Универсальный чип раскодирует любые данные

13.09.2021
83
0
0.0
С 1950-х годов большинство кодов коррекции ошибок и алгоритмов декодирования разрабатывались вместе. Структура каждого кода соответствовала определенному сложному алгоритму декодирования, который зачастую требовал использования специального оборудования.

Исследователи из Массачусетского технологического института (MIT), Бостонского университета и Университета Мейнута в Дублине (Ирландия) создали первый кремниевый чип, способный декодировать любой код, независимо от его структуры, с максимальной точностью, используя универсальный алгоритм декодирования, Guessing Random Additive Noise Decoding (GRAND).

Коррекция ошибок – шума от помех, вносимого работой электрического оборудования или другими причинами,  осуществляется с помощью избыточных хэшей (серий двоичных нулей и единиц), добавляемых в конце передаваемых данных. Правила создания хэша хранятся в кодовой книге, к которой обращается декодер для восстановления целостности информации после её прибытия в пункт назначения.

Вносимый в данные шум по своей природе случаен, что позволяет алгоритму GRAND строить предположения, каким он может быть. Сгенерированные вероятные шумовые последовательности GRAND вычитает из принятых данных, после чего проверяет, имеется ли получившееся кодовое слово в кодовой книге.

Чип использует трёхуровневую структуру, начиная с простейших возможных решений на первом уровне и продвигаясь к всё более длинным и сложным картинам шума на двух последующих этапах. Каждая ступень работает независимо, что увеличивает пропускную способность системы и экономит электроэнергию.

GRAND может плавно переключаться между двумя кодовыми книгами. Он содержит две микросхемы статической памяти с произвольным доступом, одна из которых может взламывать кодовые слова, а другая загружает новую кодовую книгу и без задержек переключается на декодирование.

Тестирование показало, что чип GRAND способен эффективно декодировать любой код умеренной избыточности длиной до 128 бит с задержкой всего около микросекунды.

Поскольку GRAND использует кодовые книги только для проверки, чип может работать как со старыми кодами, так и с теми, что появятся в будущем. Это его свойство, в частности, позволит отказаться от жёсткой стандартизации кодов для инфраструктуры 5G – вопрос, который является серьёзным камнем преткновения между регуляторами и коммуникационными компаниями, сдерживающим внедрение технологий 5G.

На следующих этапах проекта, разработчики чипа GRAND собираются решить проблему мягкого обнаружения – на основе менее точных полученных данных. Они также планируют проверить способность GRAND взламывать более длинные и сложные коды и улучшить структуру кремниевого чипа для большей энергоэффективности.
Аватар enr091 Наталия Ришко / enr091
Журналист/Midgardinfo



Комментарии (0)
avatar