Overlapping error correction codes on two-dimensional structures

Abstract

A crescente demanda por sistemas de comunicação altamente confiáveis impulsiona a pesquisa e o desenvolvimento de algoritmos capazes de identificar e corrigir erros que ocorrem durante a transmissão e o armazenamento de dados. Essa necessidade torna-se ainda mais crítica em sistemas de difícil acesso ou de natureza sensível, como os utilizados em aplicações espaciais, no transporte de passageiros e no setor financeiro. Nesse contexto, os Códigos de Correção de Erros (Error Correction Codes – ECCs) são ferramentas essenciais para garantir um certo nível de confiabilidade. Este trabalho propõe uma técnica para aumentar a capacidade de correção dos ECCs por meio da sobreposição de regiões de dados. A abordagem consiste em proteger uma mesma área de dados com múltiplos ECCs organizados em uma estrutura bidimensional, permitindo inferências lógicas que correlacionam os códigos e ampliam sua capacidade de detecção e correção de erros. Mais especificamente, a sobreposição é caracterizada pela organização de múltiplos ECCs cuja interseção abrange exclusivamente toda a região de dados. Para avaliar a proposta, diferentes organizações de ECCs sobrepostos foram analisadas em termos de capacidade de detecção e correção de erros, escalabilidade e confiabilidade. Os resultados experimentais comprovam a eficácia da técnica e demonstram que a mesma possui alto potencial de escalabilidade, reduzindo a necessidade de bits de redundância em relação ao número de bits de dados. Além disso, comparações com abordagens do estado da arte em ECC indicam a aplicabilidade da técnica em sistemas críticos que exigem alta confiabilidade.