JP4044774B2 - データ記録装置及びデータ再生装置 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、磁気ディスク装置、光ディスク装置、磁気テープ装置等のデータ記録装置に係り、詳しくは、再生信号から生成される尤度情報に基づいて記録データを再生するようにしたデータ再生装置にセットされ得る記録媒体にデータ列を再配列して記録するようにしたデータ記録装置に関する。
【０００２】
また、本発明は、そのようなデータ記録装置にてデータ記録のなされた記録媒体からデータを再生するのに適したデータ再生装置に関する。
【０００３】
【従来の技術】
符号化の処理においてデータの再配列（インターリーブ）を行う手法は、復号処理にて復元される信号におけるバーストエラーを防止する手法として用いられている。このようなデータの再配列の手法を用いて符号化処理及び復号処理を行う技術として、ターボ符号化及びそれに対応した反復復号の技術がある。
【０００４】
ターボ符号化は、符号化利得の大きな符号化技術であり、通信分野において注目されてきた。ターボ符号化装置は、一般的に、２つの再帰的組織畳み込み符号器を用いてデータビット列ｕを符号化するもので、例えば、図１または図２に示すように構成される。
【０００５】
図１において、このターボ符号化装置は、第一の符号器１１、インターリーバ（π1）１２、第二の符号器１３及び合成器１４を有する。データビット列ｕは、第一の符号器１１に提供されると供に、インターリーバ（π1）１２を介して第二の符号器１３に供給される。
【０００６】
上記第一の符号器１１及び第二の符号器１３は、再帰的組織畳み込み符号器であり、第一の符号器１１は、入力されるデータビット列ｕから対応するパリティビット列ｐ1を生成する。また、インターリーバ（π1）１２は、入力されるデータビット列ｕのビット配列順序を変えた信号列を出力する。第二の符号器１３は、インターリーバ（π1）１２からの信号列から対応するパリティビット列ｐ2を生成する。
【０００７】
合成器（MUX/puncture）１４は、上記データビット列ｕ、第一の符号器１１から出力されるパリティビット列ｐ1及び第二の符号器１３から出力されるパリティビット列ｐ2を所定の規則に従って結合して符号化データビット列ｙkを生成する。また、データビット列ｕ、パリティビット列ｐ1及びｐ2の結合に際して、結合器１４は、所定の規則に従ってビットを間引いて（puncture機能）符号化率を上げている。上記のようにして生成された符号化データビット列ｙkが当該ターボ符号化装置から出力される。通信システムでは、このような符号化データビット列ｙkが所定の規則に従って変調され、送信装置から送信される。
【０００８】
また、図２に示す構成のターボ符号化装置は、２つの再帰的畳み込み符号器（第一の符号器１１、第二の符号器１３）が直列的に接続された構成となる。この例では、データビット列ｕが第一の符号器１１にて符号化され、その符号化により得られた信号列のビット配列順序がインターリーバ（π1）１２にて変更される。そして、インターリーバ（π1）１２から出力される信号列が第二の符号器１３にて符号化され、その符号化により得られた信号列が符号化データビット列ｙkとして出力される。
【０００９】
上記のように送信装置から送信された信号が受信装置にて受信されると、その受信装置では、受信信号が復調され、符号化データビットｙkに含まれるデータビット列ｕ、パリティビット列ｐ1、ｐ2のそれぞれに対応した信号値列Ｕ、Ｙ1、Ｙ2が得られる。これらの信号値列Ｕ、Ｙ1、Ｙ2が上記ターボ符号化装置に対応した復号装置に入力される。
【００１０】
この復号装置では、上記２つの符号器に対応した２つの復号器で軟出力復号がなされ、一方の復号器から得られる各情報ビットに関する軟出力情報（尤度情報）が他方の復号器の事前情報として与えられる。そして、そのような動作が反復して行なわれる。例えば、図１に示すターボ符号化装置から出力される符号化データビット列ｙkに含まれた各ビット列ｕ、ｐ1、ｐ2に対応する復調信号列Ｕ、Ｙ1、Ｙ2を処理するための復号装置は、例えば、図３に示すように構成される。
【００１１】
図３において、この復号装置は、第一の軟入力軟出力復号器（SISO：Soft In Soft Out）２１、インターリーバ（π1）２２、２３、デインターリーバ（π1-1）２５、第二の軟入力軟出力復号器（SISO）２４、及び硬判定器２６を有している。第一の軟入力軟出力復号器２１は上記第一の符号器１１に対応し、第二の軟入力軟出力復号器２４は上記第二の符号器１３に対応する。
【００１２】
第一の軟入力軟出力復号器２１は、受信信号値列Ｕ、Ｙ1を入力すると供に第二の軟入力軟出力復号器２４からの事前情報Ｌ（ｕ）を入力し、各ビットの事後確率を推定するための最大事後確率（MAP：Maximum a posterior Probability）復号を行なう。この事後確率とは、信号値列Ｙ（ｙ0、ｙ1、・・・、ｙk、・・・、ｙn）を検出した条件のもと、ビットｕkが０であるかまたは１であるかの確率である。MAP復号では、この事後確率Ｐ（ｕk｜Ｙ）の対数比である対数尤度比Ｌ（ｕ*）を
Ｌ（ｕ*）＝Ｌ（ｕk｜Ｙ）＝ln｛Ｐ（ｕk=1｜Ｙ）／Ｐ（ｕk=0｜Ｙ）｝
・・・（１）
に従って計算する。上記式（１）において、信号値列Ｙは、受信信号値列Ｕ及びＹ1である。
【００１３】
上記ビットｕkが１である確率Ｐ（ｕk=1｜Ｙ）及びビットｕkが０である確率Ｐ（ｕk=0｜Ｙ）は、信号値列Ｕ、Ｙ１から得られる状態遷移を表すトレリス線図に基づいて計算される。
【００１４】
一方、上記対数尤度比Ｌ（ｕ*）は、
Ｌ（ｕ*）＝Ｌc・ｙk＋Ｌ（ｕk）＋Ｌe（ｕk） ・・・（２）
Ｌc・ｙk：通信路値（Ｌc：S/Nにより決まる定数（通信路値定数）、ｙk：受信信号系列ｙ0、ｙ1、・・・、ｙn）
Ｌ（ｕk）：ｕk＝１、ｕk＝０に関する既知の出現確率となる事前情報
Ｌe（ｕk）：符号の拘束からｕkに関して得られる外部尤度情報
のように表現される。
【００１５】
上記式（２）から、第一の軟入力軟出力復号器２１は、外部尤度情報Ｌe（ｕk）を次式に従って計算する。
【００１６】
Ｌe（ｕk）＝Ｌ（ｕ*）−Ｌc・ｙk−Ｌ（ｕk） ・・・（３）
この式（３）に上述したように演算された（式（１）参照）対数尤度比Ｌ（ｕ*）を代入することにより、外部尤度情報Ｌe（ｕk）を得る。このようにして順次得られた外部尤度情報Ｌe（ｕk）の列は、インターリーバ（π1）２３を介して第二の軟入力軟出力復号器２４に事前情報Ｌ（ｕk）の列として供給される。この第二の軟入力軟出力復号器２４には、上記事前情報Ｌ（ｕk）の列のほか、当該復号装置に入力された信号値列Ｕがインターリーバ（π1）２２を介して供給されると供に信号値列Ｙ2が供給される。
【００１７】
第二の軟入力軟出力復号器２４は、上記式（１）に基づくと供に入力される事前情報Ｌ（ｕk）を加味して新たな対数尤度比Ｌ（ｕ*）を計算する。そして、その得られた対数尤度比Ｌ（ｕ*）、及び第一の軟入力軟出力復号器２１から供給される事前情報Ｌ（ｕk）を用いて上記式（３）に従って外部尤度情報Ｌe（ｕk）を算出する。
【００１８】
このように第二の軟入力軟出力復号器２４にて得られた外部尤度情報Ｌe（ｕk）は、デインターリーバ（π1-1）２５を介して第一の軟入力軟出力復号器２１に事前情報Ｌ（ｕk）として供給される。そして、第一の軟入力軟出力復号器２１は、その事前情報Ｌ（ｕk）を加味して上述した手順に従って対数尤度比Ｌ（ｕ*）及び外部尤度情報Ｌe（ｕk）を算出する。そして、その外部尤度情報Ｌe（ｕk）が第二の軟入力軟出力２４の事前情報Ｌ（ｕk）として用いられる。
【００１９】
上記のようにして、第一の軟入力軟出力復号器２１と第二の軟入力軟出力復号器２４は、他方の復号器にて算出される外部尤度情報Ｌe（ｕk）を事前情報Ｌ（ｕk）として用いて対数尤度比Ｌ（ｕ*）を算出する処理を繰り返し行なう（反復復号）。なお、第一の軟入力軟出力復号器２１の初回の処理では、事前情報Ｌ（ｕk）はゼロ（Ｌ（ｕk）＝０）となる。
【００２０】
硬判定器２６は、上記復号処理が所定回数反復された際に第二の軟入力軟出力復号器２４にて得られた対数尤度比Ｌ（ｕ*）に基づいてビットｕkが０及び１のいずれであるかを判定する。例えば、その対数尤度比Ｌ（ｕ*）が正（Ｌ（ｕ*）＞０）であれば、ビットｕkが１（ｕk＝１）であると判定し、負（Ｌ（ｕ*）＜０）であれば、ビットｕkが０（ｕk＝０）であると判定する。そして、その判定結果が復号結果Ｕkとして出力される。
【００２１】
上記のような復号処理を繰り返す（反復復号）過程で、徐々にビットｕkの本来取り得るべき値（１または０）となる確率が高くなると共にそうでない値の確率が低くなり（ビットｕkの１となる確率と０となる確率の差が大きくなり）、硬判定器２６での判定の信頼性が増すようになる。
【００２２】
上記のような通信システムに適用されるターボ符号・復号の手法を磁気ディスク装置や光ディスク装置等のデータ記録再生装置に提供することが検討されている。ターボ符号・復号の手法を磁気ディスク装置に適用した例が、例えば、「W.E. Ryan, “Performance of High Rate Turbo Codes on a PR4-Equalized Magnetic Recording Channel”, Proc. IEEE Int. Conf. On Communications, pp947-951, 1998」に提案されている。
【００２３】
このようなデータ記録再生装置では、データを記録媒体に書込む記録系（書込み系）に上記ターボ符号化の手法が用いられ、記録媒体からデータを再生する再生系（読出し系）に上記反復復号の手法が用いられる。このような手法を適用することにより、記録媒体（磁気ディスク、光ディスク（光磁気ディスクを含む）、磁気テープ等）に高密度に記録されたデータを誤り少なく再生することが可能となる。
【００２４】
ところで、一般にデータ再生装置においてデータを復調する際の障害はノイズである。光ディスク装置のようなデータ記録再生装置の記録再生特性は低域成分を含んでおり、この低域成分のノイズを抑制するために一般的にハイパスフィルタが用いられる。記録データ列のビット配列はランダムであり、記録データ列自身の信号成分に低域成分があると（１または０のビットが比較的長く連続するような場合）、ハイパスフィルタのカットオフ周波数を高くすることができず、ノイズを有効に抑制することができない。
【００２５】
このような問題に対して、記録データの変調や所定のビット列（パリティビット列）の畳込みにより記録データの低域成分を抑制する方法が従来知られている。このような方法によれば、記録データ自体に低域成分が含まれる場合であっても、その変調やパリティビット列の畳込みにより、記録媒体に実際に書き込まれる信号の低域成分が抑制されることになる。
【００２６】
【発明が解決しようとする課題】
上述したようなターボ符号化及び反復復号の技術を用いたデータ記録再生装置のように、データを記録する際にそのデータのビット配列を変える（インターリーバ）と共にデータを再生する際に再生信号から尤度情報（例えば、対数尤度比）を生成するようにしたデータ記録再生装置に対して、低域成分を除去するためにデータの変調やパリティビット列の畳込みの技術を適用することが考えられる。
【００２７】
しかしながら、このようなデータ記録再生装置では、データのビット配列を変える前にデータの変調やパリティビット列の畳込みを行うと、そのビット配列の変更により低域成分の抑制が保障しえなくなってしまう。一方、データのビット配列を変えた後にデータの変調やパリティビット列の畳込みを行うと、データを再生する際に本来の記録データに対応した尤度情報を得られなくなってしまう。
【００２８】
そこで、本発明の第一の課題は、尤度情報を用いたデータの復号に支障なく記録媒体に書込むべきデータの低域成分の抑制が可能となるようなデータ記録装置を提供することである。
【００２９】
また、本発明の第二の課題は、そのようなデータ記録装置にてデータ記録のなされた記録媒体からデータの再生を行なうことのできるデータ再生装置を提供することである。
【００３０】
なお、本発明に関連する従来技術として、次のようなものがある。
【００３１】
▲１▼特開平8-287617号
この技術は、複数の情報ワードで構成されるブロックデータの当該情報ワードの配列順序を変えて再配列する過程で、配列後の情報ワードが均等に散らばるようにする技術である。これにより、データ再生時にバーストエラーが発生してもその影響を小さくすることができる。
【００３２】
しかし、この技術は、記録すべきデータの低域成分を抑制するという処理に関するものではない。
【００３３】
▲２▼特開平3-286624号
この技術は、情報データと制御データを含むデータグループに誤り検出訂正符号を付加するもので、その際にデータの信号成分の低域成分を抑制するように制御符合のパターンを決定する技術である。
【００３４】
しかし、この技術は、データのインターリーバ（再配列）を考慮したものではない。
【００３５】
▲３▼特開平6-176495号
この技術は、記録信号を生成する過程で所望の周波数特性となるようにデータの一定ワード毎にビットを挿入する技術である。
【００３６】
しかし、この技術は、データのインターリーバ（再配列）を考慮したものではない。
【００３７】
▲４▼特開昭62-030436号
この技術は、情報データに誤り検出訂正符号を付加するもので、その誤り訂正符号を付加する位置を適正に選ぶことによりデータの信号成分の低域成分を抑制する技術である。
【００３８】
しかし、この技術は、データのインターリーバ（再配列）を考慮したものではない。
【００３９】
【課題を解決するための手段】
上記第一の課題を解決するため、本発明は、請求項１に記載されるように、元データから記録媒体に書き込むべきデータビット列を生成する過程でデータのビット配列を変えるビット配列変更処理を含む符号化処理を行うデータ記録装置において、上記ビット配列変更処理にてビット配列の変更がなされる前に得られるデータビット列と予め定めた複数のパリティビット列のそれぞれとを所定の合成規則に従って合成して複数の合成データビット列を生成するデータビット列合成手段と、該データビット列合成手段にて得られた複数の合成データビット列のそれぞれに対して上記ビット配列変更処理を含む符号化処理を施すことによって生成される複数の符号化データビット列から所定の基準に従って一の符号化データビット列を選択するデータビット列選択手段とを有し、該データビット列選択手段にて選択された一の符号化データビット列に基づいて上記記録媒体に対するデータ書込み処理を行なうように構成される。
【００４０】
このようなデータ記録装置では、データビット列と複数のパリティビット列のそれぞれとの合成によりそれぞれ変化特性（周波数特性）の異なる合成データビット列が生成される。その複数の合成データビット列それぞれに対してビット配列変更処理を含む符号化処理が施されることにより変化特性の異なる複数の符号化データビット列が得られる。
【００４１】
そして、その変化特性（周波数特性）の異なる複数の符号化データビット列から所定の基準に従って一の符号化データビット列が選択され、その選択された一の符号化データビット列に基づいて記録媒体に対するデータ書込み処理がなされる。
【００４２】
符号化データビット列を選択するための所定の基準は、上記のようにデータの書込みがなされた記録媒体から元データの復元を行うデータ再生装置にて許容される低域ノイズ特性に基づいて定められる。できるだけ低域ノイズを抑制できるという観点から、できるだけ低域成分の抑制された符号化データビット列が選択されるような基準に決められることが好ましい。
【００４３】
上記符号化処理は、例えば、ターボ符号化処理等、ビット配列を変える処理を含み得るものであれば特に限定されない。
【００４４】
上記データビット列合成手段による上記データビット列と複数のパリティビット列のそれぞれとの合成手法は、生成される各合成データビット列からパリティビット列の復元が可能であれば特に限定されない。例えば、データビット列内にパリティビット列を分散して挿入する手法であっても、また、請求項３に記載されるように畳込みの手法であってもよい。
【００４５】
上記パリティビット列との合成に供されるべきデータビット列は、上記ビット配列変更手段にてビット配列の変更がなされる前に得られるデータビット列であれば特に限定されず、例えば、請求項２に記載されるように元データであってもよい。
【００４６】
できるだけ低域成分が抑制された符号化データビット列を容易に選択することができるという観点から、本発明は、請求項４に記載されるように、上記各データ記録装置において、上記データビット列選択手段は、上記複数の符号化データビット列それぞれの変化特性を表す所定のパラメータを演算し、各符号化データビット列に対して演算された上記所定のパラメータに基づいて一の符号化データビット列を選択するように構成することができる。
【００４７】
上記符号化データビット列の変化特性を表すパラメータから低域成分の抑制の程度を容易に判断することができるので、できるだけ低域成分が抑制された符号化データビット列を容易に選択することが可能となる。
【００４８】
上記複数の符号化データビット列それぞれの変化特性を表す所定のパラメータとして、DSV（Digital Sum Variation）を用いることができる。
【００４９】
上述したようなデータ記録装置にてデータ記録のなされた記録媒体からデータの再生を行うことのできるデータ再生装置を提供するという第二の課題を解決するため、本発明は、請求項５に記載されるように、記録媒体からの再生信号を所定周期でサンプリングし、そのサンプリング値列から上記データ記録装置（請求項１）におけるビット配列変更処理を含む符号化処理に対応した復号処理により尤度情報列を生成し、その尤度情報列から元データを復元するようにしたデータ再生装置において、上記尤度情報列を所定の基準に基づいて硬判定して硬判定データビット列を出力する硬判定手段と、該硬判定手段から出力される硬判定データビット列から上記データ記録装置（請求項１）で用いられるパリティビット列に対応したビット列を特定し、該ビット列を用いて請求項１に記載されるデータ記録装置にて採用される合成規則に対応した規則に従って該硬判定データビット列を復調して元データを復元する復調手段とを有するように構成される。
【００５０】
また、上記第一の課題を解決するため、本発明は、請求項６に記載されるように、元データから記録媒体に書き込むべきデータビット列を生成する過程でデータのビット配列を変えるビット配列変更処理を含む符号化処理を行うデータ記録装置において、元データを所定の規則に従って符号化して得られた符号化データビット列のビット配列をそれぞれ異なる変更規則に従って変更して再配列符号化データビット列を出力する複数のビット配列変更手段と、上記複数のビット配列変更手段から出力される複数の再配列符号化データビット列から所定の規則に従って一の再配列符号化データビット列を選択する符号化データビット列選択手段と、該符号化データビット列選択手段にて選択された一の再配列符号化データビット列の所定位置に当該一の再配列符号化データビット列を出力したビット配列変更手段を特定するパリティビット列を付加するパリティ付加手段とを有し、該パリティ付加手段にて得られたパリティビット列が付加された再配列符号化データビット列に基づいて上記記録媒体に対するデータ書込み処理を行なうように構成される。
【００５１】
このようなデータ再生装置では、元データの符号化により得られた符号化データビット列のビット配列が複数のビット配列変更手段により変更され、それぞれビット配列の異なる複数の再配列符号化データビット列が得られる。これら複数の再配列符号化データビット列の変化特性（周波数特性）は異なる。この変化特性の異なる複数の再配列符号化データビット列から所定の基準に従って一の再配列符号化データビットが選択される。
【００５２】
そして、その選択された一の再配列符号化データビット列に対して当該一の再配列符号化データビット列を特定するパリティビットが付加され、そのパリティビットが付加された再配列符号化データビット列に基づいて記録媒体に対するデータ書込み処理がなされる。
【００５３】
このようにしてデータ記録のなされた記録媒体からデータを再生する際に、上記パリティビットを抽出することにより、符号化処理の過程で用いられたビット配列変更手段を特定することができる。従って、データの再生に際してなされる復号処理では、その特定されたビット配列変更手段での処理に対応した処理を行うことができるようになる。
【００５４】
上記ビット配列変更手段を選択するための所定の基準は、前述したデータ記録装置と同様に、データの書込みがなされた記録媒体から元データの復元を行うデータ再生装置にて許容される低域ノイズ特性に基づいて定められる。また、できるだけ低域ノイズ抑制できるという観点から、できるだけ低域成分の抑制された再配列符号化データビット列を出力するビット配列変更手段が選択されるような基準に決められることが好ましい。
【００５５】
この場合も、上記符号化処理は、例えば、ターボ符号化処理等、ビット配列を変える処理を含み得るものであれば特に限定されない。
【００５６】
できるだけ低域成分が抑制された再配列データビット列を容易に選択することができるという観点から、本発明は、請求項７に記載されるように、上記データ記録装置において、上記データビット列選択手段は、上記複数の再配列符号化データビット列それぞれの変化特性を表す所定のパラメータを演算し、各再配列符号化データビット列に対して演算された上記所定のパラメータに基づいて一の再配列符号化データビット列を選択するように構成することができる。
【００５７】
上記複数の再配列符号化データビット列それぞれの変化特性を表す所定のパラメータとして、DSVを用いることができる。
【００５８】
上述したようなデータ記録装置にてデータ記録のなされた記録媒体からデータの再生を行うことのできるデータ再生装置を提供するという第二の課題を解決するため、本発明は、請求項８に記載されるように、記録媒体からの再生信号を所定の周期でサンプリングし、そのサンプリング値列から上記データ記録装置（請求項６）におけるビット配列変更処理を含む符号化処理に対応した復号処理により尤度情報列を生成し、その尤度情報列から元データを復元するようにしたデータ再生装置において、上記復号処理の過程で得られる尤度情報列の配列をそれぞれ異なる変更規則に従って変更して再配列尤度情報列を出力する複数の情報配列変更手段と、上記復号処理の過程で得られる尤度情報列から上記データ記録装置（請求項６）にて用いられるパリティビット列に相当するビット列を生成し、そのビット列の表す情報にて特定される一の情報配列変更手段を上記複数の情報配列変更手段から選択する選択手段とを有し、上記サンプリング値列から元データを復元する過程で上記選択手段にて選択された一の情報配列変更手段による尤度情報列の配列変更処理がなされるように構成される。
【００５９】
上記データ記録装置にて用いられるパリティビット列に相当するビット列を誤って生成した場合における誤り訂正を可能にするという観点から、本発明は、請求項９に記載されるように、上記データ再生装置において、上記復元された元データの誤り状態を判定する誤り状態判定手段と、該誤り状態判定手段での判定結果に基づいて上記複数の配列変更手段から他の一の配列変更手段を選択する再選択手段とを有するように構成される。
【００６０】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。
【００６１】
本発明の実施の一形態に係るデータ記録装置及びデータ再生装置は例えば図４に示すように構成される。図４では、データ記録装置は、記録媒体（光磁気ディスク）にデータの記録を行うデータ記録再生装置のライト系として実現され、また、データ再生装置は、当該データ記録再生装置のリード系として実現されている。
【００６２】
図４に示すデータ記録再生装置は、記録媒体として光磁気ディスク（MO）１１０を用いた光ディスク装置であり、記録再生機構１００、光磁気ディスク１１０にデータの書込みを行なうライト系、及びその光磁気ディスク１１０からデータの再生を行なうリード系を有する。上記記録再生機構１００は、光ビーム出力ユニット（例えば、レーザダイオード（LD））、光検出器（例えば、フォトダイオード）を備えた光学ヘッド（図示略）、及び光磁気ディスク１１０を所定速度にて回転させるディスク駆動装置１２０を備えている。
【００６３】
ライト系は、記録データ列生成器３０及びＬＤ駆動回路３４を有する。記録データ列生成器３０は、ユーザデータｕkに対してパリティビットの畳込み処理、符号化の処理等を施して光磁気ディスク１１０に書込むべき符号化データビットｃi’を生成する。ＬＤ駆動回路３４は、符号化データビット列ｃi’に基づいて記録再生機構１００の光ビーム出力ユニットの駆動制御を行なう。この符号化データビット列ｃi’に基づいて駆動制御される光ビーム出力ユニットからの光ビームにより光磁気ディスク１１０に信号の書込みがなされる。上記光磁気ディスク１１０への信号の書込みは、その信号再生時に所定の波形干渉が発生するように高密度にてなされる。
【００６４】
上記記録データ列生成器３０は、例えば、図５に示すように構成される。
【００６５】
図５において、この記録データ列生成器３０は、パリティ畳込み回路３１０、複数の符号化回路３２０（１）〜３２０（２n）及び選択回路３３０を有する。パリティ畳込み回路３１０は、光磁気ディスク１１０に書込むべきデータビット列の低域成分を抑制するために所定のパリティビット列をユーザデータｕkに畳込む。この畳込みの処理では、ユーザデータＮビットに対してｎビットのパリティビット列が畳込まれる。具体的には、図６に示すように、ユーザデータｕkがｎビット単位の分割ビット列Ａ、Ｂ、Ｃ、・・・に分割される。そして、ｎビットのパリティビット列と一番目の分割ビット列Ａとの畳み込みがなされて（ビット毎の排他的論理和演算）、畳込みビット列Ａ’が生成される。この畳込みビット列Ａ’と二番目の分割ビット列Ｂとの畳込みがなされて次の畳込みビット列Ｂ’が生成される。以下、同様に、畳込みビット列が得られる毎に、その畳込みビット列と次の分割ビット列との畳込みがなされる。その結果、先頭にｎビットのパリティビット列が位置し、その後に順次得られた畳込みビット列Ａ’、Ｂ’、Ｃ’、・・・が配列された畳込みデータビット列ｕk’が生成される。
【００６６】
ｎビットで構成されるパリティビット列は、２n種類存在する。パリティ畳込み回路３１０は、それら全種類のパリティビット列に対する上述したような畳込み処理を行う。パリティ畳込み回路３１０から出力される２n個の畳込みデータビット列ｕk’のそれぞれは、２n個の符号化回路３２０（１）〜３２０（２n）のいずれかに供給される。各符号化回路３２０（１）〜３２０（２n）は、供給される畳込みデータビット列ｕk’の符号化処理、インターリーバ処理等を施すもので、例えば、図７に示すように構成される。
【００６７】
図７において、各符号化回路３２０（１）〜３２０（２n）は、符号器３２１、結合器３２２及びインターリーバ（π）３２３を有する。符号器３２１は、例えば、図８に示すように、２つの遅延素子３２１１、３２１２及び２つの排他的論理和ゲート３２１５、３２１６にて構成される再帰的組織畳み込み符号器である。そして、この符号器３２１は、上記パリティ畳込み回路３１０からの畳込みデータビット列ｕk’に対して拘束長＝３の符号化を行なうことによってその畳込みデータビット列ｕk’に対応したパリティビット列ｐkを生成する。
【００６８】
結合器３２２は、畳込みデータビット列ｕk’と符号器３２１にて生成されたパリティビット列ｐkとを所定の規則に従って結合し、その結合にて得られたビット列から所定の規則に従ってビットを間引いて（puncture機能）符号化データビット列ａi’を生成する。インターリーバ（π）３２３は、結合器３２２からの符号化データビット列ａi’の配列を所定の規則に従って変えて符号化データビット列ｃi’を生成する。
【００６９】
図５に戻って、この記録データ列生成器３０は、各符号化回路３２０（１）〜３２０（２n）から出力される符号化データビット列から１つの符号化データビットｃi’を選択する。具体的には、各符号化回路３２０（１）〜３２０（２n）から出力される符号化データビット列のDSV（Digital Sum Variation）を演算し、そのDSVの絶対値の最大値が最小となる符号化データビット列ｃi’を選択する。
【００７０】
このDSVは、信号の変動状況を表すパラメータであり、変動周期が小さい信号（高域成分が多い）ではDSVの絶対値の最大値が小さくなり、変動周期が大きい信号（低域成分が多い）ではDSVの絶対値の最大値が大きくなる。従って、この選択回路３３０は、各符号化回路３２０（１）〜３２０（２n）で生成された符号化データビット列のうち最も低域成分の抑制された符号化データビット列を選択することになる。
【００７１】
上記のようにこのデータ記録再生装置のライト系では、ユーザデータｕkがＮビットずつ処理され、その過程で、ｎビットのパリティビット列の畳込みにより低域成分の抑制された符号化データビット列ｃi’がLD駆動回路３１に供給される。そして、上述したようなLD駆動回路３１の動作によりその符号化データビット列ｃi’が光磁気ディスク１１０に順次書込まれる。
【００７２】
なお、上記畳込みの処理、DSVの演算、符号化データビット列の選択等の処理は、LD駆動回路３１の書込み動作に同期させずに行うことが可能である。従って、上記各処理及び演算での遅延を最小にするため、それら各処理及び演算は、データ書込み用の同期クロックより高速のクロックに同期させて行わせることが可能である。
【００７３】
また、図４に戻って、このデータ記録再生装置のリード系は、アンプ４１、ＡＧＣ（Auto gain controller）４２、ローパスフィルタ４３、等化器４４、及びアナログデジタル変換器（以下、Ａ／Ｄという）４５を有している。上記記録再生機構１００の光検出器から出力されるMO再生信号は、アンプ４１、ＡＧＣ４２、ローパスフィルタ４３及び等化器４４によってＰＲ波形（パーシャルレスポンス波形）とみなしうるように波形整形される。即ち、光磁気ディスク１１０からの再生信号は、実質的にＰＲチャネルでの符号化がなされた状態となる。従って、上記ライト系（各符号化回路における符号器３２１）とそのＰＲチャネルでの実質的な符号化機能により図２に示すようなターボ符号化装置の構成が実現される。
【００７４】
このリード系は、更に、メモリユニット４６、反復復号器４７及びコントローラ４８を有する。上記のように波形等化された後の信号はＡ／Ｄ４５によって所定周期にてデジタル値（サンプリング値）に変換され、このＡ／Ｄ４５から順次出力されるサンプリング値ｙiはメモリユニット４６に格納される。そして、そのメモリユニット４６に格納されたサンプリング値ｙiが反復復号器４７にて復号（ターボ復号）される。コントローラ４８は、反復復号器４７の動作や復号条件等を制御する。この反復復号器４７は復号処理を繰り返し実行して復元されたデータ列Ｕkを出力する。
【００７５】
上記反復復号器４７は、前述したように、リード系における各符号化回路の符号器３２１（図５、図７参照）とＰＲチャネルでの符号化機能に対応した復号器を有するものであり、例えば、図９に示すように構成される。
【００７６】
図９において、この反復復号器４７は、ＰＲチャネル復号器４７１、デインターリーバ（π-1）４７２、分解器４７３、コード復号器４７４、結合器４７５、インターリーバ（π）４７６、硬判定器４７７、減算器４７８、４７９及び畳込み復調回路４７１０を有している。
【００７７】
ＰＲチャネル復号器４７１は、前述したＰＲチャネルの符号化機能に対応した復号器であり、事後確率復号（APP：a posteriori probability decoding）を行なう。具体的には、入力されるサンプリング値Ｙ（ｙ1、ｙ2、・・・、ｙn）が検出された条件のもとで、ビットｃiが１になる確率Ｐ（ｃi＝１｜Ｙ）とそれが０になる確率Ｐ（ｃi＝０｜Ｙ）との比に基づいた対数尤度比Ｌ（ｃi*）が演算される。
【００７８】
Ｌ（ｃi*）＝ln｛Ｐ（ｃi＝１｜Ｙ）／Ｐ（ｃi＝０｜Ｙ）｝ ・・・（４）
上記各確率は、サンプリング値ｙiの状態遷移を表すトレリス線図に基づいて計算される。
【００７９】
上記対数尤度比Ｌ（ｃi*）は、上記式（４）に従って演算されることから、ビットｃiが１になる最大確率からそのビットｃiが０になる最大確率までの確率を正の数値Ｌmaxから負の数値Ｌminまで連続的に表現した数値範囲の値となる。
【００８０】
ＰＲチャネル復号器４７１が出力した尤度情報Ｌ（ｃi*）から後述するようなコード復号器４７４からの出力に基づいた事前情報Ｌa（ｃi）が減算器４７８にて減算されて外部尤度情報Ｌe（ｃ）が得られる。
【００８１】
このようにして順次得られる外部尤度情報Ｌe（ｃ）の列は、デインターリーバ（π-1）４７２にて配列順序が変えられて分解器４７３に供給される。分解器４７３は、順次入力される尤度情報の列をデータビットｕkに対応した尤度情報Ｌ（ｕk）の列とパリティビットｐkに対応した尤度情報Ｌ（ｐk）の列に分解する。また、その分解の際に、符号化処理での間引き（結合器３２２のpuncture機能）の規則に対応した規則に従って情報の追加を行なう（depuncture機能）。
【００８２】
コード復号器４７４は、前述したライト系における各符号化回路の符号器３２１に対応した復号器であり、事後確率復号（APP）を行なう。具体的には、上記のようにデータビットに関する尤度情報である事前情報Ｌ（ｕk）及びパリティビットに関する尤度情報である事前情報Ｌ（ｐk）に基づいてデータビットに関する事後確率（ｕk＝１となる確率、ｕk＝０となる確率）で表される対数尤度比Ｌ（ｕ*）及びパリティビットに関する事後確率（ｐk＝１となる確率、ｐk=０となる確率）で表される対数尤度比Ｌ（ｐ*）を計算する。
【００８３】
上記コード復号器４７４から順次出力される対数尤度比Ｌ（ｕ*）の列及び対数尤度比Ｌ（ｐ*）の列は、結合器４７５に供給される。この結合器４７５は、対数尤度比Ｌ（ｕ*）の列とＬ（ｐ*）の列とを結合し、所定の規則に従ってその情報の間引きを行なう（puncture機能）。その結果、結合器４７５から尤度情報Ｌ（ｃ*）が出力される。
【００８４】
そして、上記コード復号器４７４に供給される事前情報Ｌe（ｃ）（Ｌ（ｕk）とＬ（ｐk）への分解前）が減算器４７９により上記尤度情報Ｌ（ｃ*）から減算される。その結果は、インターリーバ（π）４７６に供給される。
【００８５】
このインターリーバ（π）４７６にて配列が変えられた尤度情報の列は上記ＰＲチャネル復号器４７１に事前情報Ｌa（ｃi）として供給されると共に、減算器４７８に供給される。
【００８６】
上記のようにＰＲチャネル復号器４７１とコード復号器４７４を有する反復復号器４７では、一方の復号器が他方の復号器から供給される事前情報を用いて繰り返し復号処理を行う（反復復号）。
【００８７】
硬判定器４７７は、上記反復復号の処理が所定の回数行なわれた際にコード復号器４７４から出力されるデータビットｕkに関する対数尤度比Ｌ（ｕ*）に基づいてデータビットＵk’が１及び０のいずれかであるかを判定し、その判定された値のデータビットＵk’を出力する。前述したように、対数尤度比Ｌ（ｕ*）は、ビットｕkの１になる確率が０になる確率より大きいときに正の数値となり、ビットｕkの１なる確率が０になる確率より小さいときに負の数値となる。従って、具体的には、この硬判定器４７７は、スライスレベル「０」を用いて対数尤度比Ｌ（ｕ*）の硬判定を行ってデータビットＵk’を生成する。
【００８８】
この硬判定器４７７から出力されるデータビットＵk’は、上記ライト系における記録データ生成器３０にて生成された畳込みデータビット列ｕk’（図６参照）に対応している。この畳込みデータビット列ｕk’に対応したデータビット列Ｕk’は、更に畳込み復調回路４７１０に供給される。この畳込み復調回路４７１０は、前述したパリティ畳込み回路３１０（図５参照）での畳込みの処理規則に対応した処理規則に従って、硬判定器４７７からのデータビット列Ｕk’に対する復調処理を行う。
【００８９】
即ち、この復調処理では、図１０に示すように、硬判定器４７７から出力される硬判定データ（データビット列Ｕk’）がｎビット毎のビット列に分割される。その結果、先頭にｎビットのパリティビットが位置し、その後にｎビットの畳込みビット列Ａ’、Ｂ’、Ｃ’、・・・が配列されたデータビット列Ｕk’が得られる。そして、先頭のパリティビット列とそれに隣接する畳込みビット列Ａ’との畳込み（排他的論理和演算）がなされることにより、元の分割ビット列Ａが復調される。次いで、畳込みビット列Ａ’とそれに隣接する畳込みビット列Ｂ’との畳込みがなされることにより、元の分割ビット列Ｂが復調される。以下、同様に、隣接する各畳込みビット列どうしの畳込みがなされる。その結果、分割ビット列Ａ、Ｂ、Ｃ、・・・が順次配列されるＮビットのユーザデータに対応した復調データＵkが得られる。
【００９０】
上述したようなデータ記録再生装置のライト系では、記録すべきユーザデータｕkと２n種類のパリティビット列のそれぞれとの畳込みを行ってその先頭にそのパリティビット列を付加することにより２n個の畳込みビット列ｕk’が生成される。そして、その２n個の畳込みビット列ｕk’から２n個の符号化データビット列ｃi’が生成され、それら２n個の符号化データビット列ｃi’からDSVの絶対値の最大値が最小となる符号化データビット列が選択される。即ち、２ｎ個の符号化データビット列ｃi’のうちで最も低域成分が抑制された符号化データビット列が書込むべきデータビット列として選択される。
【００９１】
また、当該データ記録再生装置のリード系では、上記のように選択された符号化データビット列の書込まれた光磁気ディスク１１０から反復復号の手法に用いてデータビット列Ｕk’が復元される。そして、そのデータビット列Ｕk’の先頭に位置するパリティビット列を利用して更に当該データビット列Ｕk’が上記畳込みの規則に従って復調され、最終的な復調データＵkが得られる。
【００９２】
従って、このようなデータ記録再生装置によれば、ユーザデータｕkに対してパリティビットの畳込みを行った後にインターリーバにてビット配列が変更されても、より低域成分が抑制された符号化ビット列が光磁気ディスク１１０に書込まれるので、光磁気ディスク１１０からの再生信号における低域ノイズが抑制されたものとなる。また、尤度情報（対数尤度比）を用いた反復復号により、上記パリティビット列を含む畳込みデータビット列がなんら支障なく復元されるので、そのパリティビットを利用した当該畳込みデータビット列に対する畳込み復調処理により、元のユーザデータを復元することができる。
【００９３】
上記記録データ列生成器３０は、図１１に示すように構成することもできる。この例では、単一の符号器と特性の異なる複数のインターリーバが用いられる。
【００９４】
図１１において、この記録データ列生成器３０は、単一の符号器３２１、結合器３２２及び複数（例えば、２n個）のインターリーバ３２３（１）〜３２３（２n）、選択回路３４０及びパリティ付加回路３５０を有している。符号器３２１は、前述した例と同様に、再帰的組織畳込み復号器であり、ユーザデータｕkに対応したパリティビット列ｐkを生成する。また、結合器３２２も前述した例と同様に、ユーザデータｕkと符号器３２１からのパリティビット列ｐkとを所定の規則に従って結合し、その結合にて得られたビット列から所定の規則に従ってビットを間引いて（puncture 機能）符号化データビット列ａiを生成する。
【００９５】
各インターリーバ３２３（１）〜３２３（２n）は、それぞれ異なった配列変更規則に従って結合器３２２から供給される符号化データビット列ａiのビット配列を変更する。選択回路３４０は、各インターリーバ３２３（１）〜３２３（２n）から出力される符号化データビット列のDSVを演算し、そのDSVの絶対値の最大値が最小となる符号化データビット列を選択する。この選択回路３４０はその選択した符号化データビット列と共に選択した符号化データビット列を出力するインターリーバを特定する情報をパリティ付加回路３５０に供給する。
【００９６】
パリティ付加回路３５０は、選択回路３５０からの符号化データビット列の所定位置（例えば、先頭）に上記インターリーバを特定する情報を表すｎビット（２n種類を表し得る）のパリティを付加して光磁気ディスク１１０に書込むべき符号化データビット列ｃi’を生成する。
【００９７】
また、このような構成の記録データ列生成器３０を有するライト系に対応したリード系における反復復号器４７は、例えば、図１２に示すように構成される。
【００９８】
図１２において、この反復復号器４７は、ターボ復号を行う基本的な構成は図９に示すものと同様であるが、図９に示す構成における畳込み復調回路４７１０に代えて選択制御回路４７１１を備えると共に、単一のデインターリーバ４７２に代えて上記記録データ生成器３０における複数のインターリーバ３２３（１）〜３２３（２n）（図１１参照）に対応する複数のデインターリーバからなるデインターリーバセット４７２０、及び単一のインターリーバ４７６に代えて上記複数のインターリーバ３２３（１）〜３２３（２n）に対応する複数のインターリーバからなるインターリーバセット４７６０を備えている。
【００９９】
このような反復復号器４７では、選択制御回路４７１１は、ＰＲチャネル復号器４７１から事後確率情報として出力される対数尤度比Ｌ（ｃi*）を硬判定して復号ビット列を生成する。そして、選択制御回路４７１１は、更に、その復号ビット列から上記所定位置に付加されたインターリーバを特定する情報を表すパリティビット列を抽出して（パリティチェック）、その抽出されたパリティビット列にて特定されるインターリーバに対応したデインターリーバ及びインターリーバを上記デインターリーバセット４７２０及びインターリーバセット４７６０からから選択する。
【０１００】
この選択されたデインターリーバ及びインターリーバが当該反復復号器４７において有効となる。その結果、上記ライト系における記録データ列生成器３０の符号化処理で用いられたインターリーバに対応するインターリーバ及びデインターリーを用いて当該反復復号器４７は、前述したのと同様の手順に従って反復復号処理を行う。
【０１０１】
なお、上記選択制御回路４７１１は、上記インターリーバを特定するパリティビット列を抽出したときに、そのパリティビット列に対応した対数尤度比（尤度情報）の列をＰＲチャネル復号器４７１から順次出力される対数尤度比の列から除去する。以後、そのパリティビット列に対応した対数尤度比の列が除去された対数尤度比の列に基づいて前述したような反復復号がなされる。
【０１０２】
上記のようなデータ記録再生装置のライト系では、記録すべきユーザデータｕkを符号化して得られた符号化データビットａiのビット配列を複数（例えば、２n個）のインターリーバのそれぞれで変更し、その結果得られた複数の符号化データビット列からDSVの絶対値の最大値が最小となる符号化データビット列が選択される。そして、使用したインターリーバを特定する情報を表すパリティビット列をその選択された符号化データビット列の所定位置に付加して光磁気ディスク１１０に書込むべき符号化データビット列ｃi’を生成する。即ち、複数の符号化データビット列のうち最も低域成分が抑制された符号化データビット列と上記パリティビット列とが一体となって光磁気ディスク１１０に書込まれる。
【０１０３】
また、当該データ記録再生装置のリード系では、ＰＲチャネル復号器４７１からの尤度情報列を硬判定して得られる復号ビット列から上記パリティビット列が抽出され、複数のインターリーバ及びデインターリーバからそのパリティビット列で特定されるインターリーバ及びでデインターリーバが選択される。そして、その選択されたインターリーバ及びデインターリーバを用いて反復復号処理がなされる。
【０１０４】
従って、このようなデータ記録再生装置によれば、より低域成分が抑制された符号化データビット列が光磁気ディスク１１０に書込まれると共に、その光磁気ディスク１１０から反復復号の手法に従って支障なくユーザデータの復元が可能となる。
【０１０５】
ところで、上記選択制御回路４７１１におけるＰＲチャネル復号器４７１からの尤度情報についての硬判定処理にて誤りが発生した場合、ライト系で選択されたインターリーバに正しく対応するデインターリーバ及びインターリーバが選択されない。このような場合の誤り訂正処理について説明する。
【０１０６】
上記光磁気ディスク１１０に書込むべき符号化データビット列ｃi’に予め検査ビットが付加される。そして、図１３に示すように、コントローラ４８は、CRC（cyclic Redundancy Check）判定部４８ａを有している。このCRC判定部４８ａは、図１２に示す構成となる反復復号器４７から出力される復号データに含まれる上記検査ビットに基づいてCRCを実行し、その復号データのビットエラーレートを判定する。コントローラ４８は、CRC判定部４８ａでのビットエラーレートの判定結果に基づいてインターリーバ（デインターリーバ）の再選択するための制御信号を反復復号器４７に供給する。反復復号器４７は、その再選択するための制御信号を受信すると、デインターリーバセット４７２０及びインターリーバセット４７６０から対応するデインターリーバ及びインターリーバを選択し、再度反復復号処理を実行する。
【０１０７】
反復復号器４７にて誤ったデインターリーバ及びインターリーバが選択された場合、その復号結果は確率１／２に対応した尤度情報を硬判定する場合のように誤りだらけとなるため、コントローラ４７は、CRC判定部４８ａでのビットエラーの判定結果に基づいて容易にデインターリーバ及びインターリーバの再選択の判定を行うことができる。そして、そのビットエラーの状態が所定の状態に達しない場合には、上記のようなデインターリーバ及びインターリーバの再選択の処理が繰り返し行われる。
【０１０８】
これにより、上記選択制御回路４７１１におけるＰＲチャネル復号器４７１からの尤度情報についての硬判定処理にて誤りが発生した場合であっても、ライト系で選択されたインターリーバに正しく対応するデインターリーバ及びインターリーバが選択でき、正しいユーザデータの復元が可能となる。
【０１０９】
なお、上記各例では、ターボ符号化・復号の手法を用いたデータ記録再生装置について説明したが、本発明は、その符号化の処理の過程でデータビット列の再配列を行うものであれば、その符号化及び復号の手法については特に限定されない。
【０１１０】
また、上述したリード系の構成はデータ記録専用のデータ記録装置に適用できると共に、上述したライト系の構成はデータ再生専用のデータ再生装置に適用することができる。
【０１１１】
上記各例において、図５に示すパリティ畳込み回路３１０はデータビット列合成手段に対応し、図５に示す選択回路３３０はデータビット列選択手段に対応する。図９に示す硬判定器４７７は硬判定手段に対応し、図９に示す畳込み復調回路４７１０は復調手段に対応する。
【０１１２】
また、図１１に示すインターリーバ３２３（１）〜３２３（２n）は複数のビット配列変更手段に対応し、図１１に示す選択回路３４０は符号化データビット列選択手段に対応し、図１１に示すパリティ付加回路３５０はパリティ付加手段に対応する。図１２に示すデインターリーバセット４７２０及びインターリーバセット４７６０は複数の情報配列変更手段に対応し、図１１に示す選択制御回路４７１１は選択手段に対応する。
【０１１３】
【発明の効果】
以上、説明したように、請求項１乃至４記載の本願発明に係るデータ記録装置によれば、変化特性（周波数特性）の異なる複数の合成データビット列のそれぞれに対してビット配列変更処理を含む符号化処理を施し、その結果得られる複数の符号化データビット列から選択される一の符号化データビットに基づいて記録媒体に対するデータ書込み処理がなされる。このため、複数の符号化データビットから一の符号化データビット列の選択基準を適当に定めることにより記録媒体に書込むべきデータの低域成分の抑制が可能となる。
【０１１４】
また、上記合成データビット列を生成する規則が既知であるので、データ再生装置においてその合成規則に対応した規則に従ってその合成前のデータビット列を再現することが可能となる。従って、支障をきたすことなくデータの復号が可能となる。
【０１１５】
請求項５記載の本願発明によれば、上記データ記録装置にてデータ記録のなされた記録媒体からデータの再生を行うことのできるデータ再生装置を実現することができる。
【０１１６】
請求項６及び７記載の本願発明に係るデータ記録装置によれば、符号化データビットを複数の情報配列変更手段を用いて処理することにより変化特性（周波数特性）の異なる複数の再配列符号化データビット列が得られる。その複数の再配列符号化データビットから一の再配列符号化データビットを選択し、その選択された一の再配列符号化データビット列を出力した情報配列変更手段を特定するパリティビット列が当該一の再配列符号化データビット列に付加される。そして、そのパリティビット列が付加された一の再配列符号化データビット列に基づいて記録媒体に対するデータ書込み処理がなされる。このため、複数の再配列符号化データビット列の選択基準を適当に定めることにより記録媒体に書込むべきデータの低域成分の抑制が可能となる。
【０１１７】
また、データ再生装置において、当該パリティビットを抽出することにより、データ記録装置で採用された情報配列変更手段を特定することが可能となり、データの再生に際してなされる復号処理では、その特定されたビット配列変更手段での処理に対応した処理を行うことができるようになる。従って、支障をきたすことなくデータの復号が可能となる。
【０１１８】
請求項８及び９記載の本願発明によれば、上記データ記録装置にてデータ記録のなされた記録媒体からデータの再生を行うことのできるデータ再生装置を実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】ターボ符号化装置の構成例を示すブロック図である。
【図２】ターボ符号化装置の他の構成例を示すブロック図である。
【図３】図１に示すターボ符号化装置に対応する復号装置の構成例を示すブロック図である。
【図４】本発明の実施の一例に係るデータ記録装置及びデータ再生装置を示す図である。
【図５】記録データ列生成器の構成例を示すブロック図である。
【図６】パリティ畳込み回路の動作例を示す図である。
【図７】符号化回路の構成例を示すブロック図である。
【図８】符号器の構成例を示す図である。
【図９】反復復号器の構成例を示すブロック図である。
【図１０】畳込み復調回路の動作例を示す図である。
【図１１】記録データ列生成器の他の構成例を示すブロック図である。
【図１２】反復復号器の他の構成例を示すブロック図である。
【図１３】反復復号器におけるインターリーバの再選択機能を実現するための構成例を示すブロック図である。
【符号の説明】
３０ 記録データ列生成器
３１ ＬＤ駆動回路
４１ アンプ
４２ ＡＧＣ
４３ ローパスフィルタ
４４ 等化器
４５ アナログ・デジタル変換器（Ａ／Ｄ）
４６ メモリユニット
４７ 反復復号器
４８ コントローラ
４８ａ CRC判定部
１００ 記録再生機構
３１０ パリティ畳込み回路
３２０（１）〜３２０（２n） 符号化回路
３２１ 符号器
３２２ 結合器
３２３、３２３（１）〜３２３（２n） インターリーバ
３３０、３４０ 選択回路
３５０ パリティ付加回路
４７１ ＰＲチャネル復号器
４７２ デインターリーバ（π-1）
４７３ 分離器
４７４ コード復号器
４７５ 結合器
４７６ インターリーバ（π）
４７７ 硬判定器
４７８、４７９ 減算器
４７１０ 畳込み復調器
４７１１ 選択制御回路（パリティチェック）
４７２０ デインターリーバセット
４７６０ インターリーバセット
【発明の属する技術分野】
本発明は、磁気ディスク装置、光ディスク装置、磁気テープ装置等のデータ記録装置に係り、詳しくは、再生信号から生成される尤度情報に基づいて記録データを再生するようにしたデータ再生装置にセットされ得る記録媒体にデータ列を再配列して記録するようにしたデータ記録装置に関する。
【０００２】
また、本発明は、そのようなデータ記録装置にてデータ記録のなされた記録媒体からデータを再生するのに適したデータ再生装置に関する。
【０００３】
【従来の技術】
符号化の処理においてデータの再配列（インターリーブ）を行う手法は、復号処理にて復元される信号におけるバーストエラーを防止する手法として用いられている。このようなデータの再配列の手法を用いて符号化処理及び復号処理を行う技術として、ターボ符号化及びそれに対応した反復復号の技術がある。
【０００４】
ターボ符号化は、符号化利得の大きな符号化技術であり、通信分野において注目されてきた。ターボ符号化装置は、一般的に、２つの再帰的組織畳み込み符号器を用いてデータビット列ｕを符号化するもので、例えば、図１または図２に示すように構成される。
【０００５】
図１において、このターボ符号化装置は、第一の符号器１１、インターリーバ（π1）１２、第二の符号器１３及び合成器１４を有する。データビット列ｕは、第一の符号器１１に提供されると供に、インターリーバ（π1）１２を介して第二の符号器１３に供給される。
【０００６】
上記第一の符号器１１及び第二の符号器１３は、再帰的組織畳み込み符号器であり、第一の符号器１１は、入力されるデータビット列ｕから対応するパリティビット列ｐ1を生成する。また、インターリーバ（π1）１２は、入力されるデータビット列ｕのビット配列順序を変えた信号列を出力する。第二の符号器１３は、インターリーバ（π1）１２からの信号列から対応するパリティビット列ｐ2を生成する。
【０００７】
合成器（MUX/puncture）１４は、上記データビット列ｕ、第一の符号器１１から出力されるパリティビット列ｐ1及び第二の符号器１３から出力されるパリティビット列ｐ2を所定の規則に従って結合して符号化データビット列ｙkを生成する。また、データビット列ｕ、パリティビット列ｐ1及びｐ2の結合に際して、結合器１４は、所定の規則に従ってビットを間引いて（puncture機能）符号化率を上げている。上記のようにして生成された符号化データビット列ｙkが当該ターボ符号化装置から出力される。通信システムでは、このような符号化データビット列ｙkが所定の規則に従って変調され、送信装置から送信される。
【０００８】
また、図２に示す構成のターボ符号化装置は、２つの再帰的畳み込み符号器（第一の符号器１１、第二の符号器１３）が直列的に接続された構成となる。この例では、データビット列ｕが第一の符号器１１にて符号化され、その符号化により得られた信号列のビット配列順序がインターリーバ（π1）１２にて変更される。そして、インターリーバ（π1）１２から出力される信号列が第二の符号器１３にて符号化され、その符号化により得られた信号列が符号化データビット列ｙkとして出力される。
【０００９】
上記のように送信装置から送信された信号が受信装置にて受信されると、その受信装置では、受信信号が復調され、符号化データビットｙkに含まれるデータビット列ｕ、パリティビット列ｐ1、ｐ2のそれぞれに対応した信号値列Ｕ、Ｙ1、Ｙ2が得られる。これらの信号値列Ｕ、Ｙ1、Ｙ2が上記ターボ符号化装置に対応した復号装置に入力される。
【００１０】
この復号装置では、上記２つの符号器に対応した２つの復号器で軟出力復号がなされ、一方の復号器から得られる各情報ビットに関する軟出力情報（尤度情報）が他方の復号器の事前情報として与えられる。そして、そのような動作が反復して行なわれる。例えば、図１に示すターボ符号化装置から出力される符号化データビット列ｙkに含まれた各ビット列ｕ、ｐ1、ｐ2に対応する復調信号列Ｕ、Ｙ1、Ｙ2を処理するための復号装置は、例えば、図３に示すように構成される。
【００１１】
図３において、この復号装置は、第一の軟入力軟出力復号器（SISO：Soft In Soft Out）２１、インターリーバ（π1）２２、２３、デインターリーバ（π1-1）２５、第二の軟入力軟出力復号器（SISO）２４、及び硬判定器２６を有している。第一の軟入力軟出力復号器２１は上記第一の符号器１１に対応し、第二の軟入力軟出力復号器２４は上記第二の符号器１３に対応する。
【００１２】
第一の軟入力軟出力復号器２１は、受信信号値列Ｕ、Ｙ1を入力すると供に第二の軟入力軟出力復号器２４からの事前情報Ｌ（ｕ）を入力し、各ビットの事後確率を推定するための最大事後確率（MAP：Maximum a posterior Probability）復号を行なう。この事後確率とは、信号値列Ｙ（ｙ0、ｙ1、・・・、ｙk、・・・、ｙn）を検出した条件のもと、ビットｕkが０であるかまたは１であるかの確率である。MAP復号では、この事後確率Ｐ（ｕk｜Ｙ）の対数比である対数尤度比Ｌ（ｕ*）を
Ｌ（ｕ*）＝Ｌ（ｕk｜Ｙ）＝ln｛Ｐ（ｕk=1｜Ｙ）／Ｐ（ｕk=0｜Ｙ）｝
・・・（１）
に従って計算する。上記式（１）において、信号値列Ｙは、受信信号値列Ｕ及びＹ1である。
【００１３】
上記ビットｕkが１である確率Ｐ（ｕk=1｜Ｙ）及びビットｕkが０である確率Ｐ（ｕk=0｜Ｙ）は、信号値列Ｕ、Ｙ１から得られる状態遷移を表すトレリス線図に基づいて計算される。
【００１４】
一方、上記対数尤度比Ｌ（ｕ*）は、
Ｌ（ｕ*）＝Ｌc・ｙk＋Ｌ（ｕk）＋Ｌe（ｕk） ・・・（２）
Ｌc・ｙk：通信路値（Ｌc：S/Nにより決まる定数（通信路値定数）、ｙk：受信信号系列ｙ0、ｙ1、・・・、ｙn）
Ｌ（ｕk）：ｕk＝１、ｕk＝０に関する既知の出現確率となる事前情報
Ｌe（ｕk）：符号の拘束からｕkに関して得られる外部尤度情報
のように表現される。
【００１５】
上記式（２）から、第一の軟入力軟出力復号器２１は、外部尤度情報Ｌe（ｕk）を次式に従って計算する。
【００１６】
Ｌe（ｕk）＝Ｌ（ｕ*）−Ｌc・ｙk−Ｌ（ｕk） ・・・（３）
この式（３）に上述したように演算された（式（１）参照）対数尤度比Ｌ（ｕ*）を代入することにより、外部尤度情報Ｌe（ｕk）を得る。このようにして順次得られた外部尤度情報Ｌe（ｕk）の列は、インターリーバ（π1）２３を介して第二の軟入力軟出力復号器２４に事前情報Ｌ（ｕk）の列として供給される。この第二の軟入力軟出力復号器２４には、上記事前情報Ｌ（ｕk）の列のほか、当該復号装置に入力された信号値列Ｕがインターリーバ（π1）２２を介して供給されると供に信号値列Ｙ2が供給される。
【００１７】
第二の軟入力軟出力復号器２４は、上記式（１）に基づくと供に入力される事前情報Ｌ（ｕk）を加味して新たな対数尤度比Ｌ（ｕ*）を計算する。そして、その得られた対数尤度比Ｌ（ｕ*）、及び第一の軟入力軟出力復号器２１から供給される事前情報Ｌ（ｕk）を用いて上記式（３）に従って外部尤度情報Ｌe（ｕk）を算出する。
【００１８】
このように第二の軟入力軟出力復号器２４にて得られた外部尤度情報Ｌe（ｕk）は、デインターリーバ（π1-1）２５を介して第一の軟入力軟出力復号器２１に事前情報Ｌ（ｕk）として供給される。そして、第一の軟入力軟出力復号器２１は、その事前情報Ｌ（ｕk）を加味して上述した手順に従って対数尤度比Ｌ（ｕ*）及び外部尤度情報Ｌe（ｕk）を算出する。そして、その外部尤度情報Ｌe（ｕk）が第二の軟入力軟出力２４の事前情報Ｌ（ｕk）として用いられる。
【００１９】
上記のようにして、第一の軟入力軟出力復号器２１と第二の軟入力軟出力復号器２４は、他方の復号器にて算出される外部尤度情報Ｌe（ｕk）を事前情報Ｌ（ｕk）として用いて対数尤度比Ｌ（ｕ*）を算出する処理を繰り返し行なう（反復復号）。なお、第一の軟入力軟出力復号器２１の初回の処理では、事前情報Ｌ（ｕk）はゼロ（Ｌ（ｕk）＝０）となる。
【００２０】
硬判定器２６は、上記復号処理が所定回数反復された際に第二の軟入力軟出力復号器２４にて得られた対数尤度比Ｌ（ｕ*）に基づいてビットｕkが０及び１のいずれであるかを判定する。例えば、その対数尤度比Ｌ（ｕ*）が正（Ｌ（ｕ*）＞０）であれば、ビットｕkが１（ｕk＝１）であると判定し、負（Ｌ（ｕ*）＜０）であれば、ビットｕkが０（ｕk＝０）であると判定する。そして、その判定結果が復号結果Ｕkとして出力される。
【００２１】
上記のような復号処理を繰り返す（反復復号）過程で、徐々にビットｕkの本来取り得るべき値（１または０）となる確率が高くなると共にそうでない値の確率が低くなり（ビットｕkの１となる確率と０となる確率の差が大きくなり）、硬判定器２６での判定の信頼性が増すようになる。
【００２２】
上記のような通信システムに適用されるターボ符号・復号の手法を磁気ディスク装置や光ディスク装置等のデータ記録再生装置に提供することが検討されている。ターボ符号・復号の手法を磁気ディスク装置に適用した例が、例えば、「W.E. Ryan, “Performance of High Rate Turbo Codes on a PR4-Equalized Magnetic Recording Channel”, Proc. IEEE Int. Conf. On Communications, pp947-951, 1998」に提案されている。
【００２３】
このようなデータ記録再生装置では、データを記録媒体に書込む記録系（書込み系）に上記ターボ符号化の手法が用いられ、記録媒体からデータを再生する再生系（読出し系）に上記反復復号の手法が用いられる。このような手法を適用することにより、記録媒体（磁気ディスク、光ディスク（光磁気ディスクを含む）、磁気テープ等）に高密度に記録されたデータを誤り少なく再生することが可能となる。
【００２４】
ところで、一般にデータ再生装置においてデータを復調する際の障害はノイズである。光ディスク装置のようなデータ記録再生装置の記録再生特性は低域成分を含んでおり、この低域成分のノイズを抑制するために一般的にハイパスフィルタが用いられる。記録データ列のビット配列はランダムであり、記録データ列自身の信号成分に低域成分があると（１または０のビットが比較的長く連続するような場合）、ハイパスフィルタのカットオフ周波数を高くすることができず、ノイズを有効に抑制することができない。
【００２５】
このような問題に対して、記録データの変調や所定のビット列（パリティビット列）の畳込みにより記録データの低域成分を抑制する方法が従来知られている。このような方法によれば、記録データ自体に低域成分が含まれる場合であっても、その変調やパリティビット列の畳込みにより、記録媒体に実際に書き込まれる信号の低域成分が抑制されることになる。
【００２６】
【発明が解決しようとする課題】
上述したようなターボ符号化及び反復復号の技術を用いたデータ記録再生装置のように、データを記録する際にそのデータのビット配列を変える（インターリーバ）と共にデータを再生する際に再生信号から尤度情報（例えば、対数尤度比）を生成するようにしたデータ記録再生装置に対して、低域成分を除去するためにデータの変調やパリティビット列の畳込みの技術を適用することが考えられる。
【００２７】
しかしながら、このようなデータ記録再生装置では、データのビット配列を変える前にデータの変調やパリティビット列の畳込みを行うと、そのビット配列の変更により低域成分の抑制が保障しえなくなってしまう。一方、データのビット配列を変えた後にデータの変調やパリティビット列の畳込みを行うと、データを再生する際に本来の記録データに対応した尤度情報を得られなくなってしまう。
【００２８】
そこで、本発明の第一の課題は、尤度情報を用いたデータの復号に支障なく記録媒体に書込むべきデータの低域成分の抑制が可能となるようなデータ記録装置を提供することである。
【００２９】
また、本発明の第二の課題は、そのようなデータ記録装置にてデータ記録のなされた記録媒体からデータの再生を行なうことのできるデータ再生装置を提供することである。
【００３０】
なお、本発明に関連する従来技術として、次のようなものがある。
【００３１】
▲１▼特開平8-287617号
この技術は、複数の情報ワードで構成されるブロックデータの当該情報ワードの配列順序を変えて再配列する過程で、配列後の情報ワードが均等に散らばるようにする技術である。これにより、データ再生時にバーストエラーが発生してもその影響を小さくすることができる。
【００３２】
しかし、この技術は、記録すべきデータの低域成分を抑制するという処理に関するものではない。
【００３３】
▲２▼特開平3-286624号
この技術は、情報データと制御データを含むデータグループに誤り検出訂正符号を付加するもので、その際にデータの信号成分の低域成分を抑制するように制御符合のパターンを決定する技術である。
【００３４】
しかし、この技術は、データのインターリーバ（再配列）を考慮したものではない。
【００３５】
▲３▼特開平6-176495号
この技術は、記録信号を生成する過程で所望の周波数特性となるようにデータの一定ワード毎にビットを挿入する技術である。
【００３６】
しかし、この技術は、データのインターリーバ（再配列）を考慮したものではない。
【００３７】
▲４▼特開昭62-030436号
この技術は、情報データに誤り検出訂正符号を付加するもので、その誤り訂正符号を付加する位置を適正に選ぶことによりデータの信号成分の低域成分を抑制する技術である。
【００３８】
しかし、この技術は、データのインターリーバ（再配列）を考慮したものではない。
【００３９】
【課題を解決するための手段】
上記第一の課題を解決するため、本発明は、請求項１に記載されるように、元データから記録媒体に書き込むべきデータビット列を生成する過程でデータのビット配列を変えるビット配列変更処理を含む符号化処理を行うデータ記録装置において、上記ビット配列変更処理にてビット配列の変更がなされる前に得られるデータビット列と予め定めた複数のパリティビット列のそれぞれとを所定の合成規則に従って合成して複数の合成データビット列を生成するデータビット列合成手段と、該データビット列合成手段にて得られた複数の合成データビット列のそれぞれに対して上記ビット配列変更処理を含む符号化処理を施すことによって生成される複数の符号化データビット列から所定の基準に従って一の符号化データビット列を選択するデータビット列選択手段とを有し、該データビット列選択手段にて選択された一の符号化データビット列に基づいて上記記録媒体に対するデータ書込み処理を行なうように構成される。
【００４０】
このようなデータ記録装置では、データビット列と複数のパリティビット列のそれぞれとの合成によりそれぞれ変化特性（周波数特性）の異なる合成データビット列が生成される。その複数の合成データビット列それぞれに対してビット配列変更処理を含む符号化処理が施されることにより変化特性の異なる複数の符号化データビット列が得られる。
【００４１】
そして、その変化特性（周波数特性）の異なる複数の符号化データビット列から所定の基準に従って一の符号化データビット列が選択され、その選択された一の符号化データビット列に基づいて記録媒体に対するデータ書込み処理がなされる。
【００４２】
符号化データビット列を選択するための所定の基準は、上記のようにデータの書込みがなされた記録媒体から元データの復元を行うデータ再生装置にて許容される低域ノイズ特性に基づいて定められる。できるだけ低域ノイズを抑制できるという観点から、できるだけ低域成分の抑制された符号化データビット列が選択されるような基準に決められることが好ましい。
【００４３】
上記符号化処理は、例えば、ターボ符号化処理等、ビット配列を変える処理を含み得るものであれば特に限定されない。
【００４４】
上記データビット列合成手段による上記データビット列と複数のパリティビット列のそれぞれとの合成手法は、生成される各合成データビット列からパリティビット列の復元が可能であれば特に限定されない。例えば、データビット列内にパリティビット列を分散して挿入する手法であっても、また、請求項３に記載されるように畳込みの手法であってもよい。
【００４５】
上記パリティビット列との合成に供されるべきデータビット列は、上記ビット配列変更手段にてビット配列の変更がなされる前に得られるデータビット列であれば特に限定されず、例えば、請求項２に記載されるように元データであってもよい。
【００４６】
できるだけ低域成分が抑制された符号化データビット列を容易に選択することができるという観点から、本発明は、請求項４に記載されるように、上記各データ記録装置において、上記データビット列選択手段は、上記複数の符号化データビット列それぞれの変化特性を表す所定のパラメータを演算し、各符号化データビット列に対して演算された上記所定のパラメータに基づいて一の符号化データビット列を選択するように構成することができる。
【００４７】
上記符号化データビット列の変化特性を表すパラメータから低域成分の抑制の程度を容易に判断することができるので、できるだけ低域成分が抑制された符号化データビット列を容易に選択することが可能となる。
【００４８】
上記複数の符号化データビット列それぞれの変化特性を表す所定のパラメータとして、DSV（Digital Sum Variation）を用いることができる。
【００４９】
上述したようなデータ記録装置にてデータ記録のなされた記録媒体からデータの再生を行うことのできるデータ再生装置を提供するという第二の課題を解決するため、本発明は、請求項５に記載されるように、記録媒体からの再生信号を所定周期でサンプリングし、そのサンプリング値列から上記データ記録装置（請求項１）におけるビット配列変更処理を含む符号化処理に対応した復号処理により尤度情報列を生成し、その尤度情報列から元データを復元するようにしたデータ再生装置において、上記尤度情報列を所定の基準に基づいて硬判定して硬判定データビット列を出力する硬判定手段と、該硬判定手段から出力される硬判定データビット列から上記データ記録装置（請求項１）で用いられるパリティビット列に対応したビット列を特定し、該ビット列を用いて請求項１に記載されるデータ記録装置にて採用される合成規則に対応した規則に従って該硬判定データビット列を復調して元データを復元する復調手段とを有するように構成される。
【００５０】
また、上記第一の課題を解決するため、本発明は、請求項６に記載されるように、元データから記録媒体に書き込むべきデータビット列を生成する過程でデータのビット配列を変えるビット配列変更処理を含む符号化処理を行うデータ記録装置において、元データを所定の規則に従って符号化して得られた符号化データビット列のビット配列をそれぞれ異なる変更規則に従って変更して再配列符号化データビット列を出力する複数のビット配列変更手段と、上記複数のビット配列変更手段から出力される複数の再配列符号化データビット列から所定の規則に従って一の再配列符号化データビット列を選択する符号化データビット列選択手段と、該符号化データビット列選択手段にて選択された一の再配列符号化データビット列の所定位置に当該一の再配列符号化データビット列を出力したビット配列変更手段を特定するパリティビット列を付加するパリティ付加手段とを有し、該パリティ付加手段にて得られたパリティビット列が付加された再配列符号化データビット列に基づいて上記記録媒体に対するデータ書込み処理を行なうように構成される。
【００５１】
このようなデータ再生装置では、元データの符号化により得られた符号化データビット列のビット配列が複数のビット配列変更手段により変更され、それぞれビット配列の異なる複数の再配列符号化データビット列が得られる。これら複数の再配列符号化データビット列の変化特性（周波数特性）は異なる。この変化特性の異なる複数の再配列符号化データビット列から所定の基準に従って一の再配列符号化データビットが選択される。
【００５２】
そして、その選択された一の再配列符号化データビット列に対して当該一の再配列符号化データビット列を特定するパリティビットが付加され、そのパリティビットが付加された再配列符号化データビット列に基づいて記録媒体に対するデータ書込み処理がなされる。
【００５３】
このようにしてデータ記録のなされた記録媒体からデータを再生する際に、上記パリティビットを抽出することにより、符号化処理の過程で用いられたビット配列変更手段を特定することができる。従って、データの再生に際してなされる復号処理では、その特定されたビット配列変更手段での処理に対応した処理を行うことができるようになる。
【００５４】
上記ビット配列変更手段を選択するための所定の基準は、前述したデータ記録装置と同様に、データの書込みがなされた記録媒体から元データの復元を行うデータ再生装置にて許容される低域ノイズ特性に基づいて定められる。また、できるだけ低域ノイズ抑制できるという観点から、できるだけ低域成分の抑制された再配列符号化データビット列を出力するビット配列変更手段が選択されるような基準に決められることが好ましい。
【００５５】
この場合も、上記符号化処理は、例えば、ターボ符号化処理等、ビット配列を変える処理を含み得るものであれば特に限定されない。
【００５６】
できるだけ低域成分が抑制された再配列データビット列を容易に選択することができるという観点から、本発明は、請求項７に記載されるように、上記データ記録装置において、上記データビット列選択手段は、上記複数の再配列符号化データビット列それぞれの変化特性を表す所定のパラメータを演算し、各再配列符号化データビット列に対して演算された上記所定のパラメータに基づいて一の再配列符号化データビット列を選択するように構成することができる。
【００５７】
上記複数の再配列符号化データビット列それぞれの変化特性を表す所定のパラメータとして、DSVを用いることができる。
【００５８】
上述したようなデータ記録装置にてデータ記録のなされた記録媒体からデータの再生を行うことのできるデータ再生装置を提供するという第二の課題を解決するため、本発明は、請求項８に記載されるように、記録媒体からの再生信号を所定の周期でサンプリングし、そのサンプリング値列から上記データ記録装置（請求項６）におけるビット配列変更処理を含む符号化処理に対応した復号処理により尤度情報列を生成し、その尤度情報列から元データを復元するようにしたデータ再生装置において、上記復号処理の過程で得られる尤度情報列の配列をそれぞれ異なる変更規則に従って変更して再配列尤度情報列を出力する複数の情報配列変更手段と、上記復号処理の過程で得られる尤度情報列から上記データ記録装置（請求項６）にて用いられるパリティビット列に相当するビット列を生成し、そのビット列の表す情報にて特定される一の情報配列変更手段を上記複数の情報配列変更手段から選択する選択手段とを有し、上記サンプリング値列から元データを復元する過程で上記選択手段にて選択された一の情報配列変更手段による尤度情報列の配列変更処理がなされるように構成される。
【００５９】
上記データ記録装置にて用いられるパリティビット列に相当するビット列を誤って生成した場合における誤り訂正を可能にするという観点から、本発明は、請求項９に記載されるように、上記データ再生装置において、上記復元された元データの誤り状態を判定する誤り状態判定手段と、該誤り状態判定手段での判定結果に基づいて上記複数の配列変更手段から他の一の配列変更手段を選択する再選択手段とを有するように構成される。
【００６０】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。
【００６１】
本発明の実施の一形態に係るデータ記録装置及びデータ再生装置は例えば図４に示すように構成される。図４では、データ記録装置は、記録媒体（光磁気ディスク）にデータの記録を行うデータ記録再生装置のライト系として実現され、また、データ再生装置は、当該データ記録再生装置のリード系として実現されている。
【００６２】
図４に示すデータ記録再生装置は、記録媒体として光磁気ディスク（MO）１１０を用いた光ディスク装置であり、記録再生機構１００、光磁気ディスク１１０にデータの書込みを行なうライト系、及びその光磁気ディスク１１０からデータの再生を行なうリード系を有する。上記記録再生機構１００は、光ビーム出力ユニット（例えば、レーザダイオード（LD））、光検出器（例えば、フォトダイオード）を備えた光学ヘッド（図示略）、及び光磁気ディスク１１０を所定速度にて回転させるディスク駆動装置１２０を備えている。
【００６３】
ライト系は、記録データ列生成器３０及びＬＤ駆動回路３４を有する。記録データ列生成器３０は、ユーザデータｕkに対してパリティビットの畳込み処理、符号化の処理等を施して光磁気ディスク１１０に書込むべき符号化データビットｃi’を生成する。ＬＤ駆動回路３４は、符号化データビット列ｃi’に基づいて記録再生機構１００の光ビーム出力ユニットの駆動制御を行なう。この符号化データビット列ｃi’に基づいて駆動制御される光ビーム出力ユニットからの光ビームにより光磁気ディスク１１０に信号の書込みがなされる。上記光磁気ディスク１１０への信号の書込みは、その信号再生時に所定の波形干渉が発生するように高密度にてなされる。
【００６４】
上記記録データ列生成器３０は、例えば、図５に示すように構成される。
【００６５】
図５において、この記録データ列生成器３０は、パリティ畳込み回路３１０、複数の符号化回路３２０（１）〜３２０（２n）及び選択回路３３０を有する。パリティ畳込み回路３１０は、光磁気ディスク１１０に書込むべきデータビット列の低域成分を抑制するために所定のパリティビット列をユーザデータｕkに畳込む。この畳込みの処理では、ユーザデータＮビットに対してｎビットのパリティビット列が畳込まれる。具体的には、図６に示すように、ユーザデータｕkがｎビット単位の分割ビット列Ａ、Ｂ、Ｃ、・・・に分割される。そして、ｎビットのパリティビット列と一番目の分割ビット列Ａとの畳み込みがなされて（ビット毎の排他的論理和演算）、畳込みビット列Ａ’が生成される。この畳込みビット列Ａ’と二番目の分割ビット列Ｂとの畳込みがなされて次の畳込みビット列Ｂ’が生成される。以下、同様に、畳込みビット列が得られる毎に、その畳込みビット列と次の分割ビット列との畳込みがなされる。その結果、先頭にｎビットのパリティビット列が位置し、その後に順次得られた畳込みビット列Ａ’、Ｂ’、Ｃ’、・・・が配列された畳込みデータビット列ｕk’が生成される。
【００６６】
ｎビットで構成されるパリティビット列は、２n種類存在する。パリティ畳込み回路３１０は、それら全種類のパリティビット列に対する上述したような畳込み処理を行う。パリティ畳込み回路３１０から出力される２n個の畳込みデータビット列ｕk’のそれぞれは、２n個の符号化回路３２０（１）〜３２０（２n）のいずれかに供給される。各符号化回路３２０（１）〜３２０（２n）は、供給される畳込みデータビット列ｕk’の符号化処理、インターリーバ処理等を施すもので、例えば、図７に示すように構成される。
【００６７】
図７において、各符号化回路３２０（１）〜３２０（２n）は、符号器３２１、結合器３２２及びインターリーバ（π）３２３を有する。符号器３２１は、例えば、図８に示すように、２つの遅延素子３２１１、３２１２及び２つの排他的論理和ゲート３２１５、３２１６にて構成される再帰的組織畳み込み符号器である。そして、この符号器３２１は、上記パリティ畳込み回路３１０からの畳込みデータビット列ｕk’に対して拘束長＝３の符号化を行なうことによってその畳込みデータビット列ｕk’に対応したパリティビット列ｐkを生成する。
【００６８】
結合器３２２は、畳込みデータビット列ｕk’と符号器３２１にて生成されたパリティビット列ｐkとを所定の規則に従って結合し、その結合にて得られたビット列から所定の規則に従ってビットを間引いて（puncture機能）符号化データビット列ａi’を生成する。インターリーバ（π）３２３は、結合器３２２からの符号化データビット列ａi’の配列を所定の規則に従って変えて符号化データビット列ｃi’を生成する。
【００６９】
図５に戻って、この記録データ列生成器３０は、各符号化回路３２０（１）〜３２０（２n）から出力される符号化データビット列から１つの符号化データビットｃi’を選択する。具体的には、各符号化回路３２０（１）〜３２０（２n）から出力される符号化データビット列のDSV（Digital Sum Variation）を演算し、そのDSVの絶対値の最大値が最小となる符号化データビット列ｃi’を選択する。
【００７０】
このDSVは、信号の変動状況を表すパラメータであり、変動周期が小さい信号（高域成分が多い）ではDSVの絶対値の最大値が小さくなり、変動周期が大きい信号（低域成分が多い）ではDSVの絶対値の最大値が大きくなる。従って、この選択回路３３０は、各符号化回路３２０（１）〜３２０（２n）で生成された符号化データビット列のうち最も低域成分の抑制された符号化データビット列を選択することになる。
【００７１】
上記のようにこのデータ記録再生装置のライト系では、ユーザデータｕkがＮビットずつ処理され、その過程で、ｎビットのパリティビット列の畳込みにより低域成分の抑制された符号化データビット列ｃi’がLD駆動回路３１に供給される。そして、上述したようなLD駆動回路３１の動作によりその符号化データビット列ｃi’が光磁気ディスク１１０に順次書込まれる。
【００７２】
なお、上記畳込みの処理、DSVの演算、符号化データビット列の選択等の処理は、LD駆動回路３１の書込み動作に同期させずに行うことが可能である。従って、上記各処理及び演算での遅延を最小にするため、それら各処理及び演算は、データ書込み用の同期クロックより高速のクロックに同期させて行わせることが可能である。
【００７３】
また、図４に戻って、このデータ記録再生装置のリード系は、アンプ４１、ＡＧＣ（Auto gain controller）４２、ローパスフィルタ４３、等化器４４、及びアナログデジタル変換器（以下、Ａ／Ｄという）４５を有している。上記記録再生機構１００の光検出器から出力されるMO再生信号は、アンプ４１、ＡＧＣ４２、ローパスフィルタ４３及び等化器４４によってＰＲ波形（パーシャルレスポンス波形）とみなしうるように波形整形される。即ち、光磁気ディスク１１０からの再生信号は、実質的にＰＲチャネルでの符号化がなされた状態となる。従って、上記ライト系（各符号化回路における符号器３２１）とそのＰＲチャネルでの実質的な符号化機能により図２に示すようなターボ符号化装置の構成が実現される。
【００７４】
このリード系は、更に、メモリユニット４６、反復復号器４７及びコントローラ４８を有する。上記のように波形等化された後の信号はＡ／Ｄ４５によって所定周期にてデジタル値（サンプリング値）に変換され、このＡ／Ｄ４５から順次出力されるサンプリング値ｙiはメモリユニット４６に格納される。そして、そのメモリユニット４６に格納されたサンプリング値ｙiが反復復号器４７にて復号（ターボ復号）される。コントローラ４８は、反復復号器４７の動作や復号条件等を制御する。この反復復号器４７は復号処理を繰り返し実行して復元されたデータ列Ｕkを出力する。
【００７５】
上記反復復号器４７は、前述したように、リード系における各符号化回路の符号器３２１（図５、図７参照）とＰＲチャネルでの符号化機能に対応した復号器を有するものであり、例えば、図９に示すように構成される。
【００７６】
図９において、この反復復号器４７は、ＰＲチャネル復号器４７１、デインターリーバ（π-1）４７２、分解器４７３、コード復号器４７４、結合器４７５、インターリーバ（π）４７６、硬判定器４７７、減算器４７８、４７９及び畳込み復調回路４７１０を有している。
【００７７】
ＰＲチャネル復号器４７１は、前述したＰＲチャネルの符号化機能に対応した復号器であり、事後確率復号（APP：a posteriori probability decoding）を行なう。具体的には、入力されるサンプリング値Ｙ（ｙ1、ｙ2、・・・、ｙn）が検出された条件のもとで、ビットｃiが１になる確率Ｐ（ｃi＝１｜Ｙ）とそれが０になる確率Ｐ（ｃi＝０｜Ｙ）との比に基づいた対数尤度比Ｌ（ｃi*）が演算される。
【００７８】
Ｌ（ｃi*）＝ln｛Ｐ（ｃi＝１｜Ｙ）／Ｐ（ｃi＝０｜Ｙ）｝ ・・・（４）
上記各確率は、サンプリング値ｙiの状態遷移を表すトレリス線図に基づいて計算される。
【００７９】
上記対数尤度比Ｌ（ｃi*）は、上記式（４）に従って演算されることから、ビットｃiが１になる最大確率からそのビットｃiが０になる最大確率までの確率を正の数値Ｌmaxから負の数値Ｌminまで連続的に表現した数値範囲の値となる。
【００８０】
ＰＲチャネル復号器４７１が出力した尤度情報Ｌ（ｃi*）から後述するようなコード復号器４７４からの出力に基づいた事前情報Ｌa（ｃi）が減算器４７８にて減算されて外部尤度情報Ｌe（ｃ）が得られる。
【００８１】
このようにして順次得られる外部尤度情報Ｌe（ｃ）の列は、デインターリーバ（π-1）４７２にて配列順序が変えられて分解器４７３に供給される。分解器４７３は、順次入力される尤度情報の列をデータビットｕkに対応した尤度情報Ｌ（ｕk）の列とパリティビットｐkに対応した尤度情報Ｌ（ｐk）の列に分解する。また、その分解の際に、符号化処理での間引き（結合器３２２のpuncture機能）の規則に対応した規則に従って情報の追加を行なう（depuncture機能）。
【００８２】
コード復号器４７４は、前述したライト系における各符号化回路の符号器３２１に対応した復号器であり、事後確率復号（APP）を行なう。具体的には、上記のようにデータビットに関する尤度情報である事前情報Ｌ（ｕk）及びパリティビットに関する尤度情報である事前情報Ｌ（ｐk）に基づいてデータビットに関する事後確率（ｕk＝１となる確率、ｕk＝０となる確率）で表される対数尤度比Ｌ（ｕ*）及びパリティビットに関する事後確率（ｐk＝１となる確率、ｐk=０となる確率）で表される対数尤度比Ｌ（ｐ*）を計算する。
【００８３】
上記コード復号器４７４から順次出力される対数尤度比Ｌ（ｕ*）の列及び対数尤度比Ｌ（ｐ*）の列は、結合器４７５に供給される。この結合器４７５は、対数尤度比Ｌ（ｕ*）の列とＬ（ｐ*）の列とを結合し、所定の規則に従ってその情報の間引きを行なう（puncture機能）。その結果、結合器４７５から尤度情報Ｌ（ｃ*）が出力される。
【００８４】
そして、上記コード復号器４７４に供給される事前情報Ｌe（ｃ）（Ｌ（ｕk）とＬ（ｐk）への分解前）が減算器４７９により上記尤度情報Ｌ（ｃ*）から減算される。その結果は、インターリーバ（π）４７６に供給される。
【００８５】
このインターリーバ（π）４７６にて配列が変えられた尤度情報の列は上記ＰＲチャネル復号器４７１に事前情報Ｌa（ｃi）として供給されると共に、減算器４７８に供給される。
【００８６】
上記のようにＰＲチャネル復号器４７１とコード復号器４７４を有する反復復号器４７では、一方の復号器が他方の復号器から供給される事前情報を用いて繰り返し復号処理を行う（反復復号）。
【００８７】
硬判定器４７７は、上記反復復号の処理が所定の回数行なわれた際にコード復号器４７４から出力されるデータビットｕkに関する対数尤度比Ｌ（ｕ*）に基づいてデータビットＵk’が１及び０のいずれかであるかを判定し、その判定された値のデータビットＵk’を出力する。前述したように、対数尤度比Ｌ（ｕ*）は、ビットｕkの１になる確率が０になる確率より大きいときに正の数値となり、ビットｕkの１なる確率が０になる確率より小さいときに負の数値となる。従って、具体的には、この硬判定器４７７は、スライスレベル「０」を用いて対数尤度比Ｌ（ｕ*）の硬判定を行ってデータビットＵk’を生成する。
【００８８】
この硬判定器４７７から出力されるデータビットＵk’は、上記ライト系における記録データ生成器３０にて生成された畳込みデータビット列ｕk’（図６参照）に対応している。この畳込みデータビット列ｕk’に対応したデータビット列Ｕk’は、更に畳込み復調回路４７１０に供給される。この畳込み復調回路４７１０は、前述したパリティ畳込み回路３１０（図５参照）での畳込みの処理規則に対応した処理規則に従って、硬判定器４７７からのデータビット列Ｕk’に対する復調処理を行う。
【００８９】
即ち、この復調処理では、図１０に示すように、硬判定器４７７から出力される硬判定データ（データビット列Ｕk’）がｎビット毎のビット列に分割される。その結果、先頭にｎビットのパリティビットが位置し、その後にｎビットの畳込みビット列Ａ’、Ｂ’、Ｃ’、・・・が配列されたデータビット列Ｕk’が得られる。そして、先頭のパリティビット列とそれに隣接する畳込みビット列Ａ’との畳込み（排他的論理和演算）がなされることにより、元の分割ビット列Ａが復調される。次いで、畳込みビット列Ａ’とそれに隣接する畳込みビット列Ｂ’との畳込みがなされることにより、元の分割ビット列Ｂが復調される。以下、同様に、隣接する各畳込みビット列どうしの畳込みがなされる。その結果、分割ビット列Ａ、Ｂ、Ｃ、・・・が順次配列されるＮビットのユーザデータに対応した復調データＵkが得られる。
【００９０】
上述したようなデータ記録再生装置のライト系では、記録すべきユーザデータｕkと２n種類のパリティビット列のそれぞれとの畳込みを行ってその先頭にそのパリティビット列を付加することにより２n個の畳込みビット列ｕk’が生成される。そして、その２n個の畳込みビット列ｕk’から２n個の符号化データビット列ｃi’が生成され、それら２n個の符号化データビット列ｃi’からDSVの絶対値の最大値が最小となる符号化データビット列が選択される。即ち、２ｎ個の符号化データビット列ｃi’のうちで最も低域成分が抑制された符号化データビット列が書込むべきデータビット列として選択される。
【００９１】
また、当該データ記録再生装置のリード系では、上記のように選択された符号化データビット列の書込まれた光磁気ディスク１１０から反復復号の手法に用いてデータビット列Ｕk’が復元される。そして、そのデータビット列Ｕk’の先頭に位置するパリティビット列を利用して更に当該データビット列Ｕk’が上記畳込みの規則に従って復調され、最終的な復調データＵkが得られる。
【００９２】
従って、このようなデータ記録再生装置によれば、ユーザデータｕkに対してパリティビットの畳込みを行った後にインターリーバにてビット配列が変更されても、より低域成分が抑制された符号化ビット列が光磁気ディスク１１０に書込まれるので、光磁気ディスク１１０からの再生信号における低域ノイズが抑制されたものとなる。また、尤度情報（対数尤度比）を用いた反復復号により、上記パリティビット列を含む畳込みデータビット列がなんら支障なく復元されるので、そのパリティビットを利用した当該畳込みデータビット列に対する畳込み復調処理により、元のユーザデータを復元することができる。
【００９３】
上記記録データ列生成器３０は、図１１に示すように構成することもできる。この例では、単一の符号器と特性の異なる複数のインターリーバが用いられる。
【００９４】
図１１において、この記録データ列生成器３０は、単一の符号器３２１、結合器３２２及び複数（例えば、２n個）のインターリーバ３２３（１）〜３２３（２n）、選択回路３４０及びパリティ付加回路３５０を有している。符号器３２１は、前述した例と同様に、再帰的組織畳込み復号器であり、ユーザデータｕkに対応したパリティビット列ｐkを生成する。また、結合器３２２も前述した例と同様に、ユーザデータｕkと符号器３２１からのパリティビット列ｐkとを所定の規則に従って結合し、その結合にて得られたビット列から所定の規則に従ってビットを間引いて（puncture 機能）符号化データビット列ａiを生成する。
【００９５】
各インターリーバ３２３（１）〜３２３（２n）は、それぞれ異なった配列変更規則に従って結合器３２２から供給される符号化データビット列ａiのビット配列を変更する。選択回路３４０は、各インターリーバ３２３（１）〜３２３（２n）から出力される符号化データビット列のDSVを演算し、そのDSVの絶対値の最大値が最小となる符号化データビット列を選択する。この選択回路３４０はその選択した符号化データビット列と共に選択した符号化データビット列を出力するインターリーバを特定する情報をパリティ付加回路３５０に供給する。
【００９６】
パリティ付加回路３５０は、選択回路３５０からの符号化データビット列の所定位置（例えば、先頭）に上記インターリーバを特定する情報を表すｎビット（２n種類を表し得る）のパリティを付加して光磁気ディスク１１０に書込むべき符号化データビット列ｃi’を生成する。
【００９７】
また、このような構成の記録データ列生成器３０を有するライト系に対応したリード系における反復復号器４７は、例えば、図１２に示すように構成される。
【００９８】
図１２において、この反復復号器４７は、ターボ復号を行う基本的な構成は図９に示すものと同様であるが、図９に示す構成における畳込み復調回路４７１０に代えて選択制御回路４７１１を備えると共に、単一のデインターリーバ４７２に代えて上記記録データ生成器３０における複数のインターリーバ３２３（１）〜３２３（２n）（図１１参照）に対応する複数のデインターリーバからなるデインターリーバセット４７２０、及び単一のインターリーバ４７６に代えて上記複数のインターリーバ３２３（１）〜３２３（２n）に対応する複数のインターリーバからなるインターリーバセット４７６０を備えている。
【００９９】
このような反復復号器４７では、選択制御回路４７１１は、ＰＲチャネル復号器４７１から事後確率情報として出力される対数尤度比Ｌ（ｃi*）を硬判定して復号ビット列を生成する。そして、選択制御回路４７１１は、更に、その復号ビット列から上記所定位置に付加されたインターリーバを特定する情報を表すパリティビット列を抽出して（パリティチェック）、その抽出されたパリティビット列にて特定されるインターリーバに対応したデインターリーバ及びインターリーバを上記デインターリーバセット４７２０及びインターリーバセット４７６０からから選択する。
【０１００】
この選択されたデインターリーバ及びインターリーバが当該反復復号器４７において有効となる。その結果、上記ライト系における記録データ列生成器３０の符号化処理で用いられたインターリーバに対応するインターリーバ及びデインターリーを用いて当該反復復号器４７は、前述したのと同様の手順に従って反復復号処理を行う。
【０１０１】
なお、上記選択制御回路４７１１は、上記インターリーバを特定するパリティビット列を抽出したときに、そのパリティビット列に対応した対数尤度比（尤度情報）の列をＰＲチャネル復号器４７１から順次出力される対数尤度比の列から除去する。以後、そのパリティビット列に対応した対数尤度比の列が除去された対数尤度比の列に基づいて前述したような反復復号がなされる。
【０１０２】
上記のようなデータ記録再生装置のライト系では、記録すべきユーザデータｕkを符号化して得られた符号化データビットａiのビット配列を複数（例えば、２n個）のインターリーバのそれぞれで変更し、その結果得られた複数の符号化データビット列からDSVの絶対値の最大値が最小となる符号化データビット列が選択される。そして、使用したインターリーバを特定する情報を表すパリティビット列をその選択された符号化データビット列の所定位置に付加して光磁気ディスク１１０に書込むべき符号化データビット列ｃi’を生成する。即ち、複数の符号化データビット列のうち最も低域成分が抑制された符号化データビット列と上記パリティビット列とが一体となって光磁気ディスク１１０に書込まれる。
【０１０３】
また、当該データ記録再生装置のリード系では、ＰＲチャネル復号器４７１からの尤度情報列を硬判定して得られる復号ビット列から上記パリティビット列が抽出され、複数のインターリーバ及びデインターリーバからそのパリティビット列で特定されるインターリーバ及びでデインターリーバが選択される。そして、その選択されたインターリーバ及びデインターリーバを用いて反復復号処理がなされる。
【０１０４】
従って、このようなデータ記録再生装置によれば、より低域成分が抑制された符号化データビット列が光磁気ディスク１１０に書込まれると共に、その光磁気ディスク１１０から反復復号の手法に従って支障なくユーザデータの復元が可能となる。
【０１０５】
ところで、上記選択制御回路４７１１におけるＰＲチャネル復号器４７１からの尤度情報についての硬判定処理にて誤りが発生した場合、ライト系で選択されたインターリーバに正しく対応するデインターリーバ及びインターリーバが選択されない。このような場合の誤り訂正処理について説明する。
【０１０６】
上記光磁気ディスク１１０に書込むべき符号化データビット列ｃi’に予め検査ビットが付加される。そして、図１３に示すように、コントローラ４８は、CRC（cyclic Redundancy Check）判定部４８ａを有している。このCRC判定部４８ａは、図１２に示す構成となる反復復号器４７から出力される復号データに含まれる上記検査ビットに基づいてCRCを実行し、その復号データのビットエラーレートを判定する。コントローラ４８は、CRC判定部４８ａでのビットエラーレートの判定結果に基づいてインターリーバ（デインターリーバ）の再選択するための制御信号を反復復号器４７に供給する。反復復号器４７は、その再選択するための制御信号を受信すると、デインターリーバセット４７２０及びインターリーバセット４７６０から対応するデインターリーバ及びインターリーバを選択し、再度反復復号処理を実行する。
【０１０７】
反復復号器４７にて誤ったデインターリーバ及びインターリーバが選択された場合、その復号結果は確率１／２に対応した尤度情報を硬判定する場合のように誤りだらけとなるため、コントローラ４７は、CRC判定部４８ａでのビットエラーの判定結果に基づいて容易にデインターリーバ及びインターリーバの再選択の判定を行うことができる。そして、そのビットエラーの状態が所定の状態に達しない場合には、上記のようなデインターリーバ及びインターリーバの再選択の処理が繰り返し行われる。
【０１０８】
これにより、上記選択制御回路４７１１におけるＰＲチャネル復号器４７１からの尤度情報についての硬判定処理にて誤りが発生した場合であっても、ライト系で選択されたインターリーバに正しく対応するデインターリーバ及びインターリーバが選択でき、正しいユーザデータの復元が可能となる。
【０１０９】
なお、上記各例では、ターボ符号化・復号の手法を用いたデータ記録再生装置について説明したが、本発明は、その符号化の処理の過程でデータビット列の再配列を行うものであれば、その符号化及び復号の手法については特に限定されない。
【０１１０】
また、上述したリード系の構成はデータ記録専用のデータ記録装置に適用できると共に、上述したライト系の構成はデータ再生専用のデータ再生装置に適用することができる。
【０１１１】
上記各例において、図５に示すパリティ畳込み回路３１０はデータビット列合成手段に対応し、図５に示す選択回路３３０はデータビット列選択手段に対応する。図９に示す硬判定器４７７は硬判定手段に対応し、図９に示す畳込み復調回路４７１０は復調手段に対応する。
【０１１２】
また、図１１に示すインターリーバ３２３（１）〜３２３（２n）は複数のビット配列変更手段に対応し、図１１に示す選択回路３４０は符号化データビット列選択手段に対応し、図１１に示すパリティ付加回路３５０はパリティ付加手段に対応する。図１２に示すデインターリーバセット４７２０及びインターリーバセット４７６０は複数の情報配列変更手段に対応し、図１１に示す選択制御回路４７１１は選択手段に対応する。
【０１１３】
【発明の効果】
以上、説明したように、請求項１乃至４記載の本願発明に係るデータ記録装置によれば、変化特性（周波数特性）の異なる複数の合成データビット列のそれぞれに対してビット配列変更処理を含む符号化処理を施し、その結果得られる複数の符号化データビット列から選択される一の符号化データビットに基づいて記録媒体に対するデータ書込み処理がなされる。このため、複数の符号化データビットから一の符号化データビット列の選択基準を適当に定めることにより記録媒体に書込むべきデータの低域成分の抑制が可能となる。
【０１１４】
また、上記合成データビット列を生成する規則が既知であるので、データ再生装置においてその合成規則に対応した規則に従ってその合成前のデータビット列を再現することが可能となる。従って、支障をきたすことなくデータの復号が可能となる。
【０１１５】
請求項５記載の本願発明によれば、上記データ記録装置にてデータ記録のなされた記録媒体からデータの再生を行うことのできるデータ再生装置を実現することができる。
【０１１６】
請求項６及び７記載の本願発明に係るデータ記録装置によれば、符号化データビットを複数の情報配列変更手段を用いて処理することにより変化特性（周波数特性）の異なる複数の再配列符号化データビット列が得られる。その複数の再配列符号化データビットから一の再配列符号化データビットを選択し、その選択された一の再配列符号化データビット列を出力した情報配列変更手段を特定するパリティビット列が当該一の再配列符号化データビット列に付加される。そして、そのパリティビット列が付加された一の再配列符号化データビット列に基づいて記録媒体に対するデータ書込み処理がなされる。このため、複数の再配列符号化データビット列の選択基準を適当に定めることにより記録媒体に書込むべきデータの低域成分の抑制が可能となる。
【０１１７】
また、データ再生装置において、当該パリティビットを抽出することにより、データ記録装置で採用された情報配列変更手段を特定することが可能となり、データの再生に際してなされる復号処理では、その特定されたビット配列変更手段での処理に対応した処理を行うことができるようになる。従って、支障をきたすことなくデータの復号が可能となる。
【０１１８】
請求項８及び９記載の本願発明によれば、上記データ記録装置にてデータ記録のなされた記録媒体からデータの再生を行うことのできるデータ再生装置を実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】ターボ符号化装置の構成例を示すブロック図である。
【図２】ターボ符号化装置の他の構成例を示すブロック図である。
【図３】図１に示すターボ符号化装置に対応する復号装置の構成例を示すブロック図である。
【図４】本発明の実施の一例に係るデータ記録装置及びデータ再生装置を示す図である。
【図５】記録データ列生成器の構成例を示すブロック図である。
【図６】パリティ畳込み回路の動作例を示す図である。
【図７】符号化回路の構成例を示すブロック図である。
【図８】符号器の構成例を示す図である。
【図９】反復復号器の構成例を示すブロック図である。
【図１０】畳込み復調回路の動作例を示す図である。
【図１１】記録データ列生成器の他の構成例を示すブロック図である。
【図１２】反復復号器の他の構成例を示すブロック図である。
【図１３】反復復号器におけるインターリーバの再選択機能を実現するための構成例を示すブロック図である。
【符号の説明】
３０ 記録データ列生成器
３１ ＬＤ駆動回路
４１ アンプ
４２ ＡＧＣ
４３ ローパスフィルタ
４４ 等化器
４５ アナログ・デジタル変換器（Ａ／Ｄ）
４６ メモリユニット
４７ 反復復号器
４８ コントローラ
４８ａ CRC判定部
１００ 記録再生機構
３１０ パリティ畳込み回路
３２０（１）〜３２０（２n） 符号化回路
３２１ 符号器
３２２ 結合器
３２３、３２３（１）〜３２３（２n） インターリーバ
３３０、３４０ 選択回路
３５０ パリティ付加回路
４７１ ＰＲチャネル復号器
４７２ デインターリーバ（π-1）
４７３ 分離器
４７４ コード復号器
４７５ 結合器
４７６ インターリーバ（π）
４７７ 硬判定器
４７８、４７９ 減算器
４７１０ 畳込み復調器
４７１１ 選択制御回路（パリティチェック）
４７２０ デインターリーバセット
４７６０ インターリーバセット
Claims (5)
- 元データ（ｎ×Ｍビット、但し、ｎ及びＭは、正の整数）から記録媒体に書き込むべきデータビット列を生成する過程でインターリーブ処理を含むターボ符号化処理を行うデータ記録装置において、
上記インターリーブ処理にてビット配列の変更がなされる前に、ｎビット毎に分割されたＭ個の前記元データビット列と、予め定めたｎビットのパリティビット列のそれぞれとを所定の合成規則に従って合成してＭ個の合成データビット列を生成するデータビット列合成手段と、
該データビット列合成手段にて得られたＭ個の合成データビット列のそれぞれに対して上記インターリーブ処理を含むターボ符号化処理を施すことによって生成されるＭ個の符号化データビット列から、それぞれの符号化データビット列のＤＳＶ値に基づいて、一の符号化データビット列を選択するデータビット列選択手段とを有し、
該データビット列選択手段にて選択された一の符号化データビット列に基づいて上記記録媒体に対するデータ書込み処理を行なうようにしたデータ記録装置。 - 記録媒体からの再生信号を所定周期でサンプリングし、そのサンプリング値列から請求項１に記載されるデータ記録装置におけるビット配列変更処理を含む符号化処理に対応した復号処理により尤度情報列を生成し、その尤度情報列から元データを復元するようにしたデータ再生装置において、
上記尤度情報列を所定の基準に基づいて硬判定して硬判定データビット列を出力する硬判定手段と、
該硬判定手段から出力される硬判定データビット列から請求項１に記載されるデータ記録装置で用いられるパリティビット列に相当するビット列を特定し、該ビット列を用いて請求項１に記載されるデータ記録装置にて採用される合成規則に対応した規則に従って該硬判定データビット列を復調して元データを復元する復調手段とを有するデータ再生装置。 - 元データから記録媒体に書き込むべきデータビット列を生成する過程でデータのビット配列を変えるインターリーブ処理を含む符号化処理を行うデータ記録装置において、
元データを所定の規則に従って符号化して得られた符号化データビット列のビット配列をそれぞれ異なる変更規則に従って変更して再配列符号化データビット列を出力する複数のインターリーブ処理手段と、
上記複数のインターリーブ処理手段から出力される複数の再配列符号化データビット列から、それぞれの再配列符号化データビット列のＤＳＶ値に基づいて、一の再配列符号化データビット列を選択する符号化データビット列選択手段と、
該符号化データビット列選択手段にて選択された一の再配列符号化データビット列の所定位置に当該一の再配列符号化データビット列を出力したビット配列変更手段を特定するパリティビット列を付加するパリティ付加手段とを有し、
該パリティ付加手段にて得られたパリティビット列が付加された再配列符号化データビット列に基づいて上記記録媒体に対するデータ書込み処理を行なうようにしたデータ記録装置。 - 記録媒体からの再生信号を所定の周期でサンプリングし、そのサンプリング値列から請求項３に記載されるデータ記録装置におけるビット配列変更処理を含む符号化処理に対応した復号処理により尤度情報列を生成し、その尤度情報列から元データを復元するようにしたデータ再生装置において、
上記復号処理の過程で得られる尤度情報列の配列をそれぞれ異なる変更規則に従って変更して再配列尤度情報列を出力する複数の情報配列変更手段と、
上記復号処理の過程で得られる尤度情報列から請求項３に記載されるデータ記録装置にて用いられるパリティビット列に相当するビット列を生成し、そのビット列の表す情報にて特定される一の情報配列変更手段を上記複数の情報配列変更手段から選択する選択手段とを有し、
上記サンプリング値列から元データを復元する過程で上記選択手段にて選択された一の情報配列変更手段による尤度情報列の配列変更処理がなされるようにしたデータ再生装置。 - 請求項４記載のデータ再生装置において、
上記復元された元データの誤り状態を判定する誤り状態判定手段と、
該誤り状態判定手段での判定結果に基づいて上記複数のインターリーブ処理手段から他の一のインターリーブ処理手段を選択する再選択手段とを有するデータ再生装置。
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