Списочное декодирование вейвлет-кодов

  • Дмитрий Владимирович Литичевский
    • Челябинский государственный университет
Ключевые слова: вейвлет-коды, полифазное кодирование, декодирование списком

Аннотация

В работе обсуждается возможность списочного декодирования вейвлет-кодов и приводится утверждение, согласно которому вейвлет-коды над полем $GF(q)$ нечетной характеристики с длиной кодовых и информационных слов $n=q-1$ и $n/2$ соответственно, а также над полем четной характеристики с длиной кодовых и информационных слов $n=q-1$ и $(n-1)/2$ соответственно допускают списочное декодирование, если среди коэффициентов спектрального представления их порождающих многочленов имеется $d+1$ последовательных нулей, $0$ < $d$ < $n/2$ для полей нечетной характеристики и $0$ < $d$ < $(n-3)/2$ для полей четной характеристики. Также описывается алгоритм, позволяющий выполнять списочное декодирование вейвлет-кодов при соблюдении перечисленных условий. В качестве демонстрации его работы приводятся пошаговые решения модельных задач списочного декодирования зашумленных кодовых слов вейвлет-кодов над полями четной и нечетной характеристики. Помимо этого, в работе построена вейвлет-версия квазисовершенного троичного кода Голея, длины его кодовых и информационных слов равны 8 и 4 соответственно, кодовое расстояние равно 4, минимальный радиус шаров с центрами в кодовых словах, покрывающих пространство слов длины 8, равен 3.

Литература

1. Мак-Вильямс Ф.Дж., Слоэн Н.Дж.А. Теория кодов, исправляющих ошибки. М.: Связь, 1979. 744 с.
2. Fekri F., McLaughlin S.W., Mersereau R.M., Schafer R.W. Double circulant self-dual codes using finite-field wavelet transforms // Proceedings of 13th International Symposium «Applied Algebra, Algebraic Algorithms and Error-Correcting Codes» (AAECC-13). Honolulu, Hawaii, USA, 1999. P. 355-363.
https://doi.org/10.1007/3-540-46796-3_35
3. Fekri F., McLaughlin S.W., Mersereau R.M., Schafer R.W. Decoding of half-rate wavelet codes; Golay code and more // Proceedings of 2001 IEEE International Conference on Acoustics, Speech and Signal Processing. Salt Lake City, UT, USA, 2001. Vol. 4. P. 2609-2612.
https://doi.org/10.1109/ICASSP.2001.940536
4. Добеши И. Десять лекций по вейвлетам. Ижевск: НИЦ «Регулярная и хаотическая динамика», 2001. 464 с.
5. Mallat S. A wavelet tour of signal processing. 2nd edition. Academic Press, 1999.
6. Fekri F., Mersereau R.M., Schafer R.W. Theory of paraunitary filter banks over fields of characteristic two // IEEE Transactions on Information Theory. 2002. Vol. 48. No. 11. P. 2964-2979.
https://doi.org/10.1109/TIT.2002.804049
7. Fekri F., Delgosha F. Finite-field wavelet transforms with applications in cryptography and coding. Upper Saddle River: Prentice Hall, 2012.
8. Phoong S.M., Vaidyanathan P.P. Paraunitary filter banks over finite fields // IEEE Transactions on Signal Processing. 1997. Vol. 45. No. 6. P. 1443-1457.
https://doi.org/10.1109/78.599956
9. Caire G., Grossman R.L., Poor H.V. Wavelet transforms associated with finite cyclic groups // IEEE Transactions on Information Theory. 1993. Vol. 39. No. 4. P. 1157-1166. https://doi.org/10.1109/18.243435
10. Fekri F., Mersereau R.M., Schafer R.W. Theory of wavelet transform over finite fields // Proceedings of 1999 IEEE International Conference on Acoustics, Speech, and Signal Processing. ICASSP99 (Cat. No.99CH36258). Phoenix, AZ, USA, 1999. Vol. 3. P. 1213-1216.
https://doi.org/10.1109/ICASSP.1999.756196
11. Соловьев А.А., Черников Д.В. Биортогональные вейвлет-коды с заданным кодовым расстоянием // Дискретная математика. 2017. Т. 29. № 2. С. 96-108.
https://doi.org/10.4213/dm1432
12. Doubechies I., Sweldens W. Factoring wavelet transforms into lifting steps // Journal of Fourier Analysis and Applications. 1998. Vol. 4. No. 3. P. 247-269.
https://doi.org/10.1007/BF02476026
13. Соловьев А.А., Черников Д.В. Биортогональный вейвлет-код в полях характеристики два // Челябинский физико-математический журнал. 2017. Т. 2. № 1. С. 66-79.
http://mi.mathnet.ru/chfmj46
14. Berlekamp E.R., Welch L.R. Error correction of algebraic block codes. US Patent Number US4633470A, 30.12.1986.
https://patentview.ip-tools.io/api/pdf/US4633470A
15. Ромащенко А.Е., Румянцев А.Ю., Шень А. Заметки по теории кодирования. М.: МЦНМО, 2011.
16. Tal I., Vardy A. List decoding of polar codes // IEEE Transactions on Information Theory. 2015. Vol. 61. No. 5. P. 2213-2226.
https://doi.org/10.1109/TIT.2015.2410251
17. Wu Y. New list decoding algorithms for Reed-Solomon and BCH codes // Proceedings of 2007 IEEE International Symposium on Information Theory. Nice, France, 2007. P. 2806-2810.
https://doi.org/10.1109/ISIT.2007.4557643
18. Литичевский Д.В. Списочное декодирование биортогональных вейвлет-кодов с заданным кодовым расстоянием в поле нечетной характеристики // Прикладная дискретная математика. 2018. № 39. С. 72-77.
https://doi.org/10.17223/20710410/39/6
19. Литичевский Д.В. Списочное декодирование вейвлет-кодов // Современные проблемы математики и её приложений: тез. докл. Междунар. (50-й Всероссийской) молодёжной школы-конференции. Институт математики и механики им. Н.Н. Красовского УрО РАН, Уральский федеральный университет им. первого Президента России Б.Н. Ельцина. Екатеринбург, 2019. C. 18-19.
http://sopromat.imm.uran.ru/kungurka/proceedings-1103.pdf
20. Guruswami V., Sudan M. Improved decoding of Reed-Solomon and algebraic-geometric codes // IEEE Transactions on Information Theory. 1999. Vol. 45. No. 6. P. 1757-1767.
https://doi.org/10.1109/18.782097
21. Соловьев А.А. Комплементарное представление многочленов над конечными полями // Челябинский физико-математический журнал. 2017. Т. 2. № 2. С. 199-209.
http://mi.mathnet.ru/chfmj56
Поступила в редакцию 2019-04-07
Опубликована 2019-05-20
Выпуск
Раздел
Математика
Страницы
115-126