原模图LDPC码在磁记录信道下的设计与仿真

摘要

在现今数字信息社会里,随着云计算、越来越多的互联网应用等的兴起,人们对信息量的需求呈爆炸性增长,对磁盘存储的有效性以及可靠性的要求也越来越高,而在这磁盘存储系统里,不可避免地存在各种各样的干扰,因此纠错编码技术和信号处理技术正是解决这些干扰问题的关键技术之一。LDPC码以其卓越的纠错性能,在磁盘存储领域受到广泛的关注,而近年来发现了一类优秀的LDPC码——基于原模图的ARA码,它已经被推荐给CCSDS作为深空通信中信道编码的码型之一。因此,本文将ARA码应用于磁盘存储系统中,探索如何构造出适用于磁记录信道的ARA码。
　　 在LDPC码的理论基础知识上,文章介绍了原模图、原模图LDPC码,着重阐述了基于原模图的ARA码,并给出其性能特性;同时,在传统的PEG算法的基础上,本文为原模图LDPC码提出了两种算法:改进的PEG算法和带有准循环结构的PEG算法,这样得到的码型不仅编码器容易实现,还可以实现高速半并行译码架构。实验仿真表明,两种改进的PEG算法,都可以消去短环,使ARA码尽可能达到最大环长,而且这两种算法得到的原模图LDPC码的性能相近;而且发现.AR3A码在码率为1/2,2/3,4/5时迭代译码门限低,具有优异的译码性能。再将ARA码联合Turbo均衡技术应用于磁记录系统,鉴于.ARA码的删余特性,本文设计了适用于ARA码的磁记录系统,但是经仿真结果发现ARA码在该系统中的性能不是很理想,因此,本文进一步提出了一类改进的ARA码,使其在磁记录系统里拥有良好的性能。实验仿真结果表明,改进的ARA码在磁记录信道下的性能要优于规则LDPC码和ARA码。