초록 ▼

□ 연구개요
- 본 연구의 최종연구 목표는 DNA 저장장치의 핵심 요소 기술인 임의 접근(random access)을 지원하면서 데이터 신뢰도 확보를 위해 DNA 채널 상의 오류를 복구할 수 있는 부호 설계 기술 확보임
- 이를 위해서는 DNA 저장 장치의 합성(synthesis), 시퀀싱(sequencing) 시에 발생하는 삽입(insertion) 및 제거(deletion) 오류 특성을 분석하고, 임의 접근용 프라이머 (primer) 설계 기술을 확보하고, 프라이머와 충돌이 적으면서 오류를 극복할 수 있도록 페이로드(p

□ 연구개요
- 본 연구의 최종연구 목표는 DNA 저장장치의 핵심 요소 기술인 임의 접근(random access)을 지원하면서 데이터 신뢰도 확보를 위해 DNA 채널 상의 오류를 복구할 수 있는 부호 설계 기술 확보임
- 이를 위해서는 DNA 저장 장치의 합성(synthesis), 시퀀싱(sequencing) 시에 발생하는 삽입(insertion) 및 제거(deletion) 오류 특성을 분석하고, 임의 접근용 프라이머 (primer) 설계 기술을 확보하고, 프라이머와 충돌이 적으면서 오류를 극복할 수 있도록 페이로드(payload) 상의 반복 부호 설계 기술 확보를 수행함
- 이론 연구 내용을 모의실험을 통해 확인하고 DNA 기반 합성과 시퀀싱을 실제 실험하여 제안한 프라이머와 페이로드용 부호 설계 기술의 검증과 적용 방안에 관한 핵심 연구 기술을 확보함

□ 연구 목표대비 연구결과
- DNA 심볼별 오류 발생 비율을 계산하고 연성 정보를 기반하여 최대 우도비를 도출하고 부호 복호에 활용
- 파워 비콘 기반 다중 사용자 신호 설계 및 오류 성능 도출
- 대용량 다중입출력 시스템에서 다양한 사용자 지원을 위한 파워 할당 방법
- 최대 2개 삽입 및 제거 오류 부호 설계
- 최대 런길이 조건을 만족하면서 한 개의 삽입 및 제거 오류를 고치는 비이진 부호 설계
- 정보 파워 동시 전송 기반 협력 시스템을 제안하고 이론적 성능 도출
- 협력적 변조 성좌 심볼 생성을 위해 딥러닝을 활용한 설계 방법 확보
- 최대 런 길이를 조건을 만족하는 weakly mutually uncorrelated (WMU) 부호 설계하고 해밍 거리 조건을 보장하며 GC-비율 달성하는 부호 설계 기술도 확보
- 언더레이 인지 전송 시 불완전 간섭 제거에 따른 시스템 성능 분석
- 한 개의 삽입, 제거 오류가 동시 발생하는 오류를 정정하는 부호의 부호화 조건 및 모든 오류 경우를 수정하는 복호화 알고리즘 확보
- 인지 전송 환경에서 지능형 반사체를 활용한 시스템의 최적 전송 방법 확보
- 무선 인지 전송에서 추정 및 간섭제거가 불완전한 상황에 효율적인 짧은 패킷 전송 시스템을 제안하고 최적 시스템 파라미터 도출

□ 연구개발성과의 활용 계획 및 기대효과 (연구개발결과의 중요성)
- DNA 저장 장치 산업화에 핵심 기술로써 다수 파일이 지원되는 임의 접근 용 프라이머 설계기술을 확보하고 오류에 강인한 부호어 기반 페이로드 설계 기술 확보에 본 연구 결과가 활용됨
- 현재의 DNA 저장 기술이 실험실 단계의 초기 형태 연구 중이지만 상용화를 위해서는 실제 부호 기술을 통해 시퀀싱의 속도를 최소화가 필요하고 본 연구 결과는 접속 시간 감소 측면에서 직접 활용 가능함
- 본 연구 결과는 DNA 저장 시 반드시 필요한 임의 접근과 오류의 절대감소에 따른 데이터 읽기에 시간을 감소할 수 있는 연구 결과로써 향후 데이터 저장 센터 구축시 기존 데이터 센터 설비와 운용 과 비교하여 시간 및 비용 절감 가능
- 운용 시 전기 소모가 없고 물리적 이동이 편하며 사용 공간이 작고 백업과 복사가 편하기 때문에 DNA 저장 장치는 장기간 대용량 데이터 보관 및 보안에 적합한 저장 서비스로 활용 가능
- 대용량 데이터 보관 센터, 미래형 도서관, 전자기 펄스에 강한 군 데이터 보관, 기업의 보안 데이터 및 백업 데이터 시스템 등의 활용 가능

(출처 : 연구결과 요약문 2p)

목차 Contents

• 표지 ... 1
• 연구결과 요약문 ... 2
• 목차 ... 3
• 1. 연구개발과제의 개요 ... 4
• 2. 연구개발과제의 수행 과정 및 수행 내용 ... 5
• 2.1 채널 통계 특성과 연성정보 추출 ... 5
• 2.2 프라이머 부호 설계 및 삽입 제거 부호 설계 ... 7
• 2.3 에디트 거리 기반 극부호 및 LDPC 부호 설계 ... 8
• 2.4 피드백 기반 연성 복호기 및 임의 접근 DNA 저장시스템 ... 9
• 3. 연구개발과제의 수행 결과 및 목표 달성 수준 ... 11
• 1) 정성적 연구개발성과(연구개발결과) ... 11
• 2) 세부 정량적 연구개발성과 ... 11
• 3) 목표 달성 수준 ... 12
• 4) 목표 미달 시 원인 분석 ... 12
• 4. 연구개발성과의 관련 분야에 대한 기여 정도(연구개발결과의 중요성) ... 12
• 5. 연구개발성과의 관리 및 활용 계획 ... 13
• 6. 자체점검표 ... 14
• 7. 참고문헌 ... 14
• [붙임1] 세부 정량적 연구개발성과 ... 15
• [붙임2] 연구책임자 대표적 연구실적 및 증빙(요약문 및 사본) ... 26
• 끝페이지 ... 36