ(uk)を判定部28がしきい値処理することで復号が達成される。 Then, after the processes of the inner decoder 24 and the outer decoder 26 are repeated a predetermined number of times, the determination unit 28 performs threshold processing on the total probability information Λ (u k ) output from the outer decoder 26. Decoding is achieved.

ここで、畳み込み符号等の状態遷移で定義される符号に対するSISO復号の具体的計算法としては、BCJRアルゴリズムがあり、非特許文献5に詳しく説明されている。一般には、内符号器・外符号器ともBCJRアルゴリズムを用いるが、外符号器としてLDPC符号を使う場合は、非特許文献6に紹介されているsum-product法が用いられる。また、反復型方式全般に渡る解説が非特許文献6で述べられている。これらの反復型方式は、PRML方式を上回る高いエラー訂正能力を有しており、次世代符号化方式として有望視されている。   Here, as a specific calculation method of SISO decoding for codes defined by state transitions such as convolutional codes, there is a BCJR algorithm, which is described in detail in Non-Patent Document 5. In general, the BCJR algorithm is used for both the inner encoder and the outer encoder. However, when an LDPC code is used as the outer encoder, the sum-product method introduced in Non-Patent Document 6 is used. In addition, Non-Patent Document 6 describes a general description of the iterative method. These iterative methods have a higher error correction capability than the PRML method, and are regarded as promising as next-generation encoding methods.

しかし、反復型方式は、反復回数に比例して回路規模が大きくなるという欠点を有している。これは、データ転送速度が速い場合は同じ回路を繰返し使用することが困難なため、反復回数分の回路を実装することに起因している。   However, the iterative method has a drawback that the circuit scale increases in proportion to the number of iterations. This is due to the fact that it is difficult to repeatedly use the same circuit when the data transfer rate is high, and therefore, the circuit for the number of repetitions is mounted.

図6は、反復型のリードチャネル復号器の構成を示す機能ブロック図である。なお、ここでは、インターリーバおよび逆インターリーバは外復号器に含まれるものとしている。   FIG. 6 is a functional block diagram showing a configuration of an iterative read channel decoder. Here, the interleaver and the deinterleaver are assumed to be included in the outer decoder.

同図に示すように、このリードチャネル復号器30では、反復回数を4回としたため、31〜38の内・外復号器が必要となり、内復号器にBCJRアルゴリズムによる復号器を使用した場合、回路規模が非常に大きくなってしまう。   As shown in the figure, in this read channel decoder 30, since the number of iterations is four, 31-38 inner / outer decoders are required, and when a decoder based on the BCJR algorithm is used as the inner decoder, The circuit scale becomes very large.

この対策として、内復号器として簡略化されたDAE(Decision Aided Equalization)を使う方式が非特許文献6に紹介されている。図7は、DAEを用いたリードチャネル復号器の構成を示す図である。同図に示すように、このリードチャネル復号器40は、BCJR部41と、DAE部43、45および47と、LDPC部42〜48と、判定部49とを有する。   As a countermeasure, Non-Patent Document 6 introduces a method using simplified DAE (Decision Aided Equalization) as an inner decoder. FIG. 7 is a diagram showing a configuration of a read channel decoder using DAE. As shown in the figure, the read channel decoder 40 includes a BCJR unit 41, DAE units 43, 45 and 47, LDPC units 42 to 48, and a determination unit 49.

BCJR部41は、BCJRアルゴリズムを用いた内復号器であり、リード信号系列ykから外部情報Λe(xk)を算出して出力する。このリードチャネル復号器40のように、簡略化内復号器としてDAE法を用いた場合、入力の事前情報に正確さが要求されるため、反復の初回にはBCJRアルゴリズムなどを利用した内復号器が使用される。 The BCJR unit 41 is an inner decoder using the BCJR algorithm, and calculates and outputs external information Λ e (x k ) from the read signal sequence y k . Like the read channel decoder 40, when the DAE method is used as a simplified inner decoder, accuracy is required for the input prior information. Therefore, the inner decoder using the BCJR algorithm or the like is used at the first iteration. Is used.

DAE部43、45および47は、DAE法を用いた内復号器であり、リード信号系列ykおよび事前情報Λa(xk)から外部情報Λe(xk)を算出して出力する。この外部情報Λe(xk)は、LDPC部42〜48が入力する事前情報となる。 The DAE units 43, 45 and 47 are inner decoders using the DAE method, and calculate and output external information Λ e (x k ) from the read signal sequence y k and the prior information Λ a (x k ). The external information Λ e (x k ) is prior information input by the LDPC units 42 to 48.

LDPC部42〜48は、外符号にLDPCを用いた外復号器であり、DAE部43、45および47の出力する外部情報Λe(xk)を事前情報として外部情報を算出する。この外部情報は、次の内復号器の事前情報Λa(xk)となる。 The LDPC units 42 to 48 are outer decoders using LDPC as outer codes, and calculate external information using the external information Λ e (x k ) output from the DAE units 43, 45, and 47 as prior information. This external information becomes prior information Λ a (x k ) of the next inner decoder.

判定部49は、全確率情報Λ(uk)をしきいち処理する処理部であり、具体的には、全確率情報Λ(uk)が負の場合には0を、全確率情報Λ(uk)が正の場合には1を出力する。 The determination unit 49 is a processing unit that frequently processes the total probability information Λ (u k ). Specifically, when the total probability information Λ (u k ) is negative, 0 is determined, and the total probability information Λ ( If u k ) is positive, 1 is output.

このように、このリードチャネル復号器40では、内復号器にDAE法を使用した復号器を用いることによって、反復型方式の欠点である回路規模の増大を防いでいる。   As described above, the read channel decoder 40 uses a decoder using the DAE method for the inner decoder, thereby preventing an increase in circuit scale, which is a drawback of the iterative method.

また、外符号にLDPCを用いた場合、外復号器には非特許文献6に紹介されるsum-product法を用いた復号器が用いられる。このsum-product法を用いた復号器では、検査行列Mをj×i、bitからcheckへの対数尤度比をLLR(qji)、checkからbitへの対数尤度比をLLR(rji)、全確率情報をΛ(xi)とすると、図8に示す復号アルゴリズムを用いて入力事前情報Λa(xk)および出力外部情報Λe(xk)を繰返し算出している。 When LDPC is used as the outer code, a decoder using the sum-product method introduced in Non-Patent Document 6 is used as the outer decoder. In the decoder using this sum-product method, the check matrix M is j × i, the log likelihood ratio from bit to check is LLR (q ji ), and the log likelihood ratio from check to bit is LLR (r ji ), If the total probability information is Λ (x i ), the input prior information Λ a (x k ) and the output external information Λ e (x k ) are repeatedly calculated using the decoding algorithm shown in FIG.

図8は、sum-product法を用いた復号器の復号アルゴリズム、すなわち図7に示したLDPC部42〜48の処理手順を示すフローチャートである。同図に示すように、LDPC部42〜48は、まず、bitからcheckへの対数尤度比LLR(qji)をチャネル情報である入力事前情報Λa(xk)で初期化を行う。すなわち、LLR(qji)=Λa(xi)とする(ステップS801)。 FIG. 8 is a flowchart showing the decoding algorithm of the decoder using the sum-product method, that is, the processing procedure of the LDPC units 42 to 48 shown in FIG. As shown in the figure, the LDPC units 42 to 48 first initialize the log likelihood ratio LLR (q ji ) from bit to check with input prior information Λ a (x k ) that is channel information. That is, LLR (q ji ) = Λ a (x i ) is set (step S801).

そして、bitからcheckへの対数尤度比LLR(qji)を用いてcheckからbit への対数尤度比LLR(rji)を(2)式のように更新する(ステップS802)。

Figure 2008152915

ここで、
Figure 2008152915

である。 Then, using the log-likelihood ratio LLR (q ji ) from bit to check, the log-likelihood ratio LLR (r ji ) from check to bit is updated as in equation (2) (step S802).
Figure 2008152915

here,
Figure 2008152915

It is.

そして、checkからbitへの対数尤度比LLR(rji)と入力事前情報Λa(xi)を用いて全確率情報Λ(xi)を(3)式のように求める(ステップS803)。

Figure 2008152915
Then, using the log-likelihood ratio LLR (r ji ) from check to bit and the input prior information Λ a (x i ), the total probability information Λ (x i ) is obtained as in equation (3) (step S803). .
Figure 2008152915

そして、次反復のために出力外部情報Λe(xi)と、bitからcheckへの対数尤度比LLR(qji)を(4)式および(5)式のように更新する(ステップS804)。

Figure 2008152915
Then, for the next iteration, the output external information Λ e (x i ) and the log-likelihood ratio LLR (q ji ) from bit to check are updated as in equations (4) and (5) (step S804). ).
Figure 2008152915

そして、上述した処理を所定の回数実行したか否かを調べ(ステップS805)、所定の回数実行していない場合には、ステップS802に戻って、上述した処理を繰り返す。一方、上述した処理を所定の回数実行した場合には、復号処理を終了する。   Then, it is checked whether or not the above-described processing has been executed a predetermined number of times (step S805). If the predetermined number of times has not been executed, the processing returns to step S802 and the above-described processing is repeated. On the other hand, when the above-described process is executed a predetermined number of times, the decoding process is terminated.

米国特許第5446747号明細書(第10頁、第1図)US Pat. No. 5,446,747 (page 10, FIG. 1) エス・リン、ディー・ジェー・コステロ・ジュニア(S. Lin and D.J. Costelo, Jr.)著、「エラー・コントロール・コーディング・ファンダメンタルズ・アンド・アプリケーションズ(Error control coding: fundamentals and applications)」、プレンティス・ホール(Prentice-Hall)、1983年S. Lin and DJ Costelo, Jr., "Error control coding: fundamentals and applications", Prentis・ Prentice-Hall, 1983 ティー・ソウビグニア他(T.Souvignier et al.)著、 「ターボ・デコーディング・フォー・ピーアールフォー:パラレル・バーザス・シリアル・コンカティネーション(Turbo Decoding for PR4: Parallel Versus Serial Concatenation)」、プロシーディング・アイトリプルイー・インターナショナル・コンフェレンス・オン・コミュニケーションズ(Proc. IEEE Int. Conf. on Communications)、1999年、p.1638−1642"Turbo Decoding for PR4: Parallel Versus Serial Concatenation" by T. Souvignier et al., Proceeding ITriple International Conference on Communications (Proc. IEEE Int. Conf. On Communications), 1999, p. 1638-1642 アール・ジー・ガラガー(R. G. Gallager)著、「ロー・デンシティ・パリティ・チェック・コード(Low-Density Parity-Check Codes)」、ケンブリッジ(Cambridge)、マサチューセッツ(MA):エムアイティー・プレス(MIT Press)1963年、p.47−69RG Gallager, "Low-Density Parity-Check Codes", Cambridge, Massachusetts (MA): MIT Press 1963, p. 47-69 アール・エム・ピンディア(R. M. Pyndiah)著、「ニア・オプティマム・デコーディング・オブ・プロダクト・コード:ブロック・ターボ・コード(Near-optimum decoding of product codes: block turbo codes)」、アイトリプルイー・トランズアクションズ・オン・コミュニケーションズ(IEEE Trans. On Communications)、1998年、第46巻、第8号、p.1003−1010RM Pyndiah, “Near-optimum decoding of product codes: block turbo codes”, iTriple E Transactions on Communications (IEEE Trans. On Communications), 1998, Vol. 46, No. 8, p. 1003-1010 エル・アール・バール他(L. R. Bahl et al.)著、「オプティマル・デコーディング・オブ・リニア・コード・フォー・ミニマイジング・シンボル・エラー・レイト(Optimal decoding of linear codes for minimizing symbol error rate)」、アイトリプルイー・トランズアクションズ・インフォーメーション・セオリ(IEEE Trans. Inform. Theory)、1974年、第20巻、p.248−87LR Bahl et al., “Optimal decoding of linear codes for minimizing symbol error rate” I Triple E Transactions Information Theory, 1974, Vol. 20, p. 248-87 ゼット・ウー(Z. Wu)著、「コーディング・アンド・イタラティブ・ディテクション・フォー・マグネティック・レコーディング・チャネルズ(Coding and iterative detection for magnetic recording channels)」、クルウェア・アカデミック・パブリッシャーズ(Kluwer Academic Publishers)、2000年、p.71−87Z. Wu, “Coding and iterative detection for magnetic recording channels”, Kluwer Academic Publishers 2000, p. 71-87

しかしながら、リードチャネル復号器40のように、内復号器の復号アルゴリズムとしてBCJRのかわりにDAEを用いて簡略化すると、内復号器の性能劣化が発生するという問題がある。   However, if the decoding algorithm of the inner decoder is simplified by using DAE instead of BCJR like the read channel decoder 40, there is a problem that the performance of the inner decoder is deteriorated.

また、外復号器に用いるLDPCでは、チャネル情報である入力事前情報Λa(xi)はLLR(qji)の初期化のみにしか利用されないため、反復2回目以降の内復号器への出力である出力外部情報Λe(xi)へチャネル情報が活用されていないという問題がある。 Also, in LDPC used for the outer decoder, the input prior information Λ a (x i ) that is channel information is used only for initialization of LLR (q ji ), so that it is output to the inner decoder after the second iteration. There is a problem that the channel information is not utilized in the output external information Λ e (x i ).

この発明は、上述した従来技術による問題点を解消するためになされたものであり、内復号器の簡略化に起因する性能劣化を防ぎ、エラー訂正能力を高めることができるリードチャネル復号器、リードチャネル復号方法およびリードチャネル復号プログラムを提供することを目的とする。   The present invention has been made in order to solve the above-described problems caused by the prior art, and prevents a deterioration in performance due to the simplification of the inner decoder and improves the error correction capability. An object is to provide a channel decoding method and a read channel decoding program.

上述した課題を解決し、目的を達成するため、本発明は、記録媒体に符号化されて記録されたデータを復号するリードチャネル復号器であって、前記記録媒体から読み込んだ信号系列に基づき前記データの復号の信頼度に関する情報を外部情報として生成する内復号手段と、低密度パリティ符号を用いた復号をおこない、前記データの復号の信頼度に関する情報を反復計算を用いる復号処理により算出する際に前記内復号手段により生成された外部情報を1回の復号処理中の反復計算毎に使用する外復号手段と、を備えたことを特徴とする。   In order to solve the above-described problems and achieve the object, the present invention provides a read channel decoder that decodes data encoded and recorded on a recording medium, and is based on a signal sequence read from the recording medium. An inner decoding means for generating information relating to data decoding reliability as external information, and decoding using a low-density parity code, and calculating information relating to the data decoding reliability by a decoding process using iterative calculation And outer decoding means that uses the external information generated by the inner decoding means for each iterative calculation during one decoding process.

また、本発明は、記録媒体に符号化されて記録されたデータを復号するリードチャネル復号方法であって、前記記録媒体から読み込んだ信号系列に基づき前記データの復号の信頼度に関する情報を外部情報として生成する内復号工程と、低密度パリティ符号を用いた復号をおこない、前記データの復号の信頼度に関する情報を反復計算を用いる復号処理により算出する際に前記内復号工程により生成された外部情報を1回の復号処理中の反復計算毎に使用する外復号工程と、を含んだことを特徴とする。   The present invention is also a read channel decoding method for decoding data recorded after being encoded on a recording medium, wherein information relating to reliability of decoding of the data based on a signal sequence read from the recording medium is external information. And the external information generated by the inner decoding step when the information about the reliability of decoding of the data is calculated by the decoding process using iterative calculation. And an outer decoding step that is used for each iterative calculation during one decoding process.

また、本発明は、記録媒体に符号化されて記録されたデータを復号するリードチャネル復号プログラムであって、前記記録媒体から読み込んだ信号系列に基づき前記データの復号の信頼度に関する情報を外部情報として生成する内復号手順と、低密度パリティ符号を用いた復号をおこない、前記データの復号の信頼度に関する情報を反復計算を用いる復号処理により算出する際に前記内復号手順により生成された外部情報を1回の復号処理中の反復計算毎に使用する外復号手順と、をコンピュータに実行させることを特徴とする。   Further, the present invention is a read channel decoding program for decoding data recorded after being encoded on a recording medium, wherein information relating to reliability of decoding of the data based on a signal sequence read from the recording medium is external information And the external information generated by the inner decoding procedure when the information about the reliability of decoding of the data is calculated by the decoding process using the iterative calculation. And an outer decoding procedure that is used for each iterative calculation during one decoding process.

本発明によれば、記録媒体から読み込んだ信号系列に基づきデータの復号の信頼度に関する情報を外部情報として生成し、低密度パリティ符号を用いた復号をおこない、データの復号の信頼度に関する情報を反復計算を用いる復号処理により算出する際に生成した外部情報を1回の復号処理中の反復計算毎に使用することとしたので、エラー訂正能力を高めることができるという効果を奏する。   According to the present invention, information relating to the reliability of data decoding is generated as external information based on the signal sequence read from the recording medium, decoding using a low-density parity code is performed, and information relating to the reliability of data decoding is obtained. Since the external information generated at the time of calculation by the decoding process using iterative calculation is used for each iterative calculation during one decoding process, the error correction capability can be improved.

以下に添付図面を参照して、この発明に係るリードチャネル復号器、リードチャネル復号方法およびリードチャネル復号プログラムの好適な実施の形態を詳細に説明する。   Exemplary embodiments of a read channel decoder, a read channel decoding method, and a read channel decoding program according to the present invention will be explained below in detail with reference to the accompanying drawings.

まず、本実施の形態に係るリードチャネル復号器の構成について説明する。図1は、本実施の形態に係るリードチャネル復号器の構成を示す機能ブロック図である。なお、ここでは説明の便宜上、図7に示したリードチャネル復号器40の各部と同様の役割を果たす機能部については同一符号を付すこととしてその詳細な説明を省略する。   First, the configuration of the read channel decoder according to the present embodiment will be described. FIG. 1 is a functional block diagram showing the configuration of the read channel decoder according to the present embodiment. Here, for convenience of explanation, functional units that play the same functions as the respective units of the read channel decoder 40 shown in FIG.

同図に示すように、このリードチャネル復号器100は、BCJR部41と、3つのDAE部43、45および47と、3つの誤訂正補正部110、120および130と、4つの正規化部141〜144と、4つのLDPC部151〜154と、判定部49とを有する。   As shown in the figure, this read channel decoder 100 includes a BCJR unit 41, three DAE units 43, 45 and 47, three error correction correction units 110, 120 and 130, and four normalization units 141. 144, four LDPC units 151-154, and a determination unit 49.

誤訂正補正部110、120および130は、それぞれDAE部43、45および47の出力外部情報Λe(xk)を補正する処理部であり、DAE部43、45および47の入力事前情報Λa(xk)と出力外部情報Λe(xk)に基づいて補正を行う。なお、これらの誤訂正補正部110、120および130はいずれも同様の構成を有するので、以下の説明では誤訂正補正部110を例にとって説明する。 The error correction correction units 110, 120, and 130 are processing units that correct the output external information Λ e (x k ) of the DAE units 43, 45, and 47, respectively, and the input prior information Λ a of the DAE units 43, 45, and 47, respectively. Correction is performed based on (x k ) and output external information Λ e (x k ). Since these error correction correction units 110, 120, and 130 all have the same configuration, the following description will be made taking the error correction correction unit 110 as an example.

DAE法は、対象となるリード信号系列に対して符号間干渉の応答範囲であるμに対してリード信号系列:yi:i=k+1~k+μ及び事前情報Λa(xi:i=k-μ~k+μ,ik)を用いて外部情報Λe(xk)を算出して出力する。ここで、入力事前情報Λa(xk)に対して出力外部情報Λe(xk)の符号が反転すればDAEにより訂正が行われたことになる。 In the DAE method, the read signal sequence: y i: i = k + 1 to k + μ and the prior information Λ a (x i: i External information Λ e (x k ) is calculated and output using = k− μ ~ k + μ , ik ). Here, if the sign of the output external information Λ e (x k ) is inverted with respect to the input prior information Λ a (x k ), correction is performed by DAE.

そこで、誤訂正補正部110は、この訂正が正しいか否かを検出し、誤訂正であった場合に補正処理を行う。図2は、図1に示した誤訂正補正部110の構成を示す機能ブロック図である。   Therefore, the error correction correction unit 110 detects whether or not the correction is correct, and performs correction processing when the error correction is correct. FIG. 2 is a functional block diagram showing the configuration of the error correction correction unit 110 shown in FIG.

同図(a)に示すように、この誤訂正補正部110は、DELAY111と、検出部112と、訂正部113とを有する。DELAY111は、入力事前情報Λa(xk)をDAEの処理時間分遅延する処理部であり、検出部112は、DELAY111により遅延された入力事前情報Λa(xk)とDAE部43により生成された出力外部情報Λe(xk)を用いて誤訂正を検出する処理部である。また、訂正部113は、検出部112が誤訂正を検出した場合に、DAE部43の生成した出力外部情報Λe(xk)を訂正する処理部である。 As shown in FIG. 5A, the error correction correction unit 110 includes a DELAY 111, a detection unit 112, and a correction unit 113. The DELAY 111 is a processing unit that delays the input advance information Λ a (x k ) by the DAE processing time, and the detection unit 112 is generated by the input advance information Λ a (x k ) delayed by the DELAY 111 and the DAE unit 43. This processing unit detects erroneous correction using the output external information Λ e (x k ). The correction unit 113 is a processing unit that corrects the output external information Λ e (x k ) generated by the DAE unit 43 when the detection unit 112 detects an erroneous correction.

同図(b)は、検出部112の詳細を示す図である。同図(b)に示すように、この検出部112は、Λa(xk)、Λe(xk)の符号の排他的論理和(EOR)によって訂正を検出する。また、出力外部情報Λe(xk)の絶対値が入力事前情報Λa(xk)の絶対値より小さい場合には誤訂正と判断されるので、比較器により|Λa(xk)|>|Λe(xk)|を検出し、訂正検出の結果と論理積(AND)により検出結果とする。 FIG. 6B is a diagram showing details of the detection unit 112. As shown in FIG. 5B, the detection unit 112 detects correction by exclusive OR (EOR) of codes of Λ a (x k ) and Λ e (x k ). In addition, if the absolute value of the output external information Λ e (x k ) is smaller than the absolute value of the input prior information Λ a (x k ), it is determined to be erroneous correction. Therefore, the comparator | Λ a (x k ) |> | Λ e (x k ) | is detected, and the result of correction detection and logical product (AND) are used as detection results.

同図(c)は、訂正部113の構成の一例を示す図である。同図(c)に示すように、この訂正部113は、検出結果に基づき、誤訂正でない場合には出力外部情報Λe(xk)をそのまま出力し、誤訂正の場合には不定値(0)を出力する。また、同図(d)は、訂正部113の他の構成例を示す図であり、検出結果に基づき、誤訂正でない場合には出力外部情報Λe(xk)をそのまま出力し、誤訂正の場合には出力外部情報Λe(xk)の符号を反転して出力する。 FIG. 8C is a diagram illustrating an example of the configuration of the correction unit 113. As shown in FIG. 6C, the correction unit 113 outputs the output external information Λ e (x k ) as it is based on the detection result if it is not erroneous correction, and an indefinite value ( 0) is output. FIG. 6D is a diagram showing another example of the configuration of the correction unit 113. Based on the detection result, the output external information Λ e (x k ) is output as it is when the correction is not an error, and the error correction is performed. In the case of, the sign of the output external information Λ e (x k ) is inverted and output.

このように、この誤訂正補正部110がDAE部43の生成する出力外部情報Λe(xk)に誤訂正があったか否かを検出し、誤訂正を検出した場合には、出力外部情報Λe(xk)の値を補正することとしたので、リードチャネル復号器100のエラー訂正能力を高めることができる。 As described above, the error correction correction unit 110 detects whether or not the output external information Λ e (x k ) generated by the DAE unit 43 has been erroneously corrected. When the error correction is detected, the output external information Λ Since the value of e (x k ) is corrected, the error correction capability of the read channel decoder 100 can be enhanced.

正規化部141〜144は、BCJR部41、DAE部43、45および47の出力分布に応じた正規化処理を行う処理部である。一般に、外復号器には性能が最善となる入力分布があり、内復号器の出力分布に応じた正規化処理を行うことで外復号器の性能を改善することができる。   The normalization units 141 to 144 are processing units that perform normalization processing according to the output distribution of the BCJR unit 41 and the DAE units 43, 45, and 47. Generally, the outer decoder has an input distribution with the best performance, and the performance of the outer decoder can be improved by performing a normalization process according to the output distribution of the inner decoder.

そこで、内復号器の出力絶対値の最大値Mと正規化値AによりΛe(xk)=Λe(xk)×A/Mとして正規化処理を行う。ここで、Aは、内復号器に用いるアルゴリズムにより求めるか、実装した実回路から事前に実験により求めることができる。また、正規化部141は、BCJR部41の出力を正規化するため、AおよびMの値として正規化部142〜144とは異なる値を用いる。 Therefore, normalization processing is performed as Λ e (x k ) = Λ e (x k ) × A / M based on the maximum absolute value M of the inner decoder and the normalized value A. Here, A can be obtained by an algorithm used for the inner decoder, or can be obtained by an experiment in advance from a mounted real circuit. In addition, the normalization unit 141 uses values different from the normalization units 142 to 144 as the values of A and M in order to normalize the output of the BCJR unit 41.

このように、正規化部141〜144がBCJR部41、DAE部43、45および47の出力分布に応じた正規化処理をおこなうこととしたので、外復号器の性能を改善し、リードチャネル復号器100のエラー訂正能力を高めることができる。   As described above, the normalization units 141 to 144 perform the normalization process according to the output distribution of the BCJR unit 41 and the DAE units 43, 45, and 47, so that the performance of the outer decoder is improved and the read channel decoding is performed. The error correction capability of the device 100 can be increased.

LDPC部151〜154は、外符号にLDPCを用いた外復号器である。ただし、これらのLDPC部151〜154は、以下に示すように、LDPC部42〜48と異なる復号アルゴリズムを用いて復号を行う。   LDPC units 151 to 154 are outer decoders using LDPC as outer codes. However, these LDPC units 151 to 154 perform decoding using a decoding algorithm different from that of the LDPC units 42 to 48 as described below.

図3は、LDPC部151〜154の復号処理の処理手順を示すフローチャートである。同図に示すように、これらのLDPC部151〜154は、まず、bitからcheckへの対数尤度比LLR(qji)を0で初期化する。すなわち、LLR(qji)=0とする(ステップS301)。 FIG. 3 is a flowchart showing the processing procedure of the decoding process of the LDPC units 151-154. As shown in the figure, these LDPC units 151 to 154 first initialize the log-likelihood ratio LLR (q ji ) from bit to check with 0. That is, LLR (q ji ) = 0 is set (step S301).

そして、bitからcheckへの対数尤度比LLR(qji)を、チャネル情報である入力事前情報Λa(xi)を加えることによって更新し(ステップS302)、この更新した対数尤度比LLR(qji)を用いてcheckからbitへの対数尤度比LLR(rji)を(6)式のように更新する(ステップS303)。

Figure 2008152915

ここで、
Figure 2008152915

である。 Then, the log likelihood ratio LLR (q ji ) from bit to check is updated by adding the input prior information Λ a (x i ) which is channel information (step S302), and this updated log likelihood ratio LLR Using (q ji ), the log likelihood ratio LLR (r ji ) from check to bit is updated as in equation (6) (step S303).
Figure 2008152915

here,
Figure 2008152915

It is.

そして、checkからbitへの対数尤度比LLR(rji)と入力事前情報Λa(xi)を用いて全確率情報Λ(xi)を(7)式のように求める(ステップS304)。

Figure 2008152915
Then, using the log-likelihood ratio LLR (r ji ) from check to bit and the input prior information Λ a (x i ), the total probability information Λ (x i ) is obtained as in equation (7) (step S304). .
Figure 2008152915

そして、次反復のために出力外部情報Λe(xi)と、bitからcheckへの対数尤度比LLR(qji)を(8)式および(9)式のように更新する(ステップS305)。

Figure 2008152915
Then, for the next iteration, the output external information Λ e (x i ) and the log-likelihood ratio LLR (q ji ) from bit to check are updated as in equations (8) and (9) (step S305). ).
Figure 2008152915

そして、上述した処理を所定の回数実行したか否かを調べ(ステップS306)、所定の回数実行していない場合には、ステップS302に戻って、上述した処理を繰り返す。一方、上述した処理を所定の回数実行した場合には、復号処理を終了する。   Then, it is checked whether or not the above-described process has been executed a predetermined number of times (step S306). If the predetermined process has not been executed, the process returns to step S302 and the above-described process is repeated. On the other hand, when the above-described process is executed a predetermined number of times, the decoding process is terminated.

このように、LDPC部151〜154が対数尤度比LLR(qji)を更新する際に常にチャネル情報である入力事前情報Λa(xi)を加えることとしたので、外部情報を算出する場合にチャネル情報が活用され、リードチャネル復号器100のエラー訂正能力を高めることができる。また、(7)式を(8)式および(9)式に代入することにより入力事前情報Λa(xi)の演算処理は相殺されるため、従来アルゴリズムと計算量は等価となる。 As described above, since the LDPC units 151 to 154 always add the input prior information Λ a (x i ) that is channel information when updating the log likelihood ratio LLR (q ji ), the external information is calculated. In some cases, channel information is utilized, and the error correction capability of the read channel decoder 100 can be enhanced. Also, by substituting equation (7) into equations (8) and (9), the calculation processing of the input prior information Λ a (x i ) is canceled out, so that the amount of calculation is equivalent to the conventional algorithm.

上述してきたように、本実施の形態では、誤訂正補正部110、120および130がそれぞれDAE部43、45および47の誤訂正を補正し、正規化部141〜144がそれぞれLDPC部151〜154の性能が最善となるようにLDPC部151〜154の入力情報を正規化し、LDPC部151〜154の復号アルゴリズムをチャネル情報が十分活用されるよう変更することとしたので、内復号器にDAEを用いることに起因する性能劣化を防ぎ、リードチャネル復号器100のエラー訂正能力を高めることができる。   As described above, in this embodiment, the error correction correction units 110, 120, and 130 correct the error correction of the DAE units 43, 45, and 47, respectively, and the normalization units 141 to 144 are the LDPC units 151 to 154, respectively. The input information of the LDPC units 151 to 154 is normalized so that the performance of the LDPC units 151 to 154 is optimized, and the decoding algorithm of the LDPC units 151 to 154 is changed so that the channel information is fully utilized. It is possible to prevent performance degradation due to use, and to improve the error correction capability of the read channel decoder 100.

なお、本実施の形態では、誤訂正補正部110〜130、正規化部141〜144およびLDPC部151〜154を有するリードチャネル復号器100について説明したが、これらの機能部を全て使用する必要はなく、これらの機能部の一部を使用することもできる。   In this embodiment, the read channel decoder 100 including the error correction correction units 110 to 130, the normalization units 141 to 144, and the LDPC units 151 to 154 has been described. However, it is necessary to use all of these functional units. Alternatively, some of these functional units can be used.

例えば、誤訂正補正部110〜130だけを使用し、LDPC部では従来の復号アルゴリズムを使用することが可能であり、正規化部141〜144だけを使用し、LDPC部では従来の復号アルゴリズムを使用することが可能である。また、LDPC部151〜154を使用し、誤訂正補正部110〜130および正規化部141〜144は使用しないことも可能である。さらに、誤訂正補正部110だけを使用して誤訂正補正部120および130は使用しないなど、特定の反復部分のみに本発明を実施することも可能である。   For example, it is possible to use only the error correction correction units 110 to 130, the LDPC unit to use a conventional decoding algorithm, only the normalization units 141 to 144, and the LDPC unit to use a conventional decoding algorithm Is possible. It is also possible to use the LDPC units 151 to 154 and not use the error correction correction units 110 to 130 and the normalization units 141 to 144. Furthermore, it is also possible to implement the present invention only for specific repetitive parts, such as using only the error correction correction unit 110 and not using the error correction correction units 120 and 130.

また、本実施の形態では、リードチャネル復号器について説明したが、このリードチャネル復号器が有する構成をソフトウェアによって実現することで、同様の機能を有するリードチャネル復号プログラムを得ることができる。そこで、これらのリードチャネル復号プログラムを実行するコンピュータシステムについて説明する。   In this embodiment, the read channel decoder has been described. However, a read channel decoding program having the same function can be obtained by realizing the configuration of the read channel decoder by software. Therefore, a computer system that executes these read channel decoding programs will be described.

図9は、リードチャネル復号プログラムを実行するコンピュータシステム900の一例を示す図である。同図に示すように、このコンピュータシステム900は、MPU(Micro Processing Unit)901と、ROM(Read Only Memory)902と、RAM(Random Access Memory)903と、入出力部904と、PCインタフェース905とを有する。   FIG. 9 is a diagram illustrating an example of a computer system 900 that executes a read channel decoding program. As shown in the figure, the computer system 900 includes an MPU (Micro Processing Unit) 901, a ROM (Read Only Memory) 902, a RAM (Random Access Memory) 903, an input / output unit 904, and a PC interface 905. Have

MPU901は、プログラムを実行する演算装置であり、ここでは、ROM902に記憶されたリードチャネル復号プログラムを実行する。ROM902は、読み出し専用のプログラムおよびデータを記憶したメモリであり、プログラムの実行に先立って、リードチャネル復号プログラムを記憶する。   The MPU 901 is an arithmetic device that executes a program. Here, the MPU 901 executes a read channel decoding program stored in the ROM 902. The ROM 902 is a memory that stores a read-only program and data, and stores a read channel decoding program prior to execution of the program.

RAM903は、データの書き込みが可能なメモリであり、MPU901がプログラムの実行にともなって作成する一時的なデータ等を記憶する。入出力部904は、外部とのデータ授受を行う処理部である。   The RAM 903 is a memory in which data can be written, and stores temporary data and the like created by the MPU 901 when the program is executed. The input / output unit 904 is a processing unit that exchanges data with the outside.

PCインタフェース905は、プログラムの開発等に使用するパーソナルコンピュータとのインタフェースであり、パーソナルコンピュータで開発したプログラムのローディングや、パーソナルコンピュータとのデバッグ情報の授受などに使用される。   The PC interface 905 is an interface with a personal computer used for program development and the like, and is used for loading of a program developed by the personal computer, exchange of debug information with the personal computer, and the like.

(付記1)記録媒体に符号化されて記録されたデータを、内復号器による復号と外復号器による復号を反復することにより復号するリードチャネル復号器であって、
前記内復号器の入力情報および出力情報に基づいて該出力情報を補正して前記外復号器への入力情報を生成する補正手段
を備えたことを特徴とするリードチャネル復号器。
(Appendix 1) A read channel decoder that decodes data encoded and recorded on a recording medium by repeating decoding by an inner decoder and decoding by an outer decoder,
A read channel decoder, comprising: correcting means for correcting the output information based on input information and output information of the inner decoder to generate input information to the outer decoder.

(付記2)前記内復号器の出力情報の分布に応じて前記外復号器への入力情報を正規化する正規化手段をさらに備えたことを特徴とする付記1に記載のリードチャネル復号器。 (Supplementary note 2) The read channel decoder according to supplementary note 1, further comprising normalization means for normalizing input information to the outer decoder in accordance with a distribution of output information of the inner decoder.

(付記3)前記外復号器は、低密度パリティ符号を用いて復号をおこない、前記データの復号の信頼度に関する情報を反復計算により算出する際に該外復号器の入力情報を該反復計算毎に使用することを特徴とする付記1または2に記載のリードチャネル復号器。 (Supplementary Note 3) The outer decoder performs decoding using a low-density parity code, and calculates input information about the reliability of decoding of the data by iterative calculation. The read channel decoder according to appendix 1 or 2, wherein

(付記4)前記補正手段は、前記内復号器の入力情報および出力情報に基づいて該内復号器の誤訂正を検出する検出手段と、前記検出手段により検出された誤訂正に基づいて内復号器の出力情報を補正し、前記外復号器への入力情報を生成する訂正手段と、を備えたことを特徴とする付記1、2または3に記載のリードチャネル復号器。 (Supplementary Note 4) The correction means includes detection means for detecting an error correction of the inner decoder based on input information and output information of the inner decoder, and inner decoding based on the error correction detected by the detection means. The read channel decoder according to appendix 1, 2 or 3, further comprising correction means for correcting output information of the detector and generating input information to the outer decoder.

(付記5)前記検出手段は、前記内復号器の入力情報と出力情報を比較することにより該内復号器の誤訂正を検出することを特徴とする付記4に記載のリードチャネル復号器。 (Supplementary note 5) The read channel decoder according to supplementary note 4, wherein the detecting means detects an erroneous correction of the inner decoder by comparing input information and output information of the inner decoder.

(付記6)前記訂正手段は、前記検出手段により誤訂正が検出された場合に、内復号器の出力情報を不定として補正することを特徴とする付記4に記載のリードチャネル復号器。 (Supplementary note 6) The read channel decoder according to supplementary note 4, wherein the correction means corrects the output information of the inner decoder as indefinite when an erroneous correction is detected by the detection means.

(付記7)前記訂正手段は、前記検出手段により誤訂正が検出された場合に、内復号器の出力情報の符号を反転することにより該出力情報を補正することを特徴とする付記4に記載のリードチャネル復号器。 (Supplementary note 7) The supplementary note 4, wherein the correction means corrects the output information by inverting the sign of the output information of the inner decoder when an erroneous correction is detected by the detection means. Read channel decoder.

(付記8)記録媒体に符号化されて記録されたデータを、内復号器による復号と外復号器による復号を反復することにより復号するリードチャネル復号器であって、
前記内復号器の出力情報の分布に応じて前記外復号器への入力情報を正規化する正規化手段を
備えたことを特徴とするリードチャネル復号器。
(Supplementary note 8) A read channel decoder for decoding data encoded and recorded on a recording medium by repeating decoding by an inner decoder and decoding by an outer decoder,
A read channel decoder, comprising: normalization means for normalizing input information to the outer decoder according to a distribution of output information of the inner decoder.

(付記9)記録媒体に符号化されて記録されたデータを復号するリードチャネル復号器であって、
前記記録媒体から読み込んだ信号系列に基づき前記データの復号の信頼度に関する情報を外部情報として生成する内復号手段と、
低密度パリティ符号を用いた復号をおこない、前記データの復号の信頼度に関する情報を反復計算により算出する際に前記内復号手段により生成された外部情報を該反復計算毎に使用する外復号手段と、
を備えたことを特徴とするリードチャネル復号器。
(Supplementary note 9) A read channel decoder for decoding data encoded and recorded on a recording medium,
Inner decoding means for generating, as external information, information relating to the reliability of decoding of the data based on a signal sequence read from the recording medium;
An outer decoding unit that performs decoding using a low-density parity code and uses the external information generated by the inner decoding unit for each iteration calculation when calculating information on the reliability of decoding of the data by iterative calculation; ,
A read channel decoder comprising:

(付記10)内復号器による復号と外復号器による復号を反復することによりデータを復号する反復型復号器であって、
前記内復号器の入力情報および出力情報に基づいて該出力情報を補正して前記外復号器への入力情報を生成する補正手段
を備えたことを特徴とする反復型復号器。
(Supplementary note 10) An iterative decoder for decoding data by repeating decoding by an inner decoder and decoding by an outer decoder,
An iterative decoder comprising correction means for correcting the output information based on input information and output information of the inner decoder to generate input information to the outer decoder.

(付記11)記録媒体に符号化されて記録されたデータを、内復号工程による復号と外復号工程による復号を反復することにより復号するリードチャネル復号方法であって、
前記内復号工程の入力情報および出力情報に基づいて該出力情報を補正して前記外復号工程への入力情報を生成する補正工程
を含んだことを特徴とするリードチャネル復号方法。
(Supplementary note 11) A read channel decoding method for decoding data encoded and recorded on a recording medium by repeating decoding by an inner decoding step and decoding by an outer decoding step,
A read channel decoding method comprising: a correction step of correcting the output information based on input information and output information of the inner decoding step to generate input information to the outer decoding step.

(付記12)前記内復号工程の出力情報の分布に応じて前記外復号工程への入力情報を正規化する正規化工程をさらに含んだことを特徴とする付記11に記載のリードチャネル復号方法。 (Supplementary note 12) The read channel decoding method according to supplementary note 11, further comprising a normalization step of normalizing input information to the outer decoding step according to a distribution of output information of the inner decoding step.

(付記13)前記外復号工程は、低密度パリティ符号を用いて復号をおこない、前記データの復号の信頼度に関する情報を反復計算により算出する際に該外復号工程の入力情報を該反復計算毎に使用することを特徴とする付記11または12に記載のリードチャネル復号方法。 (Supplementary note 13) In the outer decoding step, decoding is performed using a low-density parity code, and input information of the outer decoding step is calculated for each iteration calculation when calculating information related to the decoding reliability of the data by iteration calculation. The read channel decoding method according to appendix 11 or 12, wherein the read channel decoding method is used.

(付記14)前記補正工程は、前記内復号工程の入力情報および出力情報に基づいて該内復号工程の誤訂正を検出する検出工程と、前記検出工程により検出された誤訂正に基づいて内復号工程の出力情報を補正し、前記外復号工程への入力情報を生成する訂正工程と、を含んだことを特徴とする付記11、12または13に記載のリードチャネル復号方法。 (Supplementary Note 14) The correction step includes a detection step of detecting an erroneous correction of the inner decoding step based on input information and output information of the inner decoding step, and an inner decoding based on the erroneous correction detected by the detection step. 14. The read channel decoding method according to appendix 11, 12 or 13, further comprising: a correction step of correcting output information of the step and generating input information to the outer decoding step.

(付記15)前記検出工程は、前記内復号工程の入力情報と出力情報を比較することにより該内復号工程の誤訂正を検出することを特徴とする付記14に記載のリードチャネル復号方法。 (Supplementary note 15) The read channel decoding method according to supplementary note 14, wherein the detection step detects an erroneous correction of the inner decoding step by comparing input information and output information of the inner decoding step.

(付記16)記録媒体に符号化されて記録されたデータを、内復号手順による復号と外復号手順による復号を反復することにより復号するリードチャネル復号プログラムであって、
前記内復号手順の入力情報および出力情報に基づいて該出力情報を補正して前記外復号手順への入力情報を生成する補正手順
をコンピュータで実行することを特徴とするリードチャネル復号プログラム。
(Supplementary Note 16) A read channel decoding program for decoding data recorded after being encoded on a recording medium by repeating decoding by an inner decoding procedure and decoding by an outer decoding procedure,
A read channel decoding program, wherein a correction procedure for correcting the output information based on the input information and output information of the inner decoding procedure to generate input information for the outer decoding procedure is executed by a computer.

(付記17)前記内復号手順の出力情報の分布に応じて前記外復号手順への入力情報を正規化する正規化手順をさらにコンピュータで実行することを特徴とする付記16に記載のリードチャネル復号プログラム。 (Supplementary note 17) The read channel decoding according to supplementary note 16, wherein a normalization procedure for normalizing input information to the outer decoding procedure in accordance with a distribution of output information of the inner decoding procedure is further executed by a computer program.

(付記18)前記外復号手順は、低密度パリティ符号を用いて復号をおこない、前記データの復号の信頼度に関する情報を反復計算により算出する際に該外復号手順の入力情報を該反復計算毎に使用することを特徴とする付記16または17に記載のリードチャネル復号プログラム。 (Supplementary Note 18) In the outer decoding procedure, decoding is performed using a low-density parity code, and input information of the outer decoding procedure is calculated for each iteration calculation when calculating information regarding the reliability of decoding of the data by iteration calculation. 18. The read channel decoding program according to appendix 16 or 17, characterized by being used for

(付記19)前記補正手順は、前記内復号手順の入力情報および出力情報に基づいて該内復号手順の誤訂正を検出する検出手順と、前記検出手順により検出された誤訂正に基づいて内復号手順の出力情報を補正し、前記外復号手順への入力情報を生成する訂正手順と、をコンピュータで実行することを特徴とする付記16、17または18に記載のリードチャネル復号プログラム。 (Supplementary note 19) The correction procedure includes a detection procedure for detecting an erroneous correction of the inner decoding procedure based on input information and output information of the inner decoding procedure, and an inner decoding based on the erroneous correction detected by the detection procedure. The read channel decoding program according to appendix 16, 17 or 18, wherein a correction procedure for correcting output information of the procedure and generating input information for the outer decoding procedure is executed by a computer.

(付記20)前記検出手順は、前記内復号手順の入力情報と出力情報を比較することにより該内復号手順の誤訂正を検出することを特徴とする付記19に記載のリードチャネル復号プログラム。 (Supplementary note 20) The read channel decoding program according to supplementary note 19, wherein the detection procedure detects an erroneous correction of the inner decoding procedure by comparing input information and output information of the inner decoding procedure.

本実施の形態に係るリードチャネル復号器の構成を示す機能ブロック図である。It is a functional block diagram which shows the structure of the read channel decoder which concerns on this Embodiment. 図1に示した誤訂正補正部の構成を示す機能ブロック図である。It is a functional block diagram which shows the structure of the error correction correction | amendment part shown in FIG. LDPC部の復号処理の処理手順を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the process sequence of the decoding process of a LDPC part. 磁気ディスク装置の記録再生系の主要構成を示す機能ブロック図である。It is a functional block diagram which shows the main structures of the recording / reproducing system of a magnetic disc apparatus. ターボ符号を記録再生系のPRチャネルに適用する場合の符号器および復号器の構成を示す機能ブロック図である。It is a functional block diagram which shows the structure of the encoder and decoder in the case of applying a turbo code to PR channel of a recording / reproducing system. 反復型のリードチャネル復号器の構成を示す機能ブロック図である。It is a functional block diagram which shows the structure of an iterative read channel decoder. DAEを用いたリードチャネル復号器の構成を示す図である。It is a figure which shows the structure of the read channel decoder using DAE. 図7に示したLDPC部の処理手順を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the process sequence of the LDPC part shown in FIG. 本実施の形態に係るコンピュータシステムを示す図である。It is a figure which shows the computer system which concerns on this Embodiment.

符号の説明Explanation of symbols

1 HDC
2 RDC
3 プリアンプ
4 CRC符号器
5 ECC符号器
6 符号器
7 記録補償部
8,9 ドライバ
10 アンプ
11 TA検出部
12 VGA
13 LPF
14 ADC
15 FIR
16 復号器
17 PLL
18 AGC
19 ECC復号器
20 CRC検査部
21 外符号器
22,27 ランダムインターリーバ
23 内符号器
24,31,33,35,37 内復号器
25 逆インターリーバ
26,32,34,36,38 外復号器
28,39,49 判定部
30,40,100 リードチャネル復号器
41 BCJR部
42,44,46,48,151,152,153,154 LDPC部
43,45,47 DAE部
110,120,130 誤訂正補正部
111 DELAY
112 検出部
113 訂正部
141,142,143,144 正規化部
900 コンピュータシステム
901 MPU
902 ROM
903 RAM
904 入出力部
905 PCインタフェース
1 HDC
2 RDC
3 Preamplifier 4 CRC Encoder 5 ECC Encoder 6 Encoder 7 Recording Compensator 8, 9 Driver 10 Amplifier 11 TA Detector 12 VGA
13 LPF
14 ADC
15 FIR
16 Decoder 17 PLL
18 AGC
19 ECC Decoder 20 CRC Checking Unit 21 Outer Encoder 22, 27 Random Interleaver 23 Inner Encoder 24, 31, 33, 35, 37 Inner Decoder 25 Inverse Interleaver 26, 32, 34, 36, 38 Outer Decoder 28, 39, 49 Judgment unit 30, 40, 100 Read channel decoder 41 BCJR unit 42, 44, 46, 48, 151, 152, 153, 154 LDPC unit 43, 45, 47 DAE unit 110, 120, 130 Error correction Correction unit 111 DELAY
112 detection unit 113 correction unit 141, 142, 143, 144 normalization unit 900 computer system 901 MPU
902 ROM
903 RAM
904 Input / output unit 905 PC interface

Claims (3)

記録媒体に符号化されて記録されたデータを復号するリードチャネル復号器であって、
前記記録媒体から読み込んだ信号系列に基づき前記データの復号の信頼度に関する情報を外部情報として生成する内復号手段と、
低密度パリティ符号を用いた復号をおこない、前記データの復号の信頼度に関する情報を反復計算を用いる復号処理により算出する際に前記内復号手段により生成された外部情報を1回の復号処理中の反復計算毎に使用する外復号手段と、
を備えたことを特徴とするリードチャネル復号器。
A read channel decoder for decoding data encoded and recorded on a recording medium,
Inner decoding means for generating, as external information, information relating to the reliability of decoding of the data based on a signal sequence read from the recording medium;
Decoding using a low density parity code, external information generated by the inner decoding means when calculating information related to the reliability of decoding of the data by decoding using iterative calculation is performed in one decoding process. An outer decoding means used for each iterative calculation;
A read channel decoder comprising:
記録媒体に符号化されて記録されたデータを復号するリードチャネル復号方法であって、
前記記録媒体から読み込んだ信号系列に基づき前記データの復号の信頼度に関する情報を外部情報として生成する内復号工程と、
低密度パリティ符号を用いた復号をおこない、前記データの復号の信頼度に関する情報を反復計算を用いる復号処理により算出する際に前記内復号工程により生成された外部情報を1回の復号処理中の反復計算毎に使用する外復号工程と、
を含んだことを特徴とするリードチャネル復号方法。
A read channel decoding method for decoding data encoded and recorded on a recording medium,
An inner decoding step for generating, as external information, information on reliability of decoding of the data based on a signal sequence read from the recording medium;
Performing decoding using a low-density parity code, and calculating external information generated by the inner decoding step when calculating information related to the reliability of decoding of the data by decoding using iterative calculation. An outer decoding step used for each iterative calculation;
The read channel decoding method characterized by including.
記録媒体に符号化されて記録されたデータを復号するリードチャネル復号プログラムであって、
前記記録媒体から読み込んだ信号系列に基づき前記データの復号の信頼度に関する情報を外部情報として生成する内復号手順と、
低密度パリティ符号を用いた復号をおこない、前記データの復号の信頼度に関する情報を反復計算を用いる復号処理により算出する際に前記内復号手順により生成された外部情報を1回の復号処理中の反復計算毎に使用する外復号手順と、
をコンピュータに実行させることを特徴とするリードチャネル復号プログラム。
A read channel decoding program for decoding data encoded and recorded on a recording medium,
An inner decoding procedure for generating, as external information, information on reliability of decoding of the data based on a signal sequence read from the recording medium;
Performing decoding using a low-density parity code, and calculating external information generated by the inner decoding procedure when calculating information related to the reliability of decoding of the data by decoding using iterative calculation. An outer decoding procedure used for each iterative calculation;
A read channel decoding program that causes a computer to execute.
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