1.一種局部性不相等碼的構(gòu)造方法,其特征在于,包括兩種優(yōu)選實(shí)施方式:
第一優(yōu)選實(shí)施方式:信息符號(hào)局部性不相等時(shí),構(gòu)造信息符號(hào)局部性不相等碼,對(duì)最大距離可分MDS碼的奇偶校驗(yàn)位矩陣進(jìn)行分離,對(duì)分離所得的任意一個(gè)子集進(jìn)一步分離,得到編碼符號(hào)長(zhǎng)度n的信息符號(hào)局部性不相等碼生成矩陣,該矩陣生成的碼字即為最小距離d達(dá)到上界的信息符號(hào)局部性不相等碼;
第二優(yōu)選實(shí)施方式:全符號(hào)局部性不相等時(shí),包括信息符號(hào)和奇偶校驗(yàn)符號(hào),采用Gabidulin碼進(jìn)行編碼,再將編碼結(jié)果利用最大距離可分MDS碼再一次進(jìn)行編碼,得到達(dá)到最小距離上界的(n,k,d)全符號(hào)局部性不相等碼,碼字長(zhǎng)度n,該矩陣生成的碼字即為最小距離d達(dá)到上界的信息符號(hào)局部性不相等碼。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述局部性不相等碼的構(gòu)造方法,其特征在于,包括:
Fq表示q元域;
中F表示域,qm表示q元的m次擴(kuò)展,其中域內(nèi)多項(xiàng)式的最高次數(shù)為k-1;
一個(gè)長(zhǎng)度為n的編碼中含有k個(gè)信息符號(hào),其中某個(gè)符號(hào)i可以通過(guò)碼中的其他ri個(gè)符號(hào)恢復(fù)出來(lái),那么i的局部性為ri,若一個(gè)碼所包含的k個(gè)信息符號(hào)中的每個(gè)信息符號(hào)的局部性最大為r,則所述碼的局部性為r;
系統(tǒng)碼n表示編碼長(zhǎng)度,k表示信息符號(hào)長(zhǎng)度,d表示最小距離,若信息符號(hào)可以被分為不相交的子集,不同子集的信息符號(hào)具有不同的局部性,即信息符號(hào)局部性不相等碼;
所述系統(tǒng)碼其信息符號(hào)局部性輪廓為kj為局部性為j(1≤j≤r)的信息符號(hào)的個(gè)數(shù);
所述全符號(hào)局部性不相等碼是信息符號(hào)局部性不相等碼的進(jìn)一步擴(kuò)展,編碼符號(hào),包括信息符號(hào)和奇偶校驗(yàn)符號(hào),可以被分為不相交的子集,不同子集的編碼符號(hào)具有不同的局部性,表示奇偶校驗(yàn)符號(hào)也具有局部性約束的碼;
所述系統(tǒng)碼若奇偶校驗(yàn)符號(hào)也具有局部性約束時(shí),即信息符號(hào)局部性輪廓,定義全符號(hào)局部性輪廓,ri表示碼中第i個(gè)符號(hào)的局部性,1≤i≤n,令ra=max(r1,r2,…,rn),那么它的全符號(hào)局部性輪廓表示為nj是局部性為j(1≤j≤ra)的信息符號(hào)的數(shù)量;
若Xn為有限域GF(q)上的n維向量空間,q為素?cái)?shù)或素?cái)?shù)冪,Xn中的元素向量x在GF(q)上的秩為R(x),Xn的兩個(gè)元素x、y之間的秩距離dR(X,Y)定義為dR(x,y)=R(x-y);碼c的所有不同兩個(gè)碼字的秩距離的最小值為碼c的最小秩距離,記作dR(c);碼長(zhǎng)為N,信息符號(hào)數(shù)為K,最小秩距離為D的線性碼稱(chēng)作秩距離(N,K,D)碼;
所述上的一個(gè)Gabidulin碼記為(N,K,N-K+1)碼,其中N為編碼符號(hào)個(gè)數(shù),K為信息符號(hào)個(gè)數(shù),N-K+1為碼字最小距離;為其中的一個(gè)碼字,定義為f(x)是m*q階有限域內(nèi)的一個(gè)系數(shù)為信息符號(hào)的線性多項(xiàng)式,即有限域內(nèi)的元素個(gè)數(shù)為m*q,g1,…,gN是上的特定的點(diǎn);
所述Gabidulin碼屬于秩距離碼;
若(N,N-Y,Y+1)碼,碼長(zhǎng)為N,冗余度為Y,最小距離為Y+1的線性碼,為最大距離可分MDS碼;所述最大距離可分MDS碼,若N-Y個(gè)信息符號(hào)位經(jīng)過(guò)編碼之后擴(kuò)展為N個(gè)信息符號(hào)位,當(dāng)N-Y個(gè)信息符號(hào)位中的任一符號(hào)位丟失或損壞時(shí),利用現(xiàn)有的N-1個(gè)符號(hào)位中的K個(gè)符號(hào)位即可恢復(fù)出丟失或損壞的信息符號(hào)位;
若先采用Gabidulin碼進(jìn)行編碼,再采用最大距離可分MDS碼進(jìn)行編碼,最后得到的編碼結(jié)果就可以達(dá)到Singleton上界,即達(dá)到了碼字最小距離的上界;
所述Singleton上界為碼字的一個(gè)度量,即當(dāng)碼字長(zhǎng)度及最小距離給定時(shí)碼字個(gè)數(shù)的一個(gè)上界;Aq(n,d)為q元碼碼字個(gè)數(shù)可能達(dá)到的最大值,即Aq(n,d)≤qn-d+1,其中q表示碼字是一個(gè)q元碼;若一個(gè)碼字達(dá)到Singleton上界時(shí),所述碼字的最小距離可達(dá)到最大值;若域上的(N,K,D)秩距離碼其編碼符號(hào)個(gè)數(shù)為N,信息符號(hào)個(gè)數(shù)為K,最小秩距離為D,其Singleton上界可以轉(zhuǎn)化為與碼字最小距離相關(guān)的表示,即:
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述局部性不相等碼的構(gòu)造方法,其特征在于,第一優(yōu)選實(shí)施方式中信息符號(hào)局部性不相等時(shí);
碼其中k+d-1表示編碼長(zhǎng)度,d-1表示奇偶校驗(yàn)位長(zhǎng)度,d表示最小距離,當(dāng)奇偶檢驗(yàn)位長(zhǎng)度僅比最小距離少一位時(shí),滿(mǎn)足最大距離可分MDS碼的構(gòu)造條件,最大距離可分MDS的生成矩陣是由單位矩陣與奇偶校驗(yàn)位矩陣構(gòu)造而成,其中單位矩陣的列數(shù)與碼的信息符號(hào)長(zhǎng)度相同;
碼的生成矩陣可以表示為其中是k*k的單位矩陣的第j列向量,是k*(d-1)的奇偶校驗(yàn)位矩陣中的第j列向量,即:
每一個(gè)信息符號(hào)的局部性對(duì)G′中的劃分子集,記jp代表坐標(biāo)點(diǎn)在奇偶校驗(yàn)位矩陣第j列中局部性為p(1≤p≤m,m≤r),將中所有局部性為p的坐標(biāo)放到同一個(gè)子集sp,則被分為m個(gè)不相交的子集s1,…,sm,|sp|表示集合sp中元素的個(gè)數(shù),表示jp的個(gè)數(shù);
將sp任意劃分為個(gè)不相交的子集,每個(gè)子集的大小不能超過(guò)局部性p,即
為k維的向量,集合S包含于這個(gè)k維的向量,表示集合S中的元素取自中的任意|S|行;
最終得到的碼字生成矩陣為G:
所述分解向量僅以此為例,但不局限于此例;
若原始信息碼字為得到編碼碼字為得到的碼字長(zhǎng)度n:
最小距離d的上界:
則構(gòu)造出最小距離d達(dá)到上界的信息符號(hào)局部性不相等碼。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述局部性不相等碼的構(gòu)造方法,其特征在于,第二優(yōu)選實(shí)施方式中全符號(hào)局部性不相等時(shí),包括信息符號(hào)和奇偶校驗(yàn)符號(hào);
向量屬于域,長(zhǎng)度為k,的全符號(hào)局部性輪廓為即局部性為j的符號(hào)個(gè)數(shù)有nj個(gè),1≤j≤ra;求得每個(gè)局部性j所對(duì)應(yīng)的nj,由式進(jìn)一步求得N,即得到Gabidulin碼的碼字長(zhǎng)度N;
根據(jù)碼字長(zhǎng)度N,信息符號(hào)長(zhǎng)度k以及最小距離N-k+1對(duì)進(jìn)行Gabidulin編碼,得到碼字
碼字中的符號(hào)根據(jù)每個(gè)符號(hào)的局部性劃分成ra個(gè)不相交組即每個(gè)組中的元素局部性為j,每一個(gè)組中符號(hào)個(gè)數(shù)為Nj;
若Nj=0,則組則不再劃分此類(lèi)組;
若Nj>0,即組則進(jìn)一步將Nj對(duì)應(yīng)的組中的符號(hào)任意劃分成Nj/j個(gè)不相交的局部性分組,每組中的符號(hào)數(shù)為j,則
對(duì)于每一個(gè)包含j個(gè)符號(hào)的局部性分組利用Fq上的(j+1,j,2)最大距離可分MDS碼再次進(jìn)行編碼,使每個(gè)分組的符號(hào)個(gè)數(shù)由j變?yōu)閖+1;
得到達(dá)到最小距離上界的(n,k,d)全符號(hào)局部性不相等碼,碼字長(zhǎng)度n:
最小距離d的上界:
則構(gòu)造出最小距離d達(dá)到上界的全符號(hào)局部性不相等碼。