CN1356778A - 体全息存储器用调制——阵列码的编、译码方法及系统 - Google Patents

体全息存储器用调制——阵列码的编、译码方法及系统 Download PDF

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Abstract

一种体全息存储器用的调制——阵列码的编、译码方法及系统属体全息存储领域。本发明的编码方法是将调制编码方法和纠错编码方法结合在一起的一种编码方法。其编码系统主要包括6∶8等重码编码器和系统纠错码编码器。本发明的译码方法是建立在与码元结构相适应的软判决度量算法基础之上,综合调制码探测、软判决、阵列码纠错和Turbo码译码原理,形成的一种迭代译码算法。其译码主要通过计算机软件实现。其译码系统中包含有存储晶体,从存储晶体接收数据的CCD,对CCD的输出进行滤波的滤波器,与滤波器输出端相连的计算机,计算机带有接收和输出数据的数据卡。本发明能适应于信道的信噪比有起伏、噪声参数难以统计的体全息存储系统中。

Description

体全息存储器用调制—阵列码的编、译码方法及系统
本发明涉及体全息存储技术，设计了一种调制—阵列码的编、译码方法及系统。
体全息存储的理论极限为V/λ3(V是记录介质体积，λ是工作波长)，其理论存储密度可达1012bits/cm3数量级；并且由于光束携带图象信息，写入读出均为二维数据页并行处理，能达到极高的数据存储和读取速度。因此体全息存储系统以其鲜明的特点和潜力成为信息存储领域的重要发展方向，并在近些年来取得了一定的成果。然而系统中复杂的噪声干扰一直是其实用化过程中的重要障碍。
体全息存储系统中不但噪声的种类很多，而且对不同的存储介质、系统配置、复用技术和数据存取方案，各种噪声产生的影响不同，最终具有决定影响作用的噪声源也不相同。噪声的这些特点决定了进行简单的阈值判断不能满足用户对误码率的要求。因此，必然要引入纠错编码和调制编码技术，但常用的调制码的编码结构决定了在译码时仅能利用一部分输入信息完成码元的极性判断。因此在译码过程中会丢失大量的信息，不利于提高系统的信息利用率。反映到存储方面就是不利于有效的存储密度的提高。而且传统的纠错码和调制码在使用过程中都是独立的，从而在译码过程中使数据携带的大量信息被调制码译码器所阻断，纠错码译码器不能充分利用接收数据所携带的信息。
通常码元u传统的软判决度量经常用对数似然函数比L(u)来表示： L ( u ) = log p ( u = 0 ) p ( u = 1 )
在得到观测值y的条件下码元u的条件对数似然函数比为：
   L(u|y)＝L(y|u)+L(u)＝Lc×y+L(u) L ( y | u ) = log p ( y | u = 0 ) p ( y | u = 1 )
对于相互独立的码元u1和u2有如下运算规则：
      L(u1u2)≈sgn(L(u1))×sgn(L(u2))×min(|L(u1)|，|L(u2)|)
其中P表示概率，sgn()是符号函数，min()是取最小值函数，Lc代表信道的各种复杂信息。由于体全息存储系统中噪声参数随空间而变化，所以Lc也是随空间而变化的，从而使L(u|y)难以计算，因此在信道的信噪比有起伏，并且噪声参数难以统计的通信信道中使用效果不佳。
本发明的目的在于克服前述缺陷，提供一种适用于体全息存储器读写数据处理的新的编码方法、译码方法及其系统，从而能充分利用信号携带的信息量，最终降低用户误码率，提高实际系统存储容量。
本发明总体方案的设计是，提出一种适用于体全息存储器读写数据处理的编码结构，它是一种调制码与纠错码紧密结合的编码技术，它不同于传统的由两种纠错码级联而成的级联码。我们称具有这种编码结构的码为调制—阵列码。同时使用了与其相适应的软判决度量方法，在此基础之上综合调制码探测、软判决、阵列码纠错和Turbo码译码原理，形成了一种新的迭代译码算法。本发明的具体技术方案表述如下：
本发明的一种体全息存储器用的调制—阵列码的编码方法，含有调制编码方法和纠错编码方法，其特征在于，它由以下步骤顺次组成：
1)、使存储数据通过等重码编码器进行等重码编码；
2)、以等重码作为输入通过纠错码编码器进行纠错码编码，采用的纠错码是系统码；
3)、编码后的码元结构从左到右依次由调制码部分和校验元部分组成，其中，左边调制码部分为：k×k个码元，从左到右为：{x(1，1)，x(1，2)，…x(1，k)}，…{x(k，1)，x(k，2)，…x(k，k)}是k个n：k调制码码字按顺序排列，右边校验元部分：k×2个码元，其中，h(1)，h(2)，…h(k-1)，h(k)与左边码的关系为：h(i)＝x(1，i)x(2，i)…x(k-1，i)x(k，i)1 i＝1，2，…k-1，k，d(1)，d(2)，…d(k-1)，d(k)，与左边码的关系为：d(i)＝f(1，i)f(2，i)…f(k-1，i)f(k，i)1 i＝1，2，…k-1，k，f(j，i)＝x(j，((i+j-2)mod k)+1) j＝1，2，…k-1，k。
参见图3编码装置的装置图，根据前述的体全息存储器用的调制—阵列码的编码方法，其特征在于：等重码采用6∶8等重码，这种编码器比较常见，是市售的。系统纠错码采用由两个(9，8)奇偶校验码组成的改进型阵列码，这种编码器由于编码结构变动，用DSP芯片按图1C的编码结构设计实现，DSP是通用的。
根据前述的体全息存储器用的调制—阵列码的编码方法而设计的编码系统，其特征在于：它含有向6∶8等重码编码器提供存储数据的数据源，向系统纠错码编码器提供编码数据的6∶8等重码编码器，向空间光调制器提供编码数据的系统纠错码编码器，向存储晶体提供调制后的编码数据的空间光调制器以及存储晶体。
本发明的一种体全息存储器用的调制—阵列码的译码方法，含有软判决度量算法，其特征在于：本译码过程使用了与其编码结构相适应的软判决度量方法，在此基础之上综合调制码探测、软判决、阵列码纠错和Turbo码译码原理，形成了一种新的迭代译码技术，它依次由以下步骤组成：
1)、从存储晶体来的数据读入数据卡；
2)、计算机从数据卡读一个码字；
3)、进入译码子程序；
4)、把码字中的调制码部分的码元以等重码码字为单位按接收到的幅度从大到小排序，统计全局判别阈值；
5)、进入软判决度量计算子程序：首先分成两部分码元分别计算，其中调制码部分码元进入调制码部分软判决度量初步计算子程序，校验元部分码元进入校验元部分软判决度量计算子程序。二者计算结束后进入调制码部分码元软判决度量修正子程序；
6)、5)中所提到的调制码部分软判决度量初步计算子程序，其中初步计算公式为：
               S(u|y)＝c×|b+d×y|
式中c代表将码元判决为0或1时的正负极性信息，d和b代表信道的各种复杂信息，
设：接收数据经整理后最大值是Max，最小值是0，则：边界条件为：
判定u＝1时，若y＝0则判定的可信度最小，|S(u|y)|＝0，
若y＝Max则判定的可信度最大，|S(u|y)|＝Max，判定u＝0时，若y＝0则判定的可信度最大，|S(u|y)|＝Max，
若y＝Max则判定的可信度最小，|S(u|y)|＝0，得出：
Figure A0113974100091
式中c1、c0表示码元取1和0时S(u|y)的极性，其中c1×c0＝-1；
7)、5)所提到的校验元部分软判决度量计算子程序，其中阈值是4)中所提到的全局判决阈值，在调制码部分码元排序过程中，取出每一个等重码码字中的第m1和(m1-1)个码元的幅度值，寻找到令这些码元判别后误码最小的阈值，这就是统计出的调制码部分码元的最佳全局阈值，将其近似成校验元部分码元的判决阈值，于是校验元部分软判决度量计算公式为：
Figure A0113974100092
8)、5)中所提到的调制码部分码元软判决度量修正子程序至少分三步进行，其中：
首先进入调制码部分码元的软判决度量第一步修正子程序，依次依据调制码字中排序后的位置进行修正：
Figure A0113974100101
其中：         f(y，n)＝y×g(n)n是码元在调制码字中排序后的位置，n＝0，1，2，…，k-1，
接着进入调制码部分码元软判决度量第二步修正子程序，依据码元的误码概率予以修正：
   Sm1-1(u|y)＝c1×min(|Sm1-1(u|y)|，|Sm1(u|y)|)
   Sm1(u|y)＝c0×|Sm1-1(u|y)|
式中m1表示调制码码字中1的个数，Sn(u|y)代表第n个码元的软判决度量，n是码元在调制码字中排序后的位置，n＝0，1，2，…，k-1，
然后进行调制码部分码元的软判决度量第三步修正子程序，依据码元的接收幅度值给予修正：当第n，n+1，…，n+m个码元的y值相同，而且这m+1个码元极性相同，则：
   Sn(u|y)＝...＝Sn+m(u|y)＝sgn(Sn(u|y))×min(|Sn(u|y)|，...，|Sn+m(u|y)|)若：m+1个码元的极性不同，则：
   Sn(u|y)＝Sn+1(u|y)＝...＝Sn+m(u|y)＝0从而得到调制码部分码元的条件软判决度量值；
9)、进行码字的迭代译码，其中软判决度量的运算规则如下：
   S(u1u2)≈sgn(S(u1|y1))×sgn(S(u2|y2))×min(|S(u1|y1)|，|S(u2|y2)|)式中sgn()是取符号函数，min()是求最小值函数；
10)、依据码元的最终软判决度量进行量化，其极性为c1的码元为1，极性为c0的码元为0，然后再对其进行等重码译码，最后输出译码后的判决结果数据；
11)、判决结束后经数据卡将判决输出，得到存储数据。
其中5)中的软判决度量计算子程序可由图8和图9的程序流程看出：码元的软判决度量计算依据码元的归属分别进行计算，调制码部分的码元进入调制码部分软判决度量初步计算子程序，校验元部分的码元进入校验元部分软判决度量计算子程序，当所有的码元的软判决度量计算结束后，再进行调制码部分码元软判决度量修正子程序。修正至少分三步进行，具体流程参见图12～图15。修正完后我们就得到了所有码元的软判决度量，由图8和图9可知程序返回到迭代译码子程序进行迭代译码。
根据前述的体全息存储器用的调制一阵列码的译码方法而设计的译码系统，其特征在于，它包含存储晶体，从存储晶体扫描出接收数据的电荷耦合器件CCD，对CCD的输出进行滤波的滤波器，依次与滤波器输出端相连的计算机，计算机带有接收和输出数据的数据卡。
由前述可见本发明保留了传统调制码易于判断接收码元极性的优点，同时引入纠错编码技术，使它具有纠错能力。译码时可以采用迭代译码算法，大大提高了纠错能力。采用软判决译码时，可以充分利用数据所包含的信息，即通过从调制码获得的信息，调整码元的条件软值，使输出误码率进一步降低。
本发明所采用的软判决度量的正负取值是通过充分利用本发明的码字结构：调制码部分码元是由等重码码字组成，从而利用一些边界条件通过简单的计算即可得到码元的软判决度量。可见在计算过程中绕过了信道统计信息的具体计算，但结果又能体现出信道的统计特性，所以相当于能动态的根据实际信道统计参数而自适应的修正计算参数，故本发明所述的软判决度量能在信道的信噪比有起伏，并且噪声参数难以统计的信道中使用，而且比较精确的反映码元的极性和可信度。因此本发明中的新的软判决度量不但适用于体全息存储系统，它还可以在信道的信噪比有起伏，并且能在噪声参数难以统计的通信信道中使用。
附图说明：
图1A：根据本发明所提出的编码方法的原理框图，1、存储数据，2、等重码编码器，3、系统纠错码编码器，4、编码数据；
图1B：传统级联码的原理框图，5、第一纠错码编码器，6、第二纠错码编码器；
图1C：根据本发明所提出的编码的码元结构图，7、调制码部分，8、校验元部分；
图2：体全息存储系统方框图，9、数据源，10、空间光调制器，11、存储晶体，12、CCD，13、滤波器，14、输出数据，15、计算机，24、数据卡，A、编码，B、译码；
图3：本发明的编码装置的装置图，16、6∶8等重码编码器，17、缓存，18、(9，8)奇偶校验码编码器，19、改进型阵列码编码器；
图4：本发明的编码过程的精简编码示意图，C、原始数据，D、调制码，E、调制—阵列码；
图5：译码装置原理方框图，20、接收数据，21、软判决度量计算器，22、软判决度量修正器，23、迭代译码及码元判决器；
图6：体全息存储系统中实现译码过程的装置图；
图7：译码的主程序流程图；
图8：译码子程序流程图；
图9：软判决度量计算子程序流程图；
图10：调制码部分软判决度量初步计算子程序流程图；
图11：校验元部分软判决度量计算子程序流程图；
图12：调制码部分码元软判决度量第一步修正子程序流程图；
图13：调制码部分码元软判决度量第二步修正子程序流程图；
图14：调制码部分码元软判决度量第三步修正子程序流程图；
图15：按start，end修正子程序流程图；
图16：初步的实验结果图，G、输入采用全局最佳阈值量化后的原始误码率，F、译码后的输出误码率，R1、采用8×10调制—阵列码的结果，R2、1∶2调制码的结果，R3、6∶8调制码的结果，R4、采用全局最佳阈值所得结果。
表1：原始数据；
表2：6∶8等重码编码后的数据；
表3：表2数据进行纠错编码后数据，也就是表1数据调制—阵列码编码后的数据；
表4：接收数据；
表5：码元排序后数据(码元末尾的数字表示码元在码字中由大到小的顺序，例-0表示最大，-1表示第二大，-7表示最小)；
表6：软判决度量初步计算结果(由表5可得出阈值为134)；
表7：调制码部分码元软判决度量第一步修正后的结果；
表8：调制码部分码元软判决度量第二步修正后的结果；
表9：调制码部分码元软判决度量第三步修正后的结果；
表10：迭代译码后结果；
表11：码元判决输出结果。
现结合实施例对本发明所提出的方法和装置作详尽描绘。
采用前述的本发明的技术方案设计。其中编码装置的装置图请见图3，等重码采用6∶8等重码，这种编码器是市售的。系统纠错码采用由两个(9，8)奇偶校验码组成的改进型阵列码，这种编码器采用DSP芯片按图1C的编码结构设计实现，DSP也是市售的。
为了便于清晰描述编码过程，精简编码如图4所示，其中等重码选择2∶4等重码。奇偶校验码为(5，4)码。
译码装置原理方框图请见图5。图6是在体全息存储系统中实现译码过程的装置图。其中数据卡主要完成数据对计算机的输入输出，没有太高要求，是市售的。计算机用的是PIII800的微型计算机。
本译码方法的全部实施过程见图6～图15。
译码的主要过程由计算机软件实现，其实现的主程序流程图如6所示。其中测量到的码元幅度值为y，其最大值是Max，最小值是0。
下面结合表1-表11详细描述一组数据的具体编、译码过程。
编码过程：表1是原始数据，经6∶8等重码编码后得到表2结果。例如：表1的第一列数据{1，1，0，0，1，1}编码成表2的第一列数据{1，1，0，0，1，1，0，0}。表3是表1最终调制—阵列码编码结果。例如：第一行的第九列的元素，对应图1C中的h(1)，h(1)＝100000001，所以h(1)＝0。
译码过程：表4是送到译码器要进行译码的接收数据，是一个调制—阵列码码字。最大值是255，最小值是0。表5是调制码部分码元以6∶8等重码码字为单位进行排序，末尾的数字表示码元在码字中由大到小的顺序，例第一列码元排序后幅度大小依次为162，149，135，107，55，0，0，0，所以表5第一列为{162-0，135-2，0-5，55-4，107-3，149-1，0-6，0-7}。同时可由每列的-3和-4元素{(107，55)，(173，162)，(155，79)，(224，52)，(255，88)，(223，55)，(255，77)，(169，66)}得出阈值为134。表6是软判决度量初步计算结果，例如第一列，由图10可知表5的162-0和55-4分别计算出表6的162-0和-(255-55)-4，第九列，由图11可知表5的83和199分别计算出表6的-(255-83)和199。表7是调制码部分码元软判决度量第一步修正后的结果，如第一列，由图12可知表6的162-0和-200-4修正为162-0和-320-4。表8是调制码部分码元软判决度量第二步修正后的结果，如第一列，由图13可知表7的171-3和-320-4修正为171-3和-171-4。表9是调制码部分码元软判决度量第三步修正后的结果，如第一列，由图14可知start＝5和end＝7，图15可知表8的-357-5，-306-6和-255-7修正为-255-5，-255-6-0和-255-7。表10是迭代译码后结果，表11是码元判决输出结果。
表1：
    1     0     0     0     0     0     0     0
    1     1     1     1     1     1     1     1
    0     1     0     0     0     1     0     0
    0     1     0     1     0     1     0     1
    1     1     1     1     1     1     0     1
    1     0     0     0     1     1     0     0
表2：
    1     0     0     0     0     0     0     0
    1     1     1     1     1     1     1     1
    0     1     0     0     0     0     1     0
    0     1     0     1     0     1     1     1
    1     1     1     1     1     1     0     1
    1     0     0     0     1     0     0     0
    0     0     1     0     0     1     1     0
    0     0     1     1     1     0     0     1
表3：
    1     0     0     0     0     0     0     0     0     1
    1     1     1     1     1     1     1     1     1     0
    0     1     0     0     0     0     1     0     1     0
    0     1     0     1     0     1     1     1     0     0
    1     1     1     1     1     1     0     1     0     1
    1     0     0     0     1     0     0     0     1     0
    0     0     1     0     0     1     1     0     0     1
    0     0     1     1     1     0     0     1     1     1
表4：
    162     6     43     51     41     55     39     66     83     91
    135     196     217     255     255     255     255     255     199     96
    0     255     27     21     77     41     255     0     255     52
    55     255     79     255     83     223     255     255     55     20
    107     173     243     224     255     255     30     169     49     120
    149     46     51     48     255     26     77     49     181     22
    0     63     255     52     88     255     255     49     38     255
    0     162     155     255     255     0     0     191     242     123
表5：
    162-0   6-7   43-6   51-5   41-7   55-4   39-5   66-4     83     91
    135-2   196-2   217-2   255-0   255-0   255-0   255-0   255-0     199     96
    0-5   255-0   27-7   21-7   77-6   41-5   255-1   0-7     255     52
    55-4   255-1   79-4   255-1   83-5   223-3   255-2   255-1     55     20
    107-3   173-3   243-1   224-3   255-1   255-1   30-6   169-3     49     120
    149-1   46-6   51-5   48-6   255-2   26-6   77-4   49-5     181     22
    0-6   63-5   255-0   52-4   88-4   255-2   255-3   49-6     38     255
    0-7   162-4   155-3   255-2   255-3   0-7   0-7   191-2     242     123
表6：
  162-0   -249-7   -212-6   -204-5   -214-7   -200-4   -216-5   -189-4     -172     -164
  135-2   196-2   217-2   255-0   255-0   255-0   255-0   255-0     199     -159
  -255-5   255-0   -228-7   -234-7   -178-6   -214-5   255-1   -255-7     255     -203
  -200-4   255-1   -176-4   255-1   -172-5   223-3   255-2   255-1     -200     -235
  107-3   173-3   243-1   224-3   255-1   255-1   -225-6   169-3     -206     -135
  149-1   -209-6   -204-5   -207-6   255-2   -229-6   -178-4   -206-5     181     -233
  -255-6   -192-5   255-0   -203-4   -167-4   255-2   255-3   -206-6     -217     255
  -255-7   -93-4   155-3   255-2   255-3   -255-7   -255-7   191-2     242     -132
表7：
  162-0   -249-7   -254-6   -286-5   -214-7   -320-4   -302-5   -302-4     -172     -164
  189-2   274-2   304-2   255-0   255-0   255-0   255-0   255-0     199     -159
  -357-5   255-0   -228-7   -234-7   -214-6   -300-5   306-1   -255-7     255     -203
  -320-4   306-1   -282-4   306-1   -241-5   357-3   357-2   306-1     -200     -235
  171-3   277-3   292-1   358-3   306-1   306-1   -270-6   270-3     -206     -135
  179-1   -251-6   -286-5   -248-6   357-2   -275-6   -285-4   -288-5     181     -233
  -306-6   -269-5   255-0   -325-4   -267-4   357-2   408-3   -247-6     -217     255
  -255-7   -149-4   248-3   357-2   408-3   -255-7   -255-7   267-2     242     -132
表8：
  162-0   -249-7   -254-6   -286-5   -214-7   -320-4   -302-5   -270-4     -172     -164
  189-2   274-2   304-2   255-0   255-0   255-0   255-0   255-0     199     -159
  -357-5   255-0   -228-7   -234-7   -214-6   -300-5   306-1   -255-7     255     -203
  -171-4   306-1   -248-4   306-1   -241-5   320-3   357-2   306-1     -200     -235
  171-3   149-3   292-1   325-3   306-1   306-1   -270-6   270-3     -206     -135
  179-1   -251-6   -286-5   -248-6   357-2   -275-6   -285-4   -288-5     181     -233
  -306-6   -269-5   255-0   -325-4   -267-4   357-2   285-3   -247-6     -217     255
  -255-7   -149-4   248-3   357-2   267-3   -255-7   -255-7   267-2     242     -132
表9：
  162-0   -249-7   -254-6   -286-5   -214-7   -320-4   -302-5   -270-4     -172     -164
  189-2   274-2   304-2   255-0   255-0   255-0   255-0   255-0     199     -159
  -255-5   255-0   -228-7   -234-7   -214-6   -300-5   255-1   -255-7     255     -203
  -171-4   255-1   -248-4   255-1   -241-5   320-3   255-2   255-1     -200     -235
  171-3   149-3   292-1   325-3   255-1   255-1   -270-6   270-3    -206     -135
  179-1   -251-6   -286-5   -248-6   255-2   -275-6   -285-4   -247-5     181     -233
  -255-6   -269-5   255-0   -325-4   -267-4   255-2   255-3   -247-6     -217     255
  -255-7   -149-4   248-3   255-2   255-3   -255-7   -255-7   267-2     242     -132
表10：
    77     -115     -503     -516     -77     -502     -503     -427     -172     -164
    458     230     281     616     598     230     549     568     199     -159
    -522     478     -166     -166     -528     -596     184     -503     255     -203
    -446     549     -498     199     -199     662     579     211     -200     -235
    127     419     530     519     127     159     -557     539     -206     -135
    521     -225     -579     -561     524     -225     -262     -608     181     -233
    -597     -592     211     -599     -561     505     206     -206     -217     255
    -226     -503     584     223     542     -561     -517     223     242     -132
表11：
    1     0     0     0     0     0     0     0
    1     1     1     1     1     1     1     1
    0     1     0     0     0     1     0     0
    0     1     0     1     0     1     0     1
    1     1     1     1     1     1     0     1
    1     0     0     0     1     1     0     0
由图16初步的实验结果可以表明：只要原始误码率(定义为采用全局最佳阈值量化后的误码率)低于4×10-2，8×10调制—阵列码的使用效果就可与1∶2调制码(二者码率相当)的使用效果相当；当原始误码率低于1×10-2后，其使用效果显著优于1∶2调制码。所以本发明所提出的方法及装置达到了预期目的。

Claims (6)

1、一种体全息存储器用的调制——阵列码的编码方法，含有调制编码方法和纠错编码方法，其特征在于，它由以下步骤顺次组成：
1)使存储数据通过等重码编码器进行等重码编码；
2)以等重码作为输入通过纠错码编码器进行纠错码编码，采用的纠错码是系统码；
3)编码后的码元结构从左到右依次由调制码部分和校验元部分组成，其中，左边调制码部分为：k×k个码元，从左到右为：{x(1，1)，x(1，2)，...x(1，k)}，...{x(k，1)，x(k，2)，...x(k，k)}是k个n：k调制码码字按顺序排列。右边校验元部分：k×2个码元，其中h(1)，h(2)，...h(k-1)，h(k)与左边码的关系为：h(i)＝x(1，i)x(2，i)...x(k-1，i)x(k，i)1 i＝1，2，...k-1，k，d(1)，d(2)，...d(k-1)，d(k)，与左边码的关系为：d(i)＝f(1，i)f(2，i)...f(k-1，i)f(k，i)1 i＝1，2，...k-1，k，f(j，i)＝x(j，((i+j-2)mod k)+1) j＝1，2，...k-1，k。
2、根据权利要求1所述的体全息存储器用的调制——阵列码的编码方法，其特征在于：在常规的编码器中所述的等重码采用6∶8等重码。
3、根据权利要求1所述的体全息存储器用的调制——阵列码的编码方法，其特征在于：采用了DSP芯片设计成本发明所述编码结构编码器，所述的纠错码采用由两个(9，8)奇偶校验码组成的改进型阵列码。
4、根据权利要求1所述的体全息存储器用的调制——阵列码的编码方法而设计的编码系统，其特征在于：它含有向6∶8等重码编码器提供存储数据的数据源，向系统纠错码编码器提供编码数据的6∶8等重码编码器，向空间光调制器提供编码数据的系统纠错码编码器，向存储晶体提供调制后的编码数据的空间光调制器以及存储晶体。
5、一种体全息存储器用的调制——阵列码的译码方法，含有软判决度量算法，其特征在于：它由以下步骤依次构成：
1)从存储晶体来的数据读入数据卡；
2)计算机从数据卡读一个码字；
3)进入译码子程序；
4)把码字中的调制码部分的码元以等重码码字为单位按接受到的幅度从大到小排序，统计全局判别阈值；
5)进入软判决度量计算子程序：首先分成两部分码元分别计算，其中调制码部分码元进入调制码部分软判决度量初步计算子程序，校验元部分码元进入校验元部分软判决度量计算子程序，二者计算结束后进入调制码部分码元软判决度量修正子程序；
6)5)中所提到的调制码部分软判决度量初步计算子程序，其中初步计算公式为：
                 S(u|y)＝c×|b+d×y|
式中c代表将码元判决为0或1时的正负极性信息，d和b代表信道的各种复杂信息，
设：接收数据经整理后最大值是Max，最小值是0，
则：边界条件为：
判定u＝1时，若y＝0则判定的可信度最小，|S(u|y)|＝0，若y＝Max则判定的可信度最大，|S(u|y)|＝Max，
判定u＝0时，若y＝0则判定的可信度最大，|S(u|y)|＝Max，
            若y＝Max则判定的可信度最小，|S(u|y)|＝0，
得出：
式中c1、c0表示码元取1和0时S(u|y)的极性，其中c1×c0＝-1；
7)5)所提到的校验元部分软判决度量计算子程序，其中阈值是4)中所提到的全局判决阈值，在调制码部分码元排序过程中，取出每一个等重码码字中的第m1和(m1-1)个码元的幅度值，寻找到令这些码元判别后误码最小的阈值，这就是统计出的调制码部分码元的最佳全局阈值，将其近似成校验元部分码元的判决阈值，于是校验元部分软判决度量计算公式为：
8)5)中所提到的调制码部分码元软判决度量修正子程序至少分三步进行，其中：首先进入调制码部分码元的软判决度量第一步修正子程序，依次依据调制码字中排序后的位置进行修正：
Figure A0113974100042
其中：
               f(y，n)＝y×g(n)
n是码元在调制码字中排序后的位置，n＝0，1，2，...，k-1，接着进入调制码部分码元软判决度量第二步修正子程序，依据码元的误码概率予以修正：
          Sm1-1(u|y)＝c1×min(|Sm1-1(u|y)|，|Sm1(u|y)|)
          Sm1(u|y)＝c0×|Sm1-1(u|y)|
式中m1表示调制码码字中1的个数，Sn(u|y)代表第n个码元的软判决度量，n是码元在调制码字中排序后的位置，n＝0，1，2，...，k-1，然后进行调制码部分码元的软判决度量第三步修正子程序，依据码元的接收幅度值给予修正：当第n，n+1，...，n+m个码元的y值相同，而且这m+1个码元极性相同，则：
          Sn(u|y)＝...＝Sn+m(u|y)＝sgn(Sn(u|y))×min(|Sn(u|y)|，...，|Sn+m(u|y)|)
若：m+1个码元的极性不同，则：
          Sn(u|y)＝Sn+1(u|y)＝...＝Sn+m(u|y)＝0
从而得到调制码部分码元的条件软判决度量值；
9)进行码字的迭代译码，其中软判决度量的运算规则如下：
    S(u1u2)≈sgn(S(u1|y1))×sgn(S(u2|y2))×min(|S(u1|y1)|，|S(u2|y2)|)
式中sgn()是取符号函数，min()是求最小值函数；
10)依据码元的最终软判决度量进行量化，其极性为c1的码元为1，极性为c0的码元为0，然后再对其进行等重码译码，最后输出译码后的判决结果数据；
11)判决结束后经数据卡将判决输出，得到存储数据。
6、根据权利要求5的体全息存储器用的调制——阵列码的译码方法而设计的译码系统，其特征在于：它包含存储晶体，从存储晶体扫描出接收数据的电荷耦合器件CCD，对CCD的输出进行滤波的滤波器，依次与滤波器输出端相连的计算机，计算机带有接收和输出数据的数据卡。
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