JPH04182968A - 最尤復号制御方式 - Google Patents

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】 〔概要］ 波形干渉を受けた信号を最尤復号する最尤復号制御方式
に関し、 過去のデータによる波形干渉を考慮すると共に、未来の
データによる波形干渉も考慮して、復号誤り率を改善す
ることを目的とし、 波形干渉を受けた信号を最尤復号法により復号する最尤
復号制御方式に於いて、前記信号のサンプル値を用いて
仮に最尤復号する第１のビタビ復号器と、該第１のビタ
ビ復号器の出力と前記サンプル値とを入力して最尤復号
する第２のビタビ復号器とを備え、該第２のビタビ復号
器に於いて、前記第１のビタビ復号器の出力を用いて現
時点のデータに対する未来のデータによる干渉量を推測
し、且つバスメモリの内容により現時点のデータに対す
る過去のデータによる干渉量を推測して仮定サンプル値
を求め、該仮定サンプル値と前記サンプル値とを用いて
復号処理を行うように構成した。

［産業上の利用分野〕 本発明は、波形干渉を受けた信号を最尤復号する最尤復
号制御方式に関するものである。

磁気ディスク装置等の磁気記録装置に於いて、再生信号
を最尤復号法により復号して、誤り率の改善が図られて
いる。最尤復号法は、仮定データ列の中から最も確から
しいデータを選択して復号するもので、ビタビ復号器が
一般的である。

〔従来の技術］ 磁気記録装置の従来例の復調系の構成は、例えば、第６
図に示すもので、６１は磁気ディスク等の記録媒体から
記録データを再生する磁気へ、ド、６２は増幅器、６３
はイコライザ、６４はパルス化回路、６５は位相同期回
路（ＰＬＬ）、６６はイコライザ、６７はＡＤ変換器（
Ａ／Ｄ）　、６８はビタビ復号器である。

磁気ヘッド６１による再生信号は増幅器６２により増幅
され、フィルタ等を含むイコライザ６３゜６６により等
化増幅されると共にノイズ除去等が行われ、パルス化回
路６４に於いてピーク検出によりパルスが形成され、位
相同期回路６５により再生信号に位相同期したクロック
信号が得られ、このクロック信号はＡＤ変換器６７のサ
ンプリングクロック信号となり、イコライザ６６により
等化された再生信号がＡＤ変換器６７に於いてサンプリ
ングされ、再生信号のサンプル値はビタビ復号器６８に
加えられて復号される。

ビタビ復号器は、畳込み符号の最尤復号器として知られ
ており、例えば、第７図に示すように、分配器７１と、
ＡＣＳ回路７２−１〜７２−４と、バスメモリ７３と、
正規化回路７４と、バスセレクタ７５とを備えており、
分配器７１によりブランチメトリック値を計算してＡＣ
Ｓ回路７２−１〜７２−４に分配する。このＡＣＳ回路
７２−１〜７２−４は、畳込み符号の拘束長をｋとする
と、２　ｋ−１個設けるもので、第７図に於いては、拘
束長に＝３の場合を示すことになる。

又ＡＣＳ回路７２−１〜７２−４は、それぞれ加算器（
Ａ）と比較器（Ｃ）とセレクタ（Ｓ）とにより構成され
、ブランチメトリック値と前回のパスメトリック値とを
加算器（Ａ）により加算して、比較器（Ｃ）により比較
し、バスメトリック値の小さい方を生き残りバスのパス
メトリック値としてセレクタ（Ｓ）により選択し、その
時のバス選択信号をバスメモリ７３に加えるもので、バ
スメモリ７３は、拘束長にの４〜５倍の段数のバスメモ
リセルを有し、生き残りバスとして記憶され、最終段の
出力がバスセレクタ７５に加えられて、多数決処理等に
より復号出力が得られる。又パスメトリック値の演夏に
於いて、オーツ＼−フローするような桁数となると、正
規化回路７４によりパスメトリック値の正規化が行われ
る。

このようなビタビ復号器を波形干渉を受けた信号の復号
に用いる場合、ＡＣＳ回路は、仮定サンプル値と実際の
サンプル値との誤差の二乗と、前回のパスメトリック値
との和を求めて比較し、加算出力の新たなパスメトリッ
ク値の小さい方を選択して、次回のパスメトリック値と
し、その選択情報をバスメモリ７３に加えるものである
。

第８図は拘束長３のトレリス線図を示し、実線矢印は入
力データが“０”、点線矢印は入力データが”１゛′の
時の遷移を示し、丸印は内部状態を示す。例えば、バス
ＰＯ，ＰＬに於ける仮定サンプル値を、第９図の（ａ）
、［有］）のｙ２゜＋　　ｙｐｌとすることができる。

この値は、第９図の（ａ）の現在として示す３ビツトの
仮定バス（ａ−＋、ａｏ　、ａｌ）の波形干渉により求
めるもので、第９図の（Ｃ）の孤立波形に於けるビット
周期によるサンプル値をｇ、とし、拘束長をに、ｍ−（
ｋ−１）／２として、により求めるものである。従って
、’／　ｐｏ＋　　Ｖ　ｐｌは拘束長に＝３とすると、
ｍ＝１となるから、ｉ−一１からｉ＝＋１までの間につ
いて（１）式により求めた値となる。

又過去のデータからの干渉も考慮する場合は、パスメモ
リの値（ｂｚ、ｔｚ、　　・・・）を用いることにより
、 によって求めることができる。

第１０図は前述の（２）式に基づいて過去のデータから
の干渉を考慮した従来例の要部ブロック図であり、ＡＣ
Ｓ回路８１と、パスメモリ８２と、バスセレクタ８３と
、仮定バスメモリ８４とを備え、磁気ディスク装置等に
於ける再生信号等の復号すべき信号のサンプル値がＡＣ
Ｓ回路８１に加えられる。パスメモリ８２及び仮定バス
メモリ８４は、“１゛、“０“、“ｌ　　Ｉ　１１を記
憶できるシフトレジスタの構成を有し、又ＡＣＳ回路８
１は、仮定サンプル値と実際のサンプル値との差の二乗
出力と、前回算出したパスメトリック値との和を求めて
比較し、小さい方を選択するもので、選択された仮定バ
スの最後尾の値がパスメモリ８２に入力される。

従って、パスメモリ８２の値は復号値として最も確から
しいものではないが、仮定バスに繋がるものとして、そ
の時点で確からしい値である。又バスセレクタ８３は、
その時点に於けるパスメトリック値の最小値を検出して
、その状態に繋がるパスの選択を行い、最後尾のデータ
を復号出力とするものである。又パスメモリ８２と仮定
バスメモリ８４との間を結ぶ矢印は、（２）式に示すよ
うに、乗算と加算とを行うことを示す。

〔発明が解決しようとする課題〕

前述のように、過去のデータからの干渉も考慮すること
により、正確な仮定サンプル値を推定することができる
。しかし、１ビット分先のパスを考慮した場合、例えば
、第８図のトレリス線図に於けるバスＰＯに続くバスを
ＰＯＯ，ＰＩＯとした時の仮定サンプル値は、第９図の
（ロ）、（ｅ）に示すｙ、。。＋）’ｐ＋。となり、未
来のデータが“１”の場合にその干渉量を考慮しなけれ
ば仮定サンプル値の誤差が太き（なる。従って、拘束長
ｋを太き（し、即ち、仮定バスのビット数を増加して、
干渉量を正確に推定する必要がある。しかし、復号器の
回路規模は２ｋに比例するから、拘束長ｋを大きくする
ことは回路規模が膨大となり、実現困難となる。

又第１０図に示す従来例のような過去のデータによる干
渉を考慮した復号方式に於いては、前述のように、未来
のデータによる干渉を考慮していないので、このような
干渉を零とするような特殊な等化を行う必要がある。こ
の特殊な等化は、磁気記録のトラック毎に干渉量が異な
る磁気ディスク装置等に対しては、実用化の点で大きな
障害となっている。

本発明は、過去のデータによる波形干渉を考慮すると共
に、未来のデータによる波形干渉も考慮して、復号誤り
率を改善することを目的とするものである。

〔課題全解決するための手段〕

本発明の最尤復号制御方式は、前段のビタビ復号器の出
力を用いて、後段のビタビ復号器に於いて仮定バスの前
方の干渉量を推測して復号するものであり、第１図を参
照して説明する。

波形干渉を受けた信号のＡＤ変換器（Ａ／Ｄ）３による
サンプル値を用いて仮に最尤復号する第１のビタビ復号
器ｌと、この第１のビタビ復号器１の出力と前記サンプ
ル値とを入力して最尤復号する第２のビタビ復号器２と
を備え、この第２のビタビ復号器２に於いて、第１のビ
タビ復号器１の出力を用いて現時点のデータに対する未
来のデータによる干渉量を推測し、且つパスメモリの内
容により現時点のデータに対する過去のデータによる干
渉量を推測して仮定サンプル値を求め、この仮定サンプ
ル値と前記サンプル値とを用いて復号処理を行うもので
ある。

又第１のビタビ復号器ｌのＡＣＳ回路からのメトリック
値を第２のビタビ復号器２のＡＣＳ回路に入力し、且つ
第１のビタビ復号器１のパスメモリの最終段の出力を第
２のビタビ復号器２のＡＣＳ回路に加える仮定サンプル
値の算出部に入力するものである。

［作用〕 請求項１に於いて、第１のビタビ復号器１により誤り訂
正復号された仮の復号値を用いて、第２のビタビ復号器
２により最尤復号を行うものであり、２段階の誤り訂正
復号を行うことになるから、誤り率を改善することがで
きる。又第２のビタビ復号器２は、第１のビタビ復号器
１からの仮の復号値を用いて、未来のデータによる干渉
量を推測して仮定サンプル値を算出するもので、仮定バ
スの長さを長くすることな（、正確な仮定サンプル値を
得ることができる。従って、誤り率を改善することがで
きる。

請求項２に於いて、第１のビタビ復号器１のバスメモリ
の最終段の出力を選択して復号出力とすることなく、そ
の最終段の出力を第２のビタビ復号器２に入力し、それ
を用いて未来のデータによる干渉量を推測するものであ
る。又第１のビタビ復号器１のＡＣＳ回路からのメトリ
ック値を第２のビタビ復号器２のＡＣＳ回路に入力して
、メトリック演算に於いて加算し、メトリック値の比較
を容易にするものである。

〔実施例］ 以下図面を参照して本発明の実施例について詳細に説明
する。

第２図は本発明の実施例のブロック図であり、１１は磁
気ヘッド、１２は増幅器、１３．１６はイコライザ、１
４はパルス化回路、１５は位相同期回路（ＰＬＬ）、１
７はＡＤ変換器（Ａ／Ｄ）、１８．１９は第１．第２の
ビタビ復号器、２０は誤り訂正復号器である。

磁気ディスク等の記録媒体から磁気ヘッド１１により再
生された信号は、波形干渉を受けているものであり、こ
の再生信号は増幅器１２により増幅され、フィルタ等を
含むイコライザ１３．１６により等化増幅されると共に
ノイズ除去等が行われ、パルス化回路１４に於いてピー
ク検出によりパルス化されて位相同期回路１５に加えら
れ、位相同期回路１５から再生信号位相に同期したクロ
ック信号がＡＤ変換器１７に加えられる。ＡＤ変換器１
７は、このクロック信号のタイミングに従って、イコラ
イザ１６からの再生信号をサンプリングするもので、サ
ンプル値は第１．第２のビタビ復号器１８，１９に加え
られる。

第１のビタビ復号器１８は、ＡＣＳ回路とバスメモリと
バスセレクタと仮定バスメモリとを含み、従来例と同様
にして復号処理を行い、その復号出力を仮の復号値とす
るものである。又第２のビタビ復号器１９は、この仮の
復号値を用いて仮定パスの前方からの干渉量を推測して
復号処理を行うものである。この場合、仮の復号値と、
第２のビタビ復号器１９に入力されるサンプル値との位
相合わせが必要となるが、第１のビタビ復号器１８に於
ける仮定パスの長さ（拘束長）と、バスメモリの長さか
ら、仮の復号値が得られる遅延量を求めることができる
ので、シフトレジスタ等による遅延回路により位相合わ
せの構成は容易に実現できる。

又誤り訂正復号器２０は、入力された信号が誤り訂正符
号化されている場合に設けるもので、第１のビタビ復号
器１８の復号出力について、誤り訂正復号し、それを仮
の復号値として、第２のビタビ復号器１９に入力するこ
とになる。

前述のように、第１のビタビ復号器１８により誤り訂正
復号が行われ、更に第２のビタビ復号器１９により誤り
訂正復号が行われるから、誤り率が改善される。

前述のように、未来のデータによる干渉を考慮した場合
に、第９図の（Ｃ）の孤立波形のビット周期のサンプル
（Ｉ！　ｇ　ｒ　と、現在３　過去、未来のバスの値ａ
ｒ、ｂ１．Ｃｉ　とを用いて、仮定サンプル値ｙを次式
で求めるものである。

ｙ＝”ｉ二１ｇ−４ａ　、　＋　、’ｚ、、ｇ　−ｉ　
ｂ　、　　＋　、＝〒　ｇ−、ｃ。

・・・（３） 第３図は前述の（３）式の処理を行う第２のビタビ復号
器１９の要部を示し、２１は第１のビタビ復号器１８と
同様な構成の復号部、２２は仮の復号値をシフトするシ
フトレジスタ、２３は仮定バスメモリ、２４はＡＣＳ回
路、２５はバスメモリ、２６はバスセレクタである。シ
フトレジスタ２２と仮定バスメモリ２３とバスメモリ２
５とは、それぞれ′１“ＺＩＩＱ″Ｚｌｌ　　ｌｌ＋を
記憶できる構成とするものである。又第１のビタビ復号
器１８からの仮の復号値はシフトレジスタ２２に順次シ
フトされ、サンプル値はＡＣＳ回路２４に入力される。

拘束長ｋ（仮定パスの長さ）を３とすると、仮定パスメ
モリ２３の３ビットａ−１，ａ　Ｏ＋　　ａ　ｌ　と、
パスメモリ２５の３ビットｂ２．ｂ３．ｂ、と、シフト
レジスタ２２の３ビットＣ−ｚ、　　Ｃ−３，Ｃ−４（
各ビットの時間位置は第９図の（ａ）参照）と、孤立波
形のサンプル値ｇエ　（サンプル値の時間位置は第９図
の（Ｃ）参照）とを用いて、仮定サンプル値ｙが（３）
式に従って求められるもので、矢印により乗算と加算と
を行うことを示す。

第４図は（３）式による仮定サンプル値ｙを算出する仮
定サンプル算出部の要部ブロック図であり、２２はシフ
トレジスタ、２３は仮定パスメモリ、２５はパスメモリ
、３１〜３９は乗算器、４０は加算器である。孤立波形
のサンプル値ｇ−ａ〜ｇ４（第９図の（Ｃ）参照）に対
して、第１のビタビ復号器１８からの仮の復号値が加え
られるシフトレジスタ２２の３ビットＣ−ａ、Ｃ−３Ｉ
　　Ｃ−２と、仮定バスメモリ２３０３ビットａ−１＋
　　ａＯ＋　　ａ　Ｉ　　と、パスメモリ２５の３ビッ
トｂ２．ｂ、、ｂ、とが乗算器３１〜３９に加えられて
乗算され、各乗算器３１〜３９の出力が加算器４０に加
えられ、その加算器４０の出力が仮定サンプル値ｙとし
てＡＣＳ回路２４に入力されるものである。そして、Ａ
ＣＳ回路２４に於いてサンプル値との差が求められる。

即ち、過去のデータによる干渉と未来のデータによる干
渉とを考慮した仮定サンプル値ｙが得られる。

第５図は本発明の他の実施例の要部ブロック図であり、
４１．４２はシフトレジスタ、４３は仮定パスメモリ、
４４はＡＣＳ回路、４５はパスメモリ、５１は第１のビ
タビ復号器、５２は第２のビタビ復号器、５３は仮定パ
スメモリ、５４はＡＣＳ回路、５５はパスメモリ、５６
はバスセレクタ、５７はシフトレジスタである。

第１のビタビ復号器５１のＡＣＳ回路４４にサンプル値
が入力され、仮定パスメモリ４３の内容に基づいて（１
）式による仮定サンプル値が求められ、或いはパスメモ
リ４５の内容も用いて（２）式による仮定サンプル値が
求められ、サンプル値と仮定サンプル値との差の二乗出
力と前回のメトリック値との和が求められて比較され、
小さい方を次のメトリック値として選択され、そのメト
リック値はシフトレジスタ４２を介して第２のビタビ復
号器５２のＡＣＳ回路５４に入力され、選択情報はパス
メモリ４５に加えられ、そのパスメモリ４５の最終段の
出力は第２のビタビ復号器５２のシフトレジスタ５７に
入力される。又サンプル値はシフトレジスタ４１を介し
て第２のビタビ復号器５２のＡＣＳ回路５４に入力され
る。

シフトレジスタ４１．４２は、第１のビタビ復号器５１
と第２のビタビ復号器５２との間の位相合わせを行う為
の遅延回路として作用するものであり、第１のビタビ復
号器５１の仮定パスメモリ４３の長さとパスメモリ４５
の長さとに対応して選定される。

第２のビタビ復号器５２に於いては、シフトレジスタ５
７の内容と、仮定パスメモリ５３の内容と、パスメモリ
５５の内容とを基に、矢印で示すように、（３）式に従
った乗算、加算処理により、仮定サンプル値が算出され
、ＡＣＳ回路５４に於いては、この仮定サンプル値とシ
フトレジスタ４１を介して入力されたサンプル値との差
の二乗出力と、前回のメトリック値及びシフトレジスタ
４２を介して入力されたメトリック値との和が求められ
て比較され、小さい方が次のメトリック値として選択が
されて、次回のメトリック値となる。従って、第１のビ
タビ復号器５１の復号値として可能性のあるパスメモリ
４５の値と、その確からしさを示すメトリック値とを含
めて、第２のビタビ復号器５２に転送され、サンプル値
の最尤復号が行われるから、誤り率が改善される。

本発明は、前述の各実施例にのみ限定されるものではな
く、磁気記録装置の再生信号以外の波形干渉を受けた信
号の復号にも適用できるものである。

〔発明の効果］ 以上説明したように、本発明は、第１のビタビ復号器１
と第２のビタビ復号器２との２段構成により最尤復号す
るものであり、拘束長を大きくすることなく、仮定パス
より未来に相当するデータからの波形干渉を予測して、
より正確な仮定サンプル値を求めることができるから、
回路規模を増大することなく、復号の誤り率を改善する
ことができる利点がある。

又過去のデータからの波形干渉のみを考慮した従来例に
於いては、未来に相当するデータからの波形干渉を除く
為に特殊な等化が必要となり、実用的な構成を実現する
ことは困難であるが、本発明によれば、このような特殊
な等化は不要となり、実用化が容易となる利点がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の原理説明図、第２回は本発明の実施例
のブロック図、第３図は本発明の一実施例の要部ブロッ
ク図、第４図は仮定サンプル値算出部の要部ブロック図
、第５図は本発明の他の実施例の要部ブロック図、第６
図は従来例のプロ。 り図、第７図はビタビ復号器のブロック図、第８図は拘
束長３のトレリス線図、第９図（ａ）〜（ｅ）は信号波
形説明図、第１０図は従来例の要部ブロック図である。 １は第１のビタビ復号器、２は第２のビタビ復号器、３
はＡＤ変換器（Ａ／Ｄ）である。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）、波形干渉を受けた信号を最尤復号法により復号
   する最尤復号制御方式に於いて、 前記信号のサンプル値を用いて仮に最尤復号する第１の
   ビタビ復号器（１）と、 該第１のビタビ復号器（１）の出力と前記サンプル値と
   を入力して最尤復号する第２のビタビ復号器（２）とを
   備え、 該第２のビタビ復号器（２）に於いて、前記第１のビタ
   ビ復号器（１）の出力を用いて現時点のデータに対する
   未来のデータによる干渉量を推測し、且つパスメモリの
   内容により現時点のデータに対する過去のデータによる
   干渉量を推測して仮定サンプル値を求め、該仮定サンプ
   ル値と前記サンプル値とを用いて復号処理を行う ことを特徴とする最尤復号制御方式。
2. （２）、前記第１のビタビ復号器（１）のＡＣＳ回路か
   らのメトリック値を前記第２のビタビ復号器（２）のＡ
   ＣＳ回路に入力し、且つ前記第１のビタビ復号器（１）
   のパスメモリの最終段の出力を前記第２のビタビ復号器
   （２）のＡＣＳ回路に加える仮定サンプル値の算出部に
   入力することを特徴とする請求項１記載の最尤復号制御
   方式。