全球数据量的持续增长给传统的数据存储介质带来了巨大挑战。DNA作为天然的遗传信息存储介质,具有存储密度高、保存年限长和能耗低等优点,成为很有潜力的新型数据存储介质。然而,由于DNA合成、储存、样本扩增和测序过程中引入的插入、删节和替代错误,会导致DNA序列错误译码,无法正常恢复数据。其中,DNA序列中的长均聚物容易引起难以处理的插入和删节错误,并且造成合成困难。因此,本文针对DNA信息存储中长均聚物引起插入和删节问题,提出了一种基于分组多碱基旋转编码的级联码方案。并针对DNA信息存储所需的生化技术存在成本高、耗时长、实验复杂等诸多问题,设计了相匹配的仿真平台来对编译码方案进行验证。具体工作包括:一方面,为减少长均聚物从而降低插入与删节发生的概率,提出一种分组多碱基旋转编码结合RS码的反转级联码策略。具体地,将信息序列以两个碱基为单元进行旋转编码,完全避免了长度在4以上的均聚物;改变了先进行纠错编码再进行旋转编码的策略,仅对信息序列进行旋转编码,有效避免错误传播,保证数据恢复的可靠性。所提出的方案将旋转编码的效率从最高80%提高到了96.88%,同时避免了错误传播。实验表明:在相同的可靠性条件下,4000条寡核苷酸序列相比于传统方法多存储31.6%的数据;存储相同的数据量,仅需要2×的测序数据即可恢复原始数据,而传统方法需要3.6×的测序数据。另一方面,为验证DNA信息存储编译码方案的可靠性并优化系统参数,开发了一个基于模块化的全流程仿真平台,主要由文件编码模块、测序数据仿真模块、数据恢复模块和数据分析模块四部分组成。仿真平台首先将需要存储的文件根据不同的编码方案映射为DNA序列;然后对测序信道进行建模,基于统计特性仿真测序数据;最后将仿真读段进行数据恢复流程,完成数据的无差错恢复。同时,仿真平台可以分析数据的特征和仿真测序数据的性能,对整个恢复流程有一定指导作用。仿真结果表明,本文搭建的全流程仿真平台可在一定程度上模拟DNA信息存储的主要操作,为新的编译码方法的研究提供支持。