VL-DNA：通过可变的有效载荷/链长度提升DNA存储容量

《ACM Journal on Emerging Technologies in Computing Systems》：VL-DNA: Enhance DNA Storage Capacity with Variable Payload/Strand Lengths

　　

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脱氧核糖核酸（DNA）存储有望成为一种终极的数据存储解决方案，具有超高的存储密度和长久的耐久性。DNA存储系统使用合成DNA序列来编码和存储数字数据，并通过DNA测序将DNA序列解码回数字数据。为了实现高效的数据检索，还引入了基于引物和聚合酶链反应（PCR）的随机访问技术。然而，配备了基于PCR的随机访问功能的DNA存储系统存在引物-负载碰撞的问题。这种类型的碰撞会导致引物无法可靠使用，必须被丢弃。由于可用引物的数量决定了DNA容器的容量，因此减少引物-负载碰撞的影响并提高容器容量至关重要。在本文中，我们提出使用可变长度的负载来恢复碰撞后的引物，从而提高DNA存储容量。通过提出的启发式算法和四种负载长度，该方案能够利用三种先进的编码方案恢复数千个发生碰撞的引物。对于现有的抗碰撞编码方案——旋转码（Rotation code），它可以进一步提高DNA容器的容量18.27%，从217.59 GB增加到257.35 GB。对于其他两种编码方案，容量分别提高了4.3倍和18.3倍。

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