KR20080099451A - 광정보 데이터의 변/복조 방법 및 이를 이용한 광정보처리장치 - Google Patents

광정보 데이터의 변/복조 방법 및 이를 이용한 광정보처리장치 Download PDF

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KR20080099451A
KR20080099451A KR1020070045003A KR20070045003A KR20080099451A KR 20080099451 A KR20080099451 A KR 20080099451A KR 1020070045003 A KR1020070045003 A KR 1020070045003A KR 20070045003 A KR20070045003 A KR 20070045003A KR 20080099451 A KR20080099451 A KR 20080099451A
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Abstract

본 발명은 광정보 데이터의 변/복조 방법 및 이를 이용한 광정보 처리장치에 관한 것으로, 광정보 데이터의 변조시에 시스티메틱 인코딩 과정을 통해 광정보 데이터를 데이터파트와 패리티파트를 분리하고, 이를 각각 모듈레이션 코드변환을 통하여 인코딩을 실시하도록 하고, 광정보 데이터의 복조시에 검출되는 데이터페이지에서 데이터파트와 패리티파트를 각각 모듈레이션 코드변환을 실시하고, 각각의 로그 우도비를 산출하여 디코딩을 수행하도록 함으로써 디코딩성능을 향상시킬 수 있는 효과가 있으며, 이에 따른 광정보 재생효율을 향상시킬 수 있는 효과가 있다.

Description

광정보 데이터의 변/복조 방법 및 이를 이용한 광정보 처리장치{Method for modulation/demodulation of optical information and apparatus for optical information processing by using the same}
도 1은 본 발명에 따른 광정보 처리장치를 나타낸 블록도이다.
도 2는 본 발명에 따른 광정보 처리장치에 의한 광정보의 변조를 나타낸 블록도이다.
도 3은 본 발명에 따른 광정보 처리장치에 의한 광정보의 복조를 나타낸 블록도이다.
도 4는 본 발명에 따른 광정보 처리장치에 의한 광정보 변조과정을 나타낸 순서도이다.
도 5는 본 발명에 따른 광정보 처리장치에 의한 광정보 변조과정에 따른 데이터 변환을 나타낸 간략도이다.
도 6은 본 발명에 따른 광정보 처리장치에 의한 광정보 복조과정을 나타낸 순서도이다.
도 7은 본 발명에 따른 광정보 처리장치에 의한 광정보 복조과정에 따른 데이터 변환을 나타낸 간략도이다.
도 8은 본 발명에 따른 광정보 처리장치에 의한 에러율을 나타낸 그래프이다.
**도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명**
100 : 광정보 처리장치
110 : 광원
120 : 광분할기
130 : 다중화기
140 : 공간 광변조기
150 : 광정보 검출기
170 : 입력데이터 처리부
180 : 검출데이터 처리부
본 발명은 광정보 데이터의 변/복조 방법 및 이를 이용한 광정보 처리장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 광정보 처리장치에서 광정보 데이터의 변/복조시에 별도의 패리티 파트를 분리하여 변/복조를 실시하여 디코딩성능을 향상시킬 수 있도록 한 광정보 데이터의 변/복조 방법 및 이를 이용한 광정보 처리장치에 관한 것이다.
광정보를 처리하는 광정보 처리장치로는 CD(compact disc), DVD(digital versatile disc), HD-DVD, 블루레이 디스크, 근접장 광 처리 장치 등이 있다. 최근 들어, 대용량 저장 능력을 갖는 차세대 저장 시스템에 대한 요구가 증대되면서, 홀로그래피(holography)를 이용한 광정보 처리 장치가 주목받고 있다.
홀로그래피를 이용한 광정보 처리장치는 입력데이터의 이미지 정보를 포함하는 신호광(information beam)과 기준광(reference beam)을 광정보 기록매체(recording medium)로 중첩시켜 조사하고, 이로 인한 간섭패턴(interference pattern)을 광정보 기록매체에 기록한다.
그리고 기록된 광정보를 재생하기 위해서는, 기준광을 광정보 기록매체로 조사하면, 기준광이 간섭패턴에 의해 회절되어 재생광이 발생한다. 기록용 기준광과 재생용 기준광이 동일하면 기록시 신호광에 포함된 광정보와 동일한 광정보가 포함된 재생광이 발생한다.
한편, 재생광을 통해 재생되는 데이터페이지의 이미지는 CMOS(complementary metal-oxide semiconductor) 또는 CCD(charge coupled device)와 같은 수광배열소자를 통해 검출된다. 검출된 데이터페이지는 일련의 디모듈레이션 및 디코딩 과정을 거쳐 출력데이터로 복원된다.
여기서 기록매체로부터 홀로그래픽 디지털 데이터를 재생하는 경우 광원인 레이저 광의 세기, 렌즈에 의한 왜곡, 시스템 내부의 스캐터링 및 여러 가지 요인에 의해 재상되는 신호는 전체적으로 세기의 분포 차이를 가지게 된다.
더욱이, 가우시안 분포 특성을 갖는 기준광은 재생된 데이터페이지의 중심 영역에서 일정 레벨 이상의 광세기를 나타내기 때문에 재생 에러율이 거의 없으나, 데이터페이지의 모서리 영역에서 광 시기가 일정 레벨 이하로 되어 재생 에러율이 급격하게 증가하는 문제점이 있어 왔다.
그리고 기록매체에서 재생된 데이터로부터 홀로그래픽 디지털 데이터를 디코딩하는 가장 일반적인 방법은 임계값을 이용하는 방식이 있는데, 이 방식은 각 픽셀의 평균이나 0.5값을 이용하는 방식과 국부적인 페이지의 임계값을 이용하는 방식으로 구분된다.
임계값 이용하는 경우, 픽셀의 평균이나 0.5값보다 크면 1로 판독하고, 그보다 작으면 0으로 판독하는 방법이다.
그러나 이 경우 코드율(code rate)은 높으나 재생 에러율(특히, 페이지의 모서리 부분에서의 재생 에러율)이 매우 높게 나타나기 때문에 현실적으로 적용하는데 어려움이 있다.
반면 국부 임계값 이용하는 경우, 한 페이지의 재생신호를 여러 개의 영역으로 분할하고, 분할된 각 영역에 대해 서로 다른 임계값을 적용, 즉 페이지의 중심에 가까울수록 상대적으로 높은 임계값을 적용하고 페이지의 중심으로부터 멀어질수록(모서리에 근접할수록) 상대적으로 낮은 임계값을 적용하여 1 과 0을 판정하는 방식이다.
그러나 이 방법은 코드율이 높고 재생 에러율이 낮은 장점을 갖지만 노이즈 패턴의 양상이 다른 경우 여러 시스템간의 호환성이 떨어진다는 문제를 갖는다.
이에 따라 재생 에러율을 감소시키기 위한 방안들이 개발되고 있는데, 최근 들어 2:4 모듈레이션 코드 변환 또는 6:8 모듈레이션 코드 변환 등과 더불어 LDPC 디코더를 이용하여 데이터를 변조 및 복조하는 하는 방법이 개발되어 많이 사용되고 있는 실정이다.
이에 따라 모듈레이션 코드변환과 LDPC 코드를 이용한 다양한 변조 및 복조 방법의 개발이 대두되었으며, 모듈레이션 코드변환과 LDPC 코드를 이용하여 복조되는 데이터의 정확도를 더욱 향상시킬 수 있는 광정보 처리장치와 광정보처리 방법의 개발이 요구되고 있는 실정이다.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로, 광정보 처리장치에서 광정보 데이터의 변조시에 시스티메틱 인코딩 과정을 통해 광정보 데이터를 데이터파트와 패리티파트를 분리하고, 이를 각각 모듈레이션 코드변환을 통하여 인코딩을 실시하도록 한 광정보 데이터의 변/복조 방법 및 이를 이용한 광정보 처리장치를 제공함에 그 목적이 있다.
또한, 본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로, 광정보 처리장치에서 광정보 데이터의 복조시에 검출되는 데이터페이지에서 데이터파트와 패리티파트를 각각 모듈레이션 코드변환을 실시하고, 각각의 로그 우도비를 산출하여 디코딩을 수행하도록 한 광정보 데이터의 변/복조 방법 및 이를 이용한 광정보 처리장치를 제공함에 그 목적이 있다.
상기의 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일실시예에 따른 광정보 데이터의 변조방법은, 광정보 데이터가 입력되는 입력단계, 상기 광정보 데이터를 모듈레이션 코드변환 하는 제 1모듈레이션단계, 모듈레이션 코드 변환된 상기 광정보 데이터를 시스티메틱 인코딩을 수행하여 상기 광정보 데이터에서 데이터파트와 패리티파트를 분리하는 인코딩단계, 분리된 상기 패리티파트를 모듈레이션 코드변환 하는 제 2모듈레이션단계 및 상기 데이터파트와 모듈레이션 코드 변환된 상기 패리티파트를 데이터페이지로 생성하는 데이터페이지 생성단계를 포함한다.
상기 제 1모듈레이션단계와 상기 제 2모듈레이션 단계는 동일한 모듈레이션 코드변환에 의해 수행된다. 상기 모듈레이션 코드변환은 6:8 밸런스드 모듈레이션 코드변환인 것이 바람직하다. 상기 인코딩단계는 LDPC 코드에 의한 시스티메틱 인코딩인 것이 바람직하다. 상기 패리티파트는 상기 데이터파트의 오류정정을 위한 패리티정보이다.
상기의 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일실시예에 따른 광정보 데이터의 복조방법은, 데이터파트와 패리티파트가 독립적으로 구성된 데이터페이지를 복조하는 방법에 있어서, 상기 데이터페이지에서 상기 패리티파트를 디모듈레이션하여 상기 패리티파트의 로그 우도정보를 산출하는 제 1디모듈레이션단계, 디모듈레이션된 상기 패리티파트를 이용하여 상기 데이터파트의 디코딩을 수행하는 디코딩단계, 상기 디코딩된 상기 데이터파트를 디모듈레이션하여 상기 데이터파트의 로그우도정보를 산출하는 제 2디모듈레이션단계 및 상기 패리티파트의 로그 우도정보와, 상기 데이터파트의 로그우도정보를 기반으로 출력데이터를 생성하는 데이터생성단계를 포함한다.
상기 제 1디모듈레이션단계와 상기 제 2디모듈레이션 단계는 동일한 모듈레이션 코드변환에 의해 수행된다. 상기 모듈레이션 코드변환은 6:8 밸런스드 모듈레이션 코드변환인 것이 바람직하다. 상기 디코딩단계는 LDPC 코드에 의한 시스티메틱 디코딩인 것이 바람직하다. 상기 패리티파트는 상기 데이터파트의 오류정정을 위한 패리티정보인 것이 바람직하다.
상기 제 1디모듈레이션단계에서 상기 패리티파트의 로그 우도비는 하기의 식에 의해 산출된다.
Figure 112007034452199-PAT00001
Figure 112007034452199-PAT00002
는 검출되는 데이터페이지의 off 픽셀의 평균과 on 픽셀의 평균차이를 2로 나눈 값,
Figure 112007034452199-PAT00003
는 노이즈 변화량,
Figure 112007034452199-PAT00004
와,
Figure 112007034452199-PAT00005
는 검출되는 데이터에서 4번째 및 5번째로 밝은 픽셀의 농도이다.
상기 제 2디모듈레이션단계에서 상기 데이터파트의 로그 우도비는 하기의 식에 의해 산출된다.
Figure 112007034452199-PAT00006
Figure 112007034452199-PAT00007
는 검출되는 데이터페이지의 off 픽셀의 평균과 on 픽셀의 평균차이를 2로 나눈 값,
Figure 112007034452199-PAT00008
는 노이즈 변화량,
Figure 112007034452199-PAT00009
와,
Figure 112007034452199-PAT00010
는 검출되는 데이터에서 4번째 및 5번째로 밝은 픽셀의 농도, n은 검출되는 픽셀의 농도순서이다.
상기의 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일실시예에 따른 광정보 처리장치는, 광원, 상기 광원에서 방출되는 광을 기준광과 신호광으로 분리하는 광분할기, 상기 신호광에 데이터를 적재하는 공간 광변조기, 상기 기준광에 의해 기록매체에서 재생되는 재생광을 검출하는 검출기를 구비하며, 상기 데이터를 상기 데이터를 모듈레이션 코드변환을 통하여 변조하고, 변조된 상기 데이터를 데이터파트와 패리티파트로 분리되도록 시스티메틱 인코딩을 수행하며, 분리된 패리티파트를 모듈레이션 코드변환을 통하여 변조하고, 상기 데이터파트와 변조된 상기 패리티파트가 포함된 데이터페이지를 생성하여 생성된 데이터페이지를 상기 공간 광변조기로 제공하는 입력데이터 처리부와, 상기 검출기에서 검출되는 데이터페이지의 상기 패리티파트를 디모듈레이션하여 상기 패리티파트의 로그 우도비를 산출하고, 상기 패리티파트를 이용하여 상기 데이터파트의 디코딩을 수행한 후, 디코딩된 상기 데이터파트를 디모듈레이션하여 출력데이터를 생성하는 검출데이터 처리부를 구비한다.
상기 입력데이터 처리부는, 입력되는 상기 데이터를 모듈레이션 코드 변환하는 데이터모듈레이터, 모듈레이션 코드 변환된 상기 데이터를 시스티메틱 인코딩을 수행하여 상기 패리티파트를 분리하는 인코더, 분리된 상기 패리티파트를 모듈레이션 코드 변환하는 패리티모듈레이터를 구비한다.
상기 데이터모듈레이터와, 상기 패리티모듈레이터는 동일한 모듈레이션 코드변환에 의해 수행된다. 상기 모듈레이션 코드변환은 6:8 밸런스드 모듈레이션 코드변환인 것이 바람직하다. 상기 인코더는 LDPC 코드에 의한 시스티메틱 인코딩을 수 행한다. 상기 패리티파트는 상기 데이터파트의 오류정정을 위한 패리티정보이다.
상기 검출데이터 처리부는, 검출되는 상기 데이터페이지에서 상기 패리티파트를 디모듈레이션하여 로그 우도비를 산출하는 패리티 디모듈레이터, 디모듈레이션된 상기 패리티파트를 이용하여 상기 데이터파트의 디코딩을 수행하는 디코더, 디코딩된 상기 데이터파트의 디모듈레이션을 수행하는 데이터 디모듈레이터를 구비한다.
상기 데이터 디모듈레이터와, 상기 패리티 디모듈레이터는 동일한 디모듈레이션 코드변환에 의해 수행된다. 상기 디모듈레이션 코드변환은 6:8 밸런스드 디모듈레이션 코드변환인 것이 바람직하다. 상기 디코더는 LDPC 코드에 의한 시스티메틱 디코딩을 수행한다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 광정보 데이터의 변/복조 방법 및 이를 이용한 광정보 처리장치를 상세히 설명한다.
본 발명을 설명함에 있어서, 정의되는 각 구성요소들의 명칭은 본 발명에서의 기능을 고려하여 정의 내려진 것으로, 본 발명의 기술적 구성요소를 한정하는 의미로 이해되어서는 아니 될 것이며, 정의된 각각의 명칭들은 당업계에서 다른 명칭으로 호칭 될 수 있다.
그리고 각각의 구성요소에 부가된 부호는 설명의 편의를 위하여 기재된 것으로, 이들 부호가 기재된 도면상의 도시 내용이 각각의 구성요소를 도면내의 범위로 한정하지는 않는다. 또한, 이들의 기능적 유사성 및 동일성이 있다면 변형된 실시예를 채용하더라도 균등한 구성으로 볼 수 있으며, 도면상의 구성을 일부 변형한 실시예가 채용되더라도 기능적 유사성 및 동일성이 있다면 균등한 구성으로 볼 수 있다.
먼저 첨부한 도면을 참조하여 본 발명에 따른 광정보 처리장치를 설명한다.
도 1은 본 발명에 따른 광정보 처리장치를 나타낸 블록도이고, 도 2는 본 발명에 따른 광정보 처리장치에 의한 광정보의 변조를 나타낸 블록도이고, 도 3은 본 발명에 따른 광정보 처리장치에 의한 광정보의 복조를 나타낸 블록도이다.
도시한 바와 같이 본 발명에 따른 광정보 처리장치(100)는, 광을 발생시키는 광원(110), 광원(110)에서 발생된 광을 신호광(S)과 기준광(R)으로 분리하는 광분할기(120), 기준광(R)을 다중화 시키는 다중화기(130), 신호광(S)에 데이터를 적재하는 공간 광변조기(140), 기준광(R)에 의해 재생되는 광정보를 검출하는 광정보 검출기(150), 입력데이터를 처리하여 공간 광변조기(140)로 제공하는 입력데이터 처리부(170) 및 광정보 검출기(150)에 의해 검출되는 데이터를 처리하여 출력하는 검출데이터 처리부(180)를 구비한다.
이에 광원(110)에서 조사된 광은 광분할기(120)를 통하여 기준광(R) 및 신호광(S)으로 분리된다. 기준광(R)은 제 1셔터(125a)를 지나 다중화기(130)에 의하여 반사되어 광정보 기록매체(D)로 소정 각도로 입사된다.
신호광(S)은 제 2셔터(125b)를 지나, 반사경(130a)에 의하여 경로가 바뀌어 공간 광변조기(140)로 입사된다. 이때, 공간 광변조기(140)에는 입력데이터 처리부(170)에 의하여 제공되는 데이터페이지가 입력된다.
입력데이터 처리부(170)는 입력된 데이터를 LDPC 인코딩과 모듈레이션 코드 변환을 통해 입력데이터를 2진 데이터의 페이지 단위인 데이터페이지로 전환하여 공간 광변조기(140)에 제공한다.
이러한, 입력데이터 처리부(170)는 도 2에 도시한 바와 같이 입력되는 데이터를 모듈레이션 코드 변환을 이용하여 모듈레이션을 수행하는 데이터모듈레이터(172)와, 데이터모듈레이터(172)에 의해 인코딩된 데이터를 시스티메틱(systemetic) LDPC 인코딩을 수행하여 패리티데이터를 분리하는 LDPC인코더(174)와, LDPC인코더(174)에 의해 분리된 패리티데이터를 모듈레이션 코드 변환을 이용하여 모듈레이션을 수행하는 패리티모듈레이터(176)를 구비한다.
여기서, 데이터모듈레이터(172)와 패리티모듈레이터(174)는 각각 다른 모듈레이션 코드 변환을 수행할 수 있으나, 동일한 모듈레이션 코드 변환을 사용하는 것이 바람직하며, 2:4 밸런스드 모듈레이션 코드 변환 또는 6:8 밸런스드 모듈레이션 코드 변환 등을 사용할 수 있다.
공간 광변조기(140)는 입력데이터 처리부(170)로부터 입력된 데이터페이지 정보를 광학적으로 변조하여 2차원 이미지화된 된 데이터페이지를 생성하고, 이를 상기 입사된 신호광(S)에 투영시켜 광정보 기록매체(D)로 입사시킨다.
광정보 기록매체(D)에 기준광(R)과 신호광(S)이 입사되면, 광정보 기록매체(D)의 내부에서는 입사된 기준광(R)과 신호광(S) 간의 간섭에 의하여 발생된 간섭패턴의 강도에 따라 내부 운동 전하의 광유도 현상(light induced generation of mobile charge)이 발생하여 그 간섭패턴이 기록되게 된다.
다중화기(130)는 기준광(R)이 광정보 기록매체(D)로 입사되는 각도를 조절하 여, 각도 다중화를 구현한다. 다중화기(130)는 갈바노 미러와 같은 회전 미러로 마련되는 것이 바람직하다.
한편, 기록된 데이터의 재생을 위해서는 기준광(R) 만을 광정보 기록매체(D)에 조사하면 된다. 재생시에 제 1셔터(125a)는 광분할기(120)에 의하여 분리된 기준광(R)을 통과시키나, 제 2셔터(125b)는 신호광(S)을 차단한다.
이때, 제 1셔터(125a)를 통과하여 다중화기(130)로부터 조사되는 기준광(R)은 광정보 기록매체(D)에 기록되어 있는 간섭패턴에 의하여 회절되어 데이터페이지의 이미지를 갖는 재생광이 발생된다.
재생광은 광정보 검출기(150)에 의하여 데이터페이지의 이미지로 검출된다. 검출된 데이터페이지의 이미지는 검출데이터 처리부(180)에 의해 출력데이터로 전환된다.
광정보 검출기(150)는 CMOS 또는 CCD와 같은 수광배열소자로 구성된다. 검출데이터 처리부(180)는 광정보 검출기(150)에서 이미지 상태로 검출되는 데이터페이지를 디모듈레이션 코드변환과 LDPC 디코딩을 반복적으로 수행하여 최종 출력 데이터로 전환하여 출력한다.
한편, 검출데이터 처리부(180)는 도 3에 도시한 바와 같이 광정보 검출기(150)에서 검출되는 데이터페이지를 디모듈레이션하여 데이터페이지에 포함된 패리티데이터를 분리 생성하는 패리티디모듈레이터(182)와, 패리티데이터를 제외한 나머지 데이터를 역시스트메틱(reverse systemetic) LDPC 인코딩하는 LDPC디코더(184)와, 디코딩된 데이터를 디모듈레이션하여 최종 출력데이터를 생성하는 데이 터디모듈레이터(186)를 구비한다.
여기서, 패리티디모듈레이터(182)와 데이터디모듈레이터(186)는 각각 패리티모듈레이터(176)와 데이터모듈레이터(172)와 동일한 모듈레이션 코드 변환을 사용하는 것이 바람직하다.
이에 따라, 본 발명에 따른 광정보 처리장치의 작동을 실시예를 통하여 상세히 설명한다. 이하에서 언급되는 각각의 요소들은 상술한 설명과 도면을 참조하여 이해하여야 한다. 이하에서는 6:8모듈레이션 코드변환을 일예로 하여 설명하도록 한다. 하지만 모듈레이션 코드변환을 한정하는 것은 아니다.
먼저, 본 발명에 따른 광정보 처리장치에 의한 광정보의 변조과정을 설명한다.
도 4는 본 발명에 따른 광정보 처리장치에 의한 광정보 변조과정을 나타낸 순서도이고, 도 5는 본 발명에 따른 광정보 처리장치에 의한 광정보 변조과정에 따른 데이터 변환을 나타낸 간략도이다.
도시한 바와 같이 입력데이터 처리부(170)로 입력데이터가 입력되며(단계 S110), 데이터 모듈레이터(172)에서 6:8모듈레이션 코드변환을 통하여 입력데이터 전체를 모듈레이션 코드 변환한다(단계 S120). 여기서 모듈레이션 코드변환은 6:8 밸런스드 모듈레이션 코드변환 또는 2:4 밸런스드 모듈레이션 코드변환 등을 사용할 수 있다.
이후, LDPC인코더(174)에서는 데이터 모듈레이터(172)에서 변환된 모듈레이션데이터를 시스티메틱 인코딩을 통하여 인코딩을 실시한다(단계 S130). 이때 시스 티메틱 인코딩이 수행됨에 따라 인코딩되는 데이터는 실제 데이터파트와 데이터파트의 오류정정을 위한 패리티파트로 분리된다.
한편 LDPC인코더(174)에 의해 데이터파트와 패리티파트로 분리되면, 패리티모듈레이터(176)에 의해 패리티파트만 별도의 모듈레이션을 실시한다(단계 S140).
따라서 최초입력데이터에 대하여 데이터파트와 패리티파트가 분리된 상태의 데이터페이지가 생성된다(단계 S150).
상술한 바와 같이 생성된 데이터페이지는 공간 광변조기(140)에 의해 신호광(S)에 적재되고, 광정보가 적재된 신호광(S)은 기록매체(D)에 입사되면서 기준광(R)과의 간섭에 의해 광정보가 기록된다.
이후, 본 발명에 따른 광정보 처리장치에 의한 광정보의 복조과정을 설명한다.
도 6은 본 발명에 따른 광정보 처리장치에 의한 광정보 복조과정을 나타낸 순서도이고, 도 7은 본 발명에 따른 광정보 처리장치에 의한 광정보 복조과정에 따른 데이터 변환을 나타낸 간략도이다.
한편, 본 발명에 따른 광정보 처리장치(100)에 의한 광정보의 복조는 광정보 처리장치 중 검출데이터 처리부(180)에 의해 이루어진다.
검출데이터 처리부(180)는 광정보 검출기(150)에서 검출되는 데이터페이지가 검출된다(단계 S210). 이때 광정보 검출기(150)에 의해 검출되는 데이터페이지는 데이터파트와 패리티파트가 각각 분리된 상태의 데이터페이지이다.
이에 검출데이터 처리부(180)의 패리티 디모듈레이터(182)에 의해 검출된 데 이터페이지에서 패리티파트만을 디모듈레이션을 수행한다(단계 S220). 이때 디모듈레이션 코드변환은 패리티파트가 모듈레이션 모드변환을 실시할 때와 동일한 코드변환을 수행한다.
한편, 디모듈레이션되는 패리티파트는 하기의 [식1]에 의해 로그 우도비(log likelihood ratio, LLR)가 산출되어 진다.
[식1]
Figure 112007034452199-PAT00011
여기서,
Figure 112007034452199-PAT00012
는 검출되는 데이터페이지의 off 픽셀의 평균과 on 픽셀의 평균차이를 2로 나눈 값이고,
Figure 112007034452199-PAT00013
는 노이즈 변화량이고,
Figure 112007034452199-PAT00014
와,
Figure 112007034452199-PAT00015
는 검출되는 데이터페이지에서 4번째 및 5번째로 밝은 픽셀의 농도를 나타낸다.
이와 같은 [식1]에 의해 산출되는 로그 우도비는 패리티파트만을 위한 로그 우도비로 데이터파트를 위한 로그 우도비는 이후 설명하도록 한다.
한편, 패리티파트의 디모듈레이션이 완료되면, LDPC디코더(184)에 의해 데이터파트의 디코딩이 수행된다(단계 S230). 이때 디모듈레이션된 패리티파트는 별도의 변환과정을 거치지 않고, 데이터파트의 오류정정을 위한 정보로 사용된다.
그리고 LDPC디코딩이 수행된 데이터파트는 데이터 디모듈레이터(186)에 의해 디모듈레이션이 수행된다(단계 S240). 이때 디모듈레이션 코드변환은 패리티파트가 디모듈레이션 모드변환을 실시할 때와 동일한 코드변환을 수행한다.
한편, 디모듈레이션되는 데이터파트는 하기의 [식2]에 의해 로그 우도비(log likelihood ratio, LLR)가 산출되어 진다.
[식2]
Figure 112007034452199-PAT00016
여기서,
Figure 112007034452199-PAT00017
는 검출되는 데이터페이지의 off 픽셀의 평균과 on 픽셀의 평균차이를 2로 나눈 값이고,
Figure 112007034452199-PAT00018
는 노이즈 변화량이고,
Figure 112007034452199-PAT00019
와,
Figure 112007034452199-PAT00020
는 검출되는 데이터페이지에서 4번째 및 5번째로 밝은 픽셀의 농도이고, n은 검출되는 픽셀의 농도순서를 나타낸다.
상기의 [식1]에 의하면
Figure 112007034452199-PAT00021
이면 각 비트의 기준지표는 각 픽셀의 농도에 의해 결정된다.
즉, 픽셀의 농도가
Figure 112007034452199-PAT00022
에 포함될 경우에는 해당 비트는 1로 판단하고, 5번째 픽셀의 농도 차이에 비례하여 로그 우도비를 산출한다. 또한, 픽셀의 농도가
Figure 112007034452199-PAT00023
에 포함될 경우에는 해당 비트는 0으로 판단되고, 4번째 픽셀의 농도 차이에 비례하여 로그 우도비를 산출한다.
이후, 산출된 데이터파트의 로그 우도비를 이용하여 데이터파트에 대한 디모듈레이션을 수행하여 출력데이터를 생성한다(단계 S250).
한편, 도 8은 본 발명에 따른 광정보 처리방법에 따른 복조 성능을 나타낸 그래프이다.
'6:8 mod. + LDPC'는 통상적인 6:8 모듈레이션 코드 변환과 LDPC 부호를 사 용하여 변조를 실시한 경우이고, 'Proposed'는 본 발명에 따른 광정보 처리방법에 의해 복조를 실시한 경우이다.
이때 나이퀴스트 크기(Nyquist size)는 1.4로 하고, 픽셀 산포량(spreading)과 AWGN(Additive White Gaussian Noise)이 더해진 채널에서 길이 2400, 코드 부호율이 0.8인 LDPC 코드와, 6:8 모듈레이션 코드 변환을 사용하고, 전체 코드부호율이 0.6인 시스템은 예시하였으며, 본 발명에 따른 광정보 처리방법은 길이 2396, 코드 부호율이 0.83인 LDPC 코드를 사용하여 코드 부호율을 맞추어 비교하였다.
이에 통상적인 6:8 모듈레이션 코드 변환에 대하여 본 발명에 따른 광정보 처리방법에 따르면 LDPC 코드 변환의 코드 부호율이 향상되며, 디코더자체의 성능은 낮아지더라도 각 데이터에 대한 로그 우도비를 세분화시켜 우도정보의 정확성을 향상시켜 통상적인 복조에 의한 BER 보다 본 발명에 따른 복조에 의한 BER이 향상됨을 보이고 있다.
즉, 데이터파트와 패리티파트에 대하여 각각 별도의 로그 우도비를 산출함으로써 각각의 데이터에 대한 로그 우도비의 정확도를 향상시킬 수 있음을 알 수 있으며, 결과적으로 전체적인 디코딩성능을 향상시킬 수 있다.
이상에서 살펴본 바와 같이 본 발명의 바람직한 실시예에 대해 상세히 기술되었지만, 본 발명이 속하는 기술분야에 있어서 통상의 지식을 가진 사람이라면, 첨부된 청구 범위에 정의된 본 발명의 정신 및 범위를 벗어나지 않으면서 본 발명을 여러 가지로 변형하여 실시할 수 있을 것이다. 따라서 본 발명의 앞으로의 실시예들의 변경은 본 발명의 기술을 벗어날 수 없을 것이다.
예를 들어 본 발명에 따른 저밀도 패리티 체크 코드를 이용한 변/복조 방법 및 이를 이용한 광정보 처리장치에 다른 부가적인 기능을 가진 구성요소를 추가하거나, 또는 다른 구성요소로 교체하여 실시할 수 있을 것이다. 그러나 변형된 다른 실시예가 본 발명의 필수구성요소를 포함한다면 본 발명의 기술적 범주에 포함된다고 보아야 한다.
이상에서 살펴본 바와 같이, 본 발명에 따른 광정보 데이터의 변/복조 방법 및 이를 이용한 광정보 처리장치에 따르면, 광정보 처리장치에서 광정보 데이터의 변/복조시에 별도의 패리티 파트를 분리하여 변/복조를 실시함으로써 디코딩성능을 향상시킬 수 있는 효과가 있으며, 이에 따른 광정보 재생효율을 향상시킬 수 있는 효과가 있다.

Claims (22)

  1. 광정보 데이터가 입력되는 입력단계,
    상기 광정보 데이터를 모듈레이션 코드변환 하는 제 1모듈레이션단계,
    모듈레이션 코드 변환된 상기 광정보 데이터를 시스티메틱 인코딩을 수행하여 상기 광정보 데이터에서 데이터파트와 패리티파트를 분리하는 인코딩단계,
    분리된 상기 패리티파트를 모듈레이션 코드변환 하는 제 2모듈레이션단계 및
    상기 데이터파트와 모듈레이션 코드 변환된 상기 패리티파트를 데이터페이지로 생성하는 데이터페이지 생성단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 광정보 데이터의 변조 방법.
  2. 제 1항에 있어서, 상기 제 1모듈레이션단계와 상기 제 2모듈레이션 단계는 동일한 모듈레이션 코드변환에 의해 수행되는 것을 특징으로 하는 광정보 데이터의 변조 방법.
  3. 제 2항에 있어서, 상기 모듈레이션 코드변환은 6:8 밸런스드 모듈레이션 코드변환인 것을 특징으로 하는 광정보 데이터의 변조 방법.
  4. 제 1항에 있어서, 상기 인코딩단계는 LDPC 코드에 의한 시스티메틱 인코딩인 것을 특징으로 하는 광정보 데이터의 변조 방법.
  5. 제 3항에 있어서, 상기 패리티파트는 상기 데이터파트의 오류정정을 위한 패리티정보인 것을 특징으로 하는 광정보 데이터의 변조 방법.
  6. 데이터파트와 패리티파트가 독립적으로 구성된 데이터페이지를 복조하는 방법에 있어서,
    상기 데이터페이지에서 상기 패리티파트를 디모듈레이션하여 상기 패리티파트의 로그 우도정보를 산출하는 제 1디모듈레이션단계,
    디모듈레이션된 상기 패리티파트를 이용하여 상기 데이터파트의 디코딩을 수행하는 디코딩단계,
    상기 디코딩된 상기 데이터파트를 디모듈레이션하여 상기 데이터파트의 로그우도정보를 산출하는 제 2디모듈레이션단계 및
    상기 패리티파트의 로그 우도정보와, 상기 데이터파트의 로그우도정보를 기반으로 출력데이터를 생성하는 데이터생성단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 광정보 데이터의 복조 방법.
  7. 제 6항에 있어서, 상기 제 1디모듈레이션단계와 상기 제 2디모듈레이션 단계는 동일한 모듈레이션 코드변환에 의해 수행되는 것을 특징으로 하는 광정보 데이터의 변조 방법.
  8. 제 7항에 있어서, 상기 모듈레이션 코드변환은 6:8 밸런스드 모듈레이션 코드변환인 것을 특징으로 하는 광정보 데이터의 변조 방법.
  9. 제 8항에 있어서, 상기 제 1디모듈레이션단계에서 상기 패리티파트의 로그 우도비는 하기의 [식]에 의해 산출되는 것을 특징으로 하는 광정보 데이터의 복조 방법.
    [식]
    Figure 112007034452199-PAT00024
    Figure 112007034452199-PAT00025
    는 검출되는 데이터페이지의 off 픽셀의 평균과 on 픽셀의 평균차이를 2로 나눈 값,
    Figure 112007034452199-PAT00026
    는 노이즈 변화량,
    Figure 112007034452199-PAT00027
    와,
    Figure 112007034452199-PAT00028
    는 검출되는 데이터에서 4번째 및 5번째로 밝은 픽셀의 농도.
  10. 제 8항에 있어서, 상기 제 2디모듈레이션단계에서 상기 데이터파트의 로그 우도비는 하기의 [식]에 의해 산출되는 것을 특징으로 하는 광정보 데이터의 복조 방법.
    [식]
    Figure 112007034452199-PAT00029
    Figure 112007034452199-PAT00030
    는 검출되는 데이터페이지의 off 픽셀의 평균과 on 픽셀의 평균차이를 2로 나눈 값,
    Figure 112007034452199-PAT00031
    는 노이즈 변화량,
    Figure 112007034452199-PAT00032
    와
    Figure 112007034452199-PAT00033
    는 검출되는 데이터에서 4번째 및 5번째로 밝은 픽셀의 농도, n은 검출되는 픽셀의 농도순서.
  11. 제 6항에 있어서, 상기 디코딩단계는 LDPC 코드에 의한 시스티메틱 디코딩인 것을 특징으로 하는 광정보 데이터의 복조 방법.
  12. 제 6항에 있어서, 상기 패리티파트는 상기 데이터파트의 오류정정을 위한 패리티정보인 것을 특징으로 하는 광정보 데이터의 복조 방법.
  13. 광원,
    상기 광원에서 방출되는 광을 기준광과 신호광으로 분리하는 광분할기,
    상기 신호광에 데이터를 적재하는 공간 광변조기,
    상기 기준광에 의해 기록매체에서 재생되는 재생광을 검출하는 검출기를 구비하며,
    상기 데이터를 상기 데이터를 모듈레이션 코드변환을 통하여 변조하고, 변조된 상기 데이터를 데이터파트와 패리티파트로 분리되도록 시스티메틱 인코딩을 수행하며, 분리된 패리티파트를 모듈레이션 코드변환을 통하여 변조하고, 상기 데이터파트와 변조된 상기 패리티파트가 포함된 데이터페이지를 생성하여 생성된 데이터페이지를 상기 공간 광변조기로 제공하는 입력데이터 처리부와,
    상기 검출기에서 검출되는 데이터페이지의 상기 패리티파트를 디모듈레이션하여 상기 패리티파트의 로그 우도비를 산출하고, 상기 패리티파트를 이용하여 상기 데이터파트의 디코딩을 수행한 후, 디코딩된 상기 데이터파트를 디모듈레이션하여 출력데이터를 생성하는 검출데이터 처리부를 구비하는 것을 특징으로 하는 광정보 처리장치.
  14. 제 13항에 있어서, 상기 입력데이터 처리부는,
    입력되는 상기 데이터를 모듈레이션 코드 변환하는 데이터모듈레이터,
    모듈레이션 코드 변환된 상기 데이터를 시스티메틱 인코딩을 수행하여 상기 패리티파트를 분리하는 인코더,
    분리된 상기 패리티파트를 모듈레이션 코드 변환하는 패리티모듈레이터를 구비하는 것을 특징으로 하는 광정보 처리장치.
  15. 제 14항에 있어서, 상기 데이터모듈레이터와, 상기 패리티모듈레이터는 동일한 모듈레이션 코드변환에 의해 수행되는 것을 특징으로 하는 광정보 처리장치.
  16. 제 15항에 있어서, 상기 모듈레이션 코드변환은 6:8 밸런스드 모듈레이션 코드변환인 것을 특징으로 하는 광정보 처리장치.
  17. 제 14항에 있어서, 상기 인코더는 LDPC 코드에 의한 시스티메틱 인코딩을 수행하는 것을 특징으로 하는 광정보 처리장치.
  18. 제 13항에 있어서, 상기 패리티파트는 상기 데이터파트의 오류정정을 위한 패리티정보인 것을 특징으로 하는 광정보 처리장치.
  19. 제 13항에 있어서, 상기 검출데이터 처리부는,
    검출되는 상기 데이터페이지에서 상기 패리티파트를 디모듈레이션하여 로그 우도비를 산출하는 패리티 디모듈레이터,
    디모듈레이션된 상기 패리티파트를 이용하여 상기 데이터파트의 디코딩을 수행하는 디코더,
    디코딩된 상기 데이터파트의 디모듈레이션을 수행하는 데이터 디모듈레이터를 구비하는 것을 특징으로 하는 광정보 처리장치.
  20. 제 19항에 있어서, 상기 데이터 디모듈레이터와, 상기 패리티 디모듈레이터는 동일한 디모듈레이션 코드변환에 의해 수행되는 것을 특징으로 하는 광정보 처리장치.
  21. 제 20항에 있어서, 상기 디모듈레이션 코드변환은 6:8 밸런스드 디모듈레이션 코드변환인 것을 특징으로 하는 광정보 처리장치.
  22. 제 19항에 있어서, 상기 디코더는 LDPC 코드에 의한 시스티메틱 디코딩을 수행하는 것을 특징으로 하는 광정보 처리장치.
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