ldpc码在分布式存储网络中的应用

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1、分类号学号M201172214学校代码10487密级硕士学位论文LDPC码在分布式存储网络中的应用学位申请人：徐溪桥学科专业：软件工程指导教师：陶雄飞讲师答辩日期：2014.1.12万方数据AThesisSubmittedinPartialFulfillmentoftheRequirementsfortheDegreefortheMasterofEngineeringLDPCCodesforDistributedStorageSystemsCandidate:XuXiqiaoMajor:SoftwareEngineeringS

2、upervisor:Prof.TaoXiongfeiHuazhongUniversityofScience&TechnologyWuhan430074,P.R.ChinaJanuary,2014万方数据独创性声明本人声明所呈交的学位论文是我个人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。尽我所知，除文中已经标明引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写过的研究成果。对本文的研究做出贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。本人完全意识到本声明的法律结果由本人承担。学位论文作者签名：日期：年月日学位论文版权使用

3、授权书本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定，即：学校有权保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借阅。本人授权华中科技大学可以将本学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文。保密□，在年解密后适用本授权书。本论文属于不保密□。（请在以上方框内打“√”）学位论文作者签名：指导教师签名：日期：年月日日期：年月日万方数据华中科技大学硕士学位论文摘要低密度奇偶校验码（简称LDPC码）是在1962年由Gallager提出的，但受限于

4、当时的计算能力不足，所以一直为人们所忽略。在20世纪90年代，随着计算能力的增强，LDPC码再次进入了人们的视野，并且得到了长足的发展进步。在分布式存储系统中，当把数据分块存储于节点之上时，由于储存节点的数量庞大及其本身的故障率等诸多因素，影响了系统的稳定性。在数据的存取时由于数据复制技术要对所有数据块进行下载，这也影响了系统效率。在这种删除信道（BEC信道）中，应用LDPC码进行数据的冗余编码译码，既保证了数据的完整性，又防止了数据复制技术所带来的存储空间上的浪费，通过下载变量节点中的若干块进行数据的恢复也可以提高系统存取效

5、率。传统的纠删迭代译码算法，其算法步骤简单，但译码成功率较低，并不能满足分布式存储系统的需要。而基于猜测赋值的译码算法，只能应用于二进制信道，对于大量数据存储所采用的包编码则无计可施。本文提出了一种基于特殊环结构的新型译码算法，该算法在通过传统迭代译码算法遭遇停止集后仍能找出可以译出的变量节点，在H的残余矩阵和未知变量节点所构成的方程组中寻找一种特殊的子方程组，可以解出其中的某个未知变量节点，从而使迭代译码得以继续，该算法不仅实现复杂度低，另外还可以应用于包删除的情况。通过本文的研究，得出了该算法的详细步骤，以及在分布式存储系

6、统中的具体实现。通过一系列的测试仿真结果可以得出，其译码的成功率大大优于传统的迭代译码算法，达到了预期的目标。关键词：LDCP码删除信道纠删译码分布式存储I万方数据华中科技大学硕士学位论文AbstractLow-densityparitycheckcode(LDPCcodesforshort)wasproposedbyGallagerin1962,butwaslimitedbythelackofcomputingpower.Soithasbeenignoredallthetime.Inthe1990s,withthecompu

7、tingpowerenhancing,LDPCcodecameintothespotlightagain,andhasbeendevelopedmuch.Inadistributedstoragesystem,whenthedatablockisstoredinthenode,duetothehugeamountofstoragenodes,aswellasitsownaccessnetworkfailurerateinstabilityandotherfactors,thedatainthesedistributedstor

8、agesystemisunabletocompletetheextraction.Inthiserasurechannel(BECchannel),theapplicationofLDPCcodinganddecodingensuretheintegrityofthedata