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高噪声区域中改进的显式近最优码

信息论 2024-11-06 v2 数据结构与算法 组合数学 math.IT

摘要

我们研究了高噪声区域中的唯一可解码码和列表可解码码,特别是能够从1ε2\frac{1-\varepsilon}{2}比例的误差中唯一解码和从1ε1-\varepsilon比例的误差中列表解码的码。我们提出了几种改进的显式构造,实现了近最优速率,以及高效甚至线性时间的解码算法。我们的贡献如下。1. 显式近最优线性时间唯一可解码码:我们构造了一个显式的F2\mathbb{F}_2-线性码族,速率为Ω(ε)\Omega(\varepsilon),字母表大小为2polylog(1/ε)2^{\mathrm{poly} \log(1/\varepsilon)},能够在2e+s<(1ε)n2e + s < (1 - \varepsilon)n时在线性时间内纠正ee个错误和ss个擦除。2. 显式近最优列表可解码码:我们构造了一个显式的列表可解码码族,速率为Ω(ε)\Omega(\varepsilon),字母表大小为2polylog(1/ε)2^{\mathrm{poly} \log(1/\varepsilon)},能够在多项式时间内从1ε1-\varepsilon比例的误差中进行列表解码,列表大小为L=expexpexp(logn)L = \exp\exp\exp(\log^{\ast}n)。3. 具有近最优列表大小的列表可解码码:我们构造了一个显式的列表可解码码族,具有最优列表大小O(1/ε)O(1/\varepsilon),尽管速率次优为O(ε2)O(\varepsilon^2),能够在多项式时间内从1ε1-\varepsilon比例的误差中进行列表解码。此外,我们引入了一种新的组合对象,称为多重集分散器,并使用它给出一个列表可解码码族,其近最优速率为εlog2(1/ε)\frac{\varepsilon}{\log^2(1/\varepsilon)},列表大小为log2(1/ε)ε\frac{\log^2(1/\varepsilon)}{\varepsilon},可以在概率多项式时间内构造并在确定性多项式时间内解码。我们还引入了新的解码算法,这些算法可能对其他基于图的码有价值。

关键词

引用

@article{arxiv.2410.15506,
  title  = {Improved Explicit Near-Optimal Codes in the High-Noise Regimes},
  author = {Xin Li and Songtao Mao},
  journal= {arXiv preprint arXiv:2410.15506},
  year   = {2024}
}

备注

28 pages. To appear in SODA 2025