VL-DNA：通过可变载荷/链长提升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）存储有望成为终极数据存储方案，具有极高的存储密度和长期耐久性。DNA 存储系统通过合成的 DNA 序列对数字数据进行编码和存储，并通过 DNA 测序将 DNA 序列解码回数字数据。基于引物和聚合酶链式反应（PCR）的随机访问技术也已被引入 DNA 存储以实现高效的数据检索。然而，配备基于 PCR 的随机访问的 DNA 存储系统会受到引物-载荷冲突问题的困扰。存在此类冲突的引物无法可靠使用，必须予以丢弃。由于可用引物的数量决定了 DNA 管的容量，因此减少引物-载荷冲突的影响并提高管的容量至关重要。本文提出使用可变长度载荷来从冲突中恢复引物，从而增强 DNA 存储容量。通过所提出的启发式算法和四种载荷长度，该方案能够使用三种最先进的编码方案恢复数千个发生冲突的引物。对于现有的抗冲突编码方案——轮转码（Rotation code），可将管的容量进一步提高 18.27%，从 217.59 GB 提升至 257.35 GB。对于另外两种编码方案，管的容量分别提升了 4.3 倍和 18.3 倍。

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