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:染色体基于DNA的存储的错误具有相关性,这是合成和测序过程的直接结果。本文考虑了Hamoum等人最近引入的存储器-k核孔道模型,该模型模拟了通道的固有记忆。我们推导了该通道模型的最大后验概率(MAP)译码器,并针对真实的DNA存储通道使用不匹配的解码器匹配于存储器-k nanopore通道模型,计算可实现的信息速率,并量化在具有小内存长度(因此受限的解码复杂度)的情况下的性能损失。此外,推导的MAP译码器可以用于设计适用于DNA存储通道的纠错码。我们表明,一个具有外部低密度奇偶校验码和内部卷积码的串联编码方案具有出色的性能。

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
117+阅读 · 2022年4月21日
专知会员服务
22+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
26+阅读 · 2019年5月22日
Transferring Knowledge across Learning Processes
CreateAMind
27+阅读 · 2019年5月18日
A Technical Overview of AI & ML in 2018 & Trends for 2019
待字闺中
16+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
相关VIP内容
【2022新书】高效深度学习,Efficient Deep Learning Book
专知会员服务
117+阅读 · 2022年4月21日
专知会员服务
22+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