The Journal of Korean Institute of Communications and Information Sciences (한국통신학회논문지)

The Korean Institute of Commucations and Information Sciences (한국통신학회)
권호 표지
DOI QR코드

DOI QR Code

2/3 Modulation Code and Its Vterbi Decoder for 4-level Holographic Data Storage

4-레벨 홀로그래픽 저장장치를 위한 2/3 변조부호와 비터비 검출기

  • 김국희 (숭실대학교 정보통신전자공학부 정보저장 및 통신 연구실) ;
  • 이재진 (숭실대학교 정보통신전자공학부 정보저장 및 통신 연구실)
  • Received : 2013.09.15
  • Accepted : 2013.10.24
  • Published : 2013.10.31
Download PDF
⟨ Previous Next ⟩

Abstract

Holographic data storage system is affected by two dimensional intersymbol interference and inter-page interference. Especially, for multi-level holographic data storage system, since one pixel contains more than 1 bit, the system is more vulnerable to the error. In this paper, we propose a 2/3 modulation code for 4-level holographic data storage system. The proposed modulation code with error correcting capability could be compensated these interferences. Also, in this paper, we proposed a Viterbi decoder for 2/3 modulation code. The proposed Viterbi decoder eliminates unnecessary calculation. As a result, proposed 2/3 modulation code and Viterbi decoder has shown better performance than conventional one.

홀로그래픽 데이터 저장장치에서는 인접 심볼간 간섭이 2차원으로 발생하며, 인접 페이지간 간섭 또한 발생한다. 특히 멀티 레벨 홀로그래픽 데이터 저장장치의 경우, 한 픽셀이 나타내는 정보가 0과 1의 이진수가 아닌 그 이상의 정보를 더 저장하고 있기 때문에, 위와 같은 간섭들이 더 크게 발생할 수 있다. 본 논문에서는 4-레벨 홀로그래픽 데이터 저장장치에서의 성능 저하를 보완하기 위하여 2/3 변조 부호를 제안한다. 제안된 2/3 변조 부호는 비터비 검출 방법을 변조 방식에 적용하여 에러 정정 능력을 갖는다. 또한, 본 논문에서는 2/3 변조 부호를 위한 새로운 비터비 디코더를 제안한다. 제안된 비터비 검출기는 복호 시에 필요없는 상태에 대한 계산을 제거하여 복호 성능을 높인다. 제안된 비터비 검출기는 2/3 변조 부호에 대하여 기존의 비터비 검출기보다 더 뛰어난 성능을 보인다.

Keywords

References

  1. L. Hesselink, S. S. Orlov, and M. C. Bashaw, "Holographic data storage systems," Proc. IEEE, vol. 92, no. 8, pp. 1231-1280, Aug. 2004. https://doi.org/10.1109/JPROC.2004.831212
  2. E. L. Kral, J. F. Walkup, and M. O. Hagler, "Correlation properties of random phase diffusers for multiplex holography," Applied Optics, vol. 21, no. 7, pp. 1281-1290, Apr. 1982. https://doi.org/10.1364/AO.21.001281
  3. D. Park and J. Lee, "Modeling of the inter-page interference on the holographic data storage systems," J. KICS, vol. 35, no. 7, pp. 581-586, July 2010.
  4. M. Keskinoz and B. V. K. V. Kumar, "Efficient modeling of volume holographic storage channels (VHSC)," Proc. SPIE, vol. 4090, pp. 205-210, Sep. 2000.
  5. V. Vadde and B. V. K. V. Kumar, "Channel modeling and estimation for intrapage equalization in pixel-matched volume holographic data storage," Applied Optics, vol. 38, no. 20, pp. 4374-4386, July 1999. https://doi.org/10.1364/AO.38.004374
  6. J. Kim and J. Lee, "Partial response maximum likelihood detections using two-dimensional soft output Viterbi algorithm with two-dimensional equalizer for holographic data storage," Japanese J. Applied Physics, vol. 48, no. 3, pp. 03A033, March 2009.
  7. J. Kim and J. Lee, "Two-dimensional SOVA and LDPC codes for holographic data storage system," IEEE Trans. Magn., vol. 45, no. 5, pp. 2260-2263, May 2009. https://doi.org/10.1109/TMAG.2009.2016260
  8. K. Park, S. Kim, J. Kim and J. Lee, "6/9 4-ary modulation code for 4-level holographic data storage," in Proc. Int. Symp. Optical Memory (ISOM 2010), Session Tu-I-21, Oct. 2010.
  9. S. Kim, J. Kim and J. Lee, "A simple 2/3 modulation code for multi-level holographic data storage," in Proc. Int. Symp. Optical Memory (ISOM 2010), Session Tu-I-14, Oct. 2010.
  10. N. Kim and J. Lee, "Two-dimensional codes for holographic data storage systems," J. KICS, vol. 31, no. 11, pp. 1037-1043, Nov. 2006.
  11. J. Kim and J. Lee, "Two-dimensional 5:8 modulation code for holographic data storage," Japanese J. Applied Physics, vol. 48, no. 3, pp. 03A031, Mar. 2009.
  12. J. Kim, J. Wee, and J. Lee, "Error correcting 4/6 modulation codes for holographic data storage," Japanese J. Applied Physics, vol. 49, no. 8, pp. 08KB04, Aug. 2010.
  13. D. E. Pansatiankul and A. A. Sawchuk, "Multi-dimensional modulation codes and error correction for page-oriented optical data storage," Proc. SPIE, vol. 4342, pp. 393-400, Jan. 2002.