全息存储通道中6：8等重调制码的优化研究

摘要

数字全息数据存储(digital holographic data storage,DHDS)是一种基于页的光存储技术,由于同时具有高速的数据传输速率、巨大的存储容量和短暂的访问响应时间,极有可能成为人们使用高速度、大容量存储器的一种选择.然而DHDS记录通道是一个有噪声的数据传输通道,因此,必须采用调制码和纠错码技术使DHDS满足商品化的存储系统对误码率(bit-error rate,BER)的要求.该文从降低2-BREE所造成的误比特数和减少2-BREE的发生率这2个方面入手,分另优化了6:8 CWMC的编码方法和改进了现有的VD检测方案.首先,我们提出了6:8格雷映射等重调制码(Gray-order mapping constant weight modulation code,GCWMC)的设计方案,试图使用6:8 GCWMC编码方案来减小2-BREE所导致的平均误比特数.在6:8 GCWMC中,64个6比特格雷码字与64个具有二进制2单位距离特性的8比特等重码字形成映射关系.经过大量的仿真实验,与68NCWMC相比,我们发现6:8 GCWMC并没有显著的优越性.但是,对于下一步提出具有优化映射关系的6:8 CWMC(optimal-mapping CWMC,6:8 OCWMC)的编码方案而言,设计6:8 GCWMC编码方案则是一项有益的探索性工作.为了设计6:8 OCWMC,我们提出了设计具有优化映射关系的等重调制码的数学模型,即将6:8 OCWMC的设计问题视为一个多阶段决策问题,然后,使用贪心算注由6:8 GCWMC设计出了一种6:8 OCWMC.统计显示,6:8 OCWMC码表和6:8NCWMC码表中的948次有效的2-BREE所导致的误比特总数分别为2064比特和261 8比特,它们的平均误比特数分别为2.1 772比特和2.7616比特;即与6:8 NCWMC相比,6:8 OCWMC的平均误比特数降低了0.5844比特.并且仿真实验结果显示出6:8OCWMC比6:8 NCWMC更适宜于恶劣的记录通道环境.最后,用硬件描述语言VHDL设计了6:8 OCWMC的编码、译码和PCVD方案程序、并在软件平台MAX+Plus Ⅱ上验证了PCVD方案的检测结果,获得了较为满意的效果,为使用复杂可编程器件CPLD实现PCVD方案奠定了的基础.

目录

文摘

英文文摘

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1绪论

1.1全息数据存储的基本原理

1.2全息数据存储记录通道中的信号处理及编码技术

1.3国内外的研究状况

1.4本文研究的内容及意义

2全息数据存储记录通道模型及信号和噪声分析

2.1引言

2.2全息数据存储记录通道模型

2.3信号及噪声

2.4本章小结

3优化映射的6：8等重调制码的设计

3.1引言

3.2阵列码中的等重调制码

3.3格雷映射等重调制码

3.4等重调制码的优化与岗位分配问题

3.5多阶段决策问题与优化映射等重调制码的设计

3.6本章小结

4等重码字的映射模式及改进的Viterbi检测器的设计

4.1引言

4.2 6：8等重调制码的三种检测方法

4.3等重码字的映射模式

4.4改进的Viterbi检测器的设计及其性能分析

4.5仿真实验结果及其性能分析

4.6本章小结

5 6：8 OCWMC的编码、译码及PCVD的CPLD实现

5.1 CPLD器件、VHDL语言及MAX+PlusⅡ简介

5.2 6：8 OCWMC的编码及译码方案的CPLD实现

5.3 PCVD方案的CPLD实现

5.4本章小节

6全文总结及展望

6.1总结

6.2展望

致谢

参考文献

附录1攻读博士学位期间发表论文目录

附录2 6：8 NCWMC码表

附录3 6：8 GCWMC码表

附录4 6：8 OCWMC码表

附录5论文收录检索报告