Un grupo de investigadores del Instituto Tecnológico de Massachusetts (MIT), procedentes de la Universidad de Boston (EE.UU.) y la Universidad de Maynooth (Irlanda), han desarrollado un chip de silicio capaz de decodificar cualquier código de los datos codificados enviados por la red para reducir el ruido provocado por las interferencias electromagnéticas de un microondas o un dispositivo bluetooth y recuperar los datos originales.
Los investigadores han utilizado un algoritmo de decodificación universal llamado ‘adivinar decodificación de ruido aditivo aleatorio’ (GRAND, por sus siglas en inglés), que podría aplicarse en redes 5G o en dispositivos inteligentes que dependen de un procesamiento de un gran volumen de datos, entre otras aplicaciones.
Una forma de pensar en estos códigos es como hashes redundantes (en este caso, una serie de unos y ceros) añadidos al final de los datos originales. Las reglas para la creación de ese hash se almacenan en un libro de códigos específico.
A medida que los datos codificados viajan por una red, se ven afectados por el ruido o la energía que interrumpe la señal, que a menudo es generada por otros dispositivos electrónicos. Cuando esos datos codificados y el ruido que los afectó llegan a su destino, el algoritmo de decodificación consulta su libro de códigos y usa la estructura del hash para adivinar cuál es la información almacenada.
En el caso de GRAND, adivina el ruido que afectó al mensaje y utiliza el patrón de ruido para deducir la información original. Este algoritmo de decodificación genera una serie de secuencias de ruido en el orden en que es probable que ocurran, la resta de los datos recibidos y comprueba si la palabra de código resultante está en un libro de códigos.
Tres niveles de decodificador
Respecto al hardware, el chip GRAND utiliza una estructura de tres niveles, que comienza su trabajo con las soluciones más simples posibles ubicadas en la primera etapa y continúa hasta patrones de ruido más largos y complejos en las dos etapas siguientes. Cada etapa funciona de forma independiente, lo que aumenta el rendimiento del sistema y ahorra energía.
El dispositivo también está diseñado para cambiar sin problemas entre dos libros de códigos. Contiene dos chips de memoria estáticos de acceso aleatorio, uno que puede descifrar palabras de código, mientras que el otro carga un nuevo libro de códigos y luego cambia a decodificación sin tiempo de inactividad.
Los investigadores probaron el chip GRAND y descubrieron que podía decodificar eficazmente cualquier código de redundancia moderada de hasta 128 bits de longitud, con solo un microsegundo de latencia. Además, el chip puede funcionar con códigos heredados y con códigos que aún no se han introducido.