Expansion of signal processing for 2-dimensional magnetic recording based on TDMR model

2018 Fiscal Year Final Research Report

• Project/Area Number: 16K14267
• Research Category: Grant-in-Aid for Challenging Exploratory Research
• Allocation Type: Multi-year Fund
• Research Field: Communication/Network engineering
• Research Institution: Nagoya Institute of Technology
• Principal Investigator: Wadayama Tadashi 名古屋工業大学, 工学(系)研究科(研究院), 教授 (20275374)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 鎌部 浩 岐阜大学, 工学部, 教授 (80169614)
• Project Period (FY): 2016-04-01 – 2019-03-31
• Keywords: ハードディスクシステム / 2次元信号処理 / LDPC符号 / 制約符号

Outline of Final Research Achievements

The goal of the project is to establish a mathematical channel model for hard-disk systems with super high areal density and to develop 2-dimensional signal processing algorithms and coding for improving the areal density of the system. The main contribution of this project is (1) proposal of a mathematical channel model for TDMR, (2) An efficient method to evaluate the mutual information of the TDMR model, (3) A method for constructing 2D-constraint codes with integer programming, (4) An improvement of BP decoding based the deep learning tool kit.

Free Research Field

信号処理 記録符号化 情報理論

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

本プロジェクトで得られたTDMRモデルは、シンプルなモデルにも関わらず実際のTDMR記録の様相をうまく掴んだモデルになっており、相互情報量の解析や信号処理方式の開発にも向いている。今後、本研究で確立したTDMRモデルに基づく研究の進展が期待される。また、2次元制約符号は、TDMRシステムの信頼性向上のための重要な方向性だと考えられており、本研究で確立した手法(整数計画法に基づく符号化器の設計、グラフの支配集合分割に基づく符号化器の設計）は今後の２次元記録の可能性を広げる貢献になっていると考えている。