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発明の名称 ディジタル情報検出装置および磁気再生装置
発行国 日本国特許庁(JP)
公報種別 公開特許公報(A)
公開番号 特開平7−38614
公開日 平成7年(1995)2月7日
出願番号 特願平5−182537
出願日 平成5年(1993)7月23日
代理人 【弁理士】
【氏名又は名称】小鍜治 明 (外2名)
発明者 塩崎 光雄 / 太田 晴夫
要約 目的
伝送もしくは記録媒体などの特性が変化しても安定してパーシャル・レスポンス等化を行い、誤り率を劣化させないディジタル情報検出装置および磁気再生装置を提供する。

構成
伝送もしくは記録媒体から再生された信号を再生信号の特性変化に対応して自動的に符号間干渉を抑圧するよう自動等化回路1で等化し、パーシャル・レスポンス等化回路2により特定の符号間干渉を与え、ビタビ復号器3により原ディジタル信号を検出する構成により、再生信号に特性変化が生じても自動等化器1により等化特性を適応させ、正確にパーシャル・レスポンス等化を行い、誤り率の劣化を抑える。
特許請求の範囲
【請求項1】伝送路から伝送された信号を前記伝送路の周波数特性の変化に応じて自動的に符号間干渉を抑圧するよう等化する自動等化手段と、前記自動等化手段の出力を特定の符号間干渉が生じるよう等化するパーシャル・レスポンス等化手段と、前記パーシャル・レスポンス等化手段の出力より原ディジタル信号を検出する復号手段とを備えたディジタル情報検出装置。
【請求項2】復号手段は、パーシャル・レスポンス等化手段の出力より原ディジタル信号の状態推移を最尤推定するビタビ復号手段であることを特徴とする請求項1記載のディジタル情報検出装置。
【請求項3】記録媒体から再生された信号を記録再生系の周波数特性の変化に応じて自動的に符号間干渉を抑圧するよう等化する自動等化手段と、前記自動等化手段の出力を特定の符号間干渉が生じるよう等化するパーシャル・レスポンス等化手段と、前記パーシャル・レスポンス等化手段の出力より原ディジタル信号を検出する復号手段を備えた磁気再生装置。
【請求項4】復号手段は、パーシャル・レスポンス等化手段の出力より原ディジタル信号の状態推移を最尤推定するビタビ復号手段であることを特徴とする請求項3記載の磁気再生装置。
【請求項5】自動等化手段は、磁気記録再生系の符号間干渉を緩和するよう等化する予備等化手段と、前記予備等化手段の等化特性で抑圧できなかった符号間干渉成分を再生信号の特性変化に応じて自動的に等化特性を設定する自動補正等化手段とを備えた請求項3記載の磁気再生装置。
発明の詳細な説明
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、伝送路から伝送された信号から原ディジタル情報を検出するディジタル情報検出装置、および記録媒体から再生された信号から原ディジタル情報を検出する磁気再生装置に関するものである。
【0002】
【従来の技術】近年、伝送あるいは記録媒体から再生された信号からのディジタル情報検出方法として、特定の符号間干渉が生じるようパーシャル・レスポンス等化した後、原ディジタル情報を検出する方法が開発されている。この手法は、特に磁気記録再生系のように符号間干渉の大きな場合において、符号間干渉を抑圧するよう等化してディジタル情報を検出する方法に比べ、より低い符号誤り率で検出できる手法である。
【0003】以下に、従来のディジタル情報検出装置について説明する。図9は、特定の符号間干渉をもつよう等化するパーシャル・レスポンス等化と復号器を用いたディジタル情報検出装置を示すものである。図9において、伝送路から伝送された信号は、パーシャル・レスポンス等化回路20により伝送からパーシャル・レスポンス等化回路20の出力に至るまでのインパルス応答が特定の符号間干渉を持つようにパーシャル・レスポンス等化される。この特定の符号間干渉は、(1,0,-1)などが代表的なものとして知られている。
【0004】図5に、パーシャル・レスポンス等化として、符号間干渉が(1,0,-1)となるパーシャル・レスポンス・クラスIVを用いた場合のパーシャル・レスポンス等化後のアイパターンを示す。図5より、パーシャル・レスポンス等化された信号は、符号間干渉により信号検出点60で3つの信号レベルとなる。次に、パーシャル・レスポンス等化された信号は復号器21に入力される。復号器21は、パーシャル・レスポンス等化の符号間干渉に対応した多値の判定基準レベル(図示せず)で原ディジタル情報を検出する。
【0005】以上のようにして、パーシャル・レスポンス等化した信号から原ディジタル情報が検出される。このような観点から、ディジタル磁気再生装置にこの方法を適用した例に、田崎,大沢:"ディジタル記録における信号処理方式",テレビ誌,Vol42,No4,pp.330-337(Apr.1988)などがある。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら上記の従来の構成では、伝送路から伝送された信号に特性変化が生じると、パーシャル・レスポンス等化後のアイパターンが乱れてしまう。すなわち、パーシャル・レスポンス等化は図5のアイパターンに示すように、多値のレベル判別を必要とするため、符号間干渉を抑圧して2値のレベル判別を行う通常の検出方法に比べて入力信号の特性変化に弱く、わずかな特性変化によって復号器における誤り率が増加してしまうという課題を有していた。
【0007】また上記課題に対し、入力信号に特性変化が生じてもパーシャル・レスポンス等化後のアイパターンが乱れないようにするため、入力信号の特性変化に適応して自動的にパーシャル・レスポンス等化の等化特性を設定する自動等化の手法がある。例えば、特開平4−222907号公報などがある。
【0008】しかしながら、パーシャル・レスポンス等化後の信号検出レベルが多値の基準レベルをもつため、入力信号の特性変化による等化誤差を検出し、パーシャル・レスポンス等化の等化特性を制御するための制御回路が複雑になるとともに、特性変化に安定に追従することが困難になるという問題がある。さらに、パーシャル・レスポンス方式として、符号間干渉が(1,1,-1,-1)となるエクステンデッド・クラスIVの場合には5値のアイパターンとなり、一層自動等化が困難になってしまう。
【0009】そこで本発明は、上記課題を解決すべく、伝送路から伝送された信号もしくは記録媒体からの再生信号に特性変化が生じても、正しくパーシャル・レスポンス等化を行い、誤り率を劣化させないディジタル情報検出装置および磁気再生装置を提供することを目的としている。
【0010】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため、本発明のディジタル情報検出装置は、伝送路から伝送された信号を伝送路の周波数特性の変化に応じて自動的に符号間干渉を抑圧するよう等化する自動等化手段と、前記自動等化手段の出力を特定の符号間干渉が生じるよう等化するパーシャル・レスポンス等化手段と、前記パーシャル・レスポンス等化手段の出力より原ディジタル信号を検出する復号手段とを備えたものである。
【0011】またさらに、本発明の磁気再生装置は、記録媒体から再生された信号を記録再生系の周波数特性の変化に応じて自動的に符号間干渉を抑圧するよう等化する自動等化手段と、前記自動等化手段の出力を特定の符号間干渉が生じるよう等化するパーシャル・レスポンス等化手段と、前記パーシャル・レスポンス等化手段の出力より原ディジタル信号を検出する復号手段を備えたものである。
【0012】
【作用】本発明は上記した構成により、伝送路から伝送された信号もしくは記録媒体からの再生信号に特性変化が生じても、正しくパーシャル・レスポンス等化を行い、誤りを増加させないで信号検出が実現できる。
【0013】
【実施例】(実施例1)以下本発明の一実施例について、図面を参照しながら説明する。図1は、伝送路からのディジタル情報の検出に本発明のディジタル情報検出装置を適用した第1の実施例を示すブロック図である。
【0014】図1において、伝送路から伝送された信号は自動等化回路1に入力される。自動等化回路1は、伝送路などの特性変化に応じて自動的に符号間干渉を抑圧するよう等化特性を変化させるものである。
【0015】図2に、タップ係数が3つの自動等化回路1の構成を示す。図2の自動等化回路は、遅延回路9,10、タップ係数値a0,a1,a2が可変可能なタップ係数回路11,12,13、加算回路14,15、比較器16、タップ係数制御回路17とにより構成される。自動等化回路に入力された信号は、遅延回路9,10と可変可能なタップ係数回路11,12,13、加算回路14から構成される等化回路30により符号間干渉を抑圧するよう等化される。
【0016】等化回路30の出力は比較器16に入力され、等化回路30の出力と基準値(図示せず)とを比較して原ディジタル信号を推定する。これによって、等化回路30の出力と比較器16で推定された原ディジタル信号との差を加算回路15で算出することにより、等化回路30での等化誤差をタップ係数制御回路17に出力する。
【0017】タップ係数制御回路17には、等化誤差と比較器16により推定された原ディジタル信号が入力される。そこで、タップ係数制御回路17は、等化回路30での等化誤差を減少させるよう3つのタップ係数を計算し、タップ係数制御信号18によりタップ係数回路11,12,13を制御する。タップ係数制御回路17によるタップ係数の制御方法については、例えば、江藤良純他,「ディジタルビデオ記録技術」,(1990.8.31),日刊工業新聞社,PP.65−68などに記載されているため、詳細な説明は省略する。自動等化回路の出力は等化回路30の出力信号19である。
【0018】図3に自動等化回路の出力におけるアイパターンを示す。符号間干渉を抑圧するよう等化するため、図3のように2値のアイパターンとなる。このため、先に述べたようにパーシャル・レスポンス等化を自動等化で行う場合に比べ、容易かつ安定に自動等化が行える。このようにして伝送路から伝送された信号に特性変化が生じても、図3のように自動等化後の信号検出点50では特性変化の影響を抑え符号間干渉が抑圧される。
【0019】次に、自動等化回路1の出力は、パーシャル・レスポンス等化回路2に入力され、あらかじめ設定された特定の符号間干渉をもつよう等化される。図4に符号間干渉列の長さが3の場合のパーシャル・レスポンス等化回路2の構成を示す。図4のパーシャル・レスポンス等化回路は、遅延回路51,52、係数値がu1,u2,u3であるタップ係数回路53,54,55、加算回路56から構成される。
【0020】パーシャル・レスポンス等化回路は、入力信号をタップ係数回路53の係数値u1倍したもの、遅延回路51により一定時間遅延された入力信号にタップ係数回路54の係数値u2倍したもの、遅延回路51,52により一定時間遅延された信号をタップ係数回路55の系数値u3倍したものを加算回路56で加算することにより、予め設定した符号間干渉列(u1,u2,u3)を与える。
【0021】パーシャル・レスポンス・クラスIVでは、係数値u1,u2,u3はそれぞれ1,0,-1となる。パーシャル・レスポンス・クラスIVの等化を行った場合のパーシャル・レスポンス等化回路2の出力信号のアイパターンは、図5に示したものと同じになる。図5における信号検出点60では、特性変化が生じてもパーシャル・レスポンス等化の符号間干渉に対応した3つの信号レベルの変動はない。これは、図1の自動等化回路1により、再生信号の特性変化が生じても図3に示したように信号検出点においては符号間干渉が抑圧されるため、特性変化の影響を受ける事なく正確にパーシャル・レスポンス等化が行えるためである。
【0022】さらに、パーシャル・レスポンス等化回路2の出力はビタビ復号器3に入力される。ビタビ復号器3は、特定の符号間干渉をもつパーシャル・レスポンス等化によって定まる状態推移を最尤推定し、原ディジタル情報を出力する。ビタビ復号器の詳細については、江藤良純他、「ディジタルビデオ記録技術」、(1990.8.31)、日刊工業新聞社、PP.75-77などに述べられている。
【0023】以上のように、本実施例によるディジタル情報検出装置では、伝送路から伝送された信号に特性劣化が生じても、特性変化に応じて自動的に符号間干渉を抑圧するよう等化特性を制御する。このため、再生信号の特性変化に影響されることなくパーシャル・レスポンス等化は正確に行われ、誤り率の増加を抑えることができる。
【0024】さらに、本実施例における自動等化は伝送路からの信号を符号間干渉を抑圧するよう自動的に等化特性を設定し原ディジタル信号を推定するため、原ディジタル信号が2値の値を取る場合には1つの基準レベルで等化誤差の検出が行える。
【0025】これに対しパーシャル・レスポンス等化で直接自動等化を行う場合には、パーシャル・レスポンス等化後の信号検出レベルは符号間干渉に対応した多値の検出レベルをもつため、特性変化によるパーシャル・レスポンス等化の等化誤差検出は複雑になる。このため、本実施例ではパーシャル・レスポンス等化で直接自動等化を行う場合に比べて、容易かつ安定に特性変化の影響を軽減することが出来る。
【0026】(実施例2)次に、本発明の第2の実施例について図面を参照しながら説明する。図6は、本発明の第2の実施例におけるディジタル磁気再生装置のブロック図である。図6において、図1に示した第1の実施例と同一機能のブロックには同一番号を付した。
【0027】図6において、磁気ヘッド4により再生された信号は、ヘッドアンプ5で増幅され自動等化回路1に入力される。自動等化回路1は、記録から自動等化回路1の出力に至る系の符号間干渉を抑圧するよう、再生信号の特性変化に対応して自動的に等化特性を設定する。これにより自動等化回路1の出力では、磁気記録再生系の符号間干渉が抑圧される。
【0028】次に、自動等化回路1の出力は、パーシャル・レスポンス等化回路2に入力され、特定の符号間干渉をもつようパーシャル・レスポンス等化される。さらに、パーシャル・レスポンス等化回路2の出力はビタビ復号器3に入力され、特定の符号間干渉をもつパーシャル・レスポンス等化によって定まる状態推移を最尤推定し、原ディジタル情報を出力する。
【0029】ディジタル磁気再生装置においては、第1の実施例とは異なり、テープ、ヘッドなどによる再生信号の特性変化が発生しやすくなる。本実施例では、これら磁気記録再生系の再生信号の特性変化に対しても自動的に等化特性を変化させるため、パーシャル・レスポンス等化は特性変化の影響を受けにくくなり、誤りを増加させない特徴がある。
【0030】(実施例3)次に、本発明の第3の実施例について図面を参照しながら説明する。図7は、本発明のディジタル磁気再生装置を適用した第3の実施例を示すブロック図である。図7において、図6に示した第2の実施例と同一機能のブロックには同一番号を付した。本実施例が先の第2の実施例と異なる点は、符号間干渉を抑圧する自動等化回路8として予備等化回路6と自動補正等化回路7を用いていることである。
【0031】磁気ヘッド4により再生された信号はヘッドアンプ5で増幅され、予備等化回路6と自動補正等化回路7からなる自動等化回路8に入力される。予備等化回路6の構成を図8に示す。図8の予備等化回路において、入力と出力信号はそれぞれ信号62と63、抵抗値Rの抵抗器60とコンダクタンスCのコンデンサ61とから成り、カットオフ周波数が1/(2πCR)となる1次の積分特性をもつ。
【0032】磁気記録再生系は微分特性をもち、この符号間干渉を抑圧するには複雑な等化特性が必要となるため、1次の積分特性をもつ予備等化回路6で予め符号間干渉を緩和するよう等化される。次に予備等化回路6の出力は自動補正等化回路7に入力される。
【0033】自動補正等化回路7の入力信号は予備等化回路6によりあらかじめ符号間干渉を緩和するよう等化されているので、自動補正等化回路7は予備等化回路6の等化特性で抑圧できなかった符号間干渉成分を再生信号の特性変化に応じて自動的に等化特性を設定する。このように予備等化回路6と自動補正等化回路7からなる自動等化回路8により、記録から自動等化回路8の出力に至る磁気再生系の符号間干渉が抑圧される。
【0034】その結果、自動補正等化回路7の等化特性は、第2の実施例と比べて容易に実現可能な特性となり、等化誤差の収束が早まるとともにタップ係数の削減、回路規模の削減が可能となる。また、第2の実施例と同様に、再生信号の特性変化が生じてもパーシャル・レスポンス等化をより正確に行えるので、誤り率の増加を防ぐ事ができる。
【0035】なお、第1、第2、第3の実施例は伝送路からのディジタル情報の検出とディジタル磁気再生装置に本発明を適用したものであったが、本発明はこれに限られたものではなく、光記録再生装置でのディジタル情報検出などにも適用できる。
【0036】また、第1、第2、第3の実施例で自動等化器のタップ係数の数は3、パーシャル・レスポンス等化の符号間干渉の長さは3にしたが、本発明はこれらに限られるものではない。
【0037】さらに、自動等化回路1は図2に示した構成に限られるものではなく、他の方法を実現する構成でもよい。
【0038】また、第1、第2、第3の実施例では復号にビタビ復号器を用いたが、本発明はこれに限られるものではなく、ビットごとに復号するものであってもよい。
【0039】
【発明の効果】以上のように本発明は、伝送路から伝送された信号もしくは記録媒体から再生された信号に特性劣化が生じても、特性変化に応じて自動的に符号間干渉を抑圧するよう等化特性を制御するため、再生信号の特性変化に影響されることなくパーシャル・レスポンス等化は正確に行われ、誤り率の増加を抑えることができる。
【0040】さらに、符号間干渉を抑圧するよう自動等化を行ったのちパーシャル・レスポンス等化を行う構成としたため、パーシャル・レスポンス等化で直接自動等化を行う場合に比べて比較的容易に特性変化の影響を軽減することが出来る。




 

 


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