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Limits and Efficiency of Coding Against Synchronization Errors

Description du projet

De nouvelles approches de correction d’erreurs pour les systèmes modernes de stockage de données

La transmission d’informations sur des canaux de communication bruyants est un réel défi, en particulier lorsque l’émetteur et le récepteur perdent leur synchronisation. Par exemple, dans le stockage de données basé sur l’ADN, des fragments d’information peuvent être supprimés ou corrompus, ce qui complique la récupération précise des données. Ces erreurs de synchronisation requièrent des techniques entièrement nouvelles, car celles existantes pour les canaux plus simples ne fonctionnent plus. Le projet LESYNCH, financé par le CER, va étudier les canaux où la synchronisation est perdue et concevra des codes fiables, quasi optimaux, ainsi que des procédures efficaces pour corriger les erreurs. Ses recherches contribueront à améliorer les systèmes de stockage de données, ouvrant ainsi de nouvelles perspectives dans le domaine des technologies de communication.

Objectif

Understanding the limits of reliable information transmission over noisy communication channels and designing efficient
codes for such channels are major cornerstones of information and coding theory. Most techniques developed in this area in the last 75 years have been targeted at discrete memoryless channels, which have the property that the i-th received symbol is an independent noisy function of the i-th transmitted symbol only. As a result, sender and receiver are synchronized, greatly simplifying their analysis. The study of such channels has given rise to a rich theory with many important applications beyond their original motivation.

The project's goal is to tackle fundamental problems in the theory of information and efficient coding for channels which cause a loss of synchronization between sender and receiver. Besides theoretical interest, these channels capture important properties of modern data storage systems, such as DNA-based data storage. Almost all techniques designed for discrete memoryless channels break down when applied to channels with loss of synchronization. Therefore, studying even the simplest such channels (like the Binary Deletion Channel, which independently deletes each input bit with some probability) requires developing conceptually new techniques. I expect these techniques to have groundbreaking influence in other areas, like the techniques developed for discrete memoryless channels did.

In this project, I aim to characterize the capacity of channels with synchronization errors and to design reliable codes with nearly-optimal rate and efficient encoding and error-correction procedures for these channels. This includes multi-trace channels with synchronization errors (that produce multiple corrupted outputs on a given input) and channels with correlated synchronization errors, both motivated by applications to DNA-based data storage.

Champ scientifique (EuroSciVoc)

Mots‑clés

Programme(s)

Thème(s)

Régime de financement

HORIZON-ERC - HORIZON ERC Grants

Voir tous les projets financés dans le cadre de ce programme de financement

Appel à propositions

(s’ouvre dans une nouvelle fenêtre) ERC-2025-STG

Voir tous les projets financés au titre de cet appel

Institution d’accueil

INSTITUTO DE TELECOMUNICACOES
Contribution nette de l'UE
€ 1 497 145,00
Coût total
€ 1 497 145,00

Bénéficiaires (1)