We present a finite blocklength performance bound for a DNA storage channel with insertions, deletions, and substitutions. The considered bound -- the dependency testing (DT) bound, introduced by Polyanskiy et al. in 2010 -- provides an upper bound on the achievable frame error probability and can be used to benchmark coding schemes in the practical short-to-medium blocklength regime. In particular, we consider a concatenated coding scheme where an inner synchronization code deals with insertions and deletions and the outer code corrects remaining (mostly substitution) errors. The bound depends on the inner synchronization code. Thus, it allows to guide its choice. We then consider low-density parity-check codes for the outer code, which we optimize based on extrinsic information transfer charts. Our optimized coding schemes achieve a normalized rate of $88\%$ to $96\%$ with respect to the DT bound for code lengths up to $2000$ DNA symbols for a frame error probability of $10^{-3}$ and code rate 1/2.


翻译:我们为DNA储存通道展示了带插入、删除和替换的有限整段性能。2010年由Polyanskiy等人引入的受约束性测试(DT)为可实现的框架误差概率提供了上限,可用于在实际的中短期封长制度中为编码办法基准。我们特别考虑一种混合编码办法,即内部同步代码处理插入和删除,外部代码纠正剩余的(主要是替代)错误。约束取决于内部同步代码。因此,它允许指导其选择。然后我们考虑外部代码的低密度对等检查代码,我们根据外部信息传输图优化这些代码。我们优化的优化编码方案实现了在代码长度为10美元至3美元和代码率为1/2的DT的常规率为88美元至96美元。

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