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)選實施方式:
第一優(yōu)選實施方式:信息符號局部性不相等時,構(gòu)造信息符號局部性不相等碼,對最大距離可分MDS碼的奇偶校驗位矩陣進行分離,對分離所得的任意一個子集進一步分離,得到編碼符號長度n的信息符號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達到上界的信息符號局部性不相等碼;
第二優(yōu)選實施方式:全符號局部性不相等時,包括信息符號和奇偶校驗符號,采用Gabidulin碼進行編碼,再將編碼結(jié)果利用最大距離可分MDS碼再一次進行編碼,得到達到最小距離上界的(n,k,d)全符號局部性不相等碼,碼字長度n,該矩陣生成的碼字即為最小距離d達到上界的信息符號局部性不相等碼。
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次擴展,其中域內(nèi)多項式的最高次數(shù)為k-1;
一個長度為n的編碼中含有k個信息符號,其中某個符號i可以通過碼中的其他ri個符號恢復(fù)出來,那么i的局部性為ri,若一個碼所包含的k個信息符號中的每個信息符號的局部性最大為r,則所述碼的局部性為r;
系統(tǒng)碼n表示編碼長度,k表示信息符號長度,d表示最小距離,若信息符號可以被分為不相交的子集,不同子集的信息符號具有不同的局部性,即信息符號局部性不相等碼;
所述系統(tǒng)碼其信息符號局部性輪廓為kj為局部性為j(1≤j≤r)的信息符號的個數(shù);
所述全符號局部性不相等碼是信息符號局部性不相等碼的進一步擴展,編碼符號,包括信息符號和奇偶校驗符號,可以被分為不相交的子集,不同子集的編碼符號具有不同的局部性,表示奇偶校驗符號也具有局部性約束的碼;
所述系統(tǒng)碼若奇偶校驗符號也具有局部性約束時,即信息符號局部性輪廓,定義全符號局部性輪廓,ri表示碼中第i個符號的局部性,1≤i≤n,令ra=max(r1,r2,…,rn),那么它的全符號局部性輪廓表示為nj是局部性為j(1≤j≤ra)的信息符號的數(shù)量;
若Xn為有限域GF(q)上的n維向量空間,q為素數(shù)或素數(shù)冪,Xn中的元素向量x在GF(q)上的秩為R(x),Xn的兩個元素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);碼長為N,信息符號數(shù)為K,最小秩距離為D的線性碼稱作秩距離(N,K,D)碼;
所述上的一個Gabidulin碼記為(N,K,N-K+1)碼,其中N為編碼符號個數(shù),K為信息符號個數(shù),N-K+1為碼字最小距離;為其中的一個碼字,定義為f(x)是m*q階有限域內(nèi)的一個系數(shù)為信息符號的線性多項式,即有限域內(nèi)的元素個數(shù)為m*q,g1,…,gN是上的特定的點;
所述Gabidulin碼屬于秩距離碼;
若(N,N-Y,Y+1)碼,碼長為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個信息符號位經(jīng)過編碼之后擴展為N個信息符號位,當(dāng)N-Y個信息符號位中的任一符號位丟失或損壞時,利用現(xiàn)有的N-1個符號位中的K個符號位即可恢復(fù)出丟失或損壞的信息符號位;
若先采用Gabidulin碼進行編碼,再采用最大距離可分MDS碼進行編碼,最后得到的編碼結(jié)果就可以達到Singleton上界,即達到了碼字最小距離的上界;
所述Singleton上界為碼字的一個度量,即當(dāng)碼字長度及最小距離給定時碼字個數(shù)的一個上界;Aq(n,d)為q元碼碼字個數(shù)可能達到的最大值,即Aq(n,d)≤qn-d+1,其中q表示碼字是一個q元碼;若一個碼字達到Singleton上界時,所述碼字的最小距離可達到最大值;若域上的(N,K,D)秩距離碼其編碼符號個數(shù)為N,信息符號個數(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)選實施方式中信息符號局部性不相等時;
碼其中k+d-1表示編碼長度,d-1表示奇偶校驗位長度,d表示最小距離,當(dāng)奇偶檢驗位長度僅比最小距離少一位時,滿足最大距離可分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)與碼的信息符號長度相同;
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)的奇偶校驗位矩陣中的第j列向量,即:
每一個信息符號的局部性對G′中的劃分子集,記jp代表坐標(biāo)點在奇偶校驗位矩陣第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)放到同一個子集sp,則被分為m個不相交的子集s1,…,sm,|sp|表示集合sp中元素的個數(shù),表示jp的個數(shù);
將sp任意劃分為個不相交的子集,每個子集的大小不能超過局部性p,即
為k維的向量,集合S包含于這個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度n:
最小距離d的上界:
則構(gòu)造出最小距離d達到上界的信息符號局部性不相等碼。
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)選實施方式中全符號局部性不相等時,包括信息符號和奇偶校驗符號;
向量屬于域,長度為k,的全符號局部性輪廓為即局部性為j的符號個數(shù)有nj個,1≤j≤ra;求得每個局部性j所對應(yīng)的nj,由式進一步求得N,即得到Gabidulin碼的碼字長度N;
根據(jù)碼字長度N,信息符號長度k以及最小距離N-k+1對進行Gabidulin編碼,得到碼字
碼字中的符號根據(jù)每個符號的局部性劃分成ra個不相交組即每個組中的元素局部性為j,每一個組中符號個數(shù)為Nj;
若Nj=0,則組則不再劃分此類組;
若Nj>0,即組則進一步將Nj對應(yīng)的組中的符號任意劃分成Nj/j個不相交的局部性分組,每組中的符號數(shù)為j,則
對于每一個包含j個符號的局部性分組利用Fq上的(j+1,j,2)最大距離可分MDS碼再次進行編碼,使每個分組的符號個數(shù)由j變?yōu)閖+1;
得到達到最小距離上界的(n,k,d)全符號局部性不相等碼,碼字長度n:
最小距離d的上界:
則構(gòu)造出最小距離d達到上界的全符號局部性不相等碼。