光存储系统仿真与多级光存储技术研究

摘要

光存储技术是70年代初开始发展起来的一项高新技术。光盘存储具有存储密度高、容量大、可随机存取、保存寿命长、工作稳定可靠、轻便易携带等一系列其它记录媒体无可比拟的优点，特别适于大数据量信息的存储和交换。CD/DVD光盘存储是目前光存储技术最重要和影响最广泛的技术。在这个领域内最新的研究几乎都是在CD/DVD的基础上进行的。本文分析了DVD光存储系统结构和信道特性，引入Braat-Hopkins信道模型构架了光存储读写信道。研究了信号均衡器的设计，并针对只读/可擦写光存储信道，采用最小均方差方法设计了均衡器参数，有效降低了码间干扰和噪声。并在此基础上构建了DVD光存储系统的仿真模型，对系统读写性能进行了评估。通过对光存储编码的理论研究和对光存储系统读写信号的分析，本文在传统的Viterbi算法的基础上，针对光存储系统中广泛使用的游程长度受限码(RLL(d,k))的特性，提出了加入支路预判的解码改进方案。该方案经计算机仿真实验证实，对解码性能和解码速度都有明显提高。当光存储发展到DVD级时，其记录符尺寸已接近了光学记录极限。突破这一存储极限，实现更高密度的存储成为目前新一代光存储技术研究的主要内容。本文在对DVD光存储技术的研究基础上，对多种目前最新的高密度光存储技术进行了讨论和性能比较，并重点对在高密度光存储领域具有代表性的多级光存储技术进行了理论分析和详细考察。提出了多级光存储信号处理过程的系统框架模型，并设计了实现流程，同时通过和其他高密度光存储技术的比较，指出了该技术的缺陷和发展方向。