Andrew Viterbi: Her Cep Telefonunda Çalışan Algoritması ve Qualcomm Kurucusu

Bir cep telefonunda ne çalışıyor?

Telefon görüşmesi yaparken, sesinizi taşıyan dijital sinyal gürültü ile bozulur. Yine de karşı taraf sizi net duyuyor. Nasıl?

Cep telefonu, her saniye Viterbi algoritmasını çalıştırıyor: gürültülü sinyalden gerçek bit dizisini geri çıkarmak için.

Bu algoritmanın mucidi: Andrew Viterbi. Aynı zamanda Qualcomm'un kurucu ortağı — modern cep telefonu teknolojisinin şirket olarak taşıyıcısı.

Erken yaşam

• Doğum: 9 Mart 1935, Bergamo, İtalya. Asıl adı Andrea Giacomo Viterbi.
• Aile: Yahudi tıp ailesi.
• 1939: Faşist İtalya'dan Amerika'ya kaçış. 5 yaşında New York.

İkinci Dünya Savaşı sonrası ailesi Boston'a yerleşti. Andrew sıkı bir öğrenci oldu.

Eğitim

• MIT (BS 1957, MS 1957 — aynı yıl): elektrik mühendisliği. Çok hızlı geçti.
• USC (PhD 1962): elektrik mühendisliği. Doktora konusu: kanal kodlama.

NASA JPL (1957-63)

Doktora sırasında ve sonrası NASA Jet Propulsion Laboratory (Pasadena, California)'da çalıştı. Görevi: derin uzay iletişimi için kodlama tasarımları.

Mars sondaları ve Voyager gibi missionların veri iletim sistemleri Viterbi'nin çalışmalarından yararlandı.

Viterbi algoritması (1967)

1967'de IEEE Transactions on Information Theory'de makale: "Error Bounds for Convolutional Codes and an Asymptotically Optimum Decoding Algorithm".

İçinde: konvolüsyonel kodlar için maksimum olabilirlik kod çözücü — dinamik programlama yapısıyla.

Anahtar fikir: her olası kod yolunu hesaplamak yerine, her durumda sadece en olası yolu sakla. Karmaşıklık üstel'den polinom'a indi.

Bu algoritma iki amaca hizmet etti:

1. Kanal kodları: kod çözme.
2. Genel olarak: gizli durum çıkarımı (HMM'nin Viterbi versiyonu).

Sonra makine öğrenmesi, biyoinformatik, konuşma tanıma — hepsi Viterbi algoritmasını standart araç olarak kabul etti.

UCLA ve UCSD (1963-78)

Akademik kariyer:

• UCLA (1963-73): mühendislik profesörü.
• UC San Diego (1973-78): profesör.

İlk kitap: Principles of Coherent Communication (1966) — klasik referans.

Sonra Jim Omura ile birlikte: Principles of Digital Communication and Coding (1979) — kanal kodlama ders kitabı.

Linkabit ve Qualcomm

Linkabit (1968)

Irwin Jacobs ve diğer mühendislerle Linkabit teknoloji şirketi. Modemler, askeri iletişim, VSAT uydu sistemleri.

1980'de M/A-COM tarafından satın alındı.

Qualcomm (1985)

Irwin Jacobs ile yeniden — Qualcomm'u kurdular. Sloganın anlamı: "Quality Communications".

Qualcomm'un teknoloji öne çıkışı: CDMA (Code Division Multiple Access). Önceden cep telefonu sistemleri TDMA veya FDMA kullanıyordu. CDMA daha verimli — aynı frekansı aynı anda paylaşmak.

CDMA başta tartışmalıydı — askeri teknolojinin sivil uyarlanması mümkün mü? Qualcomm 1990'larda Verizon ve Sprint tarafından benimsendi. Sonra 3G ve 4G standartlarının temeli.

Qualcomm bugün dünyanın en büyük mobile chipset üreticisi. Andrew Viterbi 2000'de emekli oldu ama yönetim kurulunda kaldı.

Diğer akademik katkıları

• Yıldız bilgi teorisi kitabı.
• Bellman-Ford / Viterbi ortak fikirler.
• Çoklu erişim kanalları.

USC Viterbi Engineering School

2004'te USC'ye $52 milyon bağışta bulundu. Karşılığında okul onun adıyla yeniden adlandırıldı: USC Viterbi School of Engineering.

Bu, Amerikan üniversite tarihinin en büyük bağışlarından biridir. Viterbi öğrenciliğinde de USC'liydi — döngü tamamlandı.

Ödüller

• National Medal of Science (2007).
• IEEE Medal of Honor (2010).
• Marconi Prize (1990).
• Eduard Rhein Prize (2008).
• Charles Stark Draper Prize (2014).
• Royal Society yabancı üye.
• National Academy of Engineering üye.

Kişilik

Viterbi:

• İtalyan kökenine bağlı — İtalyanca konuşmaya devam etti.
• Mütevazı ama iş açısından kıvrak.
• Akademi + endüstri başarısı nadir bir kombinasyon.
• Hayırsever: USC, Technion, MIT bağışları milyonlar düzeyinde.

Eşi Erna Finci Viterbi ile uzun evlilik. Üç çocuk.

Mirası

• Viterbi algoritması: modern dijital iletişimin kalbi.
• Qualcomm: cep telefonu teknolojisinin küresel taşıyıcısı.
• CDMA: 3G/4G/5G'nin temel kavramları.
• USC Viterbi School of Engineering: akademik hayırseverlik.
• NASA derin uzay iletişimi: Voyager hâlâ veri gönderiyor.

Andrew Viterbi, bir İtalyan-Amerikalı mültecinin fakir başlangıçtan, dünyanın en zengin teknoloji bilim insanlarından birine dönüşmesinin klasik öyküsüdür. Aynı zamanda algoritmanın gerçek dünya etkisinin de örneği — bir tek 1967 makalesi, 60 yıl sonra her gün milyarlarca işlemde çalışıyor.

Cep telefonunuzu açtığınızda, her saniye Viterbi'nin algoritması sessizce çalışıyor: gürültülü sinyalden gerçek mesajı çıkarıyor. Modern dijital çağın görünmez kahramanı.

"Eğer bir algoritma her gün milyarlarca kere çalışıyorsa, başarısının ölçüsü bu." — Viterbi'nin felsefesi.