2023 Fiscal Year Annual Research Report
Applications of modern coding theory to DNA storage
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21K14160
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| Research Institution | Shinshu University |
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Principal Investigator |
柴田 凌 信州大学, 工学部, 助教 (60898401)
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2021-04-01 – 2024-03-31
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| Keywords | DNAストレージ / LDPC符号 / 連接符号 / 同期誤り訂正 / 確率推論 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
DNAストレージでは挿入・削除・反転誤りが生じ，その信頼性が大きく損なわれる．本研究では，LDPC符号に代表される確率推論に基づく現代的な符号理論をDNAストレージに展開することを目的としている．本年度の主な研究成果は以下のとおりである．
(1) 挿入・削除・反転誤りが生じる通信路に対するLDPC符号化法：R3-4年度に提案した，挿入・削除・反転誤りに対して万能なLDPC符号化・復号法の研究を引き続き進めた．より具体的には，計算量・復号遅延を削減し，かつ誤り訂正能力を向上する復号法を提案した．この復号法では，復号器内でやり取りされる信頼度の平均値によって挿入・削除誤りを推定する同期フェーズと反転誤りを訂正する復号フェーズ間の繰り返しを適応的に制御する．計算機シミュレーションにより，有効性を確認した．
(2) 2ユーザマルチアクセス通信路に対する遅延型符号化変調法とその復号法：2ユーザーのマルチアクセス通信路に対して，遅延型符号化変調，及び効率的な復号法を提案した．提案手法により，多値変調を用いる場合でも2ユーザの信号は効率的・効果的に分離することが可能となった．
(3) DNAストレージに対するシフトインターリーブ方式：DNAストレージで生じる，挿入・削除・反転誤りに加え，ドロップアウト (消失) を訂正する符号化・復号法を提案した．この符号化法では，DNAのドロップアウトは符号語の部分的な消失問題に帰着され，LDPC符号等の高性能な誤り訂正符号による訂正が可能となった．
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