專利名稱：一種讀取磁盤信息的方法及裝置的制作方法
技術領域：
本發明涉及磁盤存儲系統技術領域，尤其涉及一種讀取磁盤信息的方法及裝置。
背景技術：
21世紀以來，人們對存儲容量的需求急劇增加，對磁盤面密度的要求也隨之大幅提高，由此帶來了嚴重的碼間干擾，導致了較高的誤碼率，降低了磁記錄系統的性能。磁盤存儲系統首要是保證數據的可靠性后才去追求高存儲容量與快速存取，以及價格便宜和使用簡易等方面。目前，磁記錄中常采用PRML(部分反應最大相似，Partial Response Maximum Likelihood)技術對信道進行檢測以消除碼間干擾，它的實質是將均衡器輸出的具有較短ISianter symbol Interference，碼間干擾)的PR(部分反應，Partial Response)信號送入維特比(Viterbi)檢測器，且從維特比檢測器輸出的硬判決信息能直接饋入到硬判決RS(Reed-Solomon)碼譯碼器以構成級聯系統，此種方式應用于當前的磁盤存儲工業標準中。將I3R信道作為系統內碼，RS碼作為外碼是目前商業磁盤中通常采用的提高系統性能的方式。但這種裝置糾錯能力不強，在未來高密度磁盤中已經越來越不適用。綜上，在現今信息時代，呈爆炸式增長的數據量使得對磁盤存儲系統的容量需求越來越大。在相同的盤片尺寸下，更大的容量就對應著更高的存儲密度，由此帶來的嚴重碼間干擾降低了系統性能。RS碼作為現有磁盤存儲系統中糾錯碼的工業標準，已經漸漸不能適應未來磁盤存儲系統對糾錯碼更高編碼增益的要求。
發明內容
本發明要解決的技術問題是，提供一種讀取磁盤信息的方法及裝置，適應磁盤的高存儲密度并滿足低誤碼率的要求。本發明采用的技術方案是，所述讀取磁盤信息的方法，包括步驟一、在讀取磁盤上的信息時，對讀取的信息進行RS頻域編碼；步驟二、對經過RS頻域編碼后的信息進行ra信道編碼；步驟三、采用BCJlUBahl-Cocke-Je-linek-feiviv)算法對經過I3R信號編碼后的信息進行預譯碼；步驟四、采用代數軟判決算法對經過預譯碼后的信息進行譯碼得到正確的信息。進一步的，所述步驟一具體包括在近世代數中的伽羅華域上，基于信息多項式計算出碼字多項式的各項系數，所述各項系數即為經過RS頻域編碼后的信息。進一步的，所述步驟二還包括對經過RS頻域編碼后的信息進行I^R信道編碼后再經過AGWN(additive white Gaussian noise，加性高斯白噪聲)信道處理。進一步的，所述步驟三具體包括基于ra信道抽象成的網格圖，由BCJR算法確定出輸入的經過ra信號編碼后的信息沿冊信道網格圖的最優路徑；根據所述最優路徑中每一時刻的信道輸出序列值的最大似然輸出概率計算出最大似然輸出值，最大似然輸出值即為預譯碼后的信息。進一步的，所述步驟四具體包括將預譯碼后的信息排列成可靠性矩陣；通過重度矩陣算法將可靠性矩陣轉換為重度矩陣；根據重度矩陣的信息經過多項式插值算法得到第一多項式；在第一多項式的基礎上通過因式分解算法得到信息多項式；將基于信息多項式計算出的碼字信息經過后驗概率方法處理后得到正確的信息。本發明還提供一種讀取磁盤信息的裝置，包括RS編碼模塊，用于在讀取磁盤上的信息時，對讀取的信息進行RS頻域編碼；PR編碼模塊，用于對經過RS頻域編碼后的信息進行I3R信道編碼；預譯碼模塊，用于采用BCJR算法對經過冊信號編碼后的信息進行預譯碼；RS譯碼模塊，用于采用代數軟判決算法對經過預譯碼后的信息進行譯碼得到正確的信息。進一步的，所述RS編碼模塊，具體用于在近世代數中的伽羅華域上，基于信息多項式計算出碼字多項式的各項系數，所述各項系數即為經過RS頻域編碼后的信息。進一步的，所述ra編碼模塊，還用于對經過RS頻域編碼后的信息進行ra信道編碼后再經過AGWN信道處理。進一步的，所述預譯碼模塊，具體包括路徑確定模塊，用于基于ra信道抽象成的網格圖，由BCJR算法確定出輸入的經過 ra信號編碼后的信息沿ra信道網格圖的最優路徑；譯碼輸出模塊，用于根據所述最優路徑中每一時刻的信道輸出序列值的最大似然輸出概率計算出最大似然輸出值，最大似然輸出值即為預譯碼后的信息。進一步的，所述RS譯碼模塊，具體包括可靠性矩陣獲取模塊，用于將預譯碼后的信息排列成可靠性矩陣；矩陣轉換模塊，用于通過重度矩陣算法將可靠性矩陣轉換為重度矩陣；插值計算模塊，用于根據重度矩陣的信息經過多項式插值算法得到第一多項式；因式分解模塊，用于在第一多項式的基礎上通過因式分解算法得到信息多項式；RS譯碼選擇輸出模塊，用于將基于信息多項式計算出的碼字信息經過后驗概率方法處理后得到正確的信息。采用上述技術方案，本發明至少具有下列優點本發明所述讀取磁盤信息的方法及裝置，預譯碼模塊采用具有軟信息輸出的BCJR 算法來獲得RS譯碼模塊所需要的輸入信息，使用代數軟判決方式進行RS譯碼，比現有磁盤采用的RS硬判決譯碼具有更優的性能糾錯能力，降低了數據傳輸的誤碼率，從而提高磁盤的存儲密度，節省了改造現有磁盤的費用。
圖1為本發明第一實施例中讀取磁盤信息的方法流程圖；圖2為本發明第一實施例中計算前向狀態度量的過程的示意圖；圖3為本發明第一實施例中計算后向狀態度量的過程的示意圖；圖4為本發明第二實施例中讀取磁盤信息的裝置結構示意圖。
具體實施例方式為更進一步闡述本發明為達成預定目的所采取的技術手段及功效，以下結合附圖及較佳實施例，對本發明進行詳細說明如后。本發明第一實施例，一種讀取磁盤信息的方法，如圖1所示，包括以下具體步驟步驟SlOl，在讀取磁盤上的信息時，對讀取的信息進行RS頻域編碼；具體的，在近世代數中的伽羅華域上，基于信息多項式計算出碼字多項式的各項系數，所述各項系數即為經過RS頻域編碼后的信息。在伽羅華域GF(q)上，q為伽羅華域的數值范圍，若Hic^m1.....Hik^1是信息元，則信
息多項式為f (x) = mo+miX+L+m^iX^1(1)碼字多項式為c (χ) = f (1) +f ( α ) χ+L+f ( α d) x'^+f ( α ^2) χ"= Co+Cix+L+C^gx^+C^x'1-2(2)下面以伽羅華域GF⑶上的碼長為7、維數為3的RS(7，3)碼為例來說明使用頻域編碼的步驟。設讀取的磁盤信息為{m0，ml，m2} = {101}，根據公式⑴可知具體的信息多項式為f(x) = 1+x2，然后根據公式⑵可知碼字多項式系數為f⑴=0，f(a) = α6， f(a2) = a5,f(a3) = a2,f(a4) = a3,f(a5) = a,f(a6) = a 40 再把這些系數代入公式(2)得到具體的碼字多項式為c (X) = 0+ α 6χ+ α 5χ2+ α 2χ3+ α 3χ4+ α χ5+ α 4χ6該頻域編碼的碼字為{0, α6, α5, α2, α3, α , α4} ο步驟S102，對經過RS頻域編碼后的信息進行I3R信道編碼。本步驟模擬了信息在傳輸過程中所遇到的碼間干擾，即碼間干擾的疊加。由于I3R信道編碼的過程是本領域公知的技術，故此處不詳述。優選的，對經過RS頻域編碼后的信息進行ra信道編碼后再經過 AGffN信道處理，目的是更加真實的模擬信道傳輸環境中的高斯白噪聲對信號的影響。步驟S103，采用BCJR(Bahl-Cocke-Je-1 inek-feiviν)算法對經過I3R信號編碼后的信息進行預譯碼。具體的，步驟S103包括Al，基于ra信道抽象成的網格圖，由BCJR算法確定出輸入的經過ra信號編碼后的信息沿I3R信道網格圖的最優路徑。這是BCJR算法的核心。BCJR算法適用于任何線性分組碼或卷積碼譯碼，相比于維特比算法其計算復雜度較大，因此在信息位等概的情況下更傾向于采用維特比算法。反之，當信息位不是等概時， 采用BCJR算法進行譯碼能實現更好的性能，而實際中從磁盤讀取的信息基本上都是信息位不等概的。基于BCJR算法沿著ra信道的網格圖走向計算最大似然概率P ( = 士 11 Y)，其中Y= (yi; y2,..., Yn)是受碼間干擾后的信道輸出序列值，即經過ra信號編碼后的信息，η表示時刻變量。最大似然概率Pbn= 士1|Υ)也表示某個序列值y在η時刻取到+1或者-1 的概率。網格圖中每個時刻有多個狀態，用下腳標的不同加以區分，比如一個時刻的其中兩個狀態為Si和~。若當前狀態用s表示，則上一個狀態用s'表示，若當前狀態為s'，則下一狀態為s，也就是說，s'總為s在時間上的前一個狀態。
從s'到s的狀態，接收到的輸入值知只有士 1，采用式(2)得
權利要求
1.一種讀取磁盤信息的方法，其特征在于，包括步驟一、在讀取磁盤上的信息時，對讀取的信息進行RS頻域編碼；步驟二、對經過RS頻域編碼后的信息進行ra信道編碼；步驟三、采用BCJR算法對經過ra信號編碼后的信息進行預譯碼；步驟四、采用代數軟判決算法對經過預譯碼后的信息進行譯碼得到正確的信息。
2.根據權利要求1所述的讀取磁盤信息的方法，其特征在于，所述步驟一具體包括 在近世代數中的伽羅華域上，基于信息多項式計算出碼字多項式的各項系數，所述各項系數即為經過RS頻域編碼后的信息。
3.根據權利要求1所述的讀取磁盤信息的方法，其特征在于，所述步驟二還包括對經過RS頻域編碼后的信息進行I3R信道編碼后再經過加性高斯白噪聲AGWN信道處理。
4.根據權利要求1所述的讀取磁盤信息的方法，其特征在于，所述步驟三具體包括 基于I3R信道抽象成的網格圖，由BCJR算法確定出輸入的經過ra信號編碼后的信息沿I3R信道網格圖的最優路徑；根據所述最優路徑中每一時刻的信道輸出序列值的最大似然輸出概率計算出最大似然輸出值，最大似然輸出值即為預譯碼后的信息。
5.根據權利要求1-4中任一項所述的讀取磁盤信息的方法，其特征在于，所述步驟四具體包括將預譯碼后的信息排列成可靠性矩陣；通過重度矩陣算法將可靠性矩陣轉換為重度矩陣；根據重度矩陣的信息經過多項式插值算法得到第一多項式；在第一多項式的基礎上通過因式分解算法得到信息多項式；將基于信息多項式計算出的碼字信息經過后驗概率方法處理后得到正確的信息。
6.一種讀取磁盤信息的裝置，其特征在于，包括RS編碼模塊，用于在讀取磁盤上的信息時，對讀取的信息進行RS頻域編碼； PR編碼模塊，用于對經過RS頻域編碼后的信息進行I3R信道編碼； 預譯碼模塊，用于采用BCJR算法對經過PR信號編碼后的信息進行預譯碼； RS譯碼模塊，用于采用代數軟判決算法對經過預譯碼后的信息進行譯碼得到正確的信肩、ο
7.根據權利要求6所述的讀取磁盤信息的裝置，其特征在于，所述RS編碼模塊，具體用于在近世代數中的伽羅華域上，基于信息多項式計算出碼字多項式的各項系數，所述各項系數即為經過RS頻域編碼后的信息。
8.根據權利要求6所述的讀取磁盤信息的裝置，其特征在于，所述ra編碼模塊，還用于對經過RS頻域編碼后的信息進行PR信道編碼后再經過AGWN信道處理。
9.根據權利要求6所述的讀取磁盤信息的裝置，其特征在于，所述預譯碼模塊，具體包括路徑確定模塊，用于基于I3R信道抽象成的網格圖，由BCJR算法確定出輸入的經過ra 信號編碼后的信息沿I3R信道網格圖的最優路徑；譯碼輸出模塊，用于根據所述最優路徑中每一時刻的信道輸出序列值的最大似然輸出概率計算出最大似然輸出值，最大似然輸出值即為預譯碼后的信息。
10.根據權利要求6-9中任一項所述的讀取磁盤信息的裝置，其特征在于，所述RS譯碼模塊，具體包括可靠性矩陣獲取模塊，用于將預譯碼后的信息排列成可靠性矩陣； 矩陣轉換模塊，用于通過重度矩陣算法將可靠性矩陣轉換為重度矩陣； 插值計算模塊，用于根據重度矩陣的信息經過多項式插值算法得到第一多項式； 因式分解模塊，用于在第一多項式的基礎上通過因式分解算法得到信息多項式； RS譯碼選擇輸出模塊，用于將基于信息多項式計算出的碼字信息經過后驗概率方法處理后得到正確的信息。
全文摘要
本發明公開了一種讀取磁盤信息的方法及裝置，該方法包括在讀取磁盤上的信息時，對讀取的信息進行頻域RS編碼；對經過頻域RS編碼后的信息進行PR信道編碼；采用BCJR算法對經過PR信號編碼后的信息進行預譯碼；采用代數軟判決算法對經過預譯碼后的信息進行譯碼得到正確的信息。本發明的預譯碼模塊采用具有軟信息輸出的BCJR算法來獲得RS譯碼模塊所需要的輸入信息，使用代數軟判決方式進行RS譯碼，比現有磁盤采用的RS硬判決譯碼具有更優的性能糾錯能力，降低了數據傳輸的誤碼率，從而提高磁盤的存儲密度，節省了改造現有磁盤的費用。
文檔編號G11B20/18GK102436834SQ20111035852
公開日2012年5月2日 申請日期2011年11月14日 優先權日2011年11月14日
發明者陶榮能 申請人:中興通訊股份有限公司