全息存储系统中纠错编码和交织技术的研究

摘要

由于信息技术的飞速发展，人们对信息存储空间的需求越来越大。全息存储具有超大存储容量、存储密度高和存取速度快的优点。因此，全息存储技术正成为研究的热点问题。编码是全息存储系统的重要问题之一，本论文主要研究全息存储系统中的交织技术和纠错编码。 在交织技术方面，分别对三种二维交织技术在全息存储系统中的应用进行了研究，其中两种为格型交织技术A(t,1)和A(t,2)，一种为循环移位交织技术。分别给出了三种交织技术的优化结构，并对其在全息存储系统中的性能进行了仿真，仿真结果表明这三种交织技术能很好地纠突发错误。另外，对格型和循环移位交织技术也在全息存储系统中进行了仿真比较，结果表明循环移位交织技术纠突发错误的能力优于格型交织技术。 在纠错编码方面，由于全息存储是以二维数据页的形式进行数据存储的，从页中心到页角，误码率逐渐增加，这就需要对数据位进行不均匀保护。常用于全息信道的RS码无法实现纠不均匀错误，文中提出用性能非常接近香农性能限的RA码作为纠错码。RA码具有简单的编码结构和线性译码算法，在最大似然译码的情况下码的性能接近香农限。文中根据全息信道的特点，通过高斯估计方法设计了适合全息存储的IRA码，并对其在全息存储系统中进行了仿真研究，结果表明IRA码在全息信道中的性能远远优于RS码。