Signal processing for array haed reading in super high density HDD

• Project/Area Number: 26420358
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
• Allocation Type: Multi-year Fund
• Section: 一般
• Research Field: Communication/Network engineering
• Research Institution: Ehime University
• Principal Investigator: Okamoto Yoshihiro 愛媛大学, 理工学研究科(工学系), 教授 (20224082)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 仲村 泰明 愛媛大学, 理工学研究科(工学系), 准教授 (50380259)
• Project Period (FY): 2014-04-01 – 2017-03-31
• Project Status: Completed (Fiscal Year 2016)
• Budget Amount: ¥5,070,000 (Direct Cost: ¥3,900,000、Indirect Cost: ¥1,170,000); Fiscal Year 2016: ¥1,040,000 (Direct Cost: ¥800,000、Indirect Cost: ¥240,000); Fiscal Year 2015: ¥2,210,000 (Direct Cost: ¥1,700,000、Indirect Cost: ¥510,000); Fiscal Year 2014: ¥1,820,000 (Direct Cost: ¥1,400,000、Indirect Cost: ¥420,000)
• Keywords: HDD / SMR / array head / signal processing / narrow track pitch / TDMR / 2D-equalization / 瓦磁気記録 / トラック間干渉 / アレイヘッド / ビット信頼度 / 復号信頼度 / ビットアスペクト比 / マイクロ波アシスト磁気記録 / 熱アシスト磁気記録 / 二次元PRチャネル / 二次元磁気記録 / ２D-PRチャネル

Outline of Final Research Achievements

The spreading of reader sensitivity for narrow-track recording is a degrading factor with the jitter-like medium noise due to the fluctuation of magnetic transitions in super high density HDD by shingled magnetic recording. The influence from the adjacent tracks in read and write processes is clarified by computer simulation using granular media. Array head reading and two-dimensional equalization enable a smaller bit-aspect ratio with narrower track pitch and longer bit-length to be choose, and achieve good performance.

Research Products

• [Journal Article] Suppression of ITI by array head reading and 2D-equalization (2017)
  • Author(s): Y. Nakamura, R. Suzuto, H. Osawa, Y. Okamoto, Y. Kanai, H. Muraoka
  • Journal Title: AIP Advances Volume: 7 Issue: 5 Pages: 056509-056509
  • DOI: 10.1063/1.4977548
  • Peer Reviewed / Open Access / Acknowledgement Compliant
• [Journal Article] A study on optimal BAR in array head reading (2017)
  • Author(s): T. Kondoh, Y. Nakamura, M. Nishikawa, H. Osawa, Y. Okamoto, Y. Kanai, H. Muraoka
  • Journal Title: IEEE Transactions on Magnetics Volume: PP Issue: 11 Pages: 1-1
  • DOI: 10.1109/tmag.2017.2701355
  • Peer Reviewed / Acknowledgement Compliant
• [Journal Article] Effect of reader sensitivity rotation in TDMR with head skew (2016)
  • Author(s): R. Suzuto, Y. Nakamura, H. Osawa, Y. Okamoto, Y. Kanai, H. Muraoka
  • Journal Title: IEEE Transactions on Magnetics Volume: 52 Issue: 7 Pages: 3001604-3001604
  • DOI: 10.1109/tmag.2016.2531088
  • Peer Reviewed / Acknowledgement Compliant
• [Journal Article] Performance evaluation of TDMR R/W channel with head skew by LDPC coding and iterative decoding system (2015)
  • Author(s): R. Suzutou, Y. Nakamura, H. Osawa, Y. Okamoto, Y. Kanai, H. Muraoka
  • Journal Title: IEEE Transactions on Magnetics Volume: 51 Pages: 3002004-3002004
  • Peer Reviewed / Int'l Joint Research
• [Journal Article] Bit error rate performance for head skew angle in shingled magnetic recording using dual reader heads (2015)
  • Author(s): Y. Nakamura, H. Osawa, Y. Okamoto, Y. Kanai, and H. Muraoaka
  • Journal Title: Journal of Applied Physics Volume: 117 Issue: 17
  • DOI: 10.1063/1.4906965
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Performance evaluation of signal dependent noise predictive maximum likelihood detector for two-dimensional magnetic recording read/write channel (2015)
  • Author(s): S. Kawamura, Y. Okamoto, Y. Nakamura, H. Osawa, Y. Kanai, and H. Muraoaka
  • Journal Title: Journal of Applied Physics Volume: 117 Issue: 17
  • DOI: 10.1063/1.4908145
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Influence of writing and reading intertrack interferences in terms of bit aspect ratio in shingled magnetic recording (2014)
  • Author(s): H. Nobuhara, Y. Okamoto, M. Yamashita, Y. Nakamura, H. Osawa, H. Muraoka
  • Journal Title: Journal of Applied physics Volume: 115 Issue: 17
  • DOI: 10.1063/1.4866393
  • Peer Reviewed / Acknowledgement Compliant
• [Journal Article] Evaluation of multiple reader location for TDMR R/W channel (2014)
  • Author(s): Y. Nakamura, N. Fujimoto, Y. Okamoto, H. Osawa, H. Muraoka
  • Journal Title: IEEE Transactions on Magnetics Volume: 50 Issue: 11 Pages: 3002104-3002104
  • DOI: 10.1109/tmag.2014.2318335
  • Peer Reviewed / Acknowledgement Compliant
• [Presentation] A study on relationship between recording pattern and decoding reliability in SMR (2017)
  • Author(s): R. Suzuto, Y. Nakamura, M. Nishikawa, H. Osawa, Y. Okamoto, Y. Kanai, H. Muraoka
  • Organizer: INTERMAG Europe 2017
  • Place of Presentation: The Convention Centre Dublin, Ireland
  • Year and Date: 2017-04-24
  • Int'l Joint Research
• [Presentation] A Study on Optimal BAR in Array Head Reading (2017)
  • Author(s): T. Kondoh,Y. Nakamura, M. Nishikawa, H. Osawa, Y. Okamoto, Y. Kanai, H. Muraoka
  • Organizer: INTERMAG Europe 2017
  • Place of Presentation: The Convention Centre Dublin, Ireland
  • Year and Date: 2017-04-24
  • Int'l Joint Research
• [Presentation] アレイヘッド再生の下でのSMRにおけるBARの一検討 (2017)
  • Author(s): 近藤宰吉, 仲村泰明, 西川まどか, 大沢 寿, 岡本好弘, 金井 靖, 村岡裕明
  • Organizer: 2017年電子情報通信学会総合大会
  • Place of Presentation: 名城大学 天白キャンパス（愛知県，名古屋市）
  • Year and Date: 2017-03-22
• [Presentation] SMRにおける復号信頼度の記録状態依存性の一検討 (2016)
  • Author(s): 鈴藤稜太, 仲村泰明, 大沢 寿, 岡本好弘, 金井 靖, 村岡裕明
  • Organizer: 電子情報通信学会 磁気記録・情報ストレージ研究会
  • Place of Presentation: 愛媛大学 総合情報メディアセンター (愛媛県, 松山市)
  • Year and Date: 2016-12-08
• [Presentation] Suppression of ITI by array head reading and 2D-equalization (2016)
  • Author(s): Y. Nakamura, R. Suzuto, H. Osawa, Y. Okamoto, Y. Kanai, H. Muraoka
  • Organizer: 61st Annual Conference on Magnetism and Magnetic Materials
  • Place of Presentation: New Orleans, USA
  • Year and Date: 2016-10-31
  • Int'l Joint Research
• [Presentation] エクステンディッド・ライト・ギャップヘッドによるSMRチャネルの性能評価 (2016)
  • Author(s): 仲村泰明, 大沢 寿, 岡本好弘, 金井 靖, 村岡裕明
  • Organizer: 2016年電子情報通信学会 ソサイエティ大会
  • Place of Presentation: 北海道大学 札幌キャンパス（北海道，札幌市）
  • Year and Date: 2016-09-20
• [Presentation] TDMRのための二次元FIRフィルタの効果 (2016)
  • Author(s): 鈴藤稜太, 仲村泰明, 大沢 寿, 岡本好弘, 金井 靖, 村岡裕明
  • Organizer: 電子情報通信学会 磁気記録・情報ストレージ研究会
  • Place of Presentation: 東北大学 電気通信研究所 (宮城県, 仙台市)
  • Year and Date: 2016-06-09
• [Presentation] SMRにおけるヘッドスキュー角に対するビット信頼度 (2016)
  • Author(s): 鈴藤稜太, 仲村泰明, 大沢 寿, 岡本好弘, 金井 靖, 村岡裕明
  • Organizer: 2016年電子情報通信学会 総合大会
  • Place of Presentation: 九州大学 伊都キャンパス (福岡県, 福岡市)
  • Year and Date: 2016-03-15
• [Presentation] SMRにおけるなん出力ビタビ復号に対する隣接トラックの影響の一検討 (2016)
  • Author(s): 近藤宰吉, 仲村泰明, 大沢 寿, 岡本好弘, 金井 靖, 村岡裕明
  • Organizer: 平成28年度電気関係学会四国支部連合大会
  • Place of Presentation: 徳島大学 常三島キャンパス（徳島県，徳島市）
• [Presentation] TDMRのためのアレイヘッドにおけるリーダサイズ余裕に関する一検討 (2015)
  • Author(s): 鈴藤稜太, 仲村泰明, 大沢 寿, 岡本好弘, 金井 靖, 村岡裕明
  • Organizer: 電子情報通信学会 磁気記録・情報ストレージ研究会
  • Place of Presentation: 愛媛大学 総合情報メディアセンター (愛媛県, 松山市)
  • Year and Date: 2015-12-10
• [Presentation] SMRにおけるMIMO-VDに対する隣接トラック間の記録位相ずれの影響 (2015)
  • Author(s): 近藤宰吉, 仲村泰明, 大沢 寿, 岡本好弘, 金井 靖, 村岡裕明
  • Organizer: 平成27年度電気関係学会四国支部連合大会
  • Place of Presentation: 高知工科大学 香美キャンパス (高知県, 香美市)
  • Year and Date: 2015-09-26
• [Presentation] シングル磁気記録における記録ヘッド形状に対するビット信頼度評価 (2015)
  • Author(s): 村中雄大, 仲村泰明, 大沢 寿, 岡本好弘, 金井 靖, 村岡裕明
  • Organizer: 平成27年度電気関係学会四国支部連合大会
  • Place of Presentation: 高知工科大学 香美キャンパス (高知県, 香美市)
  • Year and Date: 2015-09-26
• [Presentation] シングル磁気記録における再生感度回転の一検討 (2015)
  • Author(s): 鈴藤稜太, 仲村泰明, 大沢 寿, 岡本好弘, 金井 靖, 村岡裕明
  • Organizer: 2015年電子情報通信学会 ソサイエティ大会
  • Place of Presentation: 東北大学 川内北キャンパス (宮城県, 仙台市)
  • Year and Date: 2015-09-08
• [Presentation] SMR におけるビット信頼度への隣接ビットの影響 (2015)
  • Author(s): 鈴藤稜太, 仲村泰明, 大沢 寿, 岡本好弘, 金井 靖, 村岡裕明
  • Organizer: 第39回 日本磁気学会学術講演会
  • Place of Presentation: 名古屋大学 東山キャンパス (愛知県, 名古屋市)
  • Year and Date: 2015-09-08
• [Presentation] Optimization of bit geometry and multi-reader geometry for TDMR (2015)
  • Author(s): J. R. Barry, B. Vasic, M. Khatami, M. Bahrami, Y. Nakamura, Y. Okamoto, Y. Kanai
  • Organizer: IEEE The 26th Magnetic Recording Conference
  • Place of Presentation: University of Minnesota (Minneapolis, USA)
  • Year and Date: 2015-08-17
  • Int'l Joint Research / Invited
• [Presentation] A study on totation of reading sensitivity in SMR R/W channel (2015)
  • Author(s): Y. Nakamura, R. Suzuto, H. Osawa, Y. Okamoto, Y. Kanai, H. Muraoka
  • Organizer: IEEE The 26th Magnetic Recording Conference
  • Place of Presentation: University of Minnesota (Minneapolis, USA)
  • Year and Date: 2015-08-17
  • Int'l Joint Research
• [Presentation] TDMRのためのマルチ入出力ビタビ復号器の性能評価 (2015)
  • Author(s): 近藤宰吉, 仲村泰明, 大沢 寿, 岡本好弘, 金井 靖, 村岡裕明
  • Organizer: 電子情報通信学会 磁気記録・情報ストレージ研究会
  • Place of Presentation: 東北大学 電気通信研究所 (宮城県, 仙台市)
  • Year and Date: 2015-06-04
• [Presentation] DMRにおけるアレイヘッド再生のヘッドスキューに対する性能評価 (2015)
  • Author(s): 鈴藤稜太, 仲村泰明, 大沢 寿, 岡本好弘, 金井 靖, 村岡裕明
  • Organizer: 電子情報通信学会 磁気記録・情報ストレージ研究会
  • Place of Presentation: 東北大学 電気通信研究所 (宮城県, 仙台市)
  • Year and Date: 2015-06-04
• [Presentation] Performance evaluation of LDPC coding and iterative decoding system in TDMR R/W channel with head skew (2015)
  • Author(s): R. Suzuto, Y. Nakamura, H. Osawa, Y. Okamoto, Y. Kanai, H. Muraoka
  • Organizer: IEEE International Magnetics Conference
  • Place of Presentation: Beijing, China
  • Year and Date: 2015-05-11 – 2015-05-15
• [Presentation] シングル磁気記録におけるアレイヘッド再生に対するSDNPの性能に関する一検討 (2015)
  • Author(s): 河村俊哉, 岡本好弘, 仲村泰明, 大沢 寿, 金井 靖, 村岡裕明
  • Organizer: 2015年電子情報通信学会 総合大会
  • Place of Presentation: 立命館大学 びわこ・くさつキャンパス (滋賀県, 草津市)
  • Year and Date: 2015-03-10 – 2015-03-13
• [Presentation] SMRにおける再生感度とトラックピッチの一検討 (2015)
  • Author(s): 仲村泰明, 大沢 寿, 岡本好弘, 金井 靖, 村岡裕明
  • Organizer: 2015年電子情報通信学会 総合大会
  • Place of Presentation: 立命館大学 びわこ・くさつキャンパス (滋賀県, 草津市)
  • Year and Date: 2015-03-10 – 2015-03-13
• [Presentation] SMRにおけるアレイヘッド再生のための二次元等化に関する一検討 (2014)
  • Author(s): 藤本直樹, ,仲村泰明, 大沢 寿, 岡本好弘, 金井 靖, 村岡裕明
  • Organizer: 電子情報通信学会 磁気記録・情報ストレージ研究会
  • Place of Presentation: 愛媛大学 総合情報メディアセンター (愛媛県, 松山市)
  • Year and Date: 2014-12-11 – 2014-12-12
• [Presentation] ヘッドスキューのあるSMRにおけるLDPC符号化・繰返し復号化方式の性能評価 (2014)
  • Author(s): 鈴藤稜太, 仲村泰明, 大沢 寿, 岡本好弘, 金井 靖, 村岡裕明
  • Organizer: 電子情報通信学会 磁気記録・情報ストレージ研究会
  • Place of Presentation: 愛媛大学 総合情報メディアセンター (愛媛県, 松山市)
  • Year and Date: 2014-12-11 – 2014-12-12
• [Presentation] Bit error rate performance for head skew angle in shingled magnetic recording using dual reader heads (2014)
  • Author(s): Y. Nakamura, Y. Okamoto, H. Osawa, Y. Kanai, H. Muraoka
  • Organizer: The 59th Annual Magnetism and Magnetic Materials
  • Place of Presentation: Honolulu, USA
  • Year and Date: 2014-11-03 – 2014-11-07
• [Presentation] Performance evaluation of signal dependent noise predictive ML detector for TDMR R/W channel (2014)
  • Author(s): S. Kawamura, Y. Okamoto, Y. Nakamura, H. Osawa, Y. Kanai, H. Muraoka
  • Organizer: The 59th Annual Magnetism and Magnetic Materials
  • Place of Presentation: Honolulu, USA
  • Year and Date: 2014-11-03 – 2014-11-07
• [Presentation] SMRにおけるヘッドスキュー角に対する複数ヘッド再生によるBER特性 (2014)
  • Author(s): 仲村泰明, 大沢 寿, 岡本好弘, 金井 靖, 村岡裕明
  • Organizer: 第38回日本磁気学会学術講演
  • Place of Presentation: 慶應義塾大学 日吉キャンパス (神奈川県, 横浜市)
  • Year and Date: 2014-09-02 – 2014-09-05
• [Presentation] A study of TDMR signal-processing opportunities based on quasi-micromagnetic simulations (2014)
  • Author(s): B. Vasic, M. Khatami, Y. Nakamura, Y. Okamoto, Y. Kanai, J. R. Barry, S. W. Mclaughlin, E. B. Sadeghian
  • Organizer: IEEE The 25th Magnetic Recording Conference
  • Place of Presentation: Berkeley, USA
  • Year and Date: 2014-08-11 – 2014-08-13
  • Invited
• [Presentation] シングル磁気記録再生シミュレーションの一検討 (2014)
  • Author(s): 岡本好弘, 仲村泰明, 大沢 寿, 金井 靖, 村岡裕明
  • Organizer: 電子情報通信学会 磁気記録・情報ストレージ研究会
  • Place of Presentation: 東北大学 電気通信研究所 (宮城県, 仙台市)
  • Year and Date: 2014-06-12 – 2014-06-13
• [Presentation] Evaluation of multiple reader location for TDMR R/W channel (2014)
  • Author(s): Y. Nakamura, N. Fujimoto, Y. Okamoto, H. Osawa, H. Muraoka
  • Organizer: IEEE International Magnetics Conference
  • Place of Presentation: Dresden, Germany
  • Year and Date: 2014-05-04 – 2014-05-08
• [Presentation] Influence of writing and reading ITI's depending on the recording patterns in shingled magnetic recording (2014)
  • Author(s): Y. OkamotoH. Nobuhara, Y. Okamoto, M. Yamashita, Y. Nakamura, H. Osawa, H. Muraoka
  • Organizer: IEEE International Magnetics Conference
  • Place of Presentation: Dresden, Germany
  • Year and Date: 2014-05-04 – 2014-05-08