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トレリス手法に基づくハードディスクシステムの高密度化に関する研究

研究課題

研究課題/領域番号 08455180
研究種目

基盤研究(B)

配分区分補助金
応募区分一般
研究分野 情報通信工学
研究機関愛媛大学

研究代表者

田崎 三郎  愛媛大学, 工学部, 教授 (00036394)

研究分担者 都築 伸二  愛媛大学, 工学部, 助手 (60236924)
山田 芳郎  愛媛大学, 工学部, 助教授 (00110833)
山田 芳郎  愛媛大学, 工学部, 助教授 (50029336)
研究期間 (年度) 1996 – 1998
研究課題ステータス 完了 (1998年度)
配分額 *注記
7,400千円 (直接経費: 7,400千円)
1998年度: 500千円 (直接経費: 500千円)
1997年度: 3,400千円 (直接経費: 3,400千円)
1996年度: 3,500千円 (直接経費: 3,500千円)
キーワードTCPR方式 / 高符号化率 / MTR / 超高密度記録 / 二次元符号 / 多値 / DFE / 垂直記録 / 符号化率 / トレリス / 符号利得 / 記録符号研究の体系化 / PR(1、1) / d>k特性 / 誤り訂正機能 / 記録符号 / 超高密度記録符号 / トレリス符号
研究概要

本研究が開始された頃のハードディスクシステムのための記録符号に関する研究環境としては,従来の一次元2値レベルでもって(d,k)制約,すなわち磁化反転の最小及び最大間隔制約の改善を行うだけでは,恐らく二十一世紀に期待されている超高密度記録に対応できないだろうとの共通認識があった.勿論,この符号条件の場合d≦kであり,符号化率η≦1に止まっている.そしてこれを解決することのできるブレークスルーとして,
(1) 符号利得の改善(あるいは誤り訂正機能の向上)
(2) η>l実現を可能にする多値化(3値あるいは4値レベル)
(3) トラック方向の同時符号化も考慮して,面密度改善を目指す二次元化
などの手法開発に注目が集まり出していた.
本研究は,上記(1)を主とする研究内容を持っている.取り分け,記録符号,パーシャル・レスポンス(PR)等化方式,最尤(ML)信号検出法の一つであるViterbi方式それぞれが,そのモデルとしていずれも有限状態オートマトン理論でもって記述できることに着目し,トレリス技術の中でもこの特徴を適確に生かせるTCPR(Trellis Coded Partial Response)方式を開発することが主たる目標であった.
まず初年度は,η=1/2,2/3及び3/4の一次元PR1(すなわちPR(1.1))方式を開発し,ビット誤り率(BER)特性が規格化線密度Kを当時最良のK=2.4とした場合η=1である従来のNRZI符号+PR1ML方式に比べて優れていること,ならびにK=3.0と近い将来の目標線密度に高めた場合η=3/4 TCPR1方式のみが優れており,高密度では符号化利得よりηの改善が重要であることを明らかにした.
次年度には,高密度記録になる程PR(1,-1)よりPR(1,1)(すなわちPR1)の方がTCPRとしては優れたBER特性を示すことを明らかにしたが,この頃ハードディスクの高密度化達成目標が高度情報化の進展と光記録システムの急速な発展に伴い,20Gビット/(インチ)^2から40G〜80Gと大幅に変更が行われた.このことに伴い,これを達成するため垂直記録の実用化に一層の拍車がかかると共に,記録符号や信号処理にも一段と要求が強まった.例えば,シャノン容量をさらに増加させることや,d>k特性の実現,トラック間の直交性を考慮することによる面密度改善などが求められ,必然的にこれらすべてを満たす二次元手法の導入気運が世界的に盛り上がって来た.
最終年度は,このような研究環境の激変に対応するため,平成10年度の実績報告書に詳述した通りの二次元MTRトレリス符号開発を行い,同一符号化条件下では超高密度(例えばK=5.0)の場合,一次元の場合に比べてBER特性に大幅な改善のあることを明らかにした.尤も,本年度行えたのはそのための基礎的な検討に止まっており,今後この符号の特性改善はまだまだ行わねばならないし,また行うだけの意義が十分にある符号であることを確認している.
なお,多値符号についても解析と新たな符号の開発などの検討を行ったが,この成果については光記録分野の方がむしろ大いに関心を寄せて来ている.また,二次元符号それ自体についても,その解析と新たな符号の開発を行った.その結果は,η>1やd>kの符号開発の実現,BER特性の大幅改善が得られ,この改善傾向はトラック数Lを2から3と増加することで飛躍的に向上することも同時に明らかにしている.
最後に,昨今の超高密度記録への急速な動きの中,記録符号研究の未来への展望について,多くの研究者に戸惑いが見られる.このため,長年この分野に携わって来た研究者として.これを体系付けて“越し方行く末"を総括したことも本研究における成果の一つであった.

報告書

(4件)
  • 1998 実績報告書   研究成果報告書概要
  • 1997 実績報告書
  • 1996 実績報告書
  • 研究成果

    (61件)

すべて その他

すべて 文献書誌 (61件)

  • [文献書誌] S.Yoshino, S.Tazaki, S.Tsuzuki, Y.Yamada: "Performance Comparisons of Multi-level Codes for High Density Mo Recording" Proceeding of IEEE ICC96. 1538-1541 (1996)

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      「研究成果報告書概要(和文)」より
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      1998 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] S.Tazaki: "A Study of Recording Codes for High Density Optical Disks" Proceeding of International Symposium on Optical Memory & Optical Data Storage. 304-306 (1996)

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  • [文献書誌] 田崎 三郎: "映像情報メディア記録システムに期待するもの" 映像情報メデイア学会誌. Vol.50, No.11. 1643-1648 (1996)

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  • [文献書誌] 田崎, 平井, 山田: "Performance Comparison of One Dimensional Code(QP)and Two Dimensional Code with Rate 2/4" 電子情報通信学会技術報告. MR96-46. (1996)

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  • [文献書誌] 田崎, 小田, 都築, 山田: "k<d特性を有する二次元符号の構成" 電子情報通信学会技術報告. MR96-76. (1996)

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  • [文献書誌] 田崎, 毛利, 都築, 山田: "光磁気記録における2値符号と3値符号との性能比較" 電子情報通信学会技術報告. MR96-77. (1996)

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  • [文献書誌] 田崎, 柳原, 都築, 山田: "記録符号と信号処理方式の整合に関する一考察" 電子情報通信学会技術報告. MR96-78. (1996)

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  • [文献書誌] 田崎 三郎: "21世紀へ向けたストレージシステムのための符号と信号処理技術の展望" 情報処理学会技術報告. 80-7. (1997)

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  • [文献書誌] S.Tazaki, Y.Oda, Y.Yamada, S.Tsuzuki: "An Example of a Two-Dimensional Code Satisfying the Relationship k<d" Proceeding of International Conference on Consumer Electronics. 126-128 (1997)

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  • [文献書誌] 田崎 三郎: "近未来対応の超高密度ディジタル磁気記録システム" STEPテクノ情報. 3-3. 2-8 (1997)

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  • [文献書誌] S.Tazaki, K.Yanagihara, T.Suekane, S.Tsuzuki, Y.Yamada: "An Analysis of TCPR Systems with a PRI Channel" Journal of the Magnetics Society. 21 Supplement S2. 411-414 (1997)

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  • [文献書誌] 田崎, 香西, 都築, 山田: "Multi-level DFEの特性改善" 第20回情報理論とその応用シンポジウム. 5.2.4. 261-264 (1997)

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  • [文献書誌] 田崎, 小田, 都築, 山田: "k<dとなる特性を持った二次元符号の特性評価" 第20回情報理論とその応用シンポジウム. 5.2.5. 265-268 (1997)

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      1998 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] H.Kouzai, S.Tazaki, S.Tsuzuki, Y.Yamada: "A Study of DFE System with a New Error Corrector on d=l Channel" 1998 Proceeding of International Symposium on INFORMATION THEORY and ITS APPLICATION. 423-426 (1998)

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      1998 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] 池谷, 小林, 田崎: "ラン長制約符号の組織的構成法" 日本応用磁気学会誌. 22, Supplement S3. 39-46 (1998)

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      1998 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] S.Tazaki: "The Technology for Higher Density Recording and Information Theory" 1998 Proceeding of International Symposium on INFORMATION THEORY and ITS APPLICATION. (1998)

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      1998 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] 田崎 三郎: "高密度記録のための記録符号に関する情報理論的考察" 電子情報通信学会技術報告. MR98-40. (1998)

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      1998 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] 田崎, 大林, 都築, 山田: "MRヘッドと二層媒体を用いた垂直磁気記録のための二次元符号化" 電子情報通信学会技術報告. MR98-33. (1998)

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      1998 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] 田崎, 末包, 都築: "符号化率2/3を持つ二次元MTRトレリス符号の一考察" 電子情報通信学会技術報告. MR98-58. (1998)

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      1998 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] 田崎, 原, 都築: "簡易な符号化則を用いた8/9, 16/17, 24/25各符号の一検討" 電子情報通信学会技術報告. MR98-59. (1998)

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      1998 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] 西沢 台次,田崎 三郎: "ディジタル放送" オーム社, 239 (1996)

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      1998 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Y.Yoshino: "Performance Comparisons of Multi-level Codes for High Density MO Recording" Proc.of IEEE ICC'96. 1538-1541 (1996)

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      1998 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] S.Tazaki: "A Study of Recording Codes for High Density Optical Disk" Proc.of Intern.Sympo.on Optical Memory & Optical Data Storage. 304-306 (1996)

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      1998 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] S.Tazaki: "What is expected for storage systems on Image Information Media" Journal of Image & Television Engineers. 50, 11. 1643-1648 (1996)

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      1998 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] S.Tazaki: "Performance Comparison of One-Dimensional Code (QP) and Two-Dimensional Code with Rate 2/4" Technical Report of IEICE. MR96-46. 67-74 (1996)

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      1998 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] S.Tazaki: "Construction of a Two-Dimensional Code with k<d Property" Technical Report of IEICE. MR96-76. 9-14 (1996)

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      1998 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] S.Tazaki: "Performance Comparison among Several Ternary and Binary Codes" Technical Report of IEICE. MR96-77. 15-20 (1996)

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      1998 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] S.Tazaki: "A Consideration on Coordinated Property of Recording Code and Signal Processing Method" Technical Report of IEICE. MR96-78. 21-28 (1996)

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      1998 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] S.Tazaki: "Outlook of Rcording Code and Signal Processing Technology for Storage System toward 21st Century" Technical Report of IIP. 80-7. 37-42 (1997)

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      1998 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] S.Tazaki: "An Example of a Two-Dimensional Code satisfying the Relationship k<d" Proc.of IEEE Intern. Conf.on Consumer Electronics. 126-128 (1997)

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
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      1998 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] S.Tazaki: "Super High Density Digital Magnetic Recording System keeping up with Near Future Society" STEP Techno. Information. 3, 3. 2-8 (1997)

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      1998 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] S.Tazaki: "An Analysis of TCPR Systems with a PR1 Channel" Journal of the Magnetics Society in Japan. 21 Suppl.S2. 411-414 (1997)

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      1998 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] S.Tazaki: "Performance Improvement of Multi-level DFE" Proc.of SITA'97. 261-264 (1997)

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      1998 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] S.Tazaki: "A Performance Evaluation of Two-Dimensional Code with k<d" Proc.of SITA'97. 265-268 (1997)

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      1998 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] H.Kouzai: "A Study of DFE System with a New Error Corrector on d=1 Channel" Proc.of ISITA'98. 423-426 (1998)

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      1998 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] A.Iketani: "A Systematic Construction Method of Run Length Limited Code" Journal of the Magnetics Society in Japan. 22, Suppl.S3. 39-46 (1998)

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      1998 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] S.Tazaki: "The Technology for Higher Density Recording and Information Theory" Proc.of ISITA'98. (1998)

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      1998 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] S.Tazaki: "Contribution of Informetion Theory on Recording Code for Hiher Density Storage" Technical Report of IEICE. MR98-40. (1998)

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      1998 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] S.Tazaki: "Two-Dimensional Coding for the Perpendicular with MR Head and Double Layered Medium" Technical Report of IEICE. MR98-33. (1998)

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      1998 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] S.Tazaki: "A Study of Two-Dimensional MTR Trellis Code on the Coding Rate 2/3" Technical Report of IEICE. MR98-58. (1999)

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      1998 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] S.Tazaki: "A Consideration on 8/9, 16/17, 24/25 Code used Simple Coding Rule" Technical Report of IEICE. MR98-59. (1999)

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
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      1998 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] H.Kouzai, S.Tazaki, S.Tsuzuki, Y.Yamada: "A Study of DFE System with a New Error Corrector on d=1 Channel" 1998 Proceeding of International Symposium on INFORMATION THEORY and ITS APPLICATION. 423-426 (1998)

    • 関連する報告書
      1998 実績報告書
  • [文献書誌] 池谷,小林,田崎: "ラン長制約符号の組織的構成法" 日本応用磁気学会誌. 22,Supplement S3. 39-46 (1998)

    • 関連する報告書
      1998 実績報告書
  • [文献書誌] 田崎 三郎: "高密度記録のための記録符号に関する情報理論的考察" 電子情報通信学会技術報告. MR98-40. 108-116 (1998)

    • 関連する報告書
      1998 実績報告書
  • [文献書誌] 田崎,大林,小田,都築,山田: "MRヘッドと二層媒体を用いた垂直磁気記録のための二次元符号化" 電子情報通信学会技術報告. MR98-33. 117-122 (1998)

    • 関連する報告書
      1998 実績報告書
  • [文献書誌] 田崎,末包,都築: "符号化率2/3を持つ二次元MTRトレリス符号の一考察" 電子情報通信学会技術報告. MR98-58. 123-130 (1998)

    • 関連する報告書
      1998 実績報告書
  • [文献書誌] 田崎,原,都築: "簡易な符号化則を用いた8/9,16/17,24/25各符号の一検討" 電子情報通信学会技術報告. MR98-59. 131-136 (1998)

    • 関連する報告書
      1998 実績報告書
  • [文献書誌] 田崎 三郎: "21世紀に向けたストレージシステムのための符号と信号処理技術の展望" 情報処理学会技術報告. 80-7. 37-42 (1997)

    • 関連する報告書
      1997 実績報告書
  • [文献書誌] S.Tazaki, Y.Yamada and S.Tsuzuki: "An Example of a Two-Dimensional Code satisfying the Relationship k<d" Proc.of IEEE Int.Conf. on Consummer Electronics. 126-128 (1997)

    • 関連する報告書
      1997 実績報告書
  • [文献書誌] 田崎 三郎: "近未来対応の超高密度ディジタル磁気記録システム" STEPテクノ情報. 3-3. 2-8 (1997)

    • 関連する報告書
      1997 実績報告書
  • [文献書誌] 田崎、末包、都築、山田: "η=1/2のPR(1,1)及びPR(1,-1)TCPR方式におけるビット誤り特性" 電気関係学会四国支部連合大会予稿集. 13-2. (1997)

    • 関連する報告書
      1997 実績報告書
  • [文献書誌] S.Tazaki, K.Yanagihara, S.Suekane, S.Tsuzuki, Y.Yamada: "An Analysis of TCPR Systems with a PRI Channel" Journal of the Magnetics Society of Japan. 21-S2. 411-414 (1996)

    • 関連する報告書
      1997 実績報告書
  • [文献書誌] 田崎、小田、都築、山田: "k<dとなる特性を持った二次元符号の性能評価" 情報理論とその応用シンポジウム予稿集. 20-1. 265-268 (1996)

    • 関連する報告書
      1997 実績報告書
  • [文献書誌] 西沢台次、田崎三郎: "ディジタル放送" オーム社, 239 (1996)

    • 関連する報告書
      1997 実績報告書
  • [文献書誌] 田崎、柳原、都築、山田: "記録符号と信号処理方式の整合に関する一考察" 電子情報通信学会技術研究報告. MR96-78. 21-28 (1996)

    • 関連する報告書
      1996 実績報告書
  • [文献書誌] 田崎、小田、都築、山田: "K<d特性を有する二次元符号の構成" 電子情報通信学会技術研究報告. MR96-76. 9-14 (1996)

    • 関連する報告書
      1996 実績報告書
  • [文献書誌] 田崎、平井、山田: "Performance Comparison of One Dimensional Code(PQ)and Two Dimesional Code with Rate 2/4" 電子情報通信学会技術研究報告. MR96-46. 67-74 (1996)

    • 関連する報告書
      1996 実績報告書
  • [文献書誌] 田崎 三郎: "映像情報メディア記録システムに期待するもの" テレビジョン学会誌. 50,11. 1643-1648 (1996)

    • 関連する報告書
      1996 実績報告書
  • [文献書誌] 田崎、柳原、都築、山田: "TCPR/Wolf-Ungerboeck方式の一考察" 電気関係学会四国支部連合大会. 13-1. 193- (1996)

    • 関連する報告書
      1996 実績報告書
  • [文献書誌] S.Tazaki: "A Study of Recording Codes for High Density Optical Dioks" ISOM/ODS 96 JJAP(日本応用物理学会). 304-306 (1996)

    • 関連する報告書
      1996 実績報告書
  • [文献書誌] 西沢 台次、田崎 三郎: "ディジタル放送" オーム社, 239 (1996)

    • 関連する報告書
      1996 実績報告書

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公開日: 1996-04-01   更新日: 2016-04-21  

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