二维干扰信道高效改进最小和解码算法

本文主要探讨了在二维（2-D）符号间干扰（ISI）信道中，针对低密度奇偶校验（LDPC）码的高效解码算法设计，特别关注于比特模式磁记录（Bit-Patterned Magnetic Recording, BPPM）和二维磁记录（2-D Magnetic Recording）等高密度磁记录技术的应用场景。传统上，二维Bahl-Cocke-Jelinek-Raviv（BCJR）算法由于其复杂性而在这些条件下可能效率不高。因此，作者提出了改进的最小和（Improved Min-Sum, IMS）解码算法和偏置最小和（Offset Min-Sum, OMS）算法。 首先，二维归一化最小和（2-D Normalized Min-Sum, NMS）算法是基于原有的最小和算法进行优化，它通过调整算法参数以适应2-D ISI环境中的噪声影响，减少了错误传播，从而提高解码性能。这种方法简化了计算过程，降低了硬件复杂度，使得在资源受限的设备上也能实现相对较好的解码效果。 其次，偏置最小和（OMS）算法则是对NMS算法的一种扩展，通过引入适当的偏置策略，能够更好地处理ISI带来的信号失真。这种算法不仅考虑了当前符号的信息，还考虑到前后符号的间接影响，从而在保持解码效率的同时，提升了码字的恢复精度。 文章中提到的解码器采用了一种迭代行列软判决反馈检测器，结合高斯近似器，进一步降低了解码的复杂性。这种检测器利用了软信息的统计特性，通过多次迭代更新每个符号的估计值，提高了检测的可靠性，特别是对于那些受ISI影响严重的信号。 这项研究旨在为2-D ISI环境下LDPC码的高效解码提供新的解决方案，对于提升高密度磁记录技术的数据存储和读取能力具有重要的理论和实践价值。通过结合减小复杂性和优化性能的方法，改进的2-D Min-Sum解码算法有望成为下一代磁记录系统中的关键解码技术。