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美研製通用解碼晶片高效降噪

By on September 16, 2021

原文刊於信報財經新聞「StartupBeat創科鬥室

現時透過網絡傳輸數據時,沿途會被雜訊干擾,較常見是來自微波爐或藍牙設備等電磁波。有見及此,不少數據會經過編碼(Encode),在抵達目的地時配合解碼(Decode)演算法,消除雜訊的負面影響,再檢索原始數據。由於糾錯碼及解碼演算法,大多數是一起設計,故通常要專用硬件配合。

美國麻省理工學院(MIT)、波士頓大學(Boston University)及愛爾蘭國立梅努斯大學(Maynoth University),合作研製首款能解開任何代碼的晶片,適用於擴增實境(AR)、虛擬實境(VR)、遊戲、5G網絡,以及依賴以最小延遲處理大量數據的連接設備,以實現更高處理效率。

MIT研究以GRAND新演算法,單一晶片處理任何編碼。(MIT網站圖片)

MIT研究以GRAND新演算法,單一晶片處理任何編碼。(MIT網站圖片)

以猜測雜訊推斷原始訊息

新晶片採用「猜測隨機附加雜訊解碼」(GRAND)演算法,其操作原理是猜測影響訊息的雜訊,並使用「雜訊模式」來推斷原始訊息,可在兩個編碼簿(Codebook)之間無縫切換,省電之餘又能增加系統吞吐量。研究人員指出,雜訊看起來是隨機出現,實際卻有一個概率結構。

領導研究的MIT電氣工程及計算機科學系的Muriel Médard教授稱,新演算法在某程度上,類似於排除故障(Troubleshooting)。舉例,如有人把座駕送往維修,技師不會從頭檢查一次,反而首先會問:「有什麼地方最可能出錯?也許它只需補充汽油。假如這不起作用,下一步是什麼?或許電池沒電了?」

研究人員測試GRAND晶片後發現,演算法只需約一微秒(100萬分之一秒)延遲時間,就能應付長達128位元(bits)的解碼工作。新技術更適用於5G網絡基礎設施上,容許監管機構及通訊公司,在不同情況選用兩種編碼,事前毋須嚴格將之標準化,免除對特定解碼硬件的需求。

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