JPH02168403A

JPH02168403A - データ記録方法，データ再生方法，データ記録装置及びデータ再生装置

Info

Publication number: JPH02168403A
Application number: JP32269988A
Authority: JP
Inventors: Yoshihide Niifuku; 吉秀新福
Original assignee: Sony Corp
Current assignee: Sony Corp
Priority date: 1988-12-21
Filing date: 1988-12-21
Publication date: 1990-06-28
Anticipated expiration: 2013-01-14
Also published as: JP2697050B2

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】〔産業上の利用分野〕この発明は、ディジタル信号を記録媒体に記録し、それ
を再生する場合等に用いて好適な記録・再生方法に関す
る。

〔発明の概要〕

この発明は、記録媒体に或る方向に磁化された領域と、
この領域と逆な方向に磁化された領域及び磁化方向がラ
ンダムな領域の３つの領域を配列し、これ等３種類の領
域にディジタルデータを対応させて記録すると共に再生
時には記録媒体よりの再生信号と孤立波形情報とを用い
て演算し、最尤度の高い予想データを求め、この予想デ
ータを検出データとするようにすることにより、磁化の
変化に伴う再生出力を大きく得ることができると共に符
号自体の自由度を上がることができ、従来に比べて記録
線密度を向上できるようにしたものである。

〔従来の技術〕

従来、ディジタル信号を磁気記録媒体に記録する場合、
磁化の反転層に、１．０の２値のディジタル信号を対応
させるか（ＮＩ？Ｚ　Ｉ法）、或いは極性の違いにディ
ジタル信号を対応させている（ＮＲＺ法）。

第１０図は従来の記録方法における磁化の状態と符号の
対応を示したもので、ＮＲＺＩ法では磁化の反転層に１
．０の２値のディジタル信号を対応させ、ＮＲＺ法は極
性の違いにディジタル信号を対応させていることがわか
る。

これ等の方法では、１．０の繰り返し信号が頻繁に記録
されると再生ヘッドのギャップ長に起因するギャップロ
ス、記録媒体とヘッドの距離によるスペーシングロス等
により出力低下をまねきエラーを生じる。実際に現在実
用化されているディジタルの記録再生装置は記録される
パターンの最高繰り返し周波数の出力（Ｃ／Ｎ比）で記
録密度の値が決められている。

また、従来行っている記録方式は、或る方向に磁化ベク
トルを揃えている領域があると、その隣接に反対方向の
極性をもった領域が存在する。この領域の長さが同一で
繰り返されると、単一周期の信号を記録したことになる
。この周期を変えて記録再生出力をプロットすると第ｔ
ｉ図の如くなる。

すなわち第１１図において、横軸は繰り返し信号の波長
（λ）当りのギャップ長（ｇ）、縦軸は記録又は再生出
力である。この第１１図より周期信号の波長（λ）がギ
ャップ近傍になると２、激に出力が低下していることが
わかる。これが記録密度の限界を決めている。

〔発明が解決しようとする課題〕

ところが、現在商品化されている、或いは予定されてい
る高密度記録ディジタルレコーダは、磁気記録媒体及び
デバイス（ヘッド）の性能アップ分は、トラックピッチ
を狭くすることにより実現されている。しかし、このよ
うにトラックピッチを狭くするには機械的精度を上げる
必要があり、量産性を損ない、システム全体のコストが
高価になる等の欠点がある。

この発明は斯る点に鑑みてなされたもので、記録線密度
を向上し、システム全体の高性能化、低廉化を図ること
ができる記録・再生方法を提供するものである。

〔課題を解決するための手段〕

この発明による記録・再生方法は、記録時は記録媒体に
或る方向に磁化された領域と、この領域と逆な方向に磁
化された領域及び磁化方向がランダムな領域の３つの領
域を配列し、この３種類の領域にディジタルデータを対
応させて記録する。

再生時には記録媒体よりの再生と孤立波形情報とを用い
て演算し、最尤度の高い予想データを求め、この予想デ
ータを検出データとする。

〔作用〕

磁化の方向がランダムな状態（消磁状態とは限らない）
を導入することにより、磁化の変化に伴う再生出力を大
きく得ることができる。また、媒体に記録する変調符号
を多値化することにより符号の最適化のための自由度が
増大する。この２つより従来に比べて記録線密度を向上
でき、例えば３値の場合的４伶程度に記録線密度を上げ
ることができる。

〔実施例〕

以下、この発明の一実施例を第１図〜第９図に基づいて
詳しく説明する。

先ず、この発明の基本原理を第６図〜第９図を参照して
説明する。第６図はこの発明による磁化の状態と符号の
対応関係を３値の場合を例に示したもので、この発明で
は第６図Ａの如く矢印ａ及びｂで示す磁化ベクトルの領
域の他に符号Ｃで示すような磁化の方向がランダムな領
域（必ずしも消磁状態とは限らない）を考える。ここで
磁化の方向がランダム、な領域とは一方向に磁化された
領域の長さがヘッドギャップ長の半分以下で、磁化の方
向が反転する領域が２個以上連続している場所を云う。

そして、これ等の領域に第６図Ｂに示すように、例えば
矢印ａの磁化ベクトルの領域には−１，矢印すの磁化ベ
クトルの領域には１．符号Ｃのランダムな磁化領域には
０を夫々対応させて記録するようにする。

また、第７図は拡大系として５値の場合を示すもので、
値が１．０（図示せず）　、０．５．−０．５．−１．
０は夫々磁化強度が異なる。このように拡大系として磁
化ベクトルの強度を変化させることにより３値に限らず
、５値、７値等の多値符号を対応させることにより磁化
の変化を大きくとることができ、符号の自由度を上げる
ことができる。因みに、上述の３値の場合、次のように
記録線密度の向上がの符号効率、２．５は実験値である
。この実験値は磁化の変化分が現状のヘッドでとれる値
である。

なお、この値は従来の記録方式に対して磁化ベクトルを
小さくできる分で本方式に最適化した場合さらに大きく
なる可能性がある。

さて、第１１図を参照して説明したように従来の記録方
式では周波数信号の波長がギャップ近傍になると急激に
出力が低下し、これが記録密度の限界を決めていた。し
かし、ここで重要なことは磁化ベクトルの大きさが小さ
いために出力低下するのではない点である。例えば第８
図及び第９図に示すように或る方向を向いた磁化ベクト
ル百が、磁化の方向がランダムな領域の中に孤立して存
在する場合を考える。

第８図は磁化の長さＬがギャップ長ｇより大きい場合、
第９図は磁化の長さしがギャップ長ｇよりも小さい場合
である。いずれの場合も磁化ベクトル嘗の先端部と後端
部をヘッドギャップが通過するときにヘッドの巻線に磁
化の変化に対応した電流が流れ、磁化ベクトルの存在と
極性を検出することができる。つまり、上述の３種類の
磁化領域を検出することができる。このとき検出される
再生波形を孤立波形といい、これは或る方向を得た単一
磁化の応答波形と云える。この発明では再生時は後述の
如くこの孤立波形を用いて確定された再生データを得る
ようにする。なお、この孤立波形を得るには記録時に通
常のデータに先行してインパルス波形を例えばテープの
先頭部に記録するようにする。

次にこの発明の一実施例を第１図〜第５図を参照し乍ら
説明する。

第１図は本実施例の構成を示すもので、（１）は記録信
号としての入力データ（一般には２磁化号）が印加され
る入力端子であって、この入力端子（１）からの入力デ
ータは変調回路（２）に供給され、ここで入力データを
磁化の変化が大きくとれる多値（３値以上）に変換する
。変調回路（２）で多値に変換された信号は記録アンプ
（３）で増幅され、記録ヘッド（４）により磁気テープ
（５）上に例えば第６図Ａに示すように記録される。な
お、磁化の方向がランダムな領域を記録するときは例え
ば記録ヘッド（４）に電流を流さず、そのコイル両端の
電位差をＯにする。

或いは磁化の方向がランダムな領域を記録するときは記
録ヘッド（４）のコイル両端間で他の磁化領域より２倍
以上の周期の高周波で磁化するようにしてもよい。

また、上述の如く入力データを磁気テープ（５）に記録
するに先立って磁気テープ（５）の例えば先頭部に上述
の孤立波を記録すべく端子（６）よりインパルス波形を
記録アンプ（３）に供給する。

再生時には再生ヘッド（７）より磁気テープ（５）から
再生信号が再生され、再生アンプ（８）に供給されて増
幅され、周波数特性がフラットになるように補正される
。再生アンプ（８）からの信号はＡ／Ｄ変換回路（９）
でＡ／Ｄ変換される。そして、入力データに先行して記
録されたインパルスに対応する第４図に示すような再生
孤立波形の値（孤立波値）がＲＡＭ　（１０）に取り込
まれる。この再生孤立波形は符号量干渉がおこらないコ
ード、例えばサンプリング間隔Ｏ〜１６の間が［１００
０，００００，００００，００００１に対応している。

また、Ａ／Ｄ変換された再生データは検出回路（１１）
に供給される。

検出回路（１１）は例えば４ビット単位の検出の場合、
次式に従って検出を行う。

Ｌ＝Ｗ＊Ｉ（−Ｙ上記（２）式において、Ｗは例えば３値のデータ系列、
■は孤立波植列、Ｙは入力値列（再生出力）である、ま
たＷ、〜Ｗ、は過去のデータでＷ、〜Ｗ。

は検出データ要素である。つまり、Ｗ　１−Ｗｓは３値
デ一タ系列を示す第３図Ａからもわかるように既に過去
のビットであるのでその値ははっきりしており、例えば
Ｗ、は“　Ｏ”、Ｗ２は“　１　、Ｗ。

は“０′である。一方Ｗ、〜Ｗ、は未だ未確定であるの
で、上記（２）式を用いて求める。すなわち、上記（２
）式のＷ、〜Ｗ、の所には検出回路（１１）内からのメ
モリ（図示せず）からの過去のデータ（過去ビット）が
挿入され、Ｈ０〜Ｈ３には第３図Ｂの如き孤立波形の各
サンプル位置の値がＲＡ　Ｍ　（１０）より読み出され
て挿入され、Ｙ、〜Ｙ、にはＡ／Ｄ変換回路（９）から
の再生出力の値が挿入される。そして、Ｗ、〜Ｗ、に記
録した時の変調コードに対応した値を入れ、波形の差し
の値が最も小さくなるときのＷ０〜Ｗ３の値を、求める
検出データ、つまり確定されたデータとする。第３図Ａ
の破線はこの状態を示したもので、Ｗ、は“０１、Ｗｌ
は“　ｌ、Ｗｌは“Ｏ”、Ｗ、は“−１”で、これ等の
値が確定されたデータである。

このようにして確定されたデータ（多値信号）は復調回
路（１２）に供給されて出力端子（１３）に出力データ
として取り出される。

第２図は検出回路（１１）の具体的回路の一例を示すも
ので、同図において、（２０）は＾／Ｄ変換回路（９）
より入力値列（再生出力）Ｙが供給される入力端子であ
って、この入力端子（２０）からの入力値列Ｙは複数個
例えば１６個の加算器（２１゜）〜（２１１ｓ）のプラ
ス端子に供給される。また、（２２）はＲＡ　Ｍ　（１
０）から読み出された孤立波値■が供給される入力端子
であって、この入力端子（２２）からの孤立波値ＩＩは
複数個例えば１６個のたたみ込み演算器（２３゜）〜（
２３＋ｓ）に供給される。このたたみ込み演算器（２３
゜）〜（２３，ｓ）には夫々メモリ（図示せず）より過
去のデータＷと予測データ値列Ｗ、〜ＷＩＳが供給され
る。たたみ込み演算器（２３゜）〜（２３１％）内にお
いてＷｌＨのたたみ込み演算が行われ、その結果その出
力側に演算後の値Ａ０〜Ａ　１　ｓが得られ、これ等が
夫々加算器（２１゜）〜（２１１％）のマイナス端子に
供給され、上述の（２）式の計算がなされ、波形の差り
が得られる。

この波形の差しは２乗回路（２４゜）〜（２４，５）に
供給され、実質的にその絶対値がとられる。２乗回路（
２４゜）〜（２４、Ｓ）の出力（Ｌ勺は比較回路（２５
）に供給され、ここでＬ２の最小値の比較が行われる。

そして、実質的にＬの値が一番小さいものが選択され、
このときのＷｉ（Ｗ０〜Ｗｌｓのうちの１つ）が最も本
当らしい系列（検出データ）とされ出力端子（２６）に
取り出される。

第５図のこの状態を波形的に見たもので、実線がたたみ
込み演算器（２３゜）〜（２３，ｓ）で演算（ＷｌＨ）
の結果得られた波形、つまり孤立波の重ね合せによる波
形である。これは先の式（２）ではＷｌＨの演算により
得られる。破線は入力端子（２０）により入って来る再
生出力Ｙの波形である。そして、両者の一番差のない所
、つまりＬの値が一番小さい所の値を最尤度が高い（最
も本当らしい）系列と着像し、これを正規の検出データ
とする。因みにこのコードは［１０１００−１０１０−
１０−１０１０１の再生波形である。なお、第５図の一
番左側で実線と破線がずれているのは巡回型の重ね合せ
でないためずれているものである。なお、上述の実施例
では長手媒体とリングヘッドの組合せの場合を例にとり
説明したが、これに限定されず、垂直媒体等の配向性の
違う記録媒体においてもヘッドを工夫すれば、この発明
を適用できる。

このようにして本実施例では現在用いられている磁気記
録媒体（テープ、ディスク等）とデバイス（ヘッド）を
そのまま用いても従来の２〜３倍程度の記録線密度の向
上が望める。このときトラックピッチ等のデイメンジョ
ンはそのままでよい。

更に本方式に合った記録媒体やデバイスの開発によりよ
り一層の向上が望める。また、従来の記録方式を包含す
るため、従来の記録方式で記録されたディジタル信号も
検出出来、いわゆる上位変換が可能である。更に従来の
記録方式と同様にコンタクトプリントによるソフトテー
プの量産化も可能である。

（発明の効果〕上述の如くこの発明によれば、少なくとも磁化方向がラ
ンダムな領域を含む３種類の領域にディジタルデータを
対応させて記録し、再生時には再生信号と孤立波形情報
とを用いて演算し、最尤度の高い予想データを求め、こ
の予想データを検出データとするようにしたので、従来
に比し、記録線密度を向上でき、もってシステム全体の
高性能化、低廉化を図ることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の一実施例を示す回路構成図、第２図
はこの発明の要部の一例を、示す回路構成図、第３図は
この発明の詳細な説明するための状態遷移図、第４図は
この発明で使用される孤立波形図、第５図はこの発明に
よる演算波形と再生出力の比較図、第６図及び第７図は
この発明による磁化の状態と符号の対応図、第８図及び
第９図はこの発明による磁化の長さとギャップ長と再生
孤立波形の関係図、第１０図は従来の磁化の状態と符号
の対応図、第１１図は従来のギャップと記録再生出力の
関係図である。（２）は変調回路、（３）は記録アンプ、（４）は記録
ヘッド、（５）は磁気テープ、（７）は再生ヘッド、（
８）は再生アンプ、（９）はＡ／Ｄ変換回路、（１０）
はＲＡＭ、（１１）は検出回路、（１２）は復調回路、
（２１゜）〜（２１，Ｓ）は加算器、（２３゜）〜（２
３，ｓ）はたたみ込み演算器、（２４゜）〜（２４＋　
ｓ）は二乗回路、（２５）は比較回路である。

Claims

【特許請求の範囲】１、記録媒体に或る方向に磁化された領域と、該領域と
逆な方向に磁化された領域及び磁化方向がランダムな領
域の３つの領域を配列し、該３種類の領域にディジタルデータを対応させて記録す
るようにしたことを特徴とする記録方法。２、記録媒体に或る方向に磁化された領域と、該領域と
逆な方向に磁化された領域及び磁化方向がランダムな領
域の３つの領域を配列し、該３種類の領域にディジタルデータを対応させて記録す
る記録媒体よりディジタルデータを再生する再生方法に
おいて、上記記録媒体よりの再生信号と孤立波形情報とを用いて
演算し、最尤度の高い予想データを求め、該予想データ
を検出データとするようにしたことを特徴とする再生方
法。