可鋸齒解碼的分布式存儲中硬判決聯合譯碼的方法技術

本發明專利技術提供了一種可鋸齒解碼的分布式存儲中硬判決聯合譯碼的方法，包括以下步驟:S1、初始化用戶數K、分組長度L和移位矩陣T；S2、ZigZag解碼錯位疊加圖；S3、方程組；S4、同步處理方程組左、右邊系統；S5、檢驗矩陣H；S6、硬判決譯碼，回代求出原始信息；S7、結束。本發明專利技術的有益效果是：可一次性解碼得到所有的存儲信息。

Method for hard decision joint decoding in distributed decoding with sawtooth decoding

The present invention provides a method for distributed storage in hard decision decoding can be aliased with decoding, which comprises the following steps: S1, initialize the user number K, packet length L and T S2, ZigZag shift matrix; decoding the dislocation overlap graph; S3 equations; S4 equations, synchronization of left and right system; S5 S6, H, test matrix; hard decision decoding, to calculate the original information, the end of S7. The invention has the advantages that all storage information can be decoded at one time.

【技術實現步驟摘要】
可鋸齒解碼的分布式存儲中硬判決聯合譯碼的方法
本專利技術涉及分布式存儲，尤其涉及一種可鋸齒解碼的分布式存儲中硬判決聯合譯碼的方法。
技術介紹
分布式存儲，是將數據分散存儲在多臺服務器上。分布式存儲是相對于集中存儲而言的，隨著互聯網時代信息數據大爆炸，集中存儲在安全性和存儲容量上已經很難滿足大型應用的數據存儲需求，使得存儲服務器成為系統性能的瓶頸。分布式網絡存儲系統是大量存儲服務器通過網絡互連，對外作為一個整體提供存儲服務。其利用多臺服務器有效的分擔了存儲負荷，使系統的存儲速度、可靠性和擴展性獲得了極大的提升。硬判決我們一般可認為是對解調器的輸出信號作有限的N比特量化，高于門限值的認為是1，低于門限值的認為是0.對于最常見的二進制來說，解調器的輸出供給硬判決使用的僅限于0、1值，若接收電壓幅度小于0，則解調器輸出為0，若接收電壓幅度大于0，則解調器輸出為1。鋸齒解碼的工作原理是把原始信息轉化成位數更小的編碼塊，并且能取其中一部分進行譯碼還原。編碼塊可以分散存儲在不同的服務器上，提取數據時只需要提取部分編碼塊，這樣就提高了數據存儲的效率和安全性。傳統的集中式存儲技術需要將所有數據存放在一臺服務器上，這對服務器的性能和機房環境都有很高的要求，一旦出現人為的失誤或自然災害使得服務器失效，將會導致數據丟失，從而造成極大的損失。為了避免意外的發生，有些公司采用備份存儲的方式，一般將數據復制三份，然后將其存儲在三個不同的服務器上來提高容災性。但是此方法會造成存儲空間的極大浪費，特別是大數據時代，從而增加企業成本。目前已有研究者提出將鋸齒解碼用于分布式存儲的譯碼。但是，現有的鋸齒解碼是逐位解碼，在解碼過程中如果有一處錯誤，會導致后續解碼位出錯，沒有糾錯能力，影響解碼效率以及整個分布式存儲系統的性能。
技術實現思路
為了解決現有技術中的問題，本專利技術提供了一種可鋸齒解碼的分布式存儲中硬判決聯合譯碼的方法。本專利技術提供了一種可鋸齒解碼的分布式存儲中硬判決聯合譯碼的方法，包括以下步驟:S1、初始化用戶數K、分組長度L和移位矩陣T；S2、ZigZag解碼錯位疊加圖；S3、方程組；S4、同步處理方程組左、右邊系統；S5、檢驗矩陣H；S6、硬判決譯碼，回代求出原始信息；S7、結束。作為本專利技術的進一步改進，在步驟S4中，對左邊的x系數矩陣進行處理，同步處理右邊的y系統矩陣，最終將系數x之間的關系式只用含有y系數的方程組等式表示，此方程組的系數矩陣即為校驗矩陣H。作為本專利技術的進一步改進，在步驟S6中，初始化未知數x，根據x與y之間的關系，得到初始的y信息，利用硬判決進行譯碼，最后回代求出原始信息。作為本專利技術的進一步改進，在步驟S1中，根據移位矩陣，對用戶數K、分組長度L和移位矩陣T編碼成6個編碼塊。作為本專利技術的進一步改進，在步驟S2中，根據(n，k)MDS碼的性質，隨機的選取編碼塊中的k個即可譯碼。本專利技術的有益效果是：通過上述方案，可一次性解碼得到所有的存儲信息。附圖說明圖1是本專利技術種可鋸齒解碼的分布式存儲中硬判決聯合譯碼的方法的流程圖。圖2是本專利技術種可鋸齒解碼的分布式存儲中硬判決聯合譯碼的方法的解碼過程示意圖。圖3是本專利技術種可鋸齒解碼的分布式存儲中硬判決聯合譯碼的方法的解碼過程示意圖。圖4是本專利技術種可鋸齒解碼的分布式存儲中硬判決聯合譯碼的方法的解碼過程示意圖。具體實施方式下面結合附圖說明及具體實施方式對本專利技術作進一步說明。如圖1至圖4所示，一種可鋸齒解碼的分布式存儲中硬判決聯合譯碼的方法，包括以下步驟:S1、初始化用戶數K、分組長度L和移位矩陣T；S2、ZigZag解碼錯位疊加圖；S3、方程組；S4、同步處理方程組左、右邊系統；S5、檢驗矩陣H；S6、硬判決譯碼，回代求出原始信息；S7、結束。在步驟S4中，對左邊的x系數矩陣進行處理，同步處理右邊的y系統矩陣，最終將系數x之間的關系式只用含有y系數的方程組等式表示，此方程組的系數矩陣即為校驗矩陣H。在步驟S6中，初始化未知數x，根據x與y之間的關系，得到初始的y信息，利用硬判決進行譯碼，最后回代求出原始信息。在步驟S1中，根據移位矩陣，對用戶數K、分組長度L和移位矩陣T編碼成6個編碼塊。在步驟S2中，根據(n，k)MDS碼的性質，隨機的選取編碼塊中的k個即可譯碼。鋸齒解碼的原理：現有的鋸齒解碼利用(n,k)碼的MDS性質，把k個原始信息編碼成n個編碼塊，在n個編碼塊中隨機選取k個,然后對其逐位異或，可依次求出未知比特位。首先，將原始的信息等分為k個長為L的數據包，即S1和S2,….Sk；Si,j∈{0,1}，表示Si中的第j位,i∈{1,2,…,k},j∈{1,2,3,…,L}。這k個數據包稱為原始非編碼包。如圖2是(4,2)碼的解碼過程，在這個例子中，我們假設L為4。C1和C2通過將原始非編碼包移位后逐位異或生成的碼字構成，稱為校驗編碼包。C1將S1和S2分別右移0位，然后再將列數據逐位異或。C2是將非編碼包S1和S2分別右移0位和1位，然后再將列數據逐位異或。生成的C1和C2的數據長度分別為L＝4，L＝5。括號里面的數字表示解碼的順序，因為C2的第一位與其它位信息沒有加法運算，所以首先解碼出S1,1,S1,1的括號標記為1；將解碼出的S1,1代入到C1中的第一位，S1,1已知，則異或運算可以解碼出S2,1。因此S2,1標記為2；S1,2能夠從C2中解碼出來，將S1,2標記為3；接著S2,2標記為4；按照這種解碼方法依次恢復出原始信息。硬判決的原理：硬判決一般可認為是對解調器的輸出信號作有限的N比特量化，高于門限值的認為是1，低于門限值的認為是0。本專利技術的原理：本專利技術利用硬判決一次性解碼得到所有的原始數據，并且在不增加任何信息的前提下進行檢錯和糾錯，在一定程度上保證了用戶存儲的初始信息的正確。具體示例如下：假設用戶數K＝3，分組長度L＝7，移位矩陣T＝[011；101；110]。根據移位矩陣，對3個原始信息編碼成6個編碼塊碼，如圖3所示。根據(n，k)MDS碼的性質，隨機的選取編碼塊中的k個即可譯碼。本例子中選取C1、C2、C3進行譯碼。首先根據移位矩陣T和ZigZag網絡編碼方式得到的線性疊加塊，得到下列方程組:S1,1＝y1S2,1＝y9S1,2+S2,1+S3,1＝y2S1,1+S2,2+S3,1＝y10S1,3+S2,2+S3,2＝y3S1,2+S2,3+S3,2＝y11S1,4+S2,3+S3,3＝y4S1,3+S2,4+S3,3＝y12S1,5+S2,4+S3,4＝y5S1,4+S2,5+S3,4＝y13S1,6+S2,5+S3,5＝y6S1,5+S2,6+S3,5＝y14S1,7+S2,6+S3,6＝y7S1,6+S2,7+S3,6＝y15S2,7+S3,7＝y8S1,7+S3,7＝y16C1方程組C2方程組S3,1＝y17S1,1+S2,1+S3,2＝y18S1,2+S2,2+S3,3＝y19S1,3+S2,3+S3,4＝y20S1,4+S2,4+S3,5＝y21S1,5+S2,5+S3,6＝y22S1,6+S2,6+S3,7＝y23S1,7+S2,7＝y24C3方程組然后針對上述方程組，進行一系列的運算，可以得到圖4中方程(1)(2)(3)，即為硬判決所需的校本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種可鋸齒解碼的分布式存儲中硬判決聯合譯碼的方法，其特征在于，包括以下步驟:S1、初始化用戶數K、分組長度L和移位矩陣T；S2、ZigZag解碼錯位疊加圖；S3、方程組；S4、同步處理方程組左、右邊系統；S5、檢驗矩陣H；S6、硬判決譯碼，回代求出原始信息；S7、結束。

【技術特征摘要】
1.一種可鋸齒解碼的分布式存儲中硬判決聯合譯碼的方法，其特征在于，包括以下步驟:S1、初始化用戶數K、分組長度L和移位矩陣T；S2、ZigZag解碼錯位疊加圖；S3、方程組；S4、同步處理方程組左、右邊系統；S5、檢驗矩陣H；S6、硬判決譯碼，回代求出原始信息；S7、結束。2.根據權利要求1所述的可鋸齒解碼的分布式存儲中硬判決聯合譯碼的方法，其特征在于：在步驟S4中，對左邊的x系數矩陣進行處理，同步處理右邊的y系統矩陣，最終將系數x之間的關系式只用含有y系數的方程組等式表示，此方程組的系數矩陣即為校驗矩陣H。...

【專利技術屬性】
技術研發人員：代明軍，黃山松，盧雙雙，王暉，陳彬，林曉輝，
申請(專利權)人：深圳大學，
類型：發明
國別省市：廣東,44