Integer Programming Models for the Design of Two-Dimensional Holographic Storage Modulation Code
2차원 홀로그래픽 변조부호 설계를 위한 정수계획법 모형

Taehyung Park, Jaejin Lee
2013 The Journal of Korean Institute of Communications and Information Sciences  
약 본 연구에서는 이차원 인접 심볼간 간섭(2D ISI) 및 인접 페이지간 간섭 (IPI)을 줄이는 홀로그래픽 저장장치 를 위한 이차원 변조부호를 선택하는 문제를 고려한다. 변조부호 선택문제는 목적함수로 코드내부와 코드 상호간 인접심볼값의 차이를 최소화하고, 제약식으로는 사용된 심볼의 분포가 균등하며, 최소 해밍거리 조건이 주어진 이 차정수계획법 모형으로 수식화되었다. 선택된 코드워드에서 고립된 픽셀의 발생여부를 검색하는 모형은 정수계획 법 모형으로 수식화되었다. 제안된 모형들은 4-레벨 6/8 코드 및 2-레벨 6/8 코드에 적용되어 성능을 계산하였다. ABSTRACT In this paper, we introduce a modulation code design problem where best selection of two-dimensional codewords are determined to reduce two-dimensional (2D) intersymbol
more » ... ence (ISI) and interpage interference (IPI). Codeword selection problem is formulated as a quadratic integer programming model that minimizes intra-and inter-symbol differences subject to uniform symbol usage and minimal Hamming distance violations. Second integer programming model detects the occurrence of isolated pixel pattern in the selected codewords. The proposed models are applied to 4-level and 2-level 6/8 codes. ※ 본 연구는 정부(교육과학기술부)의 재원으로 한국연구재단의 지원을 받아 수행된 연구임(No. 2012-17220364). 주저자:숭실대학교 산업정보시스템공학과, tpark@ssu.ac.kr, 정회원° 교신저자:숭실대학교 정보통신전자공학부 정보저장및통신 연구실, zlee@ssu.ac.kr, 종신회원 논문번호:KICS2013-04-193, 접수일자:2013년 4월 25일, 최종논문접수일자:2013년 5월 19일 Ⅰ. 서 론 홀로그래픽 저장장치는 높은 저장 용량과 빠른 전 송율을 갖는다. 미디어의 체적에 정보를 저장하기 때 문에 저장용량을 현저히 증가시킬 수 있고, CCD (charge-coupled device) 배열을 이용하여 2차원 픽셀 이미지 데이터를 읽기 때문에 높은 전송률을 갖는다. 이 때문에 차세대 저장장치 후보로 거론되는 여러 저 장방식보다 더욱 부각되고 있다. 홀로그래픽 저장장치가 저장용량 및 빠른 전송율을 갖고 있지만, 2차원 픽셀 이미지를 읽기 때문에, 블러 (blur)효과, 즉 2차원 인접심볼간 간섭(Intersymbol Interference, ISI)이 생긴다. 또한 홀로그래픽 저장장 치는 여러 페이지를 같은 공간에 저장하기 때문에 인 접 페이지간 간섭(Interpage Interference, IPI)이 생긴 다. 이 외에 입력 데이터 페이지의 어긋남과 페이지 가장자리에서 발생하는 신호빔 세기의 감쇄 문제가 발생한다 [1,2] . IPI의 경우 출력신호잡음을 증가시켜서 홀로그래픽 저장장치의 저장용량을 감소한다. 따라서 홀로그래픽 저장장치의 노이즈를 줄이기 위한 오류정
doi:10.7840/kics.2013.38a.6.459 fatcat:4capvikkz5hytebcjganj2anxa