The errors occurring in DNA-based storage are correlated in nature, which is a direct consequence of the synthesis and sequencing processes. In this paper, we consider the memory-$k$ nanopore channel model recently introduced by Hamoum et al., which models the inherent memory of the channel. We derive the maximum a posteriori (MAP) decoder for this channel model. The derived MAP decoder allows us to compute achievable information rates for the true DNA storage channel assuming a mismatched decoder matched to the memory-$k$ nanopore channel model, and quantify the loss in performance assuming a small memory length--and hence limited decoding complexity. Furthermore, the derived MAP decoder can be used to design error-correcting codes tailored to the DNA storage channel. We show that a concatenated coding scheme with an outer low-density parity-check code and an inner convolutional code yields excellent performance.


翻译:DNA存储中出现的错误本质上具有相关性,这是合成与测序过程的直接结果。本文考虑Hamoum等人近期提出的记忆$k$纳米孔信道模型,该模型刻画了信道固有的记忆特性。我们推导了该信道模型的最大后验概率(MAP)译码器。通过所推导的MAP译码器,我们能够计算真实DNA存储信道在采用匹配记忆$k$纳米孔信道模型的失配译码器时的可达信息率,并量化采用短记忆长度(因而译码复杂度受限)时的性能损失。此外,所推导的MAP译码器可用于设计面向DNA存储信道的纠错码。我们证明,采用外低密度奇偶校验码与内卷积码的级联编码方案能够获得优异的性能表现。

0
下载
关闭预览

相关内容

【2022新书】高效深度学习,Efficient Deep Learning Book
专知会员服务
128+阅读 · 2022年4月21日
专知会员服务
23+阅读 · 2021年9月20日
VCIP 2022 Call for Demos
CCF多媒体专委会
1+阅读 · 2022年6月6日
BERT/Transformer/迁移学习NLP资源大列表
专知
19+阅读 · 2019年6月9日
Hierarchically Structured Meta-learning
CreateAMind
27+阅读 · 2019年5月22日
Transferring Knowledge across Learning Processes
CreateAMind
29+阅读 · 2019年5月18日
A Technical Overview of AI & ML in 2018 & Trends for 2019
待字闺中
18+阅读 · 2018年12月24日
disentangled-representation-papers
CreateAMind
26+阅读 · 2018年9月12日
【推荐】RNN/LSTM时序预测
机器学习研究会
25+阅读 · 2017年9月8日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2014年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2014年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2013年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2012年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2012年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2012年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2011年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2009年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2008年12月31日
Arxiv
0+阅读 · 2023年5月10日
VIP会员
最新内容
世界模型入门:从序贯决策到通用智能体
专知会员服务
4+阅读 · 10月24日
军事域更好使用人工智能的实用指南
专知会员服务
9+阅读 · 10月22日
《衡量语言模型中的作战规划能力》
专知会员服务
14+阅读 · 10月20日
Maven智能系统:帕兰提尔军事人工智能平台详解
专知会员服务
16+阅读 · 10月20日
《测试自动化框架在敏捷软件开发中的角色》
专知会员服务
8+阅读 · 10月20日
俄罗斯如何拦截乌克兰无人机与巡航导弹
专知会员服务
12+阅读 · 10月15日
《武器-目标分配问题:精确与近似求解算法》
专知会员服务
17+阅读 · 10月15日
相关VIP内容
【2022新书】高效深度学习,Efficient Deep Learning Book
专知会员服务
128+阅读 · 2022年4月21日
专知会员服务
23+阅读 · 2021年9月20日
相关基金
国家自然科学基金
0+阅读 · 2014年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2014年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2013年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2012年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2012年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2012年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2011年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2009年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2008年12月31日
Top
微信扫码咨询专知VIP会员