【発明の詳細な説明】 【０００１】 【発明の属する技術分野】本発明は、データ伝送方法、
ブロック同期信号検出方法及び再生装置に関し、特に、
データの伝送や記録媒体への記録に適するように符号化されたデータにブロック同期信号を付加してこれを送信若しくは記録し、そしてその後受信若しくは再生されたブロック同期信号を含む符号シーケンスを検出するのに好適なデータ伝送方法、ブロック同期信号検出方法及び再生装置に関する。 【０００２】 【従来の技術】ブロック同期信号は、通常、データ送信（又は記録）時に、ブロックの先頭に付加される。 そして、データ受信（又は再生）時に、この同期信号を検出してブロックの先頭を認識する。 ここで言うブロックとは、複数のデータ語若しくは符号語が集まった単位のことである。 例えば、ＤＡＴ(Digital Audio Tape)におけるブロックは、２シンボルのＩＤ(Identity)データ、１
シンボルのＩＤパリティ、及び３２シンボルのデータ語の計３６シンボルで構成されている。 １シンボルは、記録符号である８／１０符号で符号化される前では８ビット、符号化された後では１０ビットである。 記録時に、
ブロックを構成する個々の８ビットシンボルはまず８／
１０符号化され、その後８／１０符号のシーケンスには存在しない１シンボル（１０ビット）の同期信号（同期語）がブロックの先頭に付加される。 再生時には、この同期語を検出してブロックの先頭を見つけあと、符号化されたＩＤデータ、パリティ及び３２シンボルデータ語の復号が１シンボルずつ行われる。 ８／１０符号はＮＲ
ＺＩ記録を前提につくられているが、そのＮＲＺＩ変換後のシーケンスにおける同一ビットの最大連続長（以下Ｔmaxと呼ぶ）は４であり、しかもＴmax が２回以上連続しない。 同期語には、符号シーケンスには現れないＴ
max が２回連続するパターンが含まれており、これによって符号シーケンスとの識別を可能にしている。 【０００３】近年磁気記録の分野では、ＴＣＰＲ(Trell
is-Coded Partial Response)方式が盛んに研究されている。 これは、パーシャルレスポンス特性と符号特性を一体で考えることにより、伝送路（記録再生路）出力シーケンス間のユークリッド距離（自由二乗ユークリッド距離：ｄ ２ ｆｒｅｅ ）を増大させる方式である。 ｄ ２ ｆ
ｒｅｅの増加は信号レベルの増加と等価であり、したがってＴＣＰＲ方式により、データ検出時のＳＮＲ(Signa
l to Noise Ratio) は改善される。 ＴＣＰＲ方式で用いられる符号は、一般的にトレリス符号と呼ばれている。 【０００４】 【発明が解決しようとする課題】ところで、パーシャルレスポンスとして通常用いられる拡張パーシャルレスポンスクラス４（以下、ＥＰＲ４と表記する）は、単位パルス応答の等化波形がサンプル点（シンボル存在点）において（１、１、−１、−１）となるように等化する方式である。 ＥＰＲ４のシステム多項式は、以下の式（１）のように表される。 式（１）において、Ｄは１ビット遅延演算子である。 【０００５】 Ｇ（Ｄ）＝（１−Ｄ）（１＋Ｄ） ２ （１） ＥＰＲ４の状態遷移図を図１２に示すとともに、トレリス線図を図１３に示す。 上記ＥＰＲ４のトレリス線図に二重線で示す最小ユークリッド距離ｄ ２ ｆｒｅｅは、 ｄ ２ ｆｒｅｅ ＝((＋１)−(０)) ２ ＋((＋１)−(０)) ２ ＋
((−１)−(０)) ２ ＋((−１)−（０）) ２ ＝４ となっている。 【０００６】ＥＰＲ４と変調符号の制約条件とを利用して最尤復号を行うトレリスコーデッド拡張パーシャルレスポンスクラス４（以下、ＴＣＥＰＲ４と表記する）では、１６／１８符号に制約を加えることにより、自乗ユークリッド距離ｄ ２ ｆｒｅｅが４から６に大きくなり、
ビタビ検出ゲインをＥＰＲ４に対して１．８ｄＢ稼ぐことができる。 【０００７】しかし、ＴＣＥＰＲ４用のビタビデコーダは、決められた１８ビットを単位に動作しているので、
１ビットでも位相ずれを起こすと、全く違うビットを復号してしまうことになる。 【０００８】したがって、このＴＣＥＰＲ４用のビタビデコーダを決められた１８ビット毎にリセットを掛けるために同期検出を行う行う必要がある。 この同期検出自体は、検出ゲインが１．８ｄＢ劣っているＥＰＲ４ビタビで検出しなければならない。 【０００９】ここで、ブロック同期信号の検出精度は、
データの受信若しくは再生品質に大きく影響する。 例えば、外乱により同期信号が検出不能になれば、１ブロックの全データが失われることになる。 また、同期信号を誤検出したならば、誤検出した時点から次に正しく同期信号が検出されるまでの全データが失われることになる。 さらに、例えばＤＡＴ場合、同期語を誤検出するとＩＤデータも誤検出することになる。 ＩＤデータの中にはアドレス情報が含まれているが、誤検出アドレスを使ってメモリヘの書き込みが行われると、他のブロックのデータまでもが破壊される可能性がある。 【００１０】そこで、本発明の目的は、同期信号と符号シーケンスの識別ができ、データの再生時若しくは受信時に複数の符号語より得成されるブロックの先頭を認識することができるようにすることにある。 【００１１】また、本発明の目的は、ＥＰＲ４で検出する同期語パターンを強化するめに、同期パターンの誤りが全ての１６／１８符号に対してある距離を持つようし、自己訂正することにより未検出確率を下げることにある。 【００１２】 【課題を解決するための手段】本発明は、複数の符号語より構成されるブロックの先頭にブロック同期信号を付加して伝送するデータ伝送方法であって、上記ブロック同期信号は、符号シーケンスの同一ビットの最大連続長をＴmax＝８としたとき、当該ブロック同期信号内で１
回以上、同一ビットが９個連続することを特徴とする。 【００１３】また、本発明は、複数の符号語より構成されるブロックの先頭にブロック同期信号を付加して伝送するデータ伝送方法であって、上記ブロック同期信号は、伝送路出力シーケンスから当該ブロック同期信号を含む符号シーケンスを最尤検出する際に用いる時変構造を持つ検出トレリス上で始点とする状態が異なるブロック同期信号は、互いにユニークであり、終点状態が同じ状態であることを特徴とする。 【００１４】また、本発明は、複数の符号語より構成されるブロックの先頭に付加されて伝送されたブロック同期信号を検出するブロック同期信号検出方法であって、
伝送路出力シーケンスからブロック同期信号を含む符号シーケンスを最尤検出する際に用いる時変構造を持つ検出トレリス上で、始点とする状態が異なるブロック同期信号は、互いにユニークであり、終点状態が同じ状態であり、検出した同期信号を元にした検出窓を有するウインドウ信号を用いて、ブロック同期信号の検出を行うことを特徴とする。 【００１５】また、本発明は、複数の符号語より構成されるブロックの先頭に付加されて伝送されたブロック同期信号を検出するブロック同期信号検出方法であって、
伝送路出力シーケンスからブロック同期信号を含む符号シーケンスを最尤検出する際に用いる時変構造を持つ検出トレリス上で、始点とする状態が異なるブロック同期信号は、互いにユニークであり、終点状態が同じ状態であり、上記ブロック同期信号の検出とともに、当該ブロック同期信号のユニーク性から、検出トレリス上で当該ブロック同期信号によりＴＣＲＰビタビ検出器の始点とする状態を検出し、上記ブロック同期信号の検出後にブランチメトリックのプリセットを行うことを特徴とする。 【００１６】また、本発明は、所定の特性を有した伝送路の出力シーケンスから伝送された同期信号を含む符号シーケンスを検出する再生装置であって、上記伝送路出力シーケンスからブロック同期信号を含む符号シーケンスを検出する時不変である検出手段と、上記時不変である検出手段の出力からブロック同期信号を検出しその情報を出力する同期信号検出手段と、上記同期信号検出手段が出力するブロック同期信号の情報により初期設定され、時変構造を有する検出トレリスを用いて上記伝送路出力シーケンスからブロック同期信号を含む符号シーケンスをビタビ検出するビタビ検出手段と、上記同期信号検出手段により検出したブロック同期信号とビタビ検出手段による検出出力に基づいてブロック同期信号の検出窓を有するウインドウ信号を生成するウインドウ信号生成手段とを備え、上記同期信号検出手段は、上記ウインドウ信号生成手段により生成されるウインドウ信号を用いてブロック同期信号の検出を行うことを特徴とする。 【００１７】 【発明の実施の形態】以下、この発明の実施の形態について図面を参照して詳細に説明する。 【００１８】本発明は、例えば図１に示すような構成の再生装置２０に適用される。 【００１９】この再生装置２０は、時変トレリス符号を使ったＴＣＥＰＲ方式の再生装置である。 【００２０】ここで、この再生装置２０において採用しているＴＣＥＰＲ４における１６／１８変換では、符号のつなぎ目で状態に応じて次の表１に示すような制約を受ける。 【００２１】 【表１】 【００２２】また、図２に示すようなＴＣＰＲのトレリス制約を満たしている。 【００２３】この再生装置２０は、メディア１から再生された再生信号が再生増幅器２を介して供給される等化器３、この等化器３の出力が標本化器４を介して供給されるＰＬＬ回路５及びＰＲＭＬビタビ検出器６、上記標本化器４の出力が遅延素子７を介して供給されるＴＣＰ
Ｒビタビ検出器８、このＴＣＥＰＲビタビ検出器８の出力が供給される復号化器９、上記ＰＲＭＬビタビ検出器６の出力が供給される同期語検出器１０、上記復号化器９の出力が供給されるＩＤ検出器１１、このＩＤ検出器１１の出力が供給されるパリティチェック回路１２、このパリティチェック回路１２の出力が供給されるウインドウ信号生成器１３等をからなり、上記ウインドウ信号生成器１３の出力が上記同期語検出器１０に供給され、
この同期語検出器１０の出力が上記ＴＣＥＰＲビタビ検出器８供給されるようになっている。 【００２４】ここで、上記メディア１は、例えば磁気テープであって、図３にトラック配置を示してあるようにテープ走行方向に対して傾斜したトラックに、図４に示すようなトラックフォーマットで情報が記録されている。 １トラックは、それぞれ３ブロックのプリアンブルとポストアンブルに３３６ブロック分のデータブロックを有する。 １ブロックは、４バイトの同期語、８バイトのＩＤ情報及び１２８バイトのデータからなる。 【００２５】この再生装置２０において、メディア１から再生され再生増幅器２で増幅された信号は、等化器３
で所定のパーシャルレスポンス特性に等化されたあと、
標本化器４により標本化される。 この標本化器４により標本化された信号は、ＰＬＬ回路５に供給されるとともに、ＰＲＭＬビタビ検出器６を介して同期検出器１０に入力され、また、遅延素子７を介してＴＣＥＰＲビタビ検出器８に入力される。 【００２６】上記ＰＬＬ回路５は、上記標本化器４により標本化された信号からクロックを抽出する。 上記標本化器４やＰＲＭＬビタビ検出器６、ＴＣＥＰＲビタビ検出器８、復号化器９、同期語検出器１０等は、このＰＬ
Ｌ回路５により与えられるクロックに従って動作する。 【００２７】ＰＲＭＬビタビ検出器６では、時変トレリス符号の特性を含まない形の検出トレリスを用いて検出が行われる。 このＰＲＭＬビタビ検出器６では、符号語の境界を知る必要がなく、したがって非同期でデータの検出が行える。 【００２８】同期語検出器１０では、ＰＲＭＬビタビ検出器６で検出されたビット列について、ウインドウ信号生成器１３から供給されるウインドウ信号Sync_window
を用いて、同期語の検出を行う。 この同期語検出器１０
は、同期語の検出信号をＴＣＥＰＲビタビ検出器８に供給するとともに、ＴＣＥＰＲビタビ検出器８のどの状態の尤度を高くしたらよいかを示す状態指定信号を上記Ｔ
ＣＥＰＲビタビ検出器８に供給する。 【００２９】ＴＣＥＰＲビタビ検出器８は、時変符号の特性を含んだ形の検出トレリスを用いて検出が行われ、
符号語の境界を知らなければ正しく動作しない。 そこで、このＴＣＥＰＲビタビ検出器８は、上記同期語検出器１０から供給される状態指定信号により尤度の初期設定され、同期語検出信号によりその同期がとられ、その後で１ブロックのデータの検出を開始する。 【００３０】上記ＴＣＥＰＲビタビ検出器８で検出されたデータは、復号化器９に入力され、符号語の復号が行われる。 【００３１】なお、遅延素子７は、ＰＲＭＬビタビ検出器６と同期語検出器１０の内部遅延により同期語検出信号がもつ遅延量と同等の遅延を標本化器４からＴＣＥＰ
Ｒビタビ検出器８に入力される信号に与える。 【００３２】また、ＩＤ検出器１１は、上記復号化器９
の出力に含まれるＩＤ情報を検出してパリティチェック回路１２に供給する。 【００３３】パリティチェック回路１２は、上記ＩＤ検出器１１により検出されたＩＤ情報についてパリティチェックを行い、上記ＩＤ情報のパリティが正常であれば、パリティＯＫ信号をウインドウ信号生成器１３に供給する。 【００３４】ウインドウ信号生成器１３は、上記パリティチェック回路１２から供給されるパリティＯＫ信号に基づいて、図５の（Ａ）に示すように、上記メディア１
から再生される再生信号に含まれる同期語及びＩＤ情報の期間を示すウインドウ信号Sync_windowを生成し、このウインドウ信号Sync_windowを上記同期語検出器１０
に供給する。 【００３５】このように上記メディア１から再生される再生信号に含まれる同期語及びＩＤ情報の期間を示すウインドウ信号Sync_windowが供給される同期語検出器１
０では、上記ＰＲＭＬビタビ検出器６で検出されたビット列について、上記パリティチェック回路１２から供給されるパリティＯＫ信号に基づいて生成されたウインドウ信号Sync_windowを用いて、同期語を検出することにより、図５の（Ｂ）に示すように、上記ウインドウ信号
Sync_windowで示される検出窓の以外の期間に誤って同期語を検出することがなく、また、同期語を検出できなかった場合にも、図５の（Ｃ）に示すように、次のタイミングで同期を検出することができる。 【００３６】また、同期語検出器１０では、図６に示すように、上記同期語の自乗ユークリッド距離が４以下の誤りをパターンを同期語とみなすことで、同期語にエラーが発生したときにも、それを許容することで、同期語の検出確率をあげる。 また、そのとき、符号語の自乗ユークリッド距離４の誤りと距離１以上離れるようにすることで、誤検出は発生しない。 【００３７】また、上記同期語のパターンは、次の条件１）〜３）を満たすように選択した。 【００３８】条件１）ＴＣＥＲＰ４のトレリス制約を満たす。 同期語の前半部と後半部の接続部は１６／１８変換の接続制約を受けない。 ただし、同期語と符号語の接続部は１６／１８変換の接続制約を満たす。 条件２）符号語と距離を取るためにＺ＝９、Ｐ＝９をそれぞれ最低１つ、合計３つ入れる。 条件３）誤った位置でリセットがかからないように、４
つの初期状態の同期語パターンは、シフトしたとき誤りパターンも含めて似たパターンにならないようにする。 上記条件１）〜３）を満たす同期語のパターンとして、
次の表２に示す同期語パターンを次のようにして求めた。 【００３９】 【表２】 【００４０】先ず、図７に示すように、４８ビットデータからＴＣＥＲＰ４の４つのトレリス制約初期状態の１
６／１８変換された５４ビット符号を生成し、４つのトレリス制約初期状態の同期語パターンと３６ビットの全ての信号とＥＰＲ４における自乗ユークリッド距離を算出し、距離４以内のものを誤りパターンとする。 【００４１】次に、同期語パターン及びその誤りパターンと全ての３６ビットの１６／１８符号との自乗ユークリッド距離を算出し、５以上あることを確認した。 【００４２】次に、１６／１８符号がシフトしたときのパターンとも距離をおくために、図８の（Ａ），（Ｂ）
に示すように、５４ビットの１６／１８符号を１ビットずつシフトさせて３６ビット符号を作成し、同期語パターン及びその誤りパターンとの自乗ユークリッド距離を算出した。 【００４３】また、符号語と同期語の組合せによって同期語と似たパターンがあると誤った位置で同期語を検出してしまう可能性があるので、同期語と符号語が連続した信号で誤った位置でリセットされないように、３６ビットの同期語パターン及びその誤りパターンとその前後に１８ビット加えた７２ビット信号を生成し、図９に示すように、１ビットずつシフトさせて、同期語パターン及びその誤りパターンとのＥＰＲ４における自乗ユークリッド距離を算出し、５以上あることを確認した。 【００４４】ここで、同期語パターンとＥＰＲ４のトレリス線図を図１０に示す。 【００４５】また、上記表２に示した４つの初期状態に対応する同期語パターンの各誤りパターンのビット毎の自乗ユークリッド距離は、次のようになる。 【００４６】すなわち、初期状態Ｓ０の同期語パターンの各誤りパターンのビット毎の自乗ユークリッド距離は、表３〜表５のようになる。 【００４７】 【表３】 【００４８】 【表４】 【００４９】 【表５】 【００５０】また、初期状態Ｓ１の同期語パターンの各誤りパターンのビット毎の自乗ユークリッド距離は、表６〜表８のようになる。 【００５１】 【表６】 【００５２】 【表７】 【００５３】 【表８】 【００５４】また、初期状態Ｓ２の同期語パターンの各誤りパターンのビット毎の自乗ユークリッド距離は、表９〜表１１のようになる。 【００５５】 【表９】 【００５６】 【表１０】 【００５７】 【表１１】 【００５８】さらに、初期状態Ｓ３の同期語パターンの各誤りパターンのビット毎の自乗ユークリッド距離は、
表１２〜表１４のようになる。 【００５９】 【表１２】 【００６０】 【表１３】 【００６１】 【表１４】 【００６２】上記同期語パターン及びその誤りパターンは、１６／１８符号と自乗ユークリッド距離が５以上あり、また、誤った位置でリセットがかからないことが確認された。 したがって、この同期語パターンの自乗ユークリッド距離４以内の誤りパターンをすべて同期語とみなすことで誤りを許容した同期語検出を行うことができ、誤検出確率を上げることなく未検出確率を下げることができる。 【００６３】さらに、上記同期語パターンの条件１）〜
３）に次の条件４）〜６）を加えることにより、 条件４）同期語の中で９Ｔの前後で１Ｔの信号がこないようにする。 条件５）同期語の前後は２Ｔ以上にする。 これにより、
９Ｔを同期語の前後端に近いところに配置する。 条件６）同期語のシフトに弱いので９Ｔは３回連続しない。 初期状態Ｓ０とＳ１、Ｓ２とＳ３で共通の表１５に示す２種類の同期語パターンすることができる。 【００６４】 【表１５】 【００６５】ここで、同期語パターンと１６／１８
（０，７）符号のトレリス線図を図１１に示す。 【００６６】上記表１５に示した２種類の同期語パターンの各誤りパターンのビット毎の自乗ユークリッド距離は、次のようになる。 【００６７】すなわち、初期状態Ｓ０，Ｓ１の同期語パターンの各誤りパターンのビット毎の自乗ユークリッド距離は、表１６〜表１７のようになる。 【００６８】 【表１６】 【００６９】 【表１７】 【００７０】また、初期状態Ｓ２，Ｓ３の同期語パターンの各誤りパターンのビット毎の自乗ユークリッド距離は、表１８〜表１９のようになる。 【００７１】 【表１８】 【００７２】 【表１９】 【００７３】 【発明の効果】以上のように、本発明によれば、複数の符号語より構成されるブロックの先頭に付加されるブロック同期信号は、符号シーケンスの同一ビットの最大連続長をＴmax＝８としたとき、当該ブロック同期信号内で１回以上、同一ビットが９個連続するものとしたことにより、ブロック同期信号と符号シーケンスの識別ができ、データの再生時若しくは受信時に複数の符号語より得成されるブロックの先頭を認識することが可能となる。 【００７４】また、本発明では、同期語パターンの自乗ユークリッド距離４以内の誤りパターンをすべて同期語とみなすことで誤りを許容した同期語検出を行うことができ、誤検出確率を上げることなく未検出確率を下げることができる。 【００７５】また、本発明では、伝送路出力シーケンスからブロック同期信号を含む符号シーケンスを最尤検出する際に用いる時変構造を持つ検出トレリス上で、始点とする状態が異なるブロック同期信号は、互いにユニークであり、終点状態が同じ状態であるとし、検出した同期信号を元にした検出窓を有するウインドウ信号を用いて、ブロック同期信号の検出を行うことにより、ブロック同期信号の誤検出確率を下げることができる。 【００７６】さらに、本発明では、伝送路出力シーケンスからブロック同期信号を含む符号シーケンスを最尤検出する際に用いる時変構造を持つ検出トレリス上で、始点とする状態が異なるブロック同期信号は、互いにユニークであり、終点状態が同じ状態であるとし、上記ブロック同期信号の検出とともに、当該ブロック同期信号のユニーク性から、検出トレリス上で当該ブロック同期信号によりＴＣＲＰビタビ検出器の始点とする状態を検出し、上記ブロック同期信号の検出後にブランチメトリックのプリセットを行うことにより、安定したメトリック検出を行うことができる。
【図面の簡単な説明】 【図１】本発明を適用した再生装置の構成を示すブロック図である。 【図２】ＴＣＰＲのトレリス制約を示す図である。 【図３】上記再生装置におけるメディアとして使用される磁気テープのトラック配置を示す図である。 【図４】上記磁気テープのトラックフォーマットを示す図である。 【図５】上記再生装置におけるウインドウ信号生成器及び同期語検出器の動作を示すタイミングチャートである。 【図６】上記同期語検出器における同期語の検出動作を示す図である。 【図７】４８ビットデータからＴＣＥＲＰ４の４つのトレリス制約初期状態の１６／１８変換された５４ビット符号とＥＰＲ４における自乗ユークリッド距離を算出する３６ビットの同期語パターンを示す図である。 【図８】５４ビットの１６／１８符号を１ビットずつシフトさせて３６ビット符号を作成し、同期語パターン及びその誤りパターンとの自乗ユークリッド距離を算出する状態を示す図である。 【図９】３６ビットの同期語パターン及びその誤りパターンとその前後に１８ビット加えた７２ビット信号を１
ビットずつシフトさせて、同期語パターン及びその誤りパターンとのＥＰＲ４における自乗ユークリッド距離を算出する状態を示す図である。 【図１０】同期語パターンとＥＰＲ４のトレリス線図である。 【図１１】同期語パターンと１６／１８（０，７）符号のトレリス線図である。 【図１２】ＥＰＲ４の状態遷移図である。 【図１３】ＥＰＲ４のトレリス線図である。 【符号の説明】 １ メディア、２ 再生増幅器、３ 等化器３、４ 標本化器、５ ＰＬＬ回路５、６ ＰＲＭＬビタビ検出器６、７ 遅延素子７、８ ＴＣＰＲビタビ検出器、９
復号化器９、１０ 同期語検出器、１１ ＩＤ検出器、
１２ パリティチェック回路、１３ ウインドウ信号生成器、２０ 再生装置 ───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Ｆターム(参考） 5D044 DE32 GL32 GM22 GM26 5J065 AA01 AB01 AC03 AD10 AE06 AF02 AG05 AH18 5K047 AA11 CC11 HH01 HH03 HH21 MM12 MM14 |
