[發明專利]一種基于里德所羅門碼的加強型編碼方法、解碼方法及解碼器

有效

• 申請號: 201410162127.3
• 申請日: 2014-04-22
• 公開（公告）號: CN103916139A
• 公開（公告）日: 2014-07-09
• 發明（設計）人: 夏海濤;王漢;戴軍
• 申請（專利權）人: 淮安固泰存儲科技有限公司
• 主分類號: H03M13/15
• 分類號: H03M13/15
• 代理公司: 淮安市科文知識產權事務所 32223
• 代理人: 李鋒

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技術領域

????本發明屬于編碼譯碼技術領域，尤其是涉及一種里德所羅門碼的編碼方法以及基于該編碼方法的多種解碼方法。

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背景技術

在通信系統中特別是數據存儲系統，原始數據都要經過糾錯編碼器加入糾錯編碼冗余校驗信息，然后才由發送信道發送到空中（比如無線傳輸設備），或者是通過光纜/有線傳輸（比如光纖通信設備，有線電視設備），或者是存儲在存儲介質里面（如數據存儲設備：傳統機械硬盤，固態存儲硬盤）。在接受方，為了正確有效的恢復原始數據，接受裝置會將空中信息（無線通信）/存儲介質信息（存儲應用）還原為數字信息，然后通過解碼器解出原始數據。

在傳統的編解碼中，里德所羅門碼(Reed-Solomon?Code)和低密度碼(low?density?parity?check?code)等糾錯編碼(Error?correction?codes：?ECC)?廣泛的應用于傳統的硬盤存儲，而?BCH?碼廣泛的應用于固態硬盤中作為糾錯編碼。BCH碼是信道糾錯碼中應用比較普遍的一類線性分組碼，可糾正多個隨機錯誤的循環碼，糾錯能力較強且代數結構嚴格。現代信息存儲系統中，特別是固態硬盤存儲系統，BCH?編解碼技術被廣泛應用。需要存儲的原數據經過?BCH?編碼以后，產生有糾錯能力的帶信息冗余的數據，然后存儲在固態硬盤系統中的閃存芯片中。當需要讀取存儲的數據時，系統從閃存芯片里讀出編碼后的數據。由于信道（閃存芯片）有噪聲，讀出來的數據會有錯誤。這個時候系統就必須啟動?BCH?碼解碼算法去恢復原始數據。如果解碼失敗，數據就丟失了。BCH?解碼比較簡單，解碼延時短，但是它的糾錯功能并不是很強大。當今的數據存儲中，特別是固態硬盤的存儲中，對大量錯碼的糾錯能力要求很高，同時還要注重解碼器的復雜度。里德所羅門碼解碼相對復雜，但糾錯功能較?BCH?碼強大。如果能既利用?BCH?碼簡單快速的性能，又保證高概率的解碼則會大大提升數據傳輸和存儲過程中的編譯碼性能和效率。

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發明內容

為解決上述問題，本發明公開了一種基于里德所羅門碼的加強型編碼方法，在編碼復雜度不高的基礎上，讓編碼后的數據具有高度的糾錯編碼能力；同時還提供了簡單有效地編碼方式，降低了系統功耗和數據恢復的時延。

為了達到上述目的，本發明提供如下技術方案：

一種基于里德所羅門碼的加強型編碼方法，包括如下步驟：

步驟一，確定碼字總長，再決定里德所羅門碼基于的伽羅華域大小；

步驟二，決定?BCH?碼的類型；

步驟三，決定?BCH?碼糾錯能力????????????????????????????????????????????????，和里德所羅門碼的糾錯能力，且，

通過下述公式生成加強碼：

用生成的有且。

作為優選，所述加強碼根據BCH?碼組合，每個BCH?碼分別存儲在固態硬盤中不同的閃存芯片里。

作為優選，所述步驟二中BCH碼的類型為二進制。

本發明還提供了加強型解碼算法，包括如下步驟：

步驟一，接收或讀取數據，這些數據可能混有信道或閃存芯片中的噪聲；

步驟二，通過檢測器產生硬判決數據（即寫到硬盤上編碼數據對應比特為?0?或者?1）和軟判決數據（每個比特為?0?或者?1?的可靠性估計值）；

步驟三，根據硬判決數據對每組BCH碼進行解碼，如果每組解碼都成功，輸出結果，數據恢復成功；

步驟四，如果有任意一組或多組?BCH?解碼不成功，則把?M?組?BCH?重新組合成一個里德所羅門碼，使用里德所羅門解碼器解碼；

步驟五，如果成功解碼，輸出結果，數據恢復，如果不能成功，解碼器告訴外設解碼失敗。?

作為一種改進，在加強型解碼算法的步驟三前還包括如下步驟：

步驟A，根據檢測器的軟判決數據，預估讀取數據的錯誤率并進行判斷，當錯誤率較高，直接組合?M?組?BCH碼成為一個里德所羅門碼，啟動里德所羅門解碼器，當錯誤率較低時，則開啟?BCH?碼解碼器。

作為一種改進，在步驟A中，首先進行如下判斷：

步驟a，當錯誤率過高時，進入重試模式讀取多次碼字，進行碼字噪聲平均，并將讀取的碼字進行平均計算或加權平均計算，然后重新估讀數據錯誤率。

作為一種優選，所述步驟三對BCH碼解碼時采用并行方式。