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rs类纠删码的译码方法

计算机研究与发展 2022年第3期59卷 582-596页

作者：唐聃蔡红亮耿微成都信息工程大学软件工程学院成都610225 四川省信息化应用支撑软件工程技术研究中心成都610225

rs(Reed-Solomon)码可以根据应用环境构造出任意容错能力的码字,有很好的灵活性,且使用rs纠删码作为容错方法的存储系统能达到理论最优的存储效率.但是,与异或(exclusive-OR,XOR)类纠删码相比,rs类纠删码译码计算的时间开销过大,这又很... 详细信息

rs(Reed-Solomon)码可以根据应用环境构造出任意容错能力的码字,有很好的灵活性,且使用rs纠删码作为容错方法的存储系统能达到理论最优的存储效率.但是,与异或(exclusive-OR,XOR)类纠删码相比,rs类纠删码译码计算的时间开销过大,这又很大程度上阻碍了它在分布式存储系统中的使用.针对这一问题,提出了一类rs纠删码的译码方法,该方法完全抛弃了当前大多rs类纠删码译码方法中普遍使用的矩阵求逆运算,仅使用计算复杂度更小的加法和乘法,通过构造译码变换矩阵并在此矩阵上执行相应的简单的矩阵变换,能够直接得出失效码元由有效码元组成的线性组合关系,从而降低译码计算复杂度.最后,通过理论证明了该方法的正确性,并且针对每种不同大小的文件,进行3种不同大小文件块的划分,将划分得到的数据块进行实验,实验结果表明:在不同的文件分块大小情况下,该新译码方法较其他方法的译码时间开销更低.

关键词： RS码纠删码译码数据重构修复成本

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基于离群值的RS码参数盲识别方法

空天预警研究学报 2023年第1期37卷 41-44,52页

作者：吴琳李博雅龚乃发唐玉文空军预警学院武汉430019

针对现有RS码参数盲识别算法在误码情况下识别率不佳且不能及时识别信息位的问题,提出了一种基于离群值的RS码识别方法.该方法将截获到的等价二进制线性分组码映射到GF(2m)域构造分析矩阵,通过遍历该符号数下所有的本原多项式构造编码域... 详细信息

针对现有RS码参数盲识别算法在误码情况下识别率不佳且不能及时识别信息位的问题,提出了一种基于离群值的RS码识别方法.该方法将截获到的等价二进制线性分组码映射到GF(2m)域构造分析矩阵,通过遍历该符号数下所有的本原多项式构造编码域,在不同编码域中对分析矩阵进行高斯列消元;然后利用离群值对消元后的分析矩阵进行统计分析,以此识别出码长、本原多项式和信息位;最后通过伽罗华域傅里叶变换(GFFT)识别生成多项式.仿真结果表明,该方法在误比特率为4×10-3时,所有码型的识别概率均可达到90%,整体识别性能较好.

关键词： RS码离群值有限域盲识别

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基于二元域等效的RS码编码参数盲识别

电子学报 2018年第12期46卷 2888-2895页

作者：刘杰张立民钟兆根海军航空大学信息融合研究所山东烟台264001 海军航空大学电子信息工程系山东烟台264001

现代数字通信中常常进行信道编码识别处理.目前rs(Reed-Solomon,rs)码盲识别需对高阶域下所有谱分量进行求取,计算较为复杂,因此提出了一种基于二元域等效的识别方法.首先根据有限域性质将RS码等效为二元域上的线性分组码,然后建立码长... 详细信息

现代数字通信中常常进行信道编码识别处理.目前rs(Reed-Solomon,rs)码盲识别需对高阶域下所有谱分量进行求取,计算较为复杂,因此提出了一种基于二元域等效的识别方法.首先根据有限域性质将RS码等效为二元域上的线性分组码,然后建立码长、信息分组长度、生成多项式和本原多项式的关联模型.通过遍历各阶本原多项式,并验证二元线性分组码的校验向量,完成各参数的联合识别.仿真结果和理论分析表明,该方法在提升抗误码性能的同时有效减少了计算量,可用于智能通信和通信侦察等系统中.

关键词：智能通信通信侦察信道编码 RS码盲识别有限域

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一种利用本原元的快速RS码盲识别算法

西安电子科技大学学报 2013年第1期40卷 105-110,168页

作者：王平曾伟涛陈健陆继翔西安电子科技大学通信工程学院陕西西安710071 西北工业大学机电学院陕西西安710072

建立了一种RS码编码参数的盲识别新方法.该方法利用本原元的校检作用并行搜索码长和域,提高了盲识别的效率;略掉不符合本原元校检的码字,增强了码根搜寻的可靠性;利用码根的连续性采用前进-倒退法搜索生成多项式,简化计算,提高了搜索速... 详细信息

建立了一种RS码编码参数的盲识别新方法.该方法利用本原元的校检作用并行搜索码长和域,提高了盲识别的效率;略掉不符合本原元校检的码字,增强了码根搜寻的可靠性;利用码根的连续性采用前进-倒退法搜索生成多项式,简化计算,提高了搜索速度.仿真结果表明,新算法在90%识别率的误比特率上限上有明显提高.

关键词： RS码信道编码盲识别本原域元素

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面向云存储容错系统的rs再生码

通信学报 2016年第10期37卷 65-74页

作者：鄢喜爱张大方杨金民张波云湖南大学信息科学与工程学院湖南长沙410082 湖南警察学院信息技术系湖南长沙410138

面向云存储容错系统提出了一种rs再生纠删码,该编码继承了rs编码容多错的可靠性,又能实现容三错的高效性。对rs再生码中单节点故障混合修复方法进行了介绍,并求出了混合修复时磁盘读取数的理论下界。从理论上对rs再生码的存储开销、译... 详细信息

面向云存储容错系统提出了一种rs再生纠删码,该编码继承了rs编码容多错的可靠性,又能实现容三错的高效性。对rs再生码中单节点故障混合修复方法进行了介绍,并求出了混合修复时磁盘读取数的理论下界。从理论上对rs再生码的存储开销、译码效率、修复带宽进行了性能评估。实验结果表明,rs再生纠删码比同类纠删码的修复性能有较大的提升,特别是采用混合修复算法以后,系统单故障恢复时间下降20.8%~28.2%。

关键词：云存储容错纠删码 RS码 RDP码

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基于非零均值比的RS码盲识别方法

数据采集与处理 2019年第6期34卷 1012-1018页

作者：龙浪杨俊安刘辉梁宗伟国防科技大学电子对抗学院合肥230037 安徽省电子制约技术重点实验室合肥230037

针对现有的RS码盲识别方法抗误码性能不佳的问题,提出了一种基于非零均值比的盲识别算法。该算法通过将截获到的RS码序列转化为GF(2m)码元来构建分析矩阵,利用有限域的高斯约当算法获得分析矩阵的非零均值比,并以此来识别码长、符号数... 详细信息

针对现有的RS码盲识别方法抗误码性能不佳的问题,提出了一种基于非零均值比的盲识别算法。该算法通过将截获到的RS码序列转化为GF(2m)码元来构建分析矩阵,利用有限域的高斯约当算法获得分析矩阵的非零均值比,并以此来识别码长、符号数和本原多项式,最后通过伽罗华域傅里叶变换来完成信息位长及生成多项式的识别。仿真结果表明,本文提出的算法可以有效识别出本原RS码及缩短RS码的所有编码参数,抗误码性能较好,并给出了识别性能与信息位长与码长的关系:随着码长和信息位长的增加,识别性能逐渐下降。

关键词： RS码非零均值比有限域盲识别

无线通信系统中LDPC-rs级联码技术研究

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无线通信系统中LDPC-RS级联码技术研究

作者：刘舒然电子科技大学

学位级别：硕士

在无线通信中,低密度奇偶校验（Low Density Parity Check,LDPC）码与rs（Reed-Solomon）码能够有效地提高通信系统的可靠性。尤其是LDPC码,得益于校验矩阵（H矩阵）的稀疏性以及软判决译码的应用,其译码性能具有逼近香农极限的特性。然... 详细信息

在无线通信中,低密度奇偶校验（Low Density Parity Check,LDPC）码与rs（Reed-Solomon）码能够有效地提高通信系统的可靠性。尤其是LDPC码,得益于校验矩阵（H矩阵）的稀疏性以及软判决译码的应用,其译码性能具有逼近香农极限的特性。然而,由于H矩阵存在短循环,LDPC在译码阶段经过瀑布区后会遭遇错误平层,使得其可靠性下降。考虑到RS码不仅能够纠正突发错误,还可以消除LDPC码的错误平层,本文提出一种LDPC-RS码级联方案,在该方案中,rs作为外码,LDPC作为内码,用以消除LDPC码的错误平层问题,并同时提升译码性能。此外,本文基于LDPC以及rs软判决译码方法的分析与改进,提出一种新颖的MNRA-BP（Modified Node Wise Residual Adaptive-Belief Propagation）联合迭代译码器,并成功的应用于LDPC-rs级联方案中。仿真结果表明:本文提出的联合迭代译码器解决LDPC错误平层问题的同时,在保证出色的译码性能前提下降低了译码计算的复杂度,这在无线通信中显示出极大的应用前景。本文具体工作及创新点如下:（1）本文对信道编码及LDPC的基本原理和特点进行概述,包括它们的构造方法与编译码原理,并详细介绍了LDPC码的BP（Belief Propagation）算法,基于对数似然比的BP算法（LLR-BP）,以及基于最小和的改进算法等。（2）针对LDPC译码方法,具体分析了基于调度策略的置信传播译码算法,根据分析的结果,本文研究了三种译码改进算法。首先,本文分别研究两种新的偏移量因子与归一化因子的选择方案,并应用于OMS（Offset-Min-sum）算法与NMS（Normalized-Min-sum）算法中,在降低译码复杂度的同时译码性能几乎不变。此外,本文将传统的动态调度策略NW-RBP（Node Wise-Residual Belief Propagation）算法与最小和译码算法结合,研究一种改进的NW-RBP算法,在保证译码性能的情况下也降低了复杂度。（3）基于上述LDPC译码算法的改进,本文提出一种MNRA-BP联合迭代译码器,在该译码器中,将LDPC码MNW-RBP译码器与RS码简化后的ABP（Adaptive-Belief Propagation）译码器级联,用于LDPC-rs级联方案中。仿真结果表明级联方案解决了LDPC码错误平层的问题,在保证级联码良好译码增益的同时,极大的降低了级联译码复杂度,这在无线通信中有广泛的应用前景。

关键词： LDPC码 NW-RBP算法 RS码无线通信级联码

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基于快速码根检验的RS码综合识别算法

通信学报 2022年第11期43卷 117-126页

作者：张晓林李修桥孙溶辰哈尔滨工程大学信息与通信工程学院黑龙江哈尔滨150001

针对rs(Reed-Solomon)码识别算法存在的计算量大和漏警概率高的问题,提出了一种基于快速码根检验的RS码综合识别算法。首先,在二元域中求解校验关系,利用快速码根检验算法依次遍历参数;然后,利用组合码根的分布特性,对级数、本原多项式... 详细信息

针对rs(Reed-Solomon)码识别算法存在的计算量大和漏警概率高的问题,提出了一种基于快速码根检验的RS码综合识别算法。首先,在二元域中求解校验关系,利用快速码根检验算法依次遍历参数;然后,利用组合码根的分布特性,对级数、本原多项式以及纠错能力进行联合判定;最后,赋予长短码不同的置信权重,将通过判定的待定参数进行综合衡量,选择最优参数,并计算生成多项式。所提算法不需要信噪比等先验信息,具有较好的适应性。仿真结果表明,所提算法在较低复杂度下可以有效地降低漏警概率,与常规的硬判决算法相比,所提算法性能较好,可以较快地完成编码参数识别。

关键词： RS码快速码根检验置信权重综合识别漏警概率盲识别

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新型rs-SPC码级联译码算法及硬件实现

新型RS-SPC码级联译码算法及硬件实现

作者：高佳靖天津大学

学位级别：硕士

里德-所罗门(Reed-Solomon,rs)码具有传输带宽大,编码率灵活,可以同时纠正随机错误和突发错误的能力,广泛应用在数据传输、数据存储等领域。为了进一步提升纠错性能,除继续研究新的RS码译码算法,还可以采用级联码技术。单奇偶校验(singl... 详细信息

里德-所罗门(Reed-Solomon,rs)码具有传输带宽大,编码率灵活,可以同时纠正随机错误和突发错误的能力,广泛应用在数据传输、数据存储等领域。为了进一步提升纠错性能,除继续研究新的RS码译码算法,还可以采用级联码技术。单奇偶校验(single parity check,SPC)码作为一种简单的线性分组码,可以和RS码进行级联。如果充分利用信道软信息,对SPC码进行译码,并通过SPC码对级联码的码元可靠度进行评估,再对RS码译码,将有望获得更加优异的纠错性能,进一步拓展应用领域。本文对RS码和SPC码的编译码方法以及以SPC为内码、rs为外码的级联架构进行了深入研究,提出了一种新型的高性能rs-SPC码级联译码算法,同时完成了高效硬件实现。首先,充分利用SPC码的特性进行单奇偶校验,检测SPC内码是否出错,然后利用接收到的比特级电压特性设计了SPC译码算法,并选取基于硬判决的软判决译码算法(HDD-LCC)进行rs译码。为了充分利用信道软信息,连接内外码译码算法,设计了一种新型重数分配模块,和SPC译码算法整合,对接收到的比特级电压进行处理,得到级联码的可靠度。上述方案在改善译码性能的同时,提高了译码算法效率,降低了复杂度。与HDD-LCC和目前采用同样级联架构的SPC(Kaneko)-rs(Chase)译码算法相比,当误比特率为10时,本文提出的rs-SPC码级联译码算法可以得到高达1.78d B和1.05d B的编码增益。在级联译码器硬件设计中,重点对译码器中部分相似电路结构进行了复用,提高了硬件效率。采用Verilog HDL完成级联译码器RTL级设计,使用Modelsim对译码器功能进行仿真验证。此外,基于TSMC-90nm工艺,采用Design Compiler、Prime Time PX等工具完成了级联译码器的ASIC逻辑综合、静态时序分析及功耗分析。仿真结果表明,相比于传统的基于HDD-LCC的rs译码器,本文设计的级联译码器的归一化TSNT参数提高了49.85%。

关键词： RS码 SPC码级联码编码增益译码器