JP3835100B2 - 信号変調装置、復調装置及び記録媒体 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、デジタル信号を光ディスク、磁気ディスクなどの記録媒体に記録するための信号変調装置、復調装置及び記録媒体に関する。
【０００２】
【従来の技術】
光ビームを使ってデジタル信号をディスク媒体に記録するための信号変調方式としては、ＣＤ（コンパクト・ディスク）に用いられているＥＦＭ（Eight to Fourteen Modulation：８−１４変調）方式や、ＤＶＤ（デジタル・バーサタイル・ディスク）に用いられているＥＦＭ＋（イーエフエムプラス：８−１６変調）方式が知られている。これらはいずれも、光伝送系や記録媒体による記録再生特性の制限により、いわゆるＲＬＬ（ラン・レングス・リミテッド）（２，１０）の特性により、最短符号反転間隔を３Ｔ（Ｔはチャネルビット周期）に、最長符号反転間隔を１１Ｔに制限して変調する方式である。
【０００３】
図２１は従来例であるＥＦＭ方式、ＥＦＭ＋方式におけるＲＬＬ（２，１０）の符号化器の状態遷移を示し、円内に示されている数字「０」〜「１０」は符号化器の内部状態を示している。また、矢印はこの符号化器において遷移可能な場合を示し、矢印に付した数字「０」、「１」は、状態「０」〜「１０」から遷移によって生成される各１ビットデータを示す。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、デジタル信号を光ディスクなどの記録媒体に高密度で記録して、これを再生しようとすると、隣接するピット／ランド（マーク／スペース）間で再生帯域不足によって符号間干渉が生じることが知られている。この符号間干渉の大きさは特に、隣接するピット／ランド（マーク／スペース）間の長さに応じて異なり、例えばＥＦＭ方式やＥＦＭ＋方式においては、１１Ｔや１０Ｔのように長い反転間隔長を有する再生信号の後に、最短符号反転間隔である３Ｔ信号が現れたときに影響が大きくなる。
【０００５】
図２２はＲＬＬ（２，１０）特性を有する信号変調方式において最短符号反転間隔である３Ｔ信号の直前に、３Ｔから１１Ｔまでの反転間隔を有する記録信号（隣接信号）が存在する場合の影響を測定した図である。このように直前の記録信号の反転間隔が大きくなると、３Ｔ信号の長さが本来の長さからずれることがわかる。また、図２２は直前の記録信号の反転間隔が３Ｔ信号に及ぼす影響を示しているが、直後の記録信号の反転間隔が３Ｔ信号に及ぼす影響も同様である。このように本来の長さからずれて再生された波形は、再生誤りを引き起こすことは言うまでもなく、記録密度を高くすると、この影響が顕著に現れ、このため記録密度の向上の妨げとなる。
【０００６】
本発明は上記の問題点に鑑み、最短符号反転間隔に対して直後又は直前の符号反転間隔が与える影響を低減することができ、ひいては記録密度を向上させることができる信号変調装置及び復調装置、さらに、前記変調方式にて記録がなされた媒体を提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明は上記目的を達成するために、前後の符号語を直接結合した符号語列をＮＲＺＩ変換した場合の最短符号反転間隔がｄ＋１チャネルビット、最長符号反転間隔がｋ＋１チャネルビット（ｄ、ｋは共に正の整数）に制限される場合、ｄ＋１チャネルビットの最短符号反転間隔が発生する符号語の直前又は直後の符号語の反転間隔がｋ＋１チャネルビットより短くなるように符号化するようにしたものである。
【０００８】
すなわち本発明によれば、連続する２進数の入力データ列をｐビット毎に区切り、ｐビットの入力データ語をｑビット（ｐ＜ｑ：ｐ、ｑは共に正の整数）の符号語に変換し、前後の符号語を直接結合するとともに、前記結合された符号語列をＮＲＺＩ変換した場合の最短符号反転間隔がｄ＋１チャネルビット、最長符号反転間隔がｋ＋１チャネルビット（ｄ、ｋは共に正の整数）に制限される信号変調装置において、
前記ｄ＋１チャネルビットの最短符号反転間隔が発生する符号語の直前又は直後の符号語の反転間隔が前記ｋ＋１チャネルビットより短くなるように入力データ語を符号語に符号化する符号化手段を、
備えたことを特徴とする信号変調装置が提供される。
【０００９】
また本発明によれば、連続する２進数の入力データ列をｐビット毎に区切り、ｐビットの入力データ語をｑビット（ｐ＜ｑ：ｐ、ｑは共に正の整数）の符号語に変換し、前後の符号語を直接結合するとともに、前記結合された符号語列をＮＲＺＩ変換した場合の最短符号反転間隔がｄ＋１チャネルビット、最長符号反転間隔がｋ＋１チャネルビット（ｄ、ｋは共に正の整数）に制限される信号変調装置において、
入力データ語をアドレスとして符号語と次の入力データ語を符号化する符号化テーブルを選択する情報が記憶され、前記符号語と符号化テーブル選択情報が、前記ｄ＋１チャネルビットの最短符号反転間隔が発生する符号語の直前又は直後の符号語の反転間隔が前記ｋ＋１チャネルビットより短くなる符号化規則で構成された複数の第１の符号化テーブルと、
入力データ語をアドレスとして符号語と次の入力データ語を符号化する符号化テーブルを選択する情報が記憶され、前記符号語をＮＲＺＩ変換した場合の極性が前記第１の符号化テーブルにおける同一入力データ語に対する符号語と逆極性であって、かつ次の符号化テーブルを選択する情報が同一である複数の第２の符号化テーブルと、
前記第２の符号化テーブルを選択しても前記符号化規則を満たす場合には前記第１、第２の符号化テーブルからそれぞれ第１、第２の符号語候補を読み出し、前記第２の符号化テーブルを選択すると前記符号化規則を満たさない場合には前記第１の符号化テーブルから同じ値の第１、第２の符号語候補を読み出すテーブル読み出し手段と、
前記テーブル読み出し手段により読み出された第１、第２の符号語候補毎にＤＳＶの総和の絶対値を演算するＤＳＶ演算手段と、
前記ＤＳＶ演算手段により演算されたＤＳＶの総和の絶対値が小さい方の第１又は第２の符号語候補を符号語として選択する手段とを、
備えたことを特徴とする信号変調装置が提供される。
【００１０】
また本発明によれば、請求項１ないし３のいずれか１つに記載の変調装置により変調された符号語を元の入力データ語に復調する復調装置であって、
復調対象の符号語をアドレスとして、後続の符号語がどの前記複数の符号化テーブルの、どのテーブルにより符号化されたかを示す判定情報と、２以上の入力データ語候補を出力する復号テーブルと、
前記復号テーブルから読み出された判定情報に基づいて前記２以上の入力データ語候補の１つを入力データ語として選択する選択手段とを、
有する復調装置が提供される。
【００１１】
また本発明によれば、請求項１ないし３のいずれか１つに記載の信号変調装置により変調された信号が記録された記録媒体が提供される。
【００１２】
【発明の実施の形態】
＜第１の実施形態＞
以下、図面を参照して本発明の第１の実施形態を説明する。図１は本発明に係る符号器の状態遷移を示す説明図、図２、図３は本発明に係る符号化テーブルの作成過程において用いられる行列を示す説明図、図４は本発明に係る符号化テーブルの作成過程を示す説明図、図５〜図９は本発明に係る符号化テーブルを示す説明図、図１０は本発明に係る変調装置の一実施形態を示すブロック図である。
【００１３】
第１の実施形態は、伝送媒体がＤＳＶ制御を必要としない場合を示している。図１は本発明の符号化テーブルを構成するための状態遷移を示し、円内に示されている数字「０」〜「１０」は符号化器の内部状態を示している。また、矢印はこの符号化器において遷移可能な場合を示し、矢印に付した数字「０」、「１」は、状態「０」〜「１０」から遷移によって生成される各１ビットデータを示す。ここでは一例として、ｐ＝８ビットのデータ語をｑ＝１６ビットの符号語に変換して前後の符号語をマージンビットを用いることなく直列結合し、また、ＲＬＬ（２，１０）の規則に従って最短反転間隔＝３Ｔ、最長反転間隔＝１１Ｔとして、３Ｔの直前の最大反転間隔を８Ｔとする場合について説明する。
【００１４】
図１において、符号語の３Ｔが発生する場合は、状態の遷移が
→「１」→「２」→「３」→「１」→
（ただし、最初に示す状態「１」の前の符号語ビットは「１」とする）
のように遷移した場合のみである。このとき、符号語は、
・・・１００１・・・
となり、これをＮＲＺＩ変換すると３Ｔが生成される。
【００１５】
ここで、符号語が、
・・・１００１・・・
となる直前に最長反転間隔が起きる場合は、図１を参照すると
「１」→「２」→「３」→「４」→「５」→「６」→「７」→「１」→「２」→「３」→「１」
のように遷移する場合のみである。したがって、この場合の符号語は、状態「０」に遷移するときに必ず符号語＝１が入るので、
・・・１０００００００１００１・・・
となり、３Ｔの直前の符号語の最長反転間隔が８Ｔとなる。
【００１６】
図１に示す状態遷移図による隣接行列（推移可能な状態を表す行列）Ａは、図２に示すように１１次の行列で与えられる。この隣接行列Ａでは、列「０」〜「１０」を図１に示す状態遷移図における遷移の開始状態「０」〜「１０」に割り当て、行「０」〜「１０」を遷移の終了状態「０」〜「１０」に割り当てている。
【００１７】
ｑ＝１６ビットである符号語は、図２に示す隣接行列Ａを１６乗することにより得ることができ、図３に示す行列Ａ16で与えられる。図３に示す行列Ａ16において各要素を構成する数字の意味について説明すると、例えば第１行、第１列（＝００６）は、図１において遷移の開始状態を「０」、遷移の終了状態を「０」にしたときに生成し得る１６ビット符号語の数を表しており、この場合には６種類の１６ビット符号語が構成可能である。
【００１８】
また、この行列Ａ16に基づいて構成される符号語を用いて、ある要素（行、列）で表される状態に終了した符号語に対して、その行から生成される符号語を順次結合することにより、ｑ＝１６であってｄ＝２（３Ｔ）、ｋ＝１０（１１Ｔ）を満たし、最短反転間隔が３Ｔの直前の符号反転間隔が最長＝８Ｔに制限される符号語を構成することができる。図４は図２に示す行列Ａを用いて生成される、ｑ＝１６ビットであり、符号器の状態が「０」ないし「１０」から開始し、符号器の状態が「０」で終了する符号語を全て示す（１０進で示す）。図４に示すように符号語の数と図３に示す要素の数が一致することがわかる。
【００１９】
一方、図２に示す行列Ａを１６乗した図３において、各行の要素の和が２のｐ乗、すなわちこの例では２５６以上あれば、各状態からある状態に遷移する符号をそのまま用いることにより符号化テーブルを構成することができる。しかしながら、この例では１行目から１１行目の各行に対して要素の和、すなわち図１において状態「０」ないし「１０」から生成される符号語の数が、
【００２０】
【表１】
行：要素の和 対応する状態
１：１６５ 「０」
２：２３８ 「１」
３：３４３ 「２」
４：４９４ 「３」
５：４７４ 「４」
６：４４４ 「５」
７：４００ 「６」
８：３３８ 「７」
９：２５０ 「８」
１０：１９５ 「９」
１１：１１５ 「１０」
【００２１】
であるので、状態「０」、「１」、「８」、「９」、「１０」に対して符号語の数が足りず、このままでは符号化テーブルを構成することができない。
【００２２】
そこで、図１における全ての状態について、生成される符号語を求めた後、例えば、以下の公知例「ファイナイト・ステート・モジュレーション・コード・フォー・データ・ストレージ」、"Finite-State Modulation Codes for Data Storage", B. H. Marcus他、IEEE Journal on selected areas in Communication, vol.10. No.1, January 1992に記載されているように状態を選別し、その後、状態を分割、併合することにより符号化テーブルを作成することができる。
【００２３】
この例では、図１における状態「０」、「１」、「２」、「７」、「９」の５つの状態についてそれぞれ１、１、２、２、１通りの状態に分割し、また、分割された状態「２」を「２１」、「２２」で表し、分割された状態「７」を「７１」、「７２」で表すと、各状態の符号語の数は、
【００２４】
【表２】
分割後の状態：符号語の数
「０」 ： ２６５
「１」 ： ３８０
「２１」 ： ２７１
「２２」 ： ２７８
「７１」 ： ２６８
「７２」 ： ２７４
「９」 ： ３１１
【００２５】
となり、したがって、２５６通りの符号語を生成することができる。なお、分割後の各状態に対する符号語の数は、符号語の割り付け方により決まり、この例以外の割り付け方も可能である。
【００２６】
その後、状態「７２」、「９」について状態の併合を行って作成した６種類の符号化テーブルを図５〜図９に示す。なお、この例では、状態「７２」、「９」についてのみ状態の併合を行ったが、さらに多くの併合を行い、符号化テーブルの数を減らすことが可能であるが、ここでは、符号化テーブルの一例として６種類のものを示す。なお、図５〜図９において、入力データをＤ（ｋ）＝０〜２５５、符号化テーブルの種類をＳ（ｎ）＝０、１、２、３、４、５、出力符号語をＣ（ｋ）、出力符号語Ｃ（ｋ）に対して次に選択する符号化テーブルの種類をＳ（ｎ＋１）として示す。
【００２７】
図１０は本発明に係る変調装置１０の一実施形態を示すブロック図であり、変調装置１０は図５〜図９に示す構成の符号化テーブル１１と１ワード遅延部１２を有する。図１０において、入力データ列Ｄinは記録ブロック構成回路１により同期語や誤り訂正語などが付加されて、所定の長さ毎の記録ブロックに変換され、その後、８ビット毎の入力データ語Ｄ（ｋ）に変換される。符号化テーブル１１は、この入力データ語Ｄ（ｋ）を１ワード遅延部１２からの１ワード前の符号化時の符号化テーブル選択情報Ｓ（ｎ）に基づいて１６ビットの符号語Ｃ（ｋ）に変換して、これを記録信号メモリ２に出力するとともに、次に選択する符号化テーブル選択情報Ｓ（ｎ＋１）を１ワード遅延部１２に出力する。
【００２８】
１ワード遅延部１２は符号化テーブル選択情報Ｓ（ｎ＋１）を遅延して次の入力データ語Ｄ（ｋ）を符号化する際に符号化テーブル選択情報Ｓ（ｎ）として符号化テーブル１１に出力する。ここで、最初の入力データ語Ｄ（ｋ）に対する符号化テーブル選択情報Ｓ（ｎ）は、記録ブロック構成回路１において同期パターンを選択することにより決定することができる。符号化テーブル１１により変換された符号語Ｃ（ｋ）は、いったん記録信号メモリ２に蓄積された後に記録信号Ｓ１として出力されるが、蓄積する必要がなければ記録信号メモリ２は不要である。記録媒体へは、記録信号Ｓ１が図示せぬＮＲＺＩ変調器で、変調が記録される。
【００２９】
図５〜図９に示す符号化テーブル１１を用いた符号化処理について詳しく説明する。ここで、下記の数値は、特に説明がない限り１０進で示す。例えば初期状態を「０」として、
【００３０】
【表３】
Ｄ（ｋ） ＝０
Ｄ（ｋ＋１）＝１
Ｄ（ｋ＋２）＝２
Ｄ（ｋ＋３）＝３
【００３１】
という入力データ語Ｄに対する符号化テーブルＳ（ｎ）、符号語Ｃ、次の符号化テーブルＳ（ｎ＋１）を以下に示す。
【００３２】
【表４】
【００３３】
【表５】
上記のように変調されたバイナリ系列は、
となる。
【００３４】
ここで、上記実施形態では、３Ｔの前の反転間隔を制限する例について説明したが、図１０に示した記録信号メモリ２により、記録ブロック単位などの所定ビット数毎にビット送出方向を逆方向にすれば、３Ｔの後の反転間隔を制限することができることは明白である。また、図１に示した状態遷移図において、状態の遷移方向、すなわち図１に示す矢印方向を逆にして、前述した方法を用いて符号化テーブル１１を構成すれば、同様に、３Ｔの後の反転間隔を制限できることは明白である。
【００３５】
符号化テーブル１１の生成例について更に詳細に説明する。前述したように図１に示した状態「２」、「７」を２分割して作成すると、異なる入力データ語Ｄ（ｋ）に対して同一の符号語Ｃ（ｋ）が割り当てられている場合がある。例えば図５に示す符号化テーブルＳ（ｎ）＝０を参照すると、入力データ語Ｄ（ｋ）＝０，１に対して同一の符号語Ｃ（ｋ）＝６４が割り当てられている。
【００３６】
このように、同一の符号語Ｃ（ｋ）が異なる入力データ語Ｄ（ｋ）に割り当てられている場合には、本発明の符号化テーブルは復号装置が復号可能なように、後続の符号語Ｃ（ｋ＋１）がどの符号化テーブルにより符号化されたかを検出することができるように構成されている。すなわち、例えば入力データ語Ｄ（ｋ）＝０に対して次に選択する符号化テーブル情報Ｓ（ｎ＋１）は「４」であり、入力データ語Ｄ（ｋ）＝１に対して次に選択する符号化テーブル情報Ｓ（ｎ＋１）は「５」である。したがって、符号化テーブルＳ（ｎ）＝４と符号化テーブルＳ（ｎ）＝５により生成される符号語が全て異なっていれば、同一の符号語が異なるデータ語に割り当てられていても、元のデータ語に復号することができる。
【００３７】
この第１の実施形態の符号化テーブル１１では、一例として次に選択する符号化テーブル情報Ｓ（ｎ＋１）＝２、３において、また、Ｓ（ｎ＋１）＝４、５において、同一の符号語Ｃ（ｋ）が異なる入力データ語Ｄ（ｋ）に割り当てられている。このため、符号化テーブルＳ（ｎ）＝２、３により生成される符号語Ｃ（ｋ）は同じものが存在せず、また、符号化テーブルＳ（ｎ）＝４、５により生成される符号語Ｃ（ｋ）にも同じものが存在しない。さらに、符号化テーブルＳ（ｎ）＝２、３間、及びＳ（ｎ）＝４、５間における同じ符号語Ｃ（ｋ）は、同じ入力データ語Ｄ（ｋ）により生成されるように配置されている。
【００３８】
＜第２の実施形態＞
上記の第１の実施形態によれば、伝送媒体がＤＳＶ制御を必要としない場合に適用することができる。次に伝送媒体がＤＳＶ制御を必要とする場合に対応することができる第２の実施形態について説明する。まず、符号語Ｃ（ｋ）をＮＲＺＩ変調した場合の極性について説明する。図５〜図９に示す符号化テーブルＳ（ｎ）＝０、１において、入力データ語Ｄ（ｋ）＝０〜１１７に対応する符号語Ｃ（ｋ）は、３Ｔの前の最大反転間隔が８Ｔとなる符号化規則を満たす場合に、符号化テーブルＳ（ｎ）＝３における入力データ語Ｄ（ｋ）＝０〜１１７に対応する符号語Ｃ（ｋ）と入れ替え可能になるように配置されている。さらに、これらの入れ替え可能な符号語Ｃ（ｋ）間においては、次に選択する符号化テーブル情報Ｓ（ｎ＋１）が同一になるように符号語Ｃ（ｋ）が配置されている。また、入れ替え可能な符号語Ｃ（ｋ）間においては、符号語Ｃ（ｋ）の「１」の数の偶奇が異なるように配置がなされ、このため、符号語Ｃ（ｋ）をＮＲＺＩ変調した場合の記録データＳ１の極性がお互いに逆極性となる。
【００３９】
また、符号化テーブルＳ（ｎ）＝５において、入力データ語Ｄ（ｋ）＝０〜３３に対して、入れ替え可能な符号語Ｃ（ｋ）が図５〜図９に示す符号化テーブルにおける符号語以外にもあり、これらの符号語についても同様に、３Ｔの前の最大反転間隔が８Ｔとなる符号化規則を満たす場合に符号語の入れ替えが可能であってＤＳＶ極性が逆となる。図１１〜図１３は第２の符号化テーブルとして、Ｓ（ｎ）＝０、１、５において入れ替え可能な部分（入力データ語Ｄ（ｋ）＝０〜１１７）を示している。なお、図１１〜図１３において１６ビット符号語Ｃ（ｋ）がオール０と記された入力データ語Ｄ（ｋ）に関しては、入れ替え可能な符号語Ｃ（ｋ）が存在しないことを示している。
【００４０】
次に図１４〜図１６を参照して第２の実施形態の変調装置を詳しく説明する。なお、この例ではＤＳＶ（デジタル・サム・バリエーション）の判定を行うための符号語メモリは２つであるが、更に多くの符号語メモリを用いることができる。また、この例では符号語メモリの選択をある時点までのＤＳＶの値に基づいて行っているが、さらに先のＤＳＶの値を演算予測して符号語メモリを選択することもできる。
【００４１】
図１４に示す符号化テーブル１１ａは、第１の実施形態の図５〜図９に示した符号化テーブル１１（第１の符号化テーブル）と図１１〜図１３に示す第２の符号化テーブルを有する。符号語選択肢有無検出回路２１は入力データ語Ｄ（ｋ）と符号化テーブル１１ａからの符号化テーブル情報Ｓ（ｎ）に基づいて、前記のようにＮＲＺＩ極性が逆であって、図１１〜図１３に示すように入れ替え可能な符号語Ｃ（ｋ）が存在するか否かを検出するとともに、入れ替えした場合には符号化規則を維持するか否かを検出して選択肢検出結果を符号化テーブルアドレス演算部２２と絶対値比較回路２５に出力する。符号化テーブルアドレス演算部２２はこの選択肢検出結果と符号化テーブル１１ａからの符号化テーブル情報Ｓ（ｎ）に基づいて、入力データ語Ｄ（ｋ）と符号化テーブル情報Ｓ（ｎ）に対応する符号化テーブルアドレスを計算する。
【００４２】
符号化テーブル１１ａはこのアドレスに基づいて第１、第２のテーブルから２つの符号語候補Ｃ（ｋ）０、Ｃ（ｋ）１を出力する。ここで、符号語の選択肢がない場合には２つの符号語候補Ｃ（ｋ）０、Ｃ（ｋ）１として第１のテーブルから１つの同じ符号語を出力する。符号語候補Ｃ（ｋ）０はＤＳＶ演算メモリ２３−０と符号語メモリ２４−０に印加され、符号語候補Ｃ（ｋ）１はＤＳＶ演算メモリ２３−１と符号語メモリ２４−１に印加される。そして、符号語候補Ｃ（ｋ）０、Ｃ（ｋ）１の各ＣＤＳ（コードワード・デジタル・サム）値が計算され、符号語メモリ２４−０、２４−１にそれぞれ蓄えられた符号語列に対するＤＳＶの加算値がＤＳＶ演算メモリ２３−０、２３−１に保持される。
【００４３】
一方、絶対値比較回路２５は符号語選択肢有無検出回路２１からの選択肢検出結果に基づいて、入力データ語Ｄ（ｋ）に対する符号語があった場合には、その時点までに（すなわち時点ｋ−１までに）ＤＳＶ演算メモリ２３−０、２３−１に保持された各ＤＳＶの加算値の絶対値を比較し、比較結果をメモリ制御／符号出力部２６に送る。メモリ制御／符号出力部２６は、この比較結果に基づいて、ＤＳＶの加算値の絶対値が小さい方の符号語メモリ２４に蓄えられた符号語列を出力符号語列として選択するメモリ制御信号を出力するとともに、選択しなかった方の符号語列のＤＳＶ加算値と符号語メモリ２４の符号語列を、それぞれ選択した方の符号語列のＤＳＶ加算値と符号語メモリ２４の符号語列として入れ替える。
【００４４】
図１５、図１６に示すフローチャートを参照して詳しく説明する。まず、図１５において初期テーブルを選択し（ステップＳ１）、次いで８ビットデータが入力されると（ステップＳ２）、図１１〜図１３に示す第２のテーブルに入れ替え可能な符号語Ｃ（ｋ）が存在するか否かを検出し（ステップＳ３）、有る場合にはステップＳ４以下に進み、他方、無い場合にはステップＳ７に進む。
【００４５】
図１６はステップＳ３における符号語選択肢有無検出処理を詳しく示している。入力データ語Ｄ（ｋ）と符号化テーブル情報Ｓ（ｎ）が入力されると（ステップＳ１０）、図１１〜図１３に示す第２のテーブルに入れ替え可能な符号語Ｃ（ｋ）が存在するか否かを検出し（ステップＳ１１）、有る場合にはステップＳ１２に進み、他方、無い場合には「入れ替え符号語無し」と判断し（ステップＳ１４）、図１５に示すステップＳ７に進む。ステップＳ１２では図１１〜図１３に示す第２のテーブルから符号語Ｃ（ｋ）を選択しても符号化規則を維持できるか否かを検出し、維持できる場合には「入れ替え符号語有り」と判断し（ステップＳ１３）、次いで図１５に示すステップＳ４に進む。他方、維持できない場合にはステップＳ１４に進む。
【００４６】
ステップＳ４以下では、ＤＳＶ演算メモリ２３−０、２３−１を参照して｜ＤＳＶ｜の小さい方の符号語メモリ２４を選択してその符号語列を出力し（ステップＳ４）、次いで選択しなかった方の符号語メモリ２４とＤＳＶ演算メモリ２３の内容を選択した方の符号語メモリ２４とＤＳＶ演算メモリ２３の内容として入れ替える（ステップＳ５）。
【００４７】
次いで図５〜図９に示す第１のテーブルと図１１〜図１３に示す第２のテーブルから２つの符号語候補Ｃ（ｋ）０、Ｃ（ｋ）１を選択し（ステップＳ６）、次いでステップＳ７に進む。ステップＳ７では符号語候補Ｃ（ｋ）０、Ｃ（ｋ）１をそれぞれ符号語メモリ２４−０、２４−１に付加し、次いでは符号語候補Ｃ（ｋ）０、Ｃ（ｋ）１それぞれについてＣＤＳを演算してこれをＤＳＶ演算メモリ２３−０、２３−１に加算し（ステップＳ８）、次いでステップＳ２に戻る。
【００４８】
次に図１７〜図２０を参照して復号装置について説明する。図１７において、不図示の記録媒体から再生されたシリアルビット系列の符号語系列と、図示せぬＰＬＬ回路などにより生成されて符号化ビットに同期するビットクロックが同期語検出部３１とシリアル／パラレル変換器３２に印加される。同期語検出部３１では、記録符号系列に記録単位毎に挿入された同期語とビットクロックに基づいて符号語Ｃ（ｋ）単位のクロックであるワードクロックを生成し、これをシリアル／パラレル変換器３２と、復号テーブル参照アドレス生成部３３と復号テーブル／符号化テーブル演算器／選択器３４に印加する。シリアル／パラレル変換器３２はビットクロックとワードクロックに基づいて、シリアルビット系列の符号語系列をワード単位のビットパラレル構成の符号語Ｃ（ｋ）を生成し、これを復号テーブル参照アドレス生成部３３に出力する。
【００４９】
復号テーブル参照アドレス生成部３３では、符号語Ｃ（ｋ）とワードクロックに基づいて復号テーブル４１（図１９）の参照アドレスを生成し、この第２の実施形態では、符号語Ｃ（ｋ）をそのまま復号テーブル４１の参照アドレスとして用いる。なお、代わりに復号テーブル４１の構成を変えてその容量を少なくし、復号テーブル参照アドレス生成部３３により復号テーブル４１の参照アドレスを演算するようにしてもよい。
【００５０】
図１８は復号テーブル／符号化テーブル演算器／選択器３４を詳しく示し、図１９は図１８の復号テーブル４１の構成を詳しく示している。復号テーブル４１には１６ビットの参照アドレスＣ（ｋ）に対して、２ビットの判定情報Case（ケース）と、各々が共に８ビットの２つのデータ語候補Ｄ（ｋ）０、Ｄ（ｋ）１があらかじめ記憶され、参照アドレスＣ（ｋ）が入力するとデータ語候補Ｄ（ｋ）０、Ｄ（ｋ）１が１ワード遅延部４２を介して選択器４３に印加されるとともに、判定情報Caseが１ワード遅延部４４を介して符号化テーブル演算器４５に印加される。そして、符号化テーブル演算器４５は判定情報Caseに基づいて、選択器４３がデータ語候補Ｄ（ｋ）０、Ｄ（ｋ）１のいずれか１つを選択するための信号を生成する。
【００５１】
符号化テーブル演算器４５の処理を図２０においてＣ言語（一部異なる記述あり）で示す。図２０における
Ｃ（ｋ）∈［Ｃ（ｋ） of （Ｓ（ｎ）＝２）］
は、図５〜図９、図１１〜図１３に示す符号化テーブルにおいて符号語Ｃ（ｋ）が符号化テーブルＳ（ｎ）＝２により符号化されたことを示している。図１９を参照すると、例えば符号語Ｃ（ｋ）が３４、１２８のように入力した場合、前の符号語Ｃ（ｋ）＝３４の場合の判定情報Caseは「２」であるので、次の符号語Ｃ（ｋ）＝１２８が符号化テーブルＳ（ｎ）＝２により符号化されていることがわかり、前の符号語Ｃ（ｋ）＝３４に対して、データ語候補Ｄ（ｋ）０＝２５１、Ｄ（ｋ）１＝２５２の内、データ語Ｄ（ｋ）＝２５２が選択され、これにより復号される。
【００５２】
【発明の効果】
以上説明したように本発明によれば、前後の符号語を直接結合した符号語列をＮＲＺＩ変換した場合の最短符号反転間隔がｄ＋１チャネルビット、最長符号反転間隔がｋ＋１チャネルビット（ｄ、ｋは共に正の整数）に制限される場合、ｄ＋１チャネルビットの最短符号反転間隔が発生する符号語の直前又は直後の符号語の反転間隔がｋ＋１チャネルビットより短くなるように符号化するようにしたので、最短符号反転間隔に対して直後又は直前の符号反転間隔が与える影響を低減することができ、ひいては記録密度を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る符号器の状態遷移を示す説明図である。
【図２】本発明に係る符号化テーブルの作成過程において用いられる行列を示す説明図である。
【図３】本発明に係る符号化テーブルの作成過程において用いられる行列を示す説明図である。
【図４】本発明に係る符号化テーブルの作成過程を示す説明図である。
【図５】本発明に係る符号化テーブル（その１）を示す説明図である。
【図６】本発明に係る符号化テーブル（その２）を示す説明図である。
【図７】本発明に係る符号化テーブル（その３）を示す説明図である。
【図８】本発明に係る符号化テーブル（その４）を示す説明図である。
【図９】本発明に係る符号化テーブル（その５）を示す説明図である。
【図１０】本発明に係る変調装置の第１の実施形態を示すブロック図である。
【図１１】第２の実施形態の第２の符号化テーブル（その１）を示す説明図である。
【図１２】第２の実施形態の第２の符号化テーブル（その２）を示す説明図である。
【図１３】第２の実施形態の第２の符号化テーブル（その３）を示す説明図である。
【図１４】第２の実施形態の変調装置を示すブロック図である。
【図１５】第２の実施形態の変調処理を説明するためのフローチャートである。
【図１６】図１５の判別ステップの処理を詳しく説明するためのフローチャートである。
【図１７】本発明に係る復調装置の一実施形態を示すブロック図である。
【図１８】図１７の復号テーブル／符号化テーブル演算器／選択器を詳しく示すブロック図である。
【図１９】図１８の復号テーブルを示す説明図である。
【図２０】図１９の符号化テーブル演算器の処理を示す説明図である。
【図２１】ＲＬＬ（２，１０）の符号化器の状態遷移を示す説明図である。
【図２２】従来例における符号間干渉を示す説明図である。
【符号の説明】
１１ 符号化テーブル（符号化手段、第１の符号化テーブル）
１１ａ 符号化テーブル（第１、第２の符号化テーブル）
１２，４２ １ワード遅延部
２１ 符号語選択肢有無検出回路（符号化テーブルアドレス演算部２２と共にテーブル読み出し手段を構成する。）
２２ 符号化テーブルアドレス演算部
２３−０，２３−１ ＤＳＶ演算メモリ（ＤＳＶ演算手段）
２４−０，２４−１ 符号語メモリ
２５ 絶対値比較回路
２６ メモリ制御／符号出力部（絶対値比較回路２５と共に選択手段を構成する。）
４１ 復号テーブル
４３ 選択器（選択手段）
【発明の属する技術分野】
本発明は、デジタル信号を光ディスク、磁気ディスクなどの記録媒体に記録するための信号変調装置、復調装置及び記録媒体に関する。
【０００２】
【従来の技術】
光ビームを使ってデジタル信号をディスク媒体に記録するための信号変調方式としては、ＣＤ（コンパクト・ディスク）に用いられているＥＦＭ（Eight to Fourteen Modulation：８−１４変調）方式や、ＤＶＤ（デジタル・バーサタイル・ディスク）に用いられているＥＦＭ＋（イーエフエムプラス：８−１６変調）方式が知られている。これらはいずれも、光伝送系や記録媒体による記録再生特性の制限により、いわゆるＲＬＬ（ラン・レングス・リミテッド）（２，１０）の特性により、最短符号反転間隔を３Ｔ（Ｔはチャネルビット周期）に、最長符号反転間隔を１１Ｔに制限して変調する方式である。
【０００３】
図２１は従来例であるＥＦＭ方式、ＥＦＭ＋方式におけるＲＬＬ（２，１０）の符号化器の状態遷移を示し、円内に示されている数字「０」〜「１０」は符号化器の内部状態を示している。また、矢印はこの符号化器において遷移可能な場合を示し、矢印に付した数字「０」、「１」は、状態「０」〜「１０」から遷移によって生成される各１ビットデータを示す。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、デジタル信号を光ディスクなどの記録媒体に高密度で記録して、これを再生しようとすると、隣接するピット／ランド（マーク／スペース）間で再生帯域不足によって符号間干渉が生じることが知られている。この符号間干渉の大きさは特に、隣接するピット／ランド（マーク／スペース）間の長さに応じて異なり、例えばＥＦＭ方式やＥＦＭ＋方式においては、１１Ｔや１０Ｔのように長い反転間隔長を有する再生信号の後に、最短符号反転間隔である３Ｔ信号が現れたときに影響が大きくなる。
【０００５】
図２２はＲＬＬ（２，１０）特性を有する信号変調方式において最短符号反転間隔である３Ｔ信号の直前に、３Ｔから１１Ｔまでの反転間隔を有する記録信号（隣接信号）が存在する場合の影響を測定した図である。このように直前の記録信号の反転間隔が大きくなると、３Ｔ信号の長さが本来の長さからずれることがわかる。また、図２２は直前の記録信号の反転間隔が３Ｔ信号に及ぼす影響を示しているが、直後の記録信号の反転間隔が３Ｔ信号に及ぼす影響も同様である。このように本来の長さからずれて再生された波形は、再生誤りを引き起こすことは言うまでもなく、記録密度を高くすると、この影響が顕著に現れ、このため記録密度の向上の妨げとなる。
【０００６】
本発明は上記の問題点に鑑み、最短符号反転間隔に対して直後又は直前の符号反転間隔が与える影響を低減することができ、ひいては記録密度を向上させることができる信号変調装置及び復調装置、さらに、前記変調方式にて記録がなされた媒体を提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明は上記目的を達成するために、前後の符号語を直接結合した符号語列をＮＲＺＩ変換した場合の最短符号反転間隔がｄ＋１チャネルビット、最長符号反転間隔がｋ＋１チャネルビット（ｄ、ｋは共に正の整数）に制限される場合、ｄ＋１チャネルビットの最短符号反転間隔が発生する符号語の直前又は直後の符号語の反転間隔がｋ＋１チャネルビットより短くなるように符号化するようにしたものである。
【０００８】
すなわち本発明によれば、連続する２進数の入力データ列をｐビット毎に区切り、ｐビットの入力データ語をｑビット（ｐ＜ｑ：ｐ、ｑは共に正の整数）の符号語に変換し、前後の符号語を直接結合するとともに、前記結合された符号語列をＮＲＺＩ変換した場合の最短符号反転間隔がｄ＋１チャネルビット、最長符号反転間隔がｋ＋１チャネルビット（ｄ、ｋは共に正の整数）に制限される信号変調装置において、
前記ｄ＋１チャネルビットの最短符号反転間隔が発生する符号語の直前又は直後の符号語の反転間隔が前記ｋ＋１チャネルビットより短くなるように入力データ語を符号語に符号化する符号化手段を、
備えたことを特徴とする信号変調装置が提供される。
【０００９】
また本発明によれば、連続する２進数の入力データ列をｐビット毎に区切り、ｐビットの入力データ語をｑビット（ｐ＜ｑ：ｐ、ｑは共に正の整数）の符号語に変換し、前後の符号語を直接結合するとともに、前記結合された符号語列をＮＲＺＩ変換した場合の最短符号反転間隔がｄ＋１チャネルビット、最長符号反転間隔がｋ＋１チャネルビット（ｄ、ｋは共に正の整数）に制限される信号変調装置において、
入力データ語をアドレスとして符号語と次の入力データ語を符号化する符号化テーブルを選択する情報が記憶され、前記符号語と符号化テーブル選択情報が、前記ｄ＋１チャネルビットの最短符号反転間隔が発生する符号語の直前又は直後の符号語の反転間隔が前記ｋ＋１チャネルビットより短くなる符号化規則で構成された複数の第１の符号化テーブルと、
入力データ語をアドレスとして符号語と次の入力データ語を符号化する符号化テーブルを選択する情報が記憶され、前記符号語をＮＲＺＩ変換した場合の極性が前記第１の符号化テーブルにおける同一入力データ語に対する符号語と逆極性であって、かつ次の符号化テーブルを選択する情報が同一である複数の第２の符号化テーブルと、
前記第２の符号化テーブルを選択しても前記符号化規則を満たす場合には前記第１、第２の符号化テーブルからそれぞれ第１、第２の符号語候補を読み出し、前記第２の符号化テーブルを選択すると前記符号化規則を満たさない場合には前記第１の符号化テーブルから同じ値の第１、第２の符号語候補を読み出すテーブル読み出し手段と、
前記テーブル読み出し手段により読み出された第１、第２の符号語候補毎にＤＳＶの総和の絶対値を演算するＤＳＶ演算手段と、
前記ＤＳＶ演算手段により演算されたＤＳＶの総和の絶対値が小さい方の第１又は第２の符号語候補を符号語として選択する手段とを、
備えたことを特徴とする信号変調装置が提供される。
【００１０】
また本発明によれば、請求項１ないし３のいずれか１つに記載の変調装置により変調された符号語を元の入力データ語に復調する復調装置であって、
復調対象の符号語をアドレスとして、後続の符号語がどの前記複数の符号化テーブルの、どのテーブルにより符号化されたかを示す判定情報と、２以上の入力データ語候補を出力する復号テーブルと、
前記復号テーブルから読み出された判定情報に基づいて前記２以上の入力データ語候補の１つを入力データ語として選択する選択手段とを、
有する復調装置が提供される。
【００１１】
また本発明によれば、請求項１ないし３のいずれか１つに記載の信号変調装置により変調された信号が記録された記録媒体が提供される。
【００１２】
【発明の実施の形態】
＜第１の実施形態＞
以下、図面を参照して本発明の第１の実施形態を説明する。図１は本発明に係る符号器の状態遷移を示す説明図、図２、図３は本発明に係る符号化テーブルの作成過程において用いられる行列を示す説明図、図４は本発明に係る符号化テーブルの作成過程を示す説明図、図５〜図９は本発明に係る符号化テーブルを示す説明図、図１０は本発明に係る変調装置の一実施形態を示すブロック図である。
【００１３】
第１の実施形態は、伝送媒体がＤＳＶ制御を必要としない場合を示している。図１は本発明の符号化テーブルを構成するための状態遷移を示し、円内に示されている数字「０」〜「１０」は符号化器の内部状態を示している。また、矢印はこの符号化器において遷移可能な場合を示し、矢印に付した数字「０」、「１」は、状態「０」〜「１０」から遷移によって生成される各１ビットデータを示す。ここでは一例として、ｐ＝８ビットのデータ語をｑ＝１６ビットの符号語に変換して前後の符号語をマージンビットを用いることなく直列結合し、また、ＲＬＬ（２，１０）の規則に従って最短反転間隔＝３Ｔ、最長反転間隔＝１１Ｔとして、３Ｔの直前の最大反転間隔を８Ｔとする場合について説明する。
【００１４】
図１において、符号語の３Ｔが発生する場合は、状態の遷移が
→「１」→「２」→「３」→「１」→
（ただし、最初に示す状態「１」の前の符号語ビットは「１」とする）
のように遷移した場合のみである。このとき、符号語は、
・・・１００１・・・
となり、これをＮＲＺＩ変換すると３Ｔが生成される。
【００１５】
ここで、符号語が、
・・・１００１・・・
となる直前に最長反転間隔が起きる場合は、図１を参照すると
「１」→「２」→「３」→「４」→「５」→「６」→「７」→「１」→「２」→「３」→「１」
のように遷移する場合のみである。したがって、この場合の符号語は、状態「０」に遷移するときに必ず符号語＝１が入るので、
・・・１０００００００１００１・・・
となり、３Ｔの直前の符号語の最長反転間隔が８Ｔとなる。
【００１６】
図１に示す状態遷移図による隣接行列（推移可能な状態を表す行列）Ａは、図２に示すように１１次の行列で与えられる。この隣接行列Ａでは、列「０」〜「１０」を図１に示す状態遷移図における遷移の開始状態「０」〜「１０」に割り当て、行「０」〜「１０」を遷移の終了状態「０」〜「１０」に割り当てている。
【００１７】
ｑ＝１６ビットである符号語は、図２に示す隣接行列Ａを１６乗することにより得ることができ、図３に示す行列Ａ16で与えられる。図３に示す行列Ａ16において各要素を構成する数字の意味について説明すると、例えば第１行、第１列（＝００６）は、図１において遷移の開始状態を「０」、遷移の終了状態を「０」にしたときに生成し得る１６ビット符号語の数を表しており、この場合には６種類の１６ビット符号語が構成可能である。
【００１８】
また、この行列Ａ16に基づいて構成される符号語を用いて、ある要素（行、列）で表される状態に終了した符号語に対して、その行から生成される符号語を順次結合することにより、ｑ＝１６であってｄ＝２（３Ｔ）、ｋ＝１０（１１Ｔ）を満たし、最短反転間隔が３Ｔの直前の符号反転間隔が最長＝８Ｔに制限される符号語を構成することができる。図４は図２に示す行列Ａを用いて生成される、ｑ＝１６ビットであり、符号器の状態が「０」ないし「１０」から開始し、符号器の状態が「０」で終了する符号語を全て示す（１０進で示す）。図４に示すように符号語の数と図３に示す要素の数が一致することがわかる。
【００１９】
一方、図２に示す行列Ａを１６乗した図３において、各行の要素の和が２のｐ乗、すなわちこの例では２５６以上あれば、各状態からある状態に遷移する符号をそのまま用いることにより符号化テーブルを構成することができる。しかしながら、この例では１行目から１１行目の各行に対して要素の和、すなわち図１において状態「０」ないし「１０」から生成される符号語の数が、
【００２０】
【表１】
行：要素の和 対応する状態
１：１６５ 「０」
２：２３８ 「１」
３：３４３ 「２」
４：４９４ 「３」
５：４７４ 「４」
６：４４４ 「５」
７：４００ 「６」
８：３３８ 「７」
９：２５０ 「８」
１０：１９５ 「９」
１１：１１５ 「１０」
【００２１】
であるので、状態「０」、「１」、「８」、「９」、「１０」に対して符号語の数が足りず、このままでは符号化テーブルを構成することができない。
【００２２】
そこで、図１における全ての状態について、生成される符号語を求めた後、例えば、以下の公知例「ファイナイト・ステート・モジュレーション・コード・フォー・データ・ストレージ」、"Finite-State Modulation Codes for Data Storage", B. H. Marcus他、IEEE Journal on selected areas in Communication, vol.10. No.1, January 1992に記載されているように状態を選別し、その後、状態を分割、併合することにより符号化テーブルを作成することができる。
【００２３】
この例では、図１における状態「０」、「１」、「２」、「７」、「９」の５つの状態についてそれぞれ１、１、２、２、１通りの状態に分割し、また、分割された状態「２」を「２１」、「２２」で表し、分割された状態「７」を「７１」、「７２」で表すと、各状態の符号語の数は、
【００２４】
【表２】
分割後の状態：符号語の数
「０」 ： ２６５
「１」 ： ３８０
「２１」 ： ２７１
「２２」 ： ２７８
「７１」 ： ２６８
「７２」 ： ２７４
「９」 ： ３１１
【００２５】
となり、したがって、２５６通りの符号語を生成することができる。なお、分割後の各状態に対する符号語の数は、符号語の割り付け方により決まり、この例以外の割り付け方も可能である。
【００２６】
その後、状態「７２」、「９」について状態の併合を行って作成した６種類の符号化テーブルを図５〜図９に示す。なお、この例では、状態「７２」、「９」についてのみ状態の併合を行ったが、さらに多くの併合を行い、符号化テーブルの数を減らすことが可能であるが、ここでは、符号化テーブルの一例として６種類のものを示す。なお、図５〜図９において、入力データをＤ（ｋ）＝０〜２５５、符号化テーブルの種類をＳ（ｎ）＝０、１、２、３、４、５、出力符号語をＣ（ｋ）、出力符号語Ｃ（ｋ）に対して次に選択する符号化テーブルの種類をＳ（ｎ＋１）として示す。
【００２７】
図１０は本発明に係る変調装置１０の一実施形態を示すブロック図であり、変調装置１０は図５〜図９に示す構成の符号化テーブル１１と１ワード遅延部１２を有する。図１０において、入力データ列Ｄinは記録ブロック構成回路１により同期語や誤り訂正語などが付加されて、所定の長さ毎の記録ブロックに変換され、その後、８ビット毎の入力データ語Ｄ（ｋ）に変換される。符号化テーブル１１は、この入力データ語Ｄ（ｋ）を１ワード遅延部１２からの１ワード前の符号化時の符号化テーブル選択情報Ｓ（ｎ）に基づいて１６ビットの符号語Ｃ（ｋ）に変換して、これを記録信号メモリ２に出力するとともに、次に選択する符号化テーブル選択情報Ｓ（ｎ＋１）を１ワード遅延部１２に出力する。
【００２８】
１ワード遅延部１２は符号化テーブル選択情報Ｓ（ｎ＋１）を遅延して次の入力データ語Ｄ（ｋ）を符号化する際に符号化テーブル選択情報Ｓ（ｎ）として符号化テーブル１１に出力する。ここで、最初の入力データ語Ｄ（ｋ）に対する符号化テーブル選択情報Ｓ（ｎ）は、記録ブロック構成回路１において同期パターンを選択することにより決定することができる。符号化テーブル１１により変換された符号語Ｃ（ｋ）は、いったん記録信号メモリ２に蓄積された後に記録信号Ｓ１として出力されるが、蓄積する必要がなければ記録信号メモリ２は不要である。記録媒体へは、記録信号Ｓ１が図示せぬＮＲＺＩ変調器で、変調が記録される。
【００２９】
図５〜図９に示す符号化テーブル１１を用いた符号化処理について詳しく説明する。ここで、下記の数値は、特に説明がない限り１０進で示す。例えば初期状態を「０」として、
【００３０】
【表３】
Ｄ（ｋ） ＝０
Ｄ（ｋ＋１）＝１
Ｄ（ｋ＋２）＝２
Ｄ（ｋ＋３）＝３
【００３１】
という入力データ語Ｄに対する符号化テーブルＳ（ｎ）、符号語Ｃ、次の符号化テーブルＳ（ｎ＋１）を以下に示す。
【００３２】
【表４】
【表５】
上記のように変調されたバイナリ系列は、
【００３４】
ここで、上記実施形態では、３Ｔの前の反転間隔を制限する例について説明したが、図１０に示した記録信号メモリ２により、記録ブロック単位などの所定ビット数毎にビット送出方向を逆方向にすれば、３Ｔの後の反転間隔を制限することができることは明白である。また、図１に示した状態遷移図において、状態の遷移方向、すなわち図１に示す矢印方向を逆にして、前述した方法を用いて符号化テーブル１１を構成すれば、同様に、３Ｔの後の反転間隔を制限できることは明白である。
【００３５】
符号化テーブル１１の生成例について更に詳細に説明する。前述したように図１に示した状態「２」、「７」を２分割して作成すると、異なる入力データ語Ｄ（ｋ）に対して同一の符号語Ｃ（ｋ）が割り当てられている場合がある。例えば図５に示す符号化テーブルＳ（ｎ）＝０を参照すると、入力データ語Ｄ（ｋ）＝０，１に対して同一の符号語Ｃ（ｋ）＝６４が割り当てられている。
【００３６】
このように、同一の符号語Ｃ（ｋ）が異なる入力データ語Ｄ（ｋ）に割り当てられている場合には、本発明の符号化テーブルは復号装置が復号可能なように、後続の符号語Ｃ（ｋ＋１）がどの符号化テーブルにより符号化されたかを検出することができるように構成されている。すなわち、例えば入力データ語Ｄ（ｋ）＝０に対して次に選択する符号化テーブル情報Ｓ（ｎ＋１）は「４」であり、入力データ語Ｄ（ｋ）＝１に対して次に選択する符号化テーブル情報Ｓ（ｎ＋１）は「５」である。したがって、符号化テーブルＳ（ｎ）＝４と符号化テーブルＳ（ｎ）＝５により生成される符号語が全て異なっていれば、同一の符号語が異なるデータ語に割り当てられていても、元のデータ語に復号することができる。
【００３７】
この第１の実施形態の符号化テーブル１１では、一例として次に選択する符号化テーブル情報Ｓ（ｎ＋１）＝２、３において、また、Ｓ（ｎ＋１）＝４、５において、同一の符号語Ｃ（ｋ）が異なる入力データ語Ｄ（ｋ）に割り当てられている。このため、符号化テーブルＳ（ｎ）＝２、３により生成される符号語Ｃ（ｋ）は同じものが存在せず、また、符号化テーブルＳ（ｎ）＝４、５により生成される符号語Ｃ（ｋ）にも同じものが存在しない。さらに、符号化テーブルＳ（ｎ）＝２、３間、及びＳ（ｎ）＝４、５間における同じ符号語Ｃ（ｋ）は、同じ入力データ語Ｄ（ｋ）により生成されるように配置されている。
【００３８】
＜第２の実施形態＞
上記の第１の実施形態によれば、伝送媒体がＤＳＶ制御を必要としない場合に適用することができる。次に伝送媒体がＤＳＶ制御を必要とする場合に対応することができる第２の実施形態について説明する。まず、符号語Ｃ（ｋ）をＮＲＺＩ変調した場合の極性について説明する。図５〜図９に示す符号化テーブルＳ（ｎ）＝０、１において、入力データ語Ｄ（ｋ）＝０〜１１７に対応する符号語Ｃ（ｋ）は、３Ｔの前の最大反転間隔が８Ｔとなる符号化規則を満たす場合に、符号化テーブルＳ（ｎ）＝３における入力データ語Ｄ（ｋ）＝０〜１１７に対応する符号語Ｃ（ｋ）と入れ替え可能になるように配置されている。さらに、これらの入れ替え可能な符号語Ｃ（ｋ）間においては、次に選択する符号化テーブル情報Ｓ（ｎ＋１）が同一になるように符号語Ｃ（ｋ）が配置されている。また、入れ替え可能な符号語Ｃ（ｋ）間においては、符号語Ｃ（ｋ）の「１」の数の偶奇が異なるように配置がなされ、このため、符号語Ｃ（ｋ）をＮＲＺＩ変調した場合の記録データＳ１の極性がお互いに逆極性となる。
【００３９】
また、符号化テーブルＳ（ｎ）＝５において、入力データ語Ｄ（ｋ）＝０〜３３に対して、入れ替え可能な符号語Ｃ（ｋ）が図５〜図９に示す符号化テーブルにおける符号語以外にもあり、これらの符号語についても同様に、３Ｔの前の最大反転間隔が８Ｔとなる符号化規則を満たす場合に符号語の入れ替えが可能であってＤＳＶ極性が逆となる。図１１〜図１３は第２の符号化テーブルとして、Ｓ（ｎ）＝０、１、５において入れ替え可能な部分（入力データ語Ｄ（ｋ）＝０〜１１７）を示している。なお、図１１〜図１３において１６ビット符号語Ｃ（ｋ）がオール０と記された入力データ語Ｄ（ｋ）に関しては、入れ替え可能な符号語Ｃ（ｋ）が存在しないことを示している。
【００４０】
次に図１４〜図１６を参照して第２の実施形態の変調装置を詳しく説明する。なお、この例ではＤＳＶ（デジタル・サム・バリエーション）の判定を行うための符号語メモリは２つであるが、更に多くの符号語メモリを用いることができる。また、この例では符号語メモリの選択をある時点までのＤＳＶの値に基づいて行っているが、さらに先のＤＳＶの値を演算予測して符号語メモリを選択することもできる。
【００４１】
図１４に示す符号化テーブル１１ａは、第１の実施形態の図５〜図９に示した符号化テーブル１１（第１の符号化テーブル）と図１１〜図１３に示す第２の符号化テーブルを有する。符号語選択肢有無検出回路２１は入力データ語Ｄ（ｋ）と符号化テーブル１１ａからの符号化テーブル情報Ｓ（ｎ）に基づいて、前記のようにＮＲＺＩ極性が逆であって、図１１〜図１３に示すように入れ替え可能な符号語Ｃ（ｋ）が存在するか否かを検出するとともに、入れ替えした場合には符号化規則を維持するか否かを検出して選択肢検出結果を符号化テーブルアドレス演算部２２と絶対値比較回路２５に出力する。符号化テーブルアドレス演算部２２はこの選択肢検出結果と符号化テーブル１１ａからの符号化テーブル情報Ｓ（ｎ）に基づいて、入力データ語Ｄ（ｋ）と符号化テーブル情報Ｓ（ｎ）に対応する符号化テーブルアドレスを計算する。
【００４２】
符号化テーブル１１ａはこのアドレスに基づいて第１、第２のテーブルから２つの符号語候補Ｃ（ｋ）０、Ｃ（ｋ）１を出力する。ここで、符号語の選択肢がない場合には２つの符号語候補Ｃ（ｋ）０、Ｃ（ｋ）１として第１のテーブルから１つの同じ符号語を出力する。符号語候補Ｃ（ｋ）０はＤＳＶ演算メモリ２３−０と符号語メモリ２４−０に印加され、符号語候補Ｃ（ｋ）１はＤＳＶ演算メモリ２３−１と符号語メモリ２４−１に印加される。そして、符号語候補Ｃ（ｋ）０、Ｃ（ｋ）１の各ＣＤＳ（コードワード・デジタル・サム）値が計算され、符号語メモリ２４−０、２４−１にそれぞれ蓄えられた符号語列に対するＤＳＶの加算値がＤＳＶ演算メモリ２３−０、２３−１に保持される。
【００４３】
一方、絶対値比較回路２５は符号語選択肢有無検出回路２１からの選択肢検出結果に基づいて、入力データ語Ｄ（ｋ）に対する符号語があった場合には、その時点までに（すなわち時点ｋ−１までに）ＤＳＶ演算メモリ２３−０、２３−１に保持された各ＤＳＶの加算値の絶対値を比較し、比較結果をメモリ制御／符号出力部２６に送る。メモリ制御／符号出力部２６は、この比較結果に基づいて、ＤＳＶの加算値の絶対値が小さい方の符号語メモリ２４に蓄えられた符号語列を出力符号語列として選択するメモリ制御信号を出力するとともに、選択しなかった方の符号語列のＤＳＶ加算値と符号語メモリ２４の符号語列を、それぞれ選択した方の符号語列のＤＳＶ加算値と符号語メモリ２４の符号語列として入れ替える。
【００４４】
図１５、図１６に示すフローチャートを参照して詳しく説明する。まず、図１５において初期テーブルを選択し（ステップＳ１）、次いで８ビットデータが入力されると（ステップＳ２）、図１１〜図１３に示す第２のテーブルに入れ替え可能な符号語Ｃ（ｋ）が存在するか否かを検出し（ステップＳ３）、有る場合にはステップＳ４以下に進み、他方、無い場合にはステップＳ７に進む。
【００４５】
図１６はステップＳ３における符号語選択肢有無検出処理を詳しく示している。入力データ語Ｄ（ｋ）と符号化テーブル情報Ｓ（ｎ）が入力されると（ステップＳ１０）、図１１〜図１３に示す第２のテーブルに入れ替え可能な符号語Ｃ（ｋ）が存在するか否かを検出し（ステップＳ１１）、有る場合にはステップＳ１２に進み、他方、無い場合には「入れ替え符号語無し」と判断し（ステップＳ１４）、図１５に示すステップＳ７に進む。ステップＳ１２では図１１〜図１３に示す第２のテーブルから符号語Ｃ（ｋ）を選択しても符号化規則を維持できるか否かを検出し、維持できる場合には「入れ替え符号語有り」と判断し（ステップＳ１３）、次いで図１５に示すステップＳ４に進む。他方、維持できない場合にはステップＳ１４に進む。
【００４６】
ステップＳ４以下では、ＤＳＶ演算メモリ２３−０、２３−１を参照して｜ＤＳＶ｜の小さい方の符号語メモリ２４を選択してその符号語列を出力し（ステップＳ４）、次いで選択しなかった方の符号語メモリ２４とＤＳＶ演算メモリ２３の内容を選択した方の符号語メモリ２４とＤＳＶ演算メモリ２３の内容として入れ替える（ステップＳ５）。
【００４７】
次いで図５〜図９に示す第１のテーブルと図１１〜図１３に示す第２のテーブルから２つの符号語候補Ｃ（ｋ）０、Ｃ（ｋ）１を選択し（ステップＳ６）、次いでステップＳ７に進む。ステップＳ７では符号語候補Ｃ（ｋ）０、Ｃ（ｋ）１をそれぞれ符号語メモリ２４−０、２４−１に付加し、次いでは符号語候補Ｃ（ｋ）０、Ｃ（ｋ）１それぞれについてＣＤＳを演算してこれをＤＳＶ演算メモリ２３−０、２３−１に加算し（ステップＳ８）、次いでステップＳ２に戻る。
【００４８】
次に図１７〜図２０を参照して復号装置について説明する。図１７において、不図示の記録媒体から再生されたシリアルビット系列の符号語系列と、図示せぬＰＬＬ回路などにより生成されて符号化ビットに同期するビットクロックが同期語検出部３１とシリアル／パラレル変換器３２に印加される。同期語検出部３１では、記録符号系列に記録単位毎に挿入された同期語とビットクロックに基づいて符号語Ｃ（ｋ）単位のクロックであるワードクロックを生成し、これをシリアル／パラレル変換器３２と、復号テーブル参照アドレス生成部３３と復号テーブル／符号化テーブル演算器／選択器３４に印加する。シリアル／パラレル変換器３２はビットクロックとワードクロックに基づいて、シリアルビット系列の符号語系列をワード単位のビットパラレル構成の符号語Ｃ（ｋ）を生成し、これを復号テーブル参照アドレス生成部３３に出力する。
【００４９】
復号テーブル参照アドレス生成部３３では、符号語Ｃ（ｋ）とワードクロックに基づいて復号テーブル４１（図１９）の参照アドレスを生成し、この第２の実施形態では、符号語Ｃ（ｋ）をそのまま復号テーブル４１の参照アドレスとして用いる。なお、代わりに復号テーブル４１の構成を変えてその容量を少なくし、復号テーブル参照アドレス生成部３３により復号テーブル４１の参照アドレスを演算するようにしてもよい。
【００５０】
図１８は復号テーブル／符号化テーブル演算器／選択器３４を詳しく示し、図１９は図１８の復号テーブル４１の構成を詳しく示している。復号テーブル４１には１６ビットの参照アドレスＣ（ｋ）に対して、２ビットの判定情報Case（ケース）と、各々が共に８ビットの２つのデータ語候補Ｄ（ｋ）０、Ｄ（ｋ）１があらかじめ記憶され、参照アドレスＣ（ｋ）が入力するとデータ語候補Ｄ（ｋ）０、Ｄ（ｋ）１が１ワード遅延部４２を介して選択器４３に印加されるとともに、判定情報Caseが１ワード遅延部４４を介して符号化テーブル演算器４５に印加される。そして、符号化テーブル演算器４５は判定情報Caseに基づいて、選択器４３がデータ語候補Ｄ（ｋ）０、Ｄ（ｋ）１のいずれか１つを選択するための信号を生成する。
【００５１】
符号化テーブル演算器４５の処理を図２０においてＣ言語（一部異なる記述あり）で示す。図２０における
Ｃ（ｋ）∈［Ｃ（ｋ） of （Ｓ（ｎ）＝２）］
は、図５〜図９、図１１〜図１３に示す符号化テーブルにおいて符号語Ｃ（ｋ）が符号化テーブルＳ（ｎ）＝２により符号化されたことを示している。図１９を参照すると、例えば符号語Ｃ（ｋ）が３４、１２８のように入力した場合、前の符号語Ｃ（ｋ）＝３４の場合の判定情報Caseは「２」であるので、次の符号語Ｃ（ｋ）＝１２８が符号化テーブルＳ（ｎ）＝２により符号化されていることがわかり、前の符号語Ｃ（ｋ）＝３４に対して、データ語候補Ｄ（ｋ）０＝２５１、Ｄ（ｋ）１＝２５２の内、データ語Ｄ（ｋ）＝２５２が選択され、これにより復号される。
【００５２】
【発明の効果】
以上説明したように本発明によれば、前後の符号語を直接結合した符号語列をＮＲＺＩ変換した場合の最短符号反転間隔がｄ＋１チャネルビット、最長符号反転間隔がｋ＋１チャネルビット（ｄ、ｋは共に正の整数）に制限される場合、ｄ＋１チャネルビットの最短符号反転間隔が発生する符号語の直前又は直後の符号語の反転間隔がｋ＋１チャネルビットより短くなるように符号化するようにしたので、最短符号反転間隔に対して直後又は直前の符号反転間隔が与える影響を低減することができ、ひいては記録密度を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る符号器の状態遷移を示す説明図である。
【図２】本発明に係る符号化テーブルの作成過程において用いられる行列を示す説明図である。
【図３】本発明に係る符号化テーブルの作成過程において用いられる行列を示す説明図である。
【図４】本発明に係る符号化テーブルの作成過程を示す説明図である。
【図５】本発明に係る符号化テーブル（その１）を示す説明図である。
【図６】本発明に係る符号化テーブル（その２）を示す説明図である。
【図７】本発明に係る符号化テーブル（その３）を示す説明図である。
【図８】本発明に係る符号化テーブル（その４）を示す説明図である。
【図９】本発明に係る符号化テーブル（その５）を示す説明図である。
【図１０】本発明に係る変調装置の第１の実施形態を示すブロック図である。
【図１１】第２の実施形態の第２の符号化テーブル（その１）を示す説明図である。
【図１２】第２の実施形態の第２の符号化テーブル（その２）を示す説明図である。
【図１３】第２の実施形態の第２の符号化テーブル（その３）を示す説明図である。
【図１４】第２の実施形態の変調装置を示すブロック図である。
【図１５】第２の実施形態の変調処理を説明するためのフローチャートである。
【図１６】図１５の判別ステップの処理を詳しく説明するためのフローチャートである。
【図１７】本発明に係る復調装置の一実施形態を示すブロック図である。
【図１８】図１７の復号テーブル／符号化テーブル演算器／選択器を詳しく示すブロック図である。
【図１９】図１８の復号テーブルを示す説明図である。
【図２０】図１９の符号化テーブル演算器の処理を示す説明図である。
【図２１】ＲＬＬ（２，１０）の符号化器の状態遷移を示す説明図である。
【図２２】従来例における符号間干渉を示す説明図である。
【符号の説明】
１１ 符号化テーブル（符号化手段、第１の符号化テーブル）
１１ａ 符号化テーブル（第１、第２の符号化テーブル）
１２，４２ １ワード遅延部
２１ 符号語選択肢有無検出回路（符号化テーブルアドレス演算部２２と共にテーブル読み出し手段を構成する。）
２２ 符号化テーブルアドレス演算部
２３−０，２３−１ ＤＳＶ演算メモリ（ＤＳＶ演算手段）
２４−０，２４−１ 符号語メモリ
２５ 絶対値比較回路
２６ メモリ制御／符号出力部（絶対値比較回路２５と共に選択手段を構成する。）
４１ 復号テーブル
４３ 選択器（選択手段）
Claims (5)
- 連続する２進数の入力データ列をｐビット毎に区切り、ｐビットの入力データ語をｑビット（ｐ＜ｑ：ｐ、ｑは共に正の整数）の符号語に変換し、前後の符号語を直接結合するとともに、前記結合された符号語列をＮＲＺＩ変換した場合の最短符号反転間隔がｄ＋１チャネルビット、最長符号反転間隔がｋ＋１チャネルビット（ｄ、ｋは共に正の整数）に制限される信号変調装置において、
前記ｄ＋１チャネルビットの最短符号反転間隔が発生する符号語の直前又は直後の符号語の反転間隔が前記ｋ＋１チャネルビットより短くなるように入力データ語を符号語に符号化する符号化手段を、
備えたことを特徴とする信号変調装置。 - 前記符号化手段は、入力データ語をアドレスとして符号語と次の入力データ語を符号化する符号化テーブルを選択する情報が記憶された複数の符号化テーブルを有し、前記符号語と符号化テーブル選択情報が、前記ｄ＋１チャネルビットの最短符号反転間隔が発生する符号語の直前又は直後の符号語の反転間隔が前記ｋ＋１チャネルビットより短くなる符号化規則で構成されていることを特徴とする請求項１記載の信号変調装置。
- 連続する２進数の入力データ列をｐビット毎に区切り、ｐビットの入力データ語をｑビット（ｐ＜ｑ：ｐ、ｑは共に正の整数）の符号語に変換し、前後の符号語を直接結合するとともに、前記結合された符号語列をＮＲＺＩ変換した場合の最短符号反転間隔がｄ＋１チャネルビット、最長符号反転間隔がｋ＋１チャネルビット（ｄ、ｋは共に正の整数）に制限される信号変調装置において、
入力データ語をアドレスとして符号語と次の入力データ語を符号化する符号化テーブルを選択する情報が記憶され、前記符号語と符号化テーブル選択情報が、前記ｄ＋１チャネルビットの最短符号反転間隔が発生する符号語の直前又は直後の符号語の反転間隔が前記ｋ＋１チャネルビットより短くなる符号化規則で構成された複数の第１の符号化テーブルと、
入力データ語をアドレスとして符号語と次の入力データ語を符号化する符号化テーブルを選択する情報が記憶され、前記符号語をＮＲＺＩ変換した場合の極性が前記第１の符号化テーブルにおける同一入力データ語に対する符号語と逆極性であって、かつ次の符号化テーブルを選択する情報が同一である複数の第２の符号化テーブルと、
前記第２の符号化テーブルを選択しても前記符号化規則を満たす場合には前記第１、第２の符号化テーブルからそれぞれ第１、第２の符号語候補を読み出し、前記第２の符号化テーブルを選択すると前記符号化規則を満たさない場合には前記第１の符号化テーブルから同じ値の第１、第２の符号語候補を読み出すテーブル読み出し手段と、
前記テーブル読み出し手段により読み出された第１、第２の符号語候補毎にＤＳＶの総和の絶対値を演算するＤＳＶ演算手段と、
前記ＤＳＶ演算手段により演算されたＤＳＶの総和の絶対値が小さい方の第１又は第２の符号語候補を符号語として選択する手段とを、
備えたことを特徴とする信号変調装置。 - 請求項１ないし３のいずれか１つに記載の変調装置により変調された符号語を元の入力データ語に復調する復調装置であって、
復調対象の符号語をアドレスとして、後続の符号語がどの前記複数の符号化テーブルの、どのテーブルにより符号化されたかを示す判定情報と、２以上の入力データ語候補を出力する復号テーブルと、
前記復号テーブルから読み出された判定情報に基づいて前記２以上の入力データ語候補の１つを入力データ語として選択する選択手段とを、
有する復調装置。 - 請求項１ないし３のいずれか１つに記載の信号変調装置により変調された信号が記録された記録媒体。
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