全息存储系统中纠错编码和交织技术的研究

论文摘要

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。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第1章 绪论
• 1.1 研究背景与意义
• 1.2 全息光存储的发展状况与国内外现状
• 1.3 全息光存储系统中编码技术的发展状况
• 1.4 本论文的主要工作及内容结构
• 1.4.1 本文的主要内容
• 1.4.2 文章的结构安排
• 第2章 全息光存储系统
• 2.1 全息存储的物理原理
• 2.1.1 全息技术
• 2.1.2 全息存储系统结构
• 2.2 数据复用技术
• 2.2.1 空间复用技术
• 2.2.2 角度复用技术
• 2.2.3 相位复用技术
• 2.2.4 波长复用技术
• 2.3 全息存储系统
• 2.3.1 均衡技术
• 2.3.2 调制编码与数据检测
• 2.4 全息信道中的噪声以及信道模型
• 2.4.1 全息信道中的噪声
• 2.4.2 全息信道的数学模型
• 2.5 本章小结
• 第3章 二维交织技术
• 3.1 引言
• 3.2 格型交织技术
• 3.2.1 交织技术的基本概念
• 3.2.2 簇中没有重复的交织技术 A（ t ,1）
• 3.2.3 簇中有重复的交织技术 A（ t ,2）
• 3.2.4 交织技术 A（ t ,1）和 A（ t ,2）的仿真结果
• 3.3 循环移位交织技术
• 3.3.1 循环移位交织器的关键技术
• 3.3.2 循环移位和格型交织技术的仿真比较
• 3.4 本章小结
• 第4章 全息存储系统中的纠错编码
• 4.1 引言
• 4.2 纠错码理论基础
• 4.2.1 Reed-Solomon（RS）码
• 4.3 RA 码的编译码算法及其在AWGN 信道下的性能仿真
• 4.3.1 规则RA 码
• 4.3.2 不规则RA（IRA）码
• 4.4 全息存储系统中IRA 码的优化设计
• 4.4.1 电噪声为主的信道
• 4.4.2 光噪声为主的信道
• 4.5 本章小结
• 第5章 结论
• 参考文献
• 致谢
• 攻读硕士学位期间的研究成果