部分響應(yīng)信道檢測(cè)技術(shù)及其仿真研究.pdf

1、磁記錄技術(shù)作為目前信息存儲(chǔ)的主要方式之一，其中水平磁記錄常用洛侖茲脈沖作為信道沖激響應(yīng)，但隨著記錄密度的增長(zhǎng)出現(xiàn)了“超順磁效應(yīng)”；而常以反雙曲正切函數(shù)表示其脈沖響應(yīng)的垂直磁記錄在高密度存儲(chǔ)時(shí)具有更大的優(yōu)勢(shì)，成為近年來(lái)磁記錄領(lǐng)域研究者們所關(guān)注的熱點(diǎn)。早期的磁盤采用峰值檢測(cè)技術(shù)來(lái)降低系統(tǒng)中的碼間干擾(ISI)，它適用于高信噪比及低碼率的情況。由于高密度、大容量、快讀取速度的要求使得磁記錄存儲(chǔ)中的ISI也日趨嚴(yán)重，傳統(tǒng)的峰值檢測(cè)技術(shù)已不能滿足

2、要求。而上世紀(jì)90年代末出現(xiàn)的PRML技術(shù)能有效地提高了存儲(chǔ)容量和讀取速度，被應(yīng)用于商業(yè)磁盤中。
　　 本文側(cè)重研究了磁記錄信道下消除碼間干擾的信道檢測(cè)技術(shù)以及提高系統(tǒng)性能的方法。根據(jù)磁記錄信道的時(shí)頻特性，通過PR均衡將磁記錄信道等效成部分響應(yīng)信道，構(gòu)建并實(shí)現(xiàn)了部分響應(yīng)信道的ML檢測(cè)和Log-MAP檢測(cè)，并對(duì)兩種方式進(jìn)行仿真和優(yōu)勢(shì)分析。結(jié)果表明：在PR4/EPR4以及幾組MMSE均衡獲得的GPR信道下兩種檢測(cè)方案均能達(dá)到緩解IS

3、I影響的功能。BCJR檢測(cè)輸出的軟信息可以和高效糾錯(cuò)碼進(jìn)行迭代檢測(cè)，為了進(jìn)一步提高磁記錄系統(tǒng)的整體性能，本文構(gòu)建了基于LDPC碼的Turbo均衡框架。對(duì)比RS碼硬判決的譯碼性能，仿真結(jié)果表明：在BER達(dá)到10-5級(jí)別時(shí)，Turbo均衡至少存在2dB的性能增益，說明在磁記錄系統(tǒng)中采用這種方式存在著研究?jī)r(jià)值。由此研究并分析了Turbo均衡在不同的部分響應(yīng)信道、不同迭代次數(shù)以及不同碼率的性能。仿真結(jié)果表明：幀長(zhǎng)為4096比特時(shí)，Thrbo均衡

4、相比于無(wú)編碼系統(tǒng)能獲得較大的編碼增益。對(duì)PR4、EPR4以及4階GPR信道在總復(fù)雜度大致相同的條件下，外迭代為5次內(nèi)迭代為3次的配置方式能使系統(tǒng)獲得相對(duì)較好的性能。在此基礎(chǔ)上，仿真獲得當(dāng)LDPC碼率為0.89，PR4信道在BER達(dá)到2×10-6級(jí)別時(shí)比無(wú)編碼系統(tǒng)有5.2dB增益，較EPR4信道檢測(cè)性能有0.3dB優(yōu)勢(shì)，而此時(shí)4階和5階GPR信道在BER達(dá)到5×10-6時(shí)的增益分別為5.8dB和5.6dB；當(dāng)碼率增大至0.94時(shí)，系統(tǒng)性能