《多邊類型LDPC碼在垂直磁記錄信道下的最佳化設計與分析》是依託廈門大學，由王琳擔任項目負責人的面上項目。
基本介紹
- 中文名：多邊類型LDPC碼在垂直磁記錄信道下的最佳化設計與分析
- 項目類別：面上項目
- 項目負責人：王琳
- 依託單位：廈門大學
項目摘要,結題摘要,
項目摘要
隨著存儲數據的海量增長及磁碟存儲容量的飛速提高，靠近香農限的糾錯碼，尤其LDPC碼在磁碟存儲系統中的套用研究受到關切。如何將LDPC碼較傳統RS碼的性能優勢保持到極低誤幀率遭遇重大挑戰。本課題針對基於Turbo均衡架構的垂直磁記錄信道環境，從性能優異、結構靈活、複雜度低的多邊類型LDPC碼出發，擬採用基於scaling law的有限長分析方法和環最佳化策略，設計高碼率、中長碼長、極低錯誤地板的多邊類型LDPC碼編碼因子圖；借鑑在BEC信道下性能逼近MAP最佳解碼的Maxwell解碼算法，提出適用於垂直磁記錄信道的BP-Maxwell聯合解碼算法（簡稱BM解碼算法），以實現該碼較傳統RS碼的性能優勢保持至極低誤幀率；並藉助基於重要性採樣算法的高速硬體仿真平台和GEXIT圖，分別從仿真評測和理論分析兩個角度驗證上述系統性能的可靠性。本研究有助於推動存儲系統中有關糾錯碼更新的套用基礎理論進程。
結題摘要
課題組通過對該項目3年的研究，順利的完成了原模圖LDPC碼，即一類特殊的多邊類型LDPC碼，在理想磁記錄信道(部分回響信道, partial response (PR))下的最佳化設計與分析。在AWGN信道下，對原模圖LDPC碼和傳統LDPC碼的編解碼算法進行了深入的研究。在編碼算法方面，提出了一種聯合最佳化算法，從而構造出一些性能更優的原模圖LDPC碼；同時也提出了一種新穎的自適應編碼算法，能夠設計出好於已有的各種自適應非規則重複(rate-compatible irregular repeat accumulate, RC-IRA)碼的改進碼型。在解碼算法方面，提出了優於傳統BP解碼算法的BM (BP-Maxwell)解碼算法。在PR信道下，完成了對原模圖LDPC碼的理論分析及最佳化設計。在理論分析方面，採用了有限長EXIT(finite-length extrinsic information transfer)算法及平均Turbo疊代次數深入分析其收斂性行為。在最佳化設計方面，基於有限長EXIT及Turbo疊代次數的分析結果，提出了一種兩步最佳化設計算法，設計出的一系列碼型顯著優於傳統原模圖LDPC碼，此外，也在PR信道下提出了一類新的近似規則原模圖LDPC碼。最後，基本完成了PR信道相關硬體平台的搭建及測試，將BER測試水平推至10^{-10}水平。在該課題的牽引之下，我們還在無線通信環境下對原模圖LDPC碼做了深入的研究，後續研究仍在進行之中。在該項目的資助下，完成國內外重要學術刊物26篇（20篇被SCI收錄，6篇被EI收錄），包括10篇IEEE Trans. Ind. Elec.、IEEE Trans. Commun.、IEEE Trans. Circuits and Syst.-I/II、IEEE Commun. Lett.、及IEEE Signal Process. Lett.等國際權威刊物。完成會議論文10篇 （全部被EI收錄），完成2項國家發明專利申請（1項授權，1項進入實審），培養碩士研究生4名、博士研究生5名，舉辦重要國際會議1個，參加5次相關領域重要國際會議，並邀請了3位國際知名專家作相關領域的學術報告。
