专利名称：记录/再现设备和记录/再现方法
技术领域：
所谓的流型磁带机作为能够记录/再现数字数据到磁带的驱动设备而为人们所熟知。尽管其依赖于作为介质的磁带盒的磁带长度，这种流型磁带机可提供巨大的记录容量，例如，大约数十到数百吉字节。因此，流型磁带机广泛用于备份记录在诸如计算机主机硬盘的介质上的数据。此外，流型磁带机适于保存具有大数据尺寸的图像数据
和类似数据o进一步地，根据本发明的实施例的记录/再现设备还可包括控制部件，配置为基于所述第一判断部件做出的判断结果来控制写后读。接下来，将描述再现数据时执行的操作。磁带3的记录数据 由再现头Rl至R4读出作为射频(RF)再现信号，并且其再现输出 被读放大器14放大并提供给读/写通道电路12。所述读/写通道电路 12对读放大器14的输出执行A/D转换、用于相位同步的均衡处理、 再现时钟生成、信息数字化等，并将其提供给编码/解码电路11。所 述编码/解码电路11对读/写通道电路12输出的数据执行LDPC解码， 并恢复记录数据。如图l所示，通过使用SCSI接口 20,信息在流型磁带机IO 和主计算机40之间相互传输。然而，对于系统控制器15，主计算机 40使用SCSI命令执行各种通信。应当注意到可以使用类似IEEE1394 接口等的不同于SCSI接口的数据接口。:' — 5 ' 、 . 、5 ,例如，后验概率检测器或类似检测器被用于软判定检测器 36。基于输入值y，后验概率检测器对每个比特计算后验概率PO=P (x=0|Y=y)和Pl=P(x=l|Y=y),然后输出对数似然比(log-likelihood ratio, LLR U=log ( P1/P0 )。这里，x表示记录比特并取例如"O"或"l" 的值。图7是示出LDPC码的奇偶校验矩阵H的节点表示的图。 由N个变量节点、M个校验节点和多条边来表示LDPC奇偶校验矩 阵H ( N行xM列)。当奇偶校验矩阵H的第n行第m列的元素hnm 为"1"时，所述边连接变量节点n和校验节点m。
[50图8是示出使用LDPC解码器38来迭代解码LDPC码的流 程图。LDPC解码器38基于来自同步检测器37的同步检测信号来检 测块的首部，然后分别为对应于一个块的每个比特依次设置对数似然 比(LLR )Ll， L2，......Ln到N个变量节点，如图8所示(步骤S101 )。
51接下来，LDPC解码器38初始化从校验节点到变量节点的 消息Amn和迭代解码计数R (步骤S102 )，并设置迭代解码的迭代 有限计数u (步骤S103)。
52然后，经过步骤S104到S107，并增加了迭代解码计数R(步 骤S108)之后，执行第一迭代处理如下
53当变量节点处理时，LDPC解码器38使用下面表达式(在下面表达式中，"-"表示减法)计算从变量节点n到校验节点m的消 息Bmn (步骤S109 )。
图10为示出消息Bmn的计算方法的图。 表达式1
Bmn = 2:Amn + Ln ... (1)
n'eB(n)-m
[54这里，B (n) -m表示从与变量节点n链接的校验节点的集 合B(n)中减去校验节点m，并且在图10中用m，表示。图10的Am，n 是在校验节点m，中计算的到变量节点n的消息。因为消息Am，n的 初始值为0，从变量节点n到校验节点m的第一消息Bmn为Ln。
[55接下来，LDPC解码器38使用下面的表达式(在下面表达 式中，"-"表示减法)计算从校验节点m到变量节点n的消息Amn(步 骤SllO)。图ll是示出消息Amn的计算方法的图。
表达式2
Amn =兀sign(Bmn)f(5:f(IBmnl)) ... (2)
n'eA(m)-n n'eA(m)-n
[56这里，函数f ( x )为Gallager函数，且f ( x ) =ln((exp(x)+l)/(exp(x)-l))。 A (m) -n表示从与校验节点m相链接的 变量节点的集合A(m)中减去变量节点n，且在图ll中用n，表示。 图11的Bmn，是在变量节点n，中计算的到校验节点m的消息。
[57接下来，LDPC解码器38返回步骤S104并使用下面表达式 计算对数后验概率比的大约值Kn。
表达式3
Kn = SAmn + Ln ... (3)
m'eB(n)
[58应当注意到当安装到LSI时，使用近似的表达式来计算消息 Amn和Bmn以及函数f ( x)。
[59当结束消息Amn和Bmn以及对数后验概率比的大约值Kn 的计算后，LDPC解码器38基于对数后验概率比的大约值Kn而获得 估计解码字C，n。这里，C，为具有音调符号的C的替换符号。如下方 式判断估计解码字C，n。当对数后验概率比的估计值Kn为0或更多时，LDPC解码器38判断估计的解码字为"0"，并且当对数后验概率 比小于O时，判断估计的解码字C，n为"1"。
[60接下来，对于当前已经得到的估计解码字C，n, LDPC解码 器38判断是否满足奇偶校验条件C，nHt^ (步骤S106)。这里，Ht 表示LDPC奇偶校验矩阵H的转置矩阵。当所估计的解码字C，n满 足奇偶校验条件时，LDPC解码器38输出当前已经得到的估计解码 字C，n至数据处理部件39，输出在结束迭代解码时得到的迭代解码计 数R至数据处理部件39，并且结束解码(步骤Slll)。
[611这里，从计算消息Bmn和Amn、对数后验概率比的近似值 Kn和估计的解码宇C，n直到判断估计的解码字C，n是否满足奇偶校 验条件的处理被称作"一次迭代处理"。所执行的迭代处理次数为迭代 解码计数R。
[62当在步骤S106判断所估计的解码字C，n满足奇偶校验条件 时，LDPC输出当前得到的估计解码字C，n至数据处理部件39作为 解码结果，并结束迭代解码，而当所估计的解码字C，n不满足奇偶校 验条件时，LDPC解码器38判断当前迭代解码计数R是否已经达到 迭代有限计数u(步骤S107)。当当前迭代解码计数R还没达到迭代有 限计数u时，LDPC解码器38增加迭代解码计数R (步骤S108 )并 然后执行下一次迭代处理。
[63I在随后的步骤中，LDPC解码器38重复迭代处理直到所产 生的估计解码字C，n被判断为满足奇偶校验条件或直到当前迭代解码 计数R即将达到迭代有限计数u为止。当在步骤S107中判断当前迭 代解码计数R已经达到了迭代有限计数u时，也就是说，当即使在迭 代处理已经重复了 u次之后，所估计的解码字C，n仍然不满足奇偶校 验条件时，通过判断当前被处理的块为错误块，LDPC解码器38强 制结束解码处理，并输出块错误标记到数据处理部件39(步骤S112)。
图12为LDPC解码器38的时序图。
[64基于对应于从软判定检测器36 (后验概率检测器)输出的一 个块，开始LDPC解码的迭代解码。LDPC解码信号为表示LDPC解码器38内部状态的信号，并且当LDPC解码器38执行迭代解码时取 值"l",而当迭代解码结束时取值"0"。因为迭代解码计数根据块而不 同，所以具有LDPC解码信号"l，，的部分的长度随块而不同。然而， LDPC解码器38内部存储估计的解码字C，n并且待用，使得即使当 迭代解码结束较早时，所输出的估计解码字C，n的时序也相同。所述 块错误标记为关于块的表示"l"的信号，所述块中即使在执行迭代解 码u次(迭代有限计数)后，估计解码字C，n仍然不满足奇偶校验情 况。在该例中，块3相应于该块。迭代解码计数为解码每个块所需的 迭代解码次数。在该例中，在块1中迭代解码计数为3，在块2中为 1，在块3中为u，在块4中为2，以及在块5中为0。通常，当再现 信号质量较差并且信噪比小时，迭代解码计数增加。
[65接下来，将描述当基于解码LDPC码时得到的块错误标记和 迭代解码计数，通过检测记录错误的出现来执行写后读的控制时，所 执行的操作。
[66图13是示出基于解码LDPC码时获得的块错误标记或迭代 解码计数，通过检测记录错误的出现来执行写后读的结构的框图。当 写后读时，基于从LDPC解码部件41输出的块错误标记和迭代解码 计数，检测到出现记录错误时，数据处理部件39的重写判断模块44 控制记录模块43来重写其中已经出现记录错误的数据。这里，以如 下方式执行基于块错误标记和迭代解码计数的记录错误的出现的检 测。
[67图14为示出基于块错误标记和迭代解码计数的记录错误的 出现的检测的流程图。这里，ldpc一error是在写后读时的块错误标记， ldpc—count是在写后读时的LDPC迭代解码计数，ldpc_count_thresh 是用于重写的LDPC迭代解码计数阈值。
[68只要重写判断模块44不通知记录模块43不必重写，所述记 录模块43就持续执行重写。首先，重写判断模块44检查ldp^error 的值(步骤S201),然后当该值为"l"时，判断已经发生了记录错误， 并且不通知所述记录模块43不必重写(步骤S202 )。当判断ldpc—error
15的值不是"l"时，则重写判断模块44判断ldpc—count的值是否超过 ldpc_count—thresh的值(步骤S203 )，并且当超过ldpc_count_thresh 的值时，判断已经发生了记录错误并且不通知记录模块43不必重写 (步骤S202)。当不超过ldpc—count_thresh的值时，重写判断模块 44判断没有出现记录错误，并通知记录模块43不必重写和在块的ID 区域指出的地址(步骤S204)。
[69如上所述，根据该实施例，通过基于在LDPC解码时获得的 块错误标记和迭代解码计数在写后读时判断是否必须重写，可保证其 中再现是可能的记录状态。进一步地，因为可避免不必要的重写，所 以可提高记录效率。
[70应当注意到尽管在本实施例中，通过基于块错误标记和迭代 解码计数二者来检测记录错误的出现，从而执行写后读的控制，但是
也可替代地基于块错误标记和迭代解码计数之一来执行写后读的控 制。
(第二实施例)
[71在上述实施例中，基于LDPC解码时得到的块错误标记和迭 代解码计数来判断写后读时重写的必要性。然而，当数据再现时再次
被读出与由于过去的重写将再现数据已经存储在緩冲存储器23中的 块相同的数据块时，基于块错误标记和迭代解码计数，还可能判断， 是否使用已经重写块的再现数据，覆写存储在緩冲存储器23中的再 现数据。此外，上述功能可添加至第一实施例。
[72图15是示出基于解码LDPC码时获得的块错误标记和迭代 解码计数，控制緩冲存储器覆写的结构的框图。数据处理部件39的 覆写判断模块45写入所述再现块的LDPC解码时获得的块错误标记 和迭代解码计数，以及再现数据，到緩冲存储器23中的相应地址(基 于在该块的ID区域中指出的地址信息)。此时，如果相同块的再现 数据已经存储在緩冲存储器23中，基于当前再现时的块错误标记和 迭代解码计数和上次再现时得到并且已经存储在緩冲存储器23中的 块错误标记和迭代解码计数，覆写判断模块45判断，是否使用当前已经重写的块的再现数据，覆写存储在緩冲存储器23中的相同块的 再现数据。以如下方式执行基于块错误标记和迭代解码计数的是否覆 写的判断。
[73图16是基于块错误标记和迭代解码计数来判断是否覆写的 流程图。这里，ldpc_error是当前再现时的LDPC块错误标记， ldpc—count是当前再现时的LDPC迭代解码计数，prev—ldpc—error 是上次再现时的LDPC块错误标记，以及prevjdpc—count是上次再 现时的LDPC迭代解码计数。
[74覆写判断模块45判断是否满足第一种条件，即ldpc一error 的值为"O，，且prevjdpc—error的值为"l，，的条件(步骤S301)。当满 足第一种条件时，覆写判断模块45执行控制，使得使用当前已经被 重写的块的再现数据来覆写存储在緩冲存储器23中的相同块的再现 数据(步骤S302)。当不满足第一种条件时，则覆写判断模块45判 断是否满足第二种条件，即ldpc_error的值为"l，，且prev_ldpc_error 的值为"O"的条件(步骤S303)。当满足第二种条件时，覆写判断模块 45不执行重写(步骤S304 )。
[75当不满足第二种条件时，覆写判断模块45判断是否满足第 三种条件，即ldpc一count的值小于prev—ldpc一count的值的条件(步 骤S305 )。当满足第三种条件时，覆写判断模块45执行控制，使得 使用当前已经被重写的块的再现数据来覆写存储在緩冲存储器23中 的相同块的再现数据(步骤S302)。当不满足第三种条件时，覆写判 断模块45判断是否满足第四种条件，即ldpc一count的值超过 prev_ldpc—count的值的条件(步骤S306 )。当满足第四种条件时， 覆写判断模块45不执行覆写(步骤S304)。当不满足第四种条件时， 覆写判断模块45执行控制，使得使用当前已经被重写的块的再现数 据来覆写存储在緩冲存储器23中的相同块的再现数据(步骤S302 )。
[76如上所述，根据该实施例，通过基于LDPC解码时获得的块 错误标记和迭代解码计数，判断是否使用由于过去的重写而后来被再 次再现的相同块的数据，来覆写已经存储在緩冲存储器23中的块的再现数据，从而能为在緩冲存储器23中引起重写的块的数据存储最 佳的数据作为再现数据。
[77应当注意到在该实施例中，基于当前再现时获得的块错误标 记和迭代解码计数和上次再现时获得的并且已经存储在緩冲存储器 23中的块错误标记和迭代解码计数，使用当前已经被重写的块的再现 数据，来判断是否覆写存储在緩沖存储器23中的相同块的再现数据。 然而，可基于块错误标记和迭代解码计数中的一个来执行所述控制。
[78因为在非磁道再现中，在不同的时序多次扫描磁带上的单个 磁道，所以可能基于每次扫描的块错误标记和迭代解码计数，使用最 佳再现数据来执行覆写，而不考虑该数据是否已经被重写过。
[79本发明不限于上述具体实施例并且在不脱离本发明的宗旨 的情况下，当然可以进行各种修改。
权利要求
1. 一种记录/再现设备，包括编码部件，配置为将待记录到记录介质上的数据加密为LDPC(低密度奇偶校验)码；解码部件，配置为解码从记录介质读出的LDPC码；以及第一判断部件，配置为基于从所述解码部件输出的块错误标记和迭代解码计数中的一个来判断具有记录错误的块。
2. 根据权利要求1的记录/再现设备，进一步包括 控制部件，配置为基于第一判断部件^t出的判断结果来控制写后读。
3. 根据权利要求1的记录/再现设备，进一步包括 存储器部件，配置为存储从记录介质再现的块的数据；以及 第二判断部件，配置为基于解码被重写块时得到的块错误标记和迭代解码计数中的一个以及在解码被重写之前的相同块时得到的块 错误标记和迭代解码计数中的一个，判断是否用被重写块的再现数据 来覆写存储在存储器部件中的重写之前的所述块的再现数据。
4. 一种记录/再现方法，包括 编码数据至LDPC (低密度奇偶校验)码； 记录所述编码数据到记录介质上； 解码从所述记录介质读出的LDPC码；以及 基于作为解码结果而得到的块错误标记和迭代解码计数中的一个，判断具有记录错误的块。
5. 根据权利要求4的记录/再现方法，其中当判断出具有记录错误的所述块时，执行所述块的数据的写后读。
6. 根据权利要求4的记录/再现方法，进一步包括 基于解码被重写块时得到的块错误标记和迭代解码计数中的一个以及在解码被重写之前的相同块时得到的块错误标记和迭代解码计数中的一个，判断是否用被重写块的再现数据来覆写存储在存储器 部件中的重写之前的所述块的再现数据。
全文摘要
一种记录/再现设备，包括编码部件、解码部件和第一判断部件。所述编码部件配置为将待记录到记录介质上的数据加密为LDPC(低密度奇偶校验)码。所述解码部件配置为解码从记录介质读出的LDPC码。所述判断部件配置为基于从所述解码部件输出的块错误标记和迭代解码计数中的一个来判断具有记录错误的块。
文档编号G11B20/10GK101458947SQ200810178669
公开日2009年6月17日 申请日期2008年11月27日 优先权日2007年12月13日
发明者中村修, 伊藤明, 出冈良彦, 原田努, 平坂久门, 广濑俊彦, 广濑寿幸 申请人:索尼株式会社