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発明の名称 ディジタル信号磁気記録再生装置
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7−111044
公開日 平成7年(1995)4月25日
出願番号 特願平5−256842
出願日 平成5年(1993)10月14日
代理人 【弁理士】
【氏名又は名称】小鍜治 明 (外2名)
発明者 中津 悦人 / 東谷 比呂志
要約 目的
短い同期符号でもほとんど誤ること無く同期符号位置の検出ができる同期符号多重部と同期符号検出部とを有したディジタル信号磁気記録再生装置を提供する。

構成
同期符号・ID符号発生部3から出力される誤りにくい符号(信号部に存在しない専用符号でも良い)を多用した同期符号列を、記録ブロック生成回路2により出力されるブロックに分割され誤り訂正符号が付加された3ビットのパラレルデータ列210に多重する時間軸多重回路4と、多重された8値符号列410が8点のうちの対応する点(符号点)に割り振られ、その符号点の示すI信号510とQ信号520とを出力するマッピング回路5と、多値搬送波変調方式での記録再生部と、復号器22と、同期符号検出回路23とより成る構成である。
特許請求の範囲
【請求項1】入力されるディジタル信号をブロック単位に分割し、さらに誤り訂正符号を付加した後にNビット(Nは1以上の整数)毎に符号化して2N 値符号を出力する記録ブロック生成回路と、ブロックの所定の部分にL個(Lは1以上の整数)の2N 値符号より成る同期符号列を付加する同期符号列付加部と、前記同期符号列付加部からの2N 値符号を直交平面上の所定の2N 個の点のうちの対応する符号点に割り当て、前記符号点に対応する2系統の信号を出力するマッピング回路と、前記2系統の信号を直交変調し変調信号を出力する直交変調器と、前記変調信号を磁気ヘッドを介して磁気記録媒体に記録再生する磁気記録再生部と、前記磁気記録再生部からの再生変調信号を2系統の復調信号に復調する復調器と、前記2系統の復調信号を復号しNビットのディジタル信号を表す復号符号を出力する復号器と、前記復号符号より同期符号列部を検出しブロックの区切りを示すブロック同期信号を出力するブロック同期検出部と、前記復号符号と前記ブロック同期信号とを入力とし、ブロック毎に誤り訂正・修正を行いディジタル信号を出力する再生ブロック処理回路とを備え、前記L個の2N 値符号より成る同期符号列部において、少なくともL/2個の符号は、2N 個の符号点のうち隣接する符号点との最小距離の最も大きい符号点に対応する符号であることを特徴とするディジタル信号磁気記録再生装置。
【請求項2】L個の2N 値符号より成る同期符号列部において、L個全ての符号は、2N 個の符号点のうち隣接する符号点との最小距離の最も大きい符号点に対応する符号であることを特徴とする請求項1記載のディジタル信号磁気記録再生装置。
【請求項3】入力されるディジタル信号をブロック単位に分割し、さらに誤り訂正符号を付加した後にNビット(Nは1以上の整数)毎に符号化して2N 値符号を出力する記録ブロック生成回路と、ブロックの所定の部分に2N 値符号とは異なるM種類(Mは1以上の整数)の符号を含むL個(Lは1以上の整数)の符号より成る同期符号列を付加する同期符号列付加部と、前記同期符号列付加部からの(2N +M)値符号を直交平面上の所定の(2N +M)個の点のうちの対応する符号点に割り当て、前記符号点に対応する2系統の信号を出力するマッピング回路と、前記2系統の信号を直交変調し変調信号を出力する直交変調器と、前記変調信号を磁気ヘッドを介して磁気記録媒体に記録再生する磁気記録再生部と、前記磁気記録再生部からの再生変調信号を2系統の復調信号に復調する復調器と、前記2系統の復調信号を復号し復号符号を出力する復号器と、前記復号符号より同期符号列部を検出しブロックの区切りを示すブロック同期信号を出力するブロック同期検出部と、前記復号符号と前記ブロック同期信号とを入力とし、ブロック毎に誤り訂正・修正を行いディジタル信号を出力する再生ブロック処理回路とより成ることを特徴とするディジタル信号磁気記録再生装置。
【請求項4】2N 値符号とは異なるM種類の符号に対応する符号点の隣接する符号点との最小距離は、2N 値符号に対応する符号点の隣接する符号点との最小距離と同じかあるいは大きいことを特徴とする請求項3記載のディジタル信号磁気記録再生装置。
【請求項5】L個の符号より成る同期符号列部において、少なくともL/2個の符号は、2N 値符号とは異なるM種類の符号のうちのいずれかであることを特徴とする請求項4記載のディジタル信号磁気記録再生装置。
【請求項6】L個の符号より成る同期符号列部において、L個全ての符号は、同一の符号であることを特徴とする請求項5記載のディジタル信号磁気記録再生装置。
発明の詳細な説明
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、ディジタル信号を磁気記録媒体に記録するためのディジタル信号磁気記録再生装置に関する。
【0002】
【従来の技術】従来のディジタル信号磁気記録再生装置においては、2値信号の飽和記録を基本としてNRZI方式や8−10変換方式などのベースバンドでの記録変調方式が用いられている。これら2値ベースバンド変調方式の詳細は、「ディジタルビデオ記録技術」、日刊工業新聞社発行、p36〜p52に記載されている。
【0003】2値ベースバンド変調方式を用いたディジタル信号磁気記録再生装置においては、入力されるディジタル信号はブロックに分割され、ブロック単位に誤り訂正符号(ECC符号)が付加される。各ブロックにはECC符号の他にブロック番号などのブロック情報を示すID符号やブロックの先頭を示す同期符号が付加される。ECC符号とID符号と同期符号とが付加された記録信号は、上述したように2値ベースバンド変調されて磁気記録媒体に記録される。
【0004】磁気記録媒体より再生され、復号されたディジタル信号は誤り訂正を行うためにブロック毎に分割される。そのブロックの区切りを決めるために、再生ディジタル信号より同期符号の検出が行われる。検出された同期信号に応じて復号ディジタル信号はブロックに分割され、誤り訂正・修正され、ディジタル信号が出力される。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記のように2値ベースバンド変調方式において同期符号を検出する場合、再生され復号されたディジタル信号のビット誤り率(BER)は特殊再生などの最悪状態では10-2〜10-3程度であるため、誤ることなく同期符号を検出するためには長いビット長からなる同期符号が必要となる。例えば、放送用のディジタルVTRであるD1およびD2−VTRでは同期符号は16ビットからなる。このため、記録するディジタル信号に含まれる映像信号以外の冗長部が無視できない量になる。また、同期符号部のBERは信号部の値と同じで最悪10-2〜10-3であり、信号部にも同期符号と同じビット列が存在することも有り得るため、同期符号を誤検出する頻度も十分小さいとは言えない。
【0006】本発明は、上記問題点に鑑み、短いビット長の同期符号を付加するだけで、再生時において、ほとんど誤ること無く同期符号の検出ができるディジタル信号磁気記録再生装置を提供することを目的としている。
【0007】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するために、本発明のディジタル信号磁気記録再生装置は、入力されるディジタル信号をブロック単位に分割し、さらに誤り訂正符号を付加した後にNビット(Nは1以上の整数)毎に符号化して2N 値符号を出力する記録ブロック生成回路と、ブロックの先頭にL個(Lは1以上の整数)の2N 値符号より成る同期符号列を付加する同期符号列付加部と、前記同期符号列付加部からの2N 値符号を直交平面上の所定の2N 個の点のうちの対応する符号点に割り当て、前記符号点に対応する2系統の信号を出力するマッピング回路と、前記2系統の信号を直交変調し変調信号を出力する直交変調器と、前記変調信号を磁気ヘッドを介して磁気記録媒体に記録再生する磁気記録再生部と、前記磁気記録再生部からの再生変調信号を2系統の復調信号に復調する復調器と、前記2系統の復調信号を復号しNビットのディジタル信号を表す復号符号を出力する復号器と、前記復号符号より同期符号列部を検出しブロックの区切りを示すブロック同期信号を出力するブロック同期検出部と、前記復号符号と前記ブロック同期信号とを入力とし、ブロック毎に誤り訂正・修正を行いディジタル信号を出力する再生ブロック処理回路とを備え、前記L個の2N 値符号より成る同期符号列部において、少なくともL/2個の符号は、2N 個の符号点のうち隣接する符号点との最小距離の最も大きい符号点に対応する符号であることを特徴とする構成である。
【0008】
【作用】本発明は、上記の構成によって、同期符号に含まれる2N 値符号のうちの多くを、隣接する符号点との最小距離の最も大きい符号点に対応する符号とするため、信号部での総合のBERが10-2〜10-3程度であっても同期符号に含まれる符号の多くはBERが10-2〜10-3よりも小さいので、短いビット長の同期符号であってもほとんど誤ることなく同期符号を検出できる。
【0009】
【実施例】以下に本発明のディジタル信号磁気記録再生装置の第一の実施例について図1を用いて説明する。図1は本発明の第一の実施例のディジタル信号磁気記録再生装置のブロック図である。
【0010】図1において、まず入力端子1より入力された8ビットのパラレルデータ110は記録ブロック生成回路2によりブロックに分割され誤り訂正符号(ECC符号)が付加された後、3ビットのパラレルデータ列210に変換される。ECC符号としては一般的に広く用いられているリードソロモン符号を用いる(詳細については、「ディジタルビデオ記録技術」、日刊工業新聞社発行、p109〜p114に記載されている)。3は同期符号列とID符号列を発生する同期符号・ID符号発生部である。
【0011】3ビットのパラレルデータ列いわゆる8値符号列は時間軸多重回路4に入力され、ブロックの先頭にL個の8値符号(S1 〜SL )よりなる同期符号列310が、その直後にブロック情報を示すID符号列が時間軸多重される。同期符号列とID符号列とが多重されたブロックは、図2に示すように、同期符号列、ID符号列、データとECC符号の混在した符号列(C1 〜CK )という構成になっている。
【0012】同期符号列とID符号列との多重された8値符号列410はマッピング回路5に入力される。マッピング回路5では、入力される8値符号が図3に示す8点(A〜H)のうちの対応する点(符号点)に割り振られ、その符号点の示すI信号510とQ信号520とが出力される。なお、マッピング回路5は読みだし専用メモリ(ROM)で構成でき、3ビットのパラレルデータに対する出力I信号とQ信号との信号レベルが記憶されている。
【0013】同期符号列を構成する8値符号のうちの半分以上は、隣接する符号点との最小距離が最も大きい符号点Hに対応する符号である。つまり、符号点Hの他の符号点との最小距離(例えば点Hと点Aとの距離)は、点H以外の符号点の他の符号点との最小距離(例えば点Bと点Aとの距離)より大きい。よって、符号点Hに対応する符号は他の符号と比べて誤り難く、この符号を多用することで同期符号列が短くても同期符号列の検出を誤ることが少ない。また、同期符号列を構成する8値符号の全てが符号点Hに対応する符号であっても良い。
【0014】マッピング回路5より出力されるI信号510とQ信号520とはD/A変換器6、7によりアナログ信号となり、それぞれローパスフィルタ(LPF)8、9を経て、直交変調器11に入力される。直交変調器11では、2系統の入力810、910を直交する搬送波で振幅変調し、加算して出力する。直交変調器11の出力111は記録アンプを経て記録磁気ヘッド12により磁気記録媒体13に記録される。
【0015】再生磁気ヘッド14により磁気記録媒体13より再生される信号は再生アンプを経た後、搬送波再生回路15、クロック再生回路16、直交検波器17に入力される。搬送波再生回路15では、復調するために必要な搬送波151を再生する。搬送波再生にはフィードバック制御型PLLを用いる(詳細は「情報通信におけるディジタル信号処理」、村野和雄 海上重之著、昭晃堂発行、p81−86に記載されている)。
【0016】クロック再生回路16では、復調信号より符号を判定するための検出タイミングを示すクロック161を再生する。再生する方法は、非線形な操作を用いた自己同期法を用いる(詳細は「情報通信におけるディジタル信号処理」、村野和雄海上重之著、昭晃堂発行、p87−90に記載されている)。
【0017】直交検波器17では、搬送波再生回路15からの再生搬送波信号151とそれを90度位相をずらした信号152とで変調信号171を直交検波することで復調I信号172と復調Q信号173とを出力する。復調I信号172と復調Q信号173とはそれぞれLPF18、19を経て、A/D変換器20、21でディジタル信号に変換される。A/D変換器20、21では、検出のタイミングを示すクロック再生回路16からの再生クロック161に同期してディジタル信号に変換される。
【0018】ディジタルI信号201とディジタルQ信号211とは復号器22に入力される。復号器22では、ディジタルI信号201とディジタルQ信号211とが示す直交平面上の信号点が8つの符号点のうちでどれに一番近いかで対応する符号が判定される。つまり図4に示す点線で区分けされた8つの領域(a〜h)のどの領域に信号点が存在するかで対応する符号が判定され、8値符号221が出力される。復号器22はROMで構成でき、ROMには入力されるI信号とQ信号との全ての組合せに対応する判定結果が記憶されている。復号器22の出力である8値符号(3ビットのディジタル信号列)221は同期符号検出回路23と再生ブロック処理回路24とに入力される。
【0019】同期符号検出回路23では、入力される符号列が記録前に多重した同期符号列と同じパターンの符号列か否かを判定することで同期符号列を検出し、その結果ブロックの先頭位置を示すブロック同期信号231を出力する。同期符号検出回路23は、同期符号列がL個の8値符号(S1 〜SL )である場合には、図5に示すように(L−1)個の遅延器とL個の符号列の一致判定回路で構成できる。
【0020】再生ブロック処理回路24では、ブロック同期信号231により8値符号221をブロック毎に分割し、ブロック毎に誤り訂正・修正を行い、8ビットのパラレルデータ241を出力端子25より出力する。
【0021】ここでは、入出力データとして8ビットのパラレルデータとしたがその他のビット数のパラレルデータでも同様である。また記録符号としては3ビットより成る8値符号の場合で説明したが、その他の多値数・符号点配置の多値符号でも同様に成り立つ。
【0022】以上の構成により第一の実施例においては、同期符号列を構成する符号の多くを他の符号と比べて誤りにくい符号としているため、短い同期符号列であってもほとんど誤ることなく同期符号列が検出できる。
【0023】次に、本発明の第二の実施例について、図面を参照しながら説明する。図6は本発明の第二の実施例を示すブロック図である。図6において、まず入力端子1より入力された8ビットのパラレルデータ110は記録ブロック生成回路2によりブロックに分割されECC符号が付加された後、3ビットのパラレルデータ列210に変換される。ECC符号としては一般的に広く用いられているリードソロモン符号を用いる。
【0024】3ビットのパラレルデータ列いわゆる8値符号(符号値0〜7)列は時間軸多重回路4に入力され、時間軸多重回路4では、ブロックの先頭に8値符号とは異なる符号(符号値8)を含む同期符号列310(S1 〜SL )が、その直後にブロック情報を示すID符号列が時間軸多重される。つまり、信号部は符号値0〜7の8値符号より構成され、同期部は符号値0〜7以外に符号値8の専用符号を含む9値符号より構成される。同期符号列とID符号列とが多重されたブロックは、図2に示すように、同期符号列、ID符号列、データとECC符号の混在した符号列(C1 〜CK )という構成になっている。
【0025】同期符号列とID符号列との多重された9値符号列410はマッピング回路5に入力される。マッピング回路5では、入力される9値符号が図7に示す9点(A〜I)のうちの対応する符号点に割り振られ、その符号点の示すI信号510とQ信号520とが出力される。符号値0〜7の8値符号は図7の符号点A〜Hに対応する符号であり、符号値8の同期符号専用の符号は、隣接する符号点との最小距離が最も大きい符号点Iに対応する符号である。なお、マッピング回路5はROMで構成でき、9値符号列410に対する出力I信号とQ信号との信号レベルが記憶されている。
【0026】同期符号列を構成する9値符号のうちの半分以上は符号値8の同期符号専用の符号である。この符号は他の符号と比べて誤り難く、この符号を多用することで同期符号列が短くても同期符号列の検出を誤ることが少ない。また、同期符号専用の符号を設けることで、信号部に同期符号列と同じパターンあるいは類似したパターンの符号列が存在することも無いため、同期符号列の検出を誤ることが非常に少ない。また、同期符号列を構成する9値符号の全てが符号値8の同期符号専用の符号であっても良い。
【0027】マッピング回路5より出力されるI信号510とQ信号520とはD/A変換器6、7によりアナログ信号となり、それぞれLPF8、9を経て、直交変調器11に入力される。直交変調器11では、2系統の入力810、910を直交する搬送波で振幅変調し、加算して出力する。直交変調器の出力111は記録アンプを経て記録磁気ヘッド12により磁気記録媒体13に記録される。
【0028】再生磁気ヘッド14により磁気記録媒体13より再生される信号は再生アンプを経た後、搬送波再生回路15、クロック再生回路16、直交検波器17に入力される。搬送波再生回路15では、復調するために必要な搬送波151を再生する。搬送波再生にはフィードバック制御型PLLを用いる。クロック再生回路16では、復調信号より符号を判定するための検出タイミングを示すクロック161を再生する。再生する方法は、非線形な操作を用いた自己同期法を用いる。
【0029】直交検波器17では、搬送波再生回路15からの再生搬送波信号151とそれを90度位相をずらした信号152とで変調信号171を直交検波することで復調I信号172と復調Q信号173とを出力する。復調I信号172と復調Q信号173とはそれぞれLPF18、19を経て、A/D変換器20、21でディジタル信号に変換される。A/D変換器20、21では、検出のタイミングを示すクロック再生回路16からの再生クロック161に同期してディジタル信号に変換される。
【0030】ディジタルI信号201とディジタルQ信号211とは復号器26に入力される。復号器26では、9値符号への復号と8値符号への復号とが同時に行われる。9値符号への復号においては、ディジタルI信号201とディジタルQ信号211とが示す直交平面上の信号点が9つの符号点(A〜I)のうちでどれに一番近いかで対応する符号が判定される。つまり図8に示す点線で区分けされた9つの領域(a〜i)のどの領域に信号点が存在するかで対応する符号が判定され、9値符号261が出力される。
【0031】また8値符号への復号においては、ディジタルI信号201とディジタルQ信号211とが示す直交平面上の信号点が符号値0〜7の8つの符号点のうちでどれに一番近いかで対応する符号が判定される。つまり図9に示す点線で区分けされた8つの領域(a〜h)のどの領域に信号点が存在するかで対応する符号が判定され、8値符号262が出力される。復号器26は2つのROMで構成でき、それぞれのROMには入力されるI信号とQ信号との全ての組合せに対応する判定結果が記憶されている。復号器26の出力である9値符号261は同期符号検出回路23に、8値符号262は再生ブロック処理回路24に入力される。
【0032】同期符号検出回路23では同期符号列を検出し、その結果ブロックの先頭位置を示すブロック同期信号231を出力する。同期符号検出回路23は、同期符号列がL個の9値符号(S1 〜SL )である場合には、図5に示すように(L−1)個の遅延器とL個の符号列の一致判定回路で構成できる。
【0033】再生ブロック処理回路24では、ブロック同期信号231により8値符号262をブロック毎に分割し、ブロック毎に誤り訂正・修正を行い、8ビットのパラレルデータ241を出力端子25より出力する。
【0034】ここでは、入出力データとして8ビットのパラレルデータとしたがその他のビット数のパラレルデータでも同様である。また記録符号としては3ビットより成る8値符号に同期符号専用の1種類の符号を付加した9値符号の場合で説明したが、その他の多値数・符号点配置の多値符号でも同様に成り立つ。
【0035】以上の構成により第二の実施例においては、同期符号列を構成する符号のうちの多くを他の符号と比べて誤り難い同期符号専用の符号としているため、同期符号列が短くても同期符号列の検出を誤ることが少ない。また、同期符号専用の符号を設けることで、信号部に同期符号列と同じパターンあるいは類似したパターンの符号列が存在することも無いため、同期符号列の検出を誤ることが非常に少なくて済む。
【0036】
【発明の効果】以上のように本発明によれば、同期符号列を構成する符号のうちの多くを他の符号と比べて誤り難い符号としているため、同期符号列が短くても同期符号列の検出を誤ることが少ない。また、同期符号専用の符号を設けることで、信号部に同期符号列と同じパターンあるいは類似したパターンの符号列が存在することも無いため、同期符号列の検出を誤る頻度を非常に少なくすることができる。




 

 


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