脱氧核糖核酸存储通信方法、系统及存储介质技术方案

本发明专利技术公开一种脱氧核糖核酸存储通信方法、系统及存储介质，应用于通信技术领域，能够有效缓解DNA存储通信性能较低的问题，提高DNA存储通信的可靠性和稳定性。该方法包括：将待发送的第一信息数据进行分段得第二信息数据，并进行冗余余数系统编码得第一编码数据；对第一编码数据添加地址索引和标记位得到第三编码数据，并将其映射到脱氧核糖核酸得到第一脱氧核糖核酸片段，接着，将其输入脱氧核糖核酸存储通信信道传输；将接收到的第一脱氧核糖核酸片段映射到编码数据得第四编码数据，并通过标记码解码器解码得第一解码数据；对第一解码数据重新排序得第二解码数据；根据预设冗余余数系统译码算法对第二解码数据译码得到目标信息数据。信息数据。信息数据。

【技术实现步骤摘要】
脱氧核糖核酸存储通信方法、系统及存储介质


[0001]本专利技术涉及通信
，尤其涉及一种脱氧核糖核酸存储通信方法、系统及存储介质。

技术介绍

[0002]随着信息技术科学产业日益发展，计算机技术的不断更新，数字化生活已经悄然无声地渗入到我们的生活中。互联网和人工智能等信息技术和数学技术的迅速发展导致信息量呈指数级地快速增长。在大量数字信息的产生的同时也引起了不少问题，传统的存储介质已经开始慢慢满足不了存储每天产生的大量的信息的要求，存储设备也面临着发展的瓶颈。脱氧核糖核酸(DeoxyribonucleicAcid，DNA)是一种大自然天生就有的信息存储介质。与传统存储介质的比较，DNA存储有很多的好处，它具有存储密度高、存储时间长、损耗率低以及非常容易备份的特点。但相关技术中，由于目前相关的DNA存储技术发展还没完善，DNA存储还是存在许多的问题。其中，最为突出的问题就是DNA在存储过程中容易发生替换、插入以及删除的错误，这对于数据存储的完整性和正确性影响非常大，这也导致了DNA存储通信系统的通信可靠性较低和稳定性较低的问题。

技术实现思路

[0003]为了解决上述技术问题的至少之一，本专利技术提出一种脱氧核糖核酸存储通信方法、系统及存储介质，能够有效缓解DNA存储通信性能较低的问题，提高DNA存储通信的可靠性和稳定性。
[0004]一方面，本专利技术实施例提供了一种脱氧核糖核酸存储通信方法，包括以下步骤：
[0005]将待发送的第一信息数据进行预设分段操作，得到若干段第二信息数据；
[0006]将若干段所述第二信息数据分别进行冗余余数系统编码，得到第一编码数据；
[0007]根据分段序号对所述第一编码数据添加地址索引，得到第二编码数据；其中，所述分段序号根据所述预设分段操作得到；
[0008]通过标记码编码器在所述第二编码数据中添加标记位，得到第三编码数据；
[0009]根据预设映射算法将所述第三编码数据映射到脱氧核糖核酸中，得到第一脱氧核糖核酸片段；
[0010]将所述第一脱氧核糖核酸片段输入脱氧核糖核酸存储通信信道进行传输；
[0011]接收所述脱氧核糖核酸存储通信信道传输的所述第一脱氧核糖核酸片段；
[0012]根据所述预设映射算法将所述第一脱氧核糖核酸片段映射到编码数据中，得到第四编码数据；
[0013]通过标记码解码器对所述第四编码数据进行解码，得到第一解码数据；
[0014]根据所述第一解码数据中的地址索引对所述第一解码数据进行重新排序，得到第二解码数据；
[0015]根据预设冗余余数系统译码算法对所述第二解码数据进行译码，得到目标信息数
据。
[0016]根据本专利技术实施例的一种脱氧核糖核酸存储通信方法，至少具有如下有益效果：本实施例首先对待发送的第一信息数据进行预设分段操作，以缓解脱氧核糖核酸合成过程中难以合成脱氧核糖核酸长序列的问题。接着，本实施例通过对分段得到的第二信息数据进行冗余余数系统编码的方式缓解脱氧核糖核酸存储中的替换错误问题。同时，本实施例根据预设分段操作时各个数据段对应的分段序号为第一编码数据添加地址索引，以确定各段编码数据在传输信息中的位置。进一步地，本实施例通过引入标记码的方式，在第二编码数据中添加标记位，从而缓解脱氧核糖核酸存储中的插入错误和删除错误的问题。然后，本实施例将编码得到的第三编码数据通过预设映射算法映射到脱氧核糖核酸中得到第一脱氧核糖核酸片段，并将其输入脱氧核糖核酸存储通信信道进行传输。接着，本实施例通过接收脱氧核糖核酸存储通信信道传输的第一脱氧核糖核酸片段，并通过预设映射算法将其映射至编码数据中，得到第四编码数据。然后，本实施例通过标记码解码器对第四编码数据进行解码，并通过地址索引对解码得到的第一解码数据进行重新排序得到第二解码数据后，通过预设冗余余数系统译码算法进行译码，从而得到目标信息数据，实现脱氧核糖核酸存储通信，有效缓解了DNA存储过程中出现错误导致通信性能较低的问题，提高了DNA存储通信的可靠性和稳定性。
[0017]根据本专利技术的一些实施例，所述根据预设冗余余数系统译码算法对所述第二解码数据进行译码，得到目标信息数据，包括：
[0018]对所述第二解码数据中的各个码字的可靠性进行判断，得到可靠性参数；
[0019]根据所述可靠性参数对所述第二解码数据中的所述码字进行预设调整操作，得到第三解码数据；其中，所述预设调整操作包括删除和保留；
[0020]根据冗余余数系统译码算法对所述第三解码数据进行译码，得到所述目标信息数据。
[0021]根据本专利技术的一些实施例，所述根据所述可靠性参数对所述第二解码数据中的所述码字进行预设调整操作，包括：
[0022]当所述码字对应的可靠性参数大于或等于预设可靠阈值，将所述码字保留；
[0023]或者，当所述码字对应的可靠性参数小于所述预设可靠阈值，将所述码字从所述第二解码数据中删除。
[0024]根据本专利技术的一些实施例，所述根据冗余余数系统译码算法对所述第三解码数据进行译码，得到所述目标信息数据，包括：
[0025]通过最小距离解码算法对所述第三解码数据进行译码，得到所述目标信息数据。
[0026]根据本专利技术的一些实施例，在执行所述根据分段序号对所述第一编码数据添加地址索引，得到第二编码数据这一步骤之后，所述方法还包括：
[0027]通过BCH码对所述第二编码数据中的地址索引进行编码。
[0028]根据本专利技术的一些实施例，所述根据所述第一解码数据中的地址索引对所述第一解码数据进行重新排序，得到第二解码数据，包括：
[0029]通过所述BCH码对所述第一解码数据中的地址索引进行解码，得到地址数据；
[0030]根据所述地址数据对所述第一解码数据进行重新排序，得到所述第二解码数据。
[0031]根据本专利技术的一些实施例，所述通过标记码编码器在所述第二编码数据中添加标
记位，得到第三编码数据，包括：
[0032]通过所述标记码编码器在所述第二编码数据中每隔预设个信息位插入预设标记数据，得到所述第三编码数据。
[0033]另一方面，本专利技术实施例还提供了一种脱氧核糖核酸存储通信系统，包括：
[0034]分段模块，用于将待发送的第一信息数据进行预设分段操作，得到若干段第二信息数据；
[0035]第一编码模块，用于将若干段所述第二信息数据分别进行冗余余数系统编码，得到第一编码数据；
[0036]地址索引模块，用于根据分段序号对所述第一编码数据添加地址索引，得到第二编码数据；其中，所述分段序号根据所述预设分段操作得到；
[0037]第二编码模块，用于通过标记码编码器在所述第二编码数据中添加标记位，得到第三编码数据；
[0038]第一映射模块，用于根据预设映射算法将所述第三编码数据映射到脱氧核糖核酸中，得到第一脱氧核糖核酸片段；
[0039]通信信道模块，用于将所述第一本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种脱氧核糖核酸存储通信方法，其特征在于，包括以下步骤：将待发送的第一信息数据进行预设分段操作，得到若干段第二信息数据；将若干段所述第二信息数据分别进行冗余余数系统编码，得到第一编码数据；根据分段序号对所述第一编码数据添加地址索引，得到第二编码数据；其中，所述分段序号根据所述预设分段操作得到；通过标记码编码器在所述第二编码数据中添加标记位，得到第三编码数据；根据预设映射算法将所述第三编码数据映射到脱氧核糖核酸中，得到第一脱氧核糖核酸片段；将所述第一脱氧核糖核酸片段输入脱氧核糖核酸存储通信信道进行传输；接收所述脱氧核糖核酸存储通信信道传输的所述第一脱氧核糖核酸片段；根据所述预设映射算法将所述第一脱氧核糖核酸片段映射到编码数据中，得到第四编码数据；通过标记码解码器对所述第四编码数据进行解码，得到第一解码数据；根据所述第一解码数据中的地址索引对所述第一解码数据进行重新排序，得到第二解码数据；根据预设冗余余数系统译码算法对所述第二解码数据进行译码，得到目标信息数据。2.根据权利要求1所述的脱氧核糖核酸存储通信方法，其特征在于，所述根据预设冗余余数系统译码算法对所述第二解码数据进行译码，得到目标信息数据，包括：对所述第二解码数据中的各个码字的可靠性进行判断，得到可靠性参数；根据所述可靠性参数对所述第二解码数据中的所述码字进行预设调整操作，得到第三解码数据；其中，所述预设调整操作包括删除和保留；根据冗余余数系统译码算法对所述第三解码数据进行译码，得到所述目标信息数据。3.根据权利要求2所述的脱氧核糖核酸存储通信方法，其特征在于，所述根据所述可靠性参数对所述第二解码数据中的所述码字进行预设调整操作，包括：当所述码字对应的可靠性参数大于或等于预设可靠阈值，将所述码字保留；或者，当所述码字对应的可靠性参数小于所述预设可靠阈值，将所述码字从所述第二解码数据中删除。4.根据权利要求2所述的脱氧核糖核酸存储通信方法，其特征在于，所述根据冗余余数系统译码算法对所述第三解码数据进行译码，得到所述目标信息数据，包括：通过最小距离解码算法对所述第三解码数据进行译码，得到所述目标信息数据。5.根据权利要求1所述的脱氧核糖核酸存储通信方法，其特征在于，在执行所述根据分段序号对所述第一编码数据添加地址索引，得到第二编码数据这一步骤之后，所述方法还包括：通过BCH码对所述第二编码数据中的地址索引进行编码。6...

【专利技术属性】
技术研发人员：穆丽伟，钟泳林，
申请(专利权)人：华南师范大学，
类型：发明
国别省市：