홀로그래픽 저장장치는 여러 장의 데이터 페이지가 멀티플랙싱 기법에 의하여 같은 공간에 저장된다. 그러나 이러한 데이터 저장 밀도의 증가에 따라 페이지 데이터들이 서로에게 간섭이 된다. 같은 공간에 저장되는 모든 페이지들이 서로 간섭을 주게 되며, 그에 대한 영향력을 실험 과정에서 고려해야 한다. 따라서 본 논문에서는 이러한 페이지 간의 간섭에 대한 모델링을 하며, 그에 대한 성능을 분석한다.
Holographic Data Storage System (HDSS), one of the next generation data storage devices, is a 2-dimensional page oriented memory system using volume hologram. HDSS has many noise sources such as crosstalk, scattering and inter pixel interference, etc. The noise source is changing intensity of the light used for carrying the data signal in HDSS. The inter pixel interference results in decrease of Signal to Noise Ratio and increase of Bit Error Rate. In order to improve these problems, this paper proposes to compensate the inter pixel interference with simple interference mask.
홀로그래픽 데이터 저장 장치(HDSS)는 페이지 단위로 저장 매체의 체적에 데이터를 저장 및 판독하고 2차원으로 데이터를 처리하기 때문에 데이터 전송 속도 및 저장 용량이 증가한다. 게다가, 멀티레벨 HDSS는 한 픽셀에 한 비트이상을 저장할 수 있다. 하지만 2차원으로 페이지를 처리하므로 기존의 데이터 저장 시스템과 달리 2차원으로 인접한 심볼 간 간섭(ISI) 및 인접 페이지 간 간섭(IPI)가 발생한다. 기존에 발표된 논문들은 멀티레벨 HDSS 환경에서 2차원 ISI 완화에 관한 연구에 초점을 두었지만 멀티레벨 HDSS 환경에서 2차원 ISI와 IPI를 동시에 완화하는 연구는 진행되지 않았다. 본 논문에서는 2차원 ISI 및 IPI를 동시에 완화하는 4-레벨 균형 변조부호를 제안하였다.
홀로그래픽 데이터 저장장치는 빠른 전송 능력, 짧은 접근 시간, 그리고 높은 저장용량 등의 장점을 가진다. 하지만 홀로그래픽 데이터 저장장치는 인접 심볼간 간섭, 인접 페이지간 간섭, 어긋남 등의 여러 가지 오류요인이 있다. 특히 멀티레벨 홀로그래픽 데이터 저장장치는, 한 픽셀이 나타내는 정보가 0과 1의 이진수가 아닌 그 이상의 정보를 저장하고 있기 때문에, 위와 같은 간섭들이 더 크게 발생할 수 있다. 본 논문에서는 4-레벨 홀로그래픽 데이터 저장장치에서 인접 심볼간 간섭을 줄이기 위한 3/4 변조 부호를 제안한다.
홀로그래픽 데이터 저장장치는 높은 저장용량, 빠른 전송 능력, 그리고 짧은 접근 시간 등의 장점을 가진다. 하지만 홀로그래픽 데이터 저장장치는 페이지 단위로 데이터를 처리하기 때문에 생기는 2차원 인접 심볼간 간섭과 하나의 체적에 여러 면의 페이지를 기록하여서 생기는 인접 페이지간 간섭의 심각한 성능 열화의 요소가 존재한다. 본 논문에서는 한 픽셀에 여러 레벨의 심볼을 저장하는 경우 발생할 수 있는 인접 심볼간 간섭을 줄이기 위한 4-레벨 6/9 변조부호를 제안한다.
Data storage related with writing and retrieving requires high storage capacity, fast transfer rate and less access time. Today any data storage system cannot satisfy these conditions, however holographic data storage system can perform faster data transfer rate because it is a page oriented memory system using volume hologram in writing and retrieving data. System can be constructed without mechanical actuating part therefore fast data transfer rate and high storage capacity about $1Tb/cm^3$ can be realized. In this paper, to reduce errors of binary data stored in holographic data storage system, a new method for bit error reduction is suggested. First, find cluster centers using subtractive clustering algorithm then reduce intensities of pixels around cluster centers and fuzzy rules. Therefore, By using this error reduction method following results are obtained ; the effect of Inter Pixel Interference noise is decreased and the intensity profile of data page becomes uniform therefore the better data storage system can be constructed.
본 논문에서는 차세대 대용량 데이터 저장장치로 부각되고 있는 홀로그래픽 데이터 저장장치를 위한 2차원 변조코드를 제안한다. 단위 면적당 기록 밀도의 증가로 인한 인접 심볼간 간섭과 3차원적인 홀그래픽 저장으로 인한 페이지간 섭 등에 강인한 성능을 갖도록 같은 페이지 내의 1과 0의 개수가 거의 동일하도록 설계하였으며, 또 가능한 많은 1과 0의 천이가 일어나도록 설계하였다. 제안된 코드의 코드율은 5/9로서 기존의 4/9 코드보다 25%의 코드율 개선을 하였다.
Data storage related with writing and retrieving requires high storage capacity, fast transfer rate and less access time. Today any data storage system cannot satisfy these conditions, however holographic data storage system can perform faster data transfer rate because it is a page oriented memory system using volume hologram in writing and retrieving data. System can be constructed without mechanical actuating part so fast data transfer rate and high storage capacity about 1Tb/cm3 can be realized. In this research, to correct errors of binary data stored in holographic data storage system, a new method for reduction errors is suggested. First, find cluster centers using subtractive clustering algorithm then reduce intensities of pixels around cluster centers. By using this error reduction method following results are obtained ; the effect of Inter Pixel Interference noise in the holographic data storage system is decreased and the intensity profile of data page becomes uniform therefore the better data storage system can be constructed.
홀로그래픽 데이터 저장장치 (HDSS)는 한 픽셀에 1비트 이상의 데이터를 저장 가능하며 전송 속도 및 저장 용량을 증가시키는 장점이 있다. 하지만 2차원적으로 생기는 인접 심볼 간의 간섭 (ISI) 및 페이지 간의 간섭 (IPI)이 발생한다. 본 논문에서는 홀로그래픽 데이터 저장장치에서 부호율이 1.33 bit/pixel이면서 코드워드의 밀도가 균일한 부호를 제안하였다. 제안된 저밀도 ON 픽셀 4/6 2차원 균형 변조부호는 기존의 2/3, 6/9 변조부호와 비교하여 비슷한 성능을 보이지만, 한 페이지에 기록되는 ON 픽셀의 비율을 낮춤으로써 체적 내에 페이지 수를 늘려 저장 용량을 증가시킬 뿐만 아니라 코드워드의 밀도가 균일하여 인접 페이지 간의 간섭을 줄일 수 있다.
홀로그래픽 데이터 저장장치는 매질의 체적에 데이터를 저장하고 CCD를 사용하여 2차원 픽셀의 이미지로써 데이터를 처리하기 때문에 빠른 데이터 전송률과 저장 용량을 현저히 증가시킬 수 있다. 하지만 홀로그래픽 저장장치는 기존의 저장장치들과는 다른 오류 요인인 2차원 인접심볼간 간섭이 발생한다. 본 논문에서는 홀로그래픽 데이터 저장장치에서 읽은 데이터가 검출기를 통과하기 전에 전처리과정을 통하여 인접심볼간 간섭을 줄이는 방법을 제안한다. 이 방법은 어긋남을 보정하기 위한 전처리과정과 변조부호방법을 결합하여 사용할 수도 있다는 장점이 있다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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