순열 코드
Permutation codes순열 코드는 1965년 Slepian에 [1][2]의해 처음 도입된 오류 수정 코드 계열이며 플래시 메모리[5] 및 전력선 [6]통신과 관련된 응용으로 인해 조합론 및 정보[3][4] 이론에서 널리 연구되어 왔습니다.
정의 및 속성
순열 C({C})는 n개의 문자열 사이의 일반적인 해밍 거리를 부여받은 의 대칭 그룹의 부분 집합으로 정의됩니다. 더 정확히 말하면, {\ 으로 d) { { . : ( {\d(\displaystyle d) = \left\{i\in \{ ..., 의 순열입니다.
순열 displaystyle 의 최소 거리는 최소 양의 dm로 정의되며, 따라서,, \ \({displaystyle \가 존재하며 이는과 같이 구별됩니다.◦ ) d ddisplaystyle,\)=
순열 코드가 특정 채널에 적합한 이유 중 하나는 알파벳 기호가 각 코드 워드에 한 번만 나타나기 때문입니다. 예를 들어, 전력선 통신의 맥락에서 발생하는 오류가 코드 워드에 미치는 영향이 적습니다.
길버트-바르샤모프 경계
순열 코드의 주요 문제는 M 의값을 결정하는 것입니다. 서 M은 길이({ n과 거리d({d})의 순열 코드에서 최대 코드 워드 수로 정의됩니다.4 - \ 4 d에 대해 작은 길이를 제외하고는 거의 진행되지 않았습니다. { .. , {\ ..., ..., 로 D를 하여 동일한 거리 k}를갖는 Sn의 집합을 나타낼 수 있습니다.
( ) { : H (, ) }{{\ \H}(\id)=를D( k ) ( k {\서 는 kk의 탈선 횟수입니다.
길버트-바르샤모프 경계는 매우 잘 알려진 [7]상한이며, 지금까지 d d의 작은 값에 대한 다른 경계를 능가합니다.
정리 1: - D ( )≤ ( )≤ ∑ ▁ ▁k k= 0[ - ]D (k)
다음 정리에서 수 있듯이 d 4 { d =4}의[7] 경우에 대해 개선되었습니다.
정리 2 만약 에 k ≤ ≤ 2+ -2 \ \ \ \ k \ k2 + 라면,
( 4 + ( ) ( ) - ( - 1 )- ( k2) )( + 2)( + 2 ) (k ) ( - 1 ) -) \ \ displaystyle nn+ 1 \ 1{( n2(k)-k)-2)-1)-2)-2(k)-2(
n n d d의 작은 값에 대해, 연구자들은 몇 가지 규정된 자동 변형이 있는 순열 코드를 직접 찾기 위해 다양한 컴퓨터 검색 전략을 개발했습니다.
기타 한계
순열 코드에는 여러 가지 경계가 있습니다. 여기에 두 가지를 나열합니다.
길버트-바르샤모프 경계 개선
위에서 이미 논의된 길버트-바르샤모프 경계에 대한 개선이 수행되었습니다.특정 그래프에서 순열 코드와 독립 집합 사이의 연결을 사용하면 코드 길이가 무한대가 될 때 로그 () {\에 의해 점근적으로 길버트-바르샤모프 경계를 개선할 수 있습니다.[9]
G() {\가 케일리 그래프 ( : (S (d - \( d) : \GammaS_, d) 에서 동일성의 근방에 의해 유도된 부분 그래프를 나타낸다고 .=
( d) { d)}이(가)G의 최대 차수를 나타내도록 .
3: m ( ( + {\ md)= 및
M (d) \M()\ M_
여기서 ( k = - (k) {\d)=\ _
길버트-바르샤모프 경계는 M(d) ) ! + ( \ \ \ M \ M_
정리 4: d d가 고정되고 n이 무한대에 해당하면, 는 다음과 같이 됩니다.
선형 코드를 사용한 하한값
[ {{ 선형 블록 코드를 사용하면 d {\ d 및 큰 [10]카디널리티를 갖는 도n { n 대칭 그룹에 순열 코드가 존재함을 증명할 수 있습니다.순열[10] 코드의 길이와 거리의 특정 체제에서 점근적 개선을 제공하는 순열 코드의 하한이 아래에서 논의됩니다. }의 주어진 부분집합K\mathrm {에 , 우리는 Md M}K에완전히 된 최소 d d 이상의 순열 코드의 최대 카디널리티.
( ) { : K ( {\ Md)= d d
정리 5: d d}을 0< < \ 0 < k < 및 < { d \ n과 같은 정수로 . 게다가 { \ q}를 소수로 s {\d, n + {\ n = ≤r < {{0 <q와 같은 양의 정수여야 합니다. [, {, C {{ C} - C {{\가 해밍 n {\n의 코드 워드를 한 다음
서 K ( )× ()q - {\ = ( (
필연적으로 1: 모든 소수 n \ q \ n 2 < 2 < \ n
필연적으로 2: 모든 소수q{q에 대해, 3 3에 대해,
레퍼런스
- ^ "Codes on Euclidean Spheres, Volume 63 - 1st Edition". www.elsevier.com. Retrieved 2022-09-20. 네덜란드 수학 도서관.North-Holland Publishing Co., 암스테르담, 2001.
- ^ Slepian, D. (March 1965). "Permutation modulation". Proceedings of the IEEE. 53 (3): 228–236. doi:10.1109/PROC.1965.3680. ISSN 1558-2256. S2CID 124937273.
- ^ Cameron, Peter J. (2010-02-01). "Permutation codes". European Journal of Combinatorics. 31 (2): 482–490. doi:10.1016/j.ejc.2009.03.044. ISSN 0195-6698.
- ^ Tarnanen, H. (January 1999). "Upper Bounds on Permutation Codes via Linear Programming". European Journal of Combinatorics. 20 (1): 101–114. doi:10.1006/eujc.1998.0272. ISSN 0195-6698. J. Combin., 20(1):101–114, 1999
- ^ Han, Hui; Mu, Jianjun; He, Yu-Cheng; Jiao, Xiaopeng; Ma, Wenping (April 2020). "Multi-Permutation Codes Correcting a Single Burst Unstable Deletions in Flash Memory". IEEE Communications Letters. 24 (4): 720–724. doi:10.1109/LCOMM.2020.2966619. ISSN 1089-7798. S2CID 214381288.
- ^ Chu, Wensong; Colbourn, Charles J.; Dukes, Peter (May 2004). "Constructions for Permutation Codes in Powerline Communications". Designs, Codes and Cryptography. 32 (1–3): 51–64. doi:10.1023/b:desi.0000029212.52214.71. ISSN 0925-1022. S2CID 18529905.
- ^ a b Gao, Fei; Yang, Yiting; Ge, Gennian (May 2013). "An Improvement on the Gilbert–Varshamov Bound for Permutation Codes". IEEE Transactions on Information Theory. 59 (5): 3059–3063. doi:10.1109/tit.2013.2237945. ISSN 0018-9448. S2CID 13397633.
- ^ Smith, Derek H.; Montemanni, Roberto (2011-08-19). "A new table of permutation codes". Designs, Codes and Cryptography. 63 (2): 241–253. doi:10.1007/s10623-011-9551-8. ISSN 0925-1022. S2CID 207115236.
- ^ F. Gao, Y. Yang 및 G. Ge, 정보 이론에 관한 IEEE 거래, vol. 59, no. 5, 페이지 3059-3063, 2013년 5월, doi: 10.1109/IT. 2013.2237945.
- ^ a b G. 미켈리와 A.네리, 정보 이론에 관한 IEEE 거래에서 "선형 블록 코드를 사용하는 순열 코드에 대한 새로운 하한", vol. 66, no. 7, 페이지 4019-4025, 2020년 7월, doi: 10.1109/TIT. 2019.2957354.