[发明专利]一种基于原模图外信息转移的纠错性能评估方法

说明书

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。

技术领域

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。

背景技术

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-density Parity-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(Extrinsic information transfer，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(Protograph Extrinsic information transfer，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：