一种适用于光存储的自适应纠错方法、设备及系统

本发明属于光存储，更具体地，涉及一种适用于光存储的自适应纠错方法、设备及系统。

背景技术：

1、光存储技术以保存寿命长、非接触式读写、安全性高、易于更换盘片、生产成本低及复制发行方便等优点被广泛应用于海量冷数据存储。传统光存储技术基于激光与介质相互作用，导致介质的性质发生变化来存储信息。随着数字时代的到来，信息存储需求不断增长，据预测，到2025年全球生成的数据总量预计达到175泽字节(zb)，为了满足日益增长的存储需求，提高光存储设备的存储容量具有十分重要的意义。

2、传统的光存储技术通过缩小聚焦激光光斑和介质上的记录符大小提升光存储设备的存储容量，但受到光学衍射极限的限制，采用传统光存储技术提高光盘容量愈发困难。

3、在传统的光存储技术中，为了保证信号可靠读出，里德-索罗门纠错码(reed-solomoncode)得到了广泛的应用，但是随着多阶光存储技术的发展，现有的纠错码方案无法满足新技术需要的纠错能力，若要使其满足所需的纠错能力，则需占用很多冗余空间，导致存储容量降低。因此，现有的光存储纠错码技术无法兼顾纠错能力和冗余空间的占用，在实际应用中存在一定的限制。

技术实现思路

1、针对现有技术的缺陷和改进需求，本发明提供了一种适用于光存储的自适应纠错方法、设备及系统，其目的在于，在不明显增加冗余空间占用的情况下，显著提高光存储系统的纠错能力。

2、为实现上述目的，按照本发明的一个方面，提供了一种适用于光存储的自适应纠错方法，包括编码阶段；编码阶段包括：

3、初始编码步骤：利用rs(n0，k)码对待编码的m行k列数据块b的每一行进行编码，得到m个长度为n0-k的校验符号序列，附加于对应行之后，得到m个符号序列构成m行n0列的符号块b0；

4、高阶编码码步骤，包括：

5、(s1)初始化j＝1；

6、(s2)利用rs(nj，kj)对符号块bj-1中的m行符号序列分别进行编码，得到m个长度为nj-kj的j阶校验符号序列r1_j(x)～rm_j(x)，附加于对应行之后，得到m个符号序列构成m行nj列的符号块bj；kj＝nj-1；

7、(s3)将j的值加1后，若j≤s，则转入步骤(s2)；否则，转入级联校验编码步骤；s为预设正整数；

8、级联校验编码步骤包括：对一阶校验符号序列r1_1(x)、r2_1(x)、…rm_1(x)组成的符号序列进行rs编码，得到级联校验符号序列r1(x)；对二阶校验符号序列r1_2(x)、r2_2(x)、…rm_2(x)组成的符号序列进行rs编码，得到级联校验符号序列r2(x)；……；对s阶校验符号序列r1_s(x)、r2_s(x)、…rm_s(x)组成的符号序列进行rs编码，得到级联校验符号序列rs(x)；

9、编码块构建步骤：将级联校验符号序列r1(x)、r2(x)…rs(x)中的符号均匀附加到符号块b0之后，得到数据块b对应的编码块编码结束。

10、进一步地，本发明提供的适用于光存储的自适应纠错方法，还包括译码阶段；译码阶段包括：

11、独立译码步骤：从待译码的编码块的每一行中，提取前n0个符号，得到m个长度为n0的符号序列采用rs(n0，k)码分别对符号序列进行译码，得到m行符号序列若存在译码失败的行，则将译码失败的行作为目标行，并触发高阶译码步骤；否则，触发数据块构建步骤；

12、高阶译码步骤包括：

13、(t1)初始化j＝1；

14、(t2)从编码块中提取级联校验符号序列rj(x)对应的符号序列r'j(x)，利用rs(nj，kj)码分别对m行符号序列进行编码，产生m个长度为nj-kj的j阶校验符号序列r'1_j(x)～r'm_j(x)，利用rs码对r'1_j(x)～r'm_j(x)以及r'j(x)构成的符号序列进行译码，将译码后的一阶校验符号序列附加于对应行之后，得到m个长度为nj的符号序列

15、(t3)从符号序列中提取目标行所在的符号序列，并利用rs(nj，kj)码进行译码，由符号序列中不含目标行的符号序列与此次译码所得符号序列共同构成m行符号序列

16、(t4)若步骤(t3)中存在译码失败的行，则将当前译码失败的行作为目标行并转入步骤(t5)；否则，触发数据块构建步骤；

17、(t5)将j的值加1后，若j≤s，则转入步骤(t2)；否则，译码失败；

18、数据块构建步骤：从译码成功的行中提取信息符号，按行组织为数据块，译码结束。

19、进一步地，独立译码步骤还包括：在采用rs(n0，k)码分别对符号序列进行译码的同时，计算每一行的标记位sign(i)，用于记录第i行需要进行高阶译码的阶数，i＝1,2,…m；

20、并且，步骤(t3)中，对于任意一个目标行l所在的符号序列利用rs(nj，kj)码进行译码，具体为：

21、获取目标行l的行号l，并获取其标记位sign(l)，若j<sign(l)，则直接将符号序列作为译码结果；否则，利用rs(nj，kj)码对符号序列进行译码。

22、按照本发明的又一个方面，提供了一种适用于光存储的自适应纠错设备，包括：计算机可读存储介质，用于存储计算机程序；

23、以及处理器，用于读取计算机可读存储介质中存储的计算机程序，执行本发明提供的适用于光存储的自适应纠错方法。

24、按照本发明的又一个方面，提供了一种光存储系统，包括：包括光存储介质和本发明提供的适用于光存储的自适应纠错设备。

25、总体而言，通过本发明所构思的以上技术方案，能够取得以下有益效果：

26、(1)本发明在rs编码步骤的基础上，进一步进行高阶编码，能够有效提高纠错能力，从而提高光存储系统的可靠性；同时，对高阶编码产生的高阶校验符号进行编码，得到级联校验符号，最终，存储级联校验符号而不存储高阶校验符号，由于通过级联校验符号可恢复出高阶校验符号，而级联校验符号相比于高阶校验符号数据量大小减小，因此，本发明可以在不影响高阶校验编码所带来的纠错能力提升的基础上，大大减小冗余空间的占用率，因此，本发明可以在不明显增加冗余空间占用的情况下，显著提高光存储系统的纠错能力。

27、(2)在本发明的优选方案中，在进行独立译码的同时，计算每一行的标记位sign(i)，用于记录第各行需要进行高阶译码的阶数，并且在执行高阶译码时，若当前译码阶数未达到目标行的需要进行的高阶译码阶数，则当前恢复其高阶校验符号后，并不执行译码过程，由此能够避免无效的译码计算，减小计算量，提高译码效率。

技术特征：

1.一种适用于光存储的自适应纠错方法，其特征在于，包括编码阶段；所述编码阶段包括：

2.如权利要求1所述的适用于光存储的自适应纠错方法，其特征在于，还包括译码阶段；所述译码阶段包括：

3.如权利要求2所述的适用于光存储的自适应纠错方法，其特征在于，所述独立译码步骤还包括：在采用rs(n0，k)码分别对符号序列进行译码的同时，计算每一行的标记位sign(i)，用于记录第i行需要进行高阶译码的阶数，i＝1,2,…m；

4.一种适用于光存储的自适应纠错设备，其特征在于，包括：计算机可读存储介质，用于存储计算机程序；

5.一种光存储系统，其特征在于，包括：包括光存储介质和权利要求4所述的适用于光存储的自适应纠错设备。

技术总结本发明公开了一种适用于光存储的自适应纠错方法、设备及系统，属于光存储技术领域，其编码阶段包括：利用RS(n<subgt;0</subgt;，k)码对待编码的m行k列数据块B的每一行进行编码，得到m个校验符号序列，附加于对应行之后，得到m个符号序列构成符号块B<subgt;0</subgt;；之后执行：(S1)初始化j＝1；(S2)利用RS(n<subgt;j</subgt;，k<subgt;j</subgt;)对符号块B<subgt;j‑1</subgt;中的m行符号序列分别进行编码，将得到的校验符号序列附加于对应行之后，得到m个符号序列构成符号块B<subgt;j</subgt;；k<subgt;j</subgt;＝n<subgt;j‑1</subgt;；(S3)将j加1后，若j≤S，则转入(S2)；否则，对所有行的同一阶校验符号序列进行RS编码，并将得到的校验符号序列均匀附加到B<subgt;0</subgt;之后。本发明能够在不明显增加冗余空间占用的情况下，显著提高光存储系统的纠错能力。技术研发人员：吴非,桂天炜,张猛,李威,方争,谢长生受保护的技术使用者：华中科技大学技术研发日：技术公布日：2024/1/16