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加权读取信道的容量

信息论 2024-01-30 v1 math.IT

摘要

由于各种因素,纳米孔测序在 DNA 存储中日益受到重视,成为主要的测序方法之一。在这项工作中,我们考虑测序仪的一个简化模型,并将其表征为信道。该信道接收一个序列,并使用长度为 \ell 的滑动窗口对其进行处理,每次将窗口移动 δ\delta 个字符。我们将该信道的输出称为读取向量,它是一个包含每个窗口中元素之和的向量。信道的容量定义为信道的最大信息速率。先前的工作已经揭示了某些参数 \ellδ\delta 下的容量值。在这项工作中,我们证明当 δ<<2δ\delta < \ell < 2\delta 时,容量值由 1δlog212(+1+(+1)24(δ)(δ+1))\frac{1}{\delta}\log_2 \frac{1}{2}(\ell+1+ \sqrt{(\ell+1)^2 - 4(\ell - \delta)(\ell-\delta +1)}) 给出。此外,我们构造了当 2δ<2\delta < \ell 时的一个上界。最后,我们将该模型扩展到二维情况,并给出了关于其容量的若干结果。

关键词

引用

@article{arxiv.2401.15368,
  title  = {The Capacity of the Weighted Read Channel},
  author = {Omer Yerushalmi and Tuvi Etzion and Eitan Yaakobi},
  journal= {arXiv preprint arXiv:2401.15368},
  year   = {2024}
}