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[算法理论] 对抗性纳米孔通道的首阶最优纠错码研究

发布于:2026-06-18 22:00 最后更新:2026-06-20 13:50
#algorithm #Codeforces #optimization

我们研究了对抗性纳米孔通道的纠错码,其中一个 $q$-进制字符串首先通过一个具有窗口大小为 $\ell$ 的符号间干扰通道转化为一系列重叠的 $\ell$-mers,然后一个对手通过至多引入 $t$ 次编辑来破坏这一 $\ell$-mer 序列。对于仅删除的纳米孔通道,我们证明了长度为 $n$ 的 $t$-删除纠错码的最优冗余在 $t\log_q n + \Omega(1)$ 与 $2t\log_q n - \log_q \log_2 n + O(1)$ 之间。接下来,我们给出了两个明确的删除纠错构造,适用于 $t \leq \min\{(\ell-1)/2,(\ell+2)/3\}$ 的情况。第一个构造依赖于广义的 Reed-Solomon 码,冗余为 $2t\log_q n + \Theta(\log\log n)$。第二个构造基于 Sidon 集(或更确切地说是 $B_t$ 序列),冗余为 $t\log_q n + \Theta(\log\log n)$,与下界在首阶上匹配。我们进一步将基于 $B_t$ 的方法扩展到编辑通道,允许对 $\ell$-mers 进行插入、删除和替换。在 $t \leq \min\{(\ell-1)/4,(\ell+2)/6\}$ 的范围内,这提供了明确的 $t$-编辑纠错码,其冗余为 $t\log_q n + \Theta(\log\log n)$,这是首阶最优的。

博主点评: 本文在对抗性纳米孔通道中提出的纠错码构造,展示了理论与实践的紧密结合,尤其是在处理编辑操作时的灵活性与效率。对冗余的详细分析为进一步的研究提供了良好的基础,值得关注。

原文链接: https://arxiv.org/abs/2601.21236

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