【摘要】：近年來,為了提高分布式存儲系統(tǒng)(Distributed Storage System,DSS)的修復(fù)效率,局部修復(fù)碼(Locally Repairable Codes,LRC)被提出并已經(jīng)實現(xiàn)應(yīng)用。局部參數(shù)為r的LRC碼是一種能由最多r個其他編碼符號恢復(fù)任一編碼符號的(n,k)糾刪碼。在DSS中使用二元局部修復(fù)碼(Binary Locally Repairable Codes,BLRC),可以消除高代價的乘法計算,顯著降低編碼復(fù)雜度。目前,關(guān)于BLRC碼的構(gòu)造方面的研究得到了廣泛關(guān)注,大量的研究提出最優(yōu)的BLRC碼構(gòu)造方法,例如基于校驗矩陣的構(gòu)造,基于生成矩陣的構(gòu)造,局部維度擴展構(gòu)造等。本文在現(xiàn)有研究的基礎(chǔ)上,提出一種基于校驗矩陣的BLRC碼構(gòu)造方法。在BLRC碼的譯碼方面,相關(guān)的研究較少。已有研究提出用低密度奇偶校驗碼(Low Density Parity-Check Codes,LDPC)構(gòu)造BLRC碼的方法,然而將BLRC碼的譯碼算法與LDPC碼相結(jié)合的研究較少。因此,本文結(jié)合兩種碼的共性,以LDPC碼的譯碼算法實現(xiàn)了二進制刪除信道(Binary Erasure Channel,BEC)下BLRC碼的刪除譯碼算法。本文主要研究BLRC碼的構(gòu)造和譯碼算法,主要創(chuàng)新點及研究內(nèi)容如下:首先,本文提出一類最小距離d為4且(r+1)|n的基于校驗矩陣的BLRC碼的構(gòu)造方法。在現(xiàn)有的基于校驗矩陣的BLRC碼構(gòu)造中,校驗矩陣的結(jié)構(gòu)比較單一。為了研究不同結(jié)構(gòu)的校驗矩陣對BLRC碼性能的影響,本文基于數(shù)學(xué)統(tǒng)計和分析,提出了一種更優(yōu)的BLRC碼校驗矩陣的搜索算法。對于碼參數(shù)相同而校驗矩陣結(jié)構(gòu)不同的BLRC碼,可以通過該碼對特定故障塊的恢復(fù)百分比來表征其性能。通過仿真發(fā)現(xiàn),本文構(gòu)造的BLRC碼在r∈{4,5}時對于特定故障塊的恢復(fù)百分比相較于已有的BLRC碼有所提高。其次,本文提出了BEC信道下的BLRC碼的分布式譯碼算法。在BLRC碼的刪除譯碼算法的基礎(chǔ)上,根據(jù)分布式系統(tǒng)的實際需求,進一步提出了一種BLRC碼的分布式譯碼算法,該算法能夠顯著減少恢復(fù)故障節(jié)點所需的平均訪問節(jié)點數(shù)。本文從串行和并行兩個方面設(shè)計BLRC碼的分布式譯碼算法。通過程序仿真,統(tǒng)計了特定個故障發(fā)生時,每種譯碼算法的平均訪問節(jié)點數(shù)和故障修復(fù)率,并計算了不同刪除概率下的誤比特率(Bit Error Rate,BER)及誤幀率(Frame Error Rate,FER)。仿真結(jié)果表明,相較于刪除譯碼算法,無論是串行還是并行,分布式譯碼算法都能夠顯著降低恢復(fù)故障節(jié)點所需的平均訪問節(jié)點數(shù)。
【學(xué)位授予單位】：西安電子科技大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號】：TN911.22

【參考文獻】

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1 張林峰;譚湘鍵;杜凱;;大規(guī)模存儲系統(tǒng)可靠性參數(shù)最優(yōu)化分析[J];計算機工程與應(yīng)用;2013年01期

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1 黎斌;基于HDFS的分布式文件系統(tǒng)存儲研究與優(yōu)化[D];電子科技大學(xué);2015年

2 王燕娜;低錯誤平層LDPC碼構(gòu)造研究[D];西安電子科技大學(xué);2010年

本文編號：2797610