一种基于原模图外信息转移的纠错性能评估方法技术

本申请公开了一种基于原模图外信息转移的纠错性能评估方法，能获取NAND闪存信道的单元间耦合强度因子，确定与其对应的信道互信息，并根据信道互信息和目标关系式确定信道似然信息方差，最后判断该方差是否满足收敛条件，若满足则确定纠错性能评估结果。可见，该方法针对上述闪存信道存在多种噪声干扰且输出的似然信息不满足对称高斯分布的问题，选取单元间耦合强度因子作为信道噪声衡量指标，并利用目标关系式和信道互信息确定似然信息方差，通过这种改进确定纠错性能评估结果，最终实现准确评估纠错性能的目的。此外，本申请还提供了一种基于原模图外信息转移的纠错性能评估装置、设备及计算机可读存储介质，其作用与上述方法相对应。

【技术实现步骤摘要】
一种基于原模图外信息转移的纠错性能评估方法
本申请涉及计算机领域，特别涉及一种基于原模图外信息转移的纠错性能评估方法、装置、设备及计算机可读存储介质。
技术介绍
在如今信息爆炸的时代，海量的信息需要存储起来。闪存是主流的数据存储介质之一，其具有存储密度高、读写速度快和低功耗等特点，这些优越性让它逐渐地替代其他半导体存储器，广泛地应用在电子消费产品、云服务存储和大型企业数据应用等领域中。按种类来分，使用最为广泛的是NAND(与非)闪存和NOR(或非)闪存。这两种闪存在密度、性能和工作特性等方面都有所不同。NOR闪存的存储密度较NAND闪存的要小，但NOR闪存的擦除时间是NAND闪存的350倍。与NOR闪存相比，NAND闪存有更高的存储密度和更快的写入速度，因此常应用于数据存储器中。然而，NAND闪存信道中存在随机电报噪声、数据保持噪声、单元间干扰等噪声，在因为几种噪声的存在，大大降低了NAND闪存的数据存储的可靠性和擦写寿命，因此NAND闪存需要应用纠错码来保证数据存储的可靠性。LDPC(Low-densityParity-check，低密度奇偶校验)码是一类具有稀疏校验矩阵的线性分组码，具有优秀的纠错性能，并且具有译码复杂度低、可并行译码以及译码错误的可检测性等特点。然而，传统的LDPC码大部分是属于非规则码，这些非规则码往往具有较高的编码复杂度，在硬件上实现较为困难，此外，对于传统的LDPC码，在码字构造过程中，度为1的变量节点的存在会导致迭代译码无法成功收敛。因此，有学者提出了原模图(Protograph)LDPC码，原模图LDPC码是由少量变量节点和校验节点构成的Tanner图通过“重复-交织”操作得到，这种构造方法构造出来的校验矩阵继承了原模图的码率、度分布以及计算复杂度。与传统的LDPC码相比，原模图的结构决定了原模图LDPC码的性能，因此，密度进化算法、外信息转移(Extrinsicinformationtransfer，EXIT)算法和渐进重量分析都可以直接运用在原模图上，有利于码型的设计与分析。在LDPC码的设计与分析中，密度进化算法和外信息转移算法是计算迭代译码门限值和预测低信噪比区域错误性能的有效工具。密度进化算法的基本思想是在迭代译码器中去追踪对数似然比的概率密度的进化从而获得迭代译码门限值。而外信息转移算法是从互信息的角度去分析译码器的收敛性，可以看成是密度进化算法的一种简化算法。外信息转移算法不仅能获得精确度高的迭代译码门限值，而且具有计算复杂度低、可视化和易编程等优点。然而，传统的外信息转移算法不适用于原模图LDPC码，为了解决这个问题，又有学者提出了原模图外信息转移(ProtographExtrinsicinformationtransfer，PEXIT)算法，该算法考虑了不同边连接的特性，它计算的是每一个变量节点和校验节点的互信息而不是度分布对的互信息。为了解决度为1的变量点存在的问题，PEXIT算法是计算每个变量点与对应的码字之间的后验互信息，当后验互信息达到1时译码器收敛成功。目前，已有学者提出利用原模图外信息转移算法对基于加性高斯白噪声信道的原模图LDPC码进行评估的方案，然而，该方案不适用于NAND闪存信道，原因如下：第一，NAND闪存中是通过预设的参考电压来检测闪存单元存储的电荷量，在这种量化方案下，NAND闪存信道等效成了离散输入离散输出的离散无记忆信道。由于量化器的非线性的性质，使得NAND闪存信道输出的似然信息的概率密度分布不再是对称高斯分布。第二，基于加性高斯白噪声信道的原模图外信息转移算法是通过信噪比这一指标来度量原模图LDPC码性能的好坏，然而，在NAND闪存信道中，存在着随机电报噪声、数据保持噪声以及单元间干扰等多种噪声干扰，因此在NAND闪存中这些噪声并不能用信噪比来衡量。综上，现有的基于加性高斯白噪声的原模图外信息转移算法不适用于NAND闪存信道，因此利用该算法无法准确评估基于NAND闪存信道的原模图LDPC码的纠错性能。
技术实现思路
本申请的目的是提供一种基于原模图外信息转移的纠错性能评估方法、装置、设备及计算机可读存储介质，用以解决现有的原模图外信息转移算法不适用于NAND闪存信道，导致无法准确评估原模图LDPC码的纠错性能的问题。为解决上述技术问题，本申请提供了一种基于原模图外信息转移的纠错性能评估方法，包括：获取NAND闪存信道的单元间耦合强度因子；确定与所述单元间耦合强度因子相对应的信道互信息，并根据所述信道互信息和目标关系式确定信道似然信息方差，其中，所述目标关系式为为所述信道似然信息方差，Ich为所述信道互信息，J-1(Ich)为所述信道互信息的反函数，Pj为目标变量节点的删除标志位；判断所述信道似然信息方差是否满足原模图外信息转移的收敛条件；若满足，则根据所述单元间耦合强度因子确定纠错性能评估结果。可选的，所述确定与所述单元间耦合强度因子相对应的信道互信息，具体包括：确定与所述单元间耦合强度因子相对应的信道似然信息序列；对所述信道似然信息序列进行蒙特卡罗仿真，得到信道互信息。可选的，所述信道似然信息序列的序列长度为预设长度。可选的，所述判断所述信道似然信息方差是否满足原模图外信息转移的收敛条件，具体包括：根据所述信道似然信息方差确定目标变量节点的后验互信息，并判断所述后验互信息是否等于预设阈值，若等于，则判定所述信道似然信息方差满足原模图外信息转移的收敛条件。可选的，在所述判断所述后验互信息是否等于预设阈值之后，还包括：若所述后验互信息不等于所述预设阈值，则判断当前迭代次数是否超过最大迭代次数；若超过，则按照预设规则更新所述单元间耦合强度因子，并重置所述当前迭代次数；若未超过，则重复根据所述信道似然信息方差确定所述目标变量节点的后验互信息的过程。可选的，所述预设规则为将所述单元间耦合强度因子减去预设步长。本申请还提供了一种基于原模图外信息转移的纠错性能评估装置，包括：获取模块：用于获取NAND闪存信道的单元间耦合强度因子；方差确定模块：用于确定与所述单元间耦合强度因子相对应的信道互信息，并根据所述信道互信息和目标关系式确定信道似然信息方差，其中，所述目标关系式为为所述信道似然信息方差，Ich为所述信道互信息，J-1(Ich)为所述信道互信息的反函数，Pj为目标变量节点的删除标志位；判断模块：用于判断所述信道似然信息方差是否满足原模图外信息转移的收敛条件；评估结果确定模块：用于在所述信道似然信息方差满足原模图外信息转移的收敛条件时，根据所述单元间耦合强度因子确定纠错性能评估结果。可选的，所述方差确定模块具体包括：似然信息序列确定单元：用于确定与所述单元间耦合强度因子相对应的信道似然信息序列；信道互信息确定单元：用于对所述信道似然信息序列进行蒙特卡罗仿真，得到信道互信息。此外，本申请还提供了一种基于原模图外信息转移的纠错性能评估设备，包括：存储器：用于存储计算机程序；处理器：用于执行所述计算机程序以实现如上任意一项所述的一种基于原模图外信息转移的纠错性能评估方法的步骤。最后，本申请还提供了一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质上存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时用于实现如上任意一项所述的一种基于原模本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于原模图外信息转移的纠错性能评估方法，其特征在于，包括：获取NAND闪存信道的单元间耦合强度因子；确定与所述单元间耦合强度因子相对应的信道互信息，并根据所述信道互信息和目标关系式确定信道似然信息方差，其中，所述目标关系式为

【技术特征摘要】
1.一种基于原模图外信息转移的纠错性能评估方法，其特征在于，包括：获取NAND闪存信道的单元间耦合强度因子；确定与所述单元间耦合强度因子相对应的信道互信息，并根据所述信道互信息和目标关系式确定信道似然信息方差，其中，所述目标关系式为为所述信道似然信息方差，Ich为所述信道互信息，J-1(Ich)为所述信道互信息的反函数，Pj为目标变量节点的删除标志位；判断所述信道似然信息方差是否满足原模图外信息转移的收敛条件；若满足，则根据所述单元间耦合强度因子确定纠错性能评估结果。2.如权利要求1所述的基于原模图外信息转移的纠错性能评估方法，其特征在于，所述确定与所述单元间耦合强度因子相对应的信道互信息，具体包括：确定与所述单元间耦合强度因子相对应的信道似然信息序列；对所述信道似然信息序列进行蒙特卡罗仿真，得到信道互信息。3.如权利要求2所述的基于原模图外信息转移的纠错性能评估方法，其特征在于，所述信道似然信息序列的序列长度为预设长度。4.如权利要求1所述的基于原模图外信息转移的纠错性能评估方法，其特征在于，所述判断所述信道似然信息方差是否满足原模图外信息转移的收敛条件，具体包括：根据所述信道似然信息方差确定目标变量节点的后验互信息，并判断所述后验互信息是否等于预设阈值，若等于，则判定所述信道似然信息方差满足原模图外信息转移的收敛条件。5.如权利要求4所述的基于原模图外信息转移的纠错性能评估方法，其特征在于，在所述判断所述后验互信息是否等于预设阈值之后，还包括：若所述后验互信息不等于所述预设阈值，则判断当前迭代次数是否超过最大迭代次数；若超过，则按照预设规则更新所述单元间耦合强度因子，并重置所述当前迭代次数；若未超过，则重复根据所...

【专利技术属性】
技术研发人员：方毅，布颖程，杨肇杰，韩国军，蔡国发，
申请(专利权)人：广东工业大学，
类型：发明
国别省市：广东,44