东南大学张川副教授课题组在合成生物学实现信道译码研究中取得新进展

2018-12-14

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近日,东南大学信息科学与工程学院、量子信息研究中心张川副教授课题组利用分子反应网络成功实现了LDPC译码,相关研究成果以“A Uniform Molecular Low-Density Parity-Check Decoder”为题,发表在合成生物学领域重要刊物ACS Synthetic Biology上,并被选为Supplementary Cover文章。


合成生物学是当前新兴的研究领域,其目的是在工程学及计算机理论的指导下改造并设计新的生物系统。低密度奇偶校验(low-density parity-check,LDPC)码作为一种纠错能力逼近香农极限的信道编码,已被遴选为第五代移动通信数据信道的编码方案。张川副教授课题组将上述两者结合,成功利用分子反应网络实现了LDPC译码器。该项研究首先基于化学反应网络,利用DNA计算实现了置信度传播算法,进而提出了利用DNA计算实现任意码长、码率以及节点自由度的LDPC译码器的设计方法。根据该设计方法,任意规模的LDPC译码器(图1)都可以被DNA计算所实现,译码结果由特定的分子浓度表征(图2)。该研究成果使得LDPC译码器的实现不再局限于传统硅基电路,也使得LDPC码在生物领域的应用成为可能。

本文的共同第一作者为东南大学信息科学与工程学院、量子信息研究中心副教授张川和硕士研究生戈璐璐,张川副教授为通讯作者。该工作得到国家自然科学基金、江苏省自然科学基金“优秀青年基金”、东南大学“至善青年学者”A类等项目的资助。(信息科学与工程学院)

论文链接:https://pubs.acs.org/doi/abs/10.1021/acssynbio.8b00304


(责任编辑:李震 审核:毛惠西)