KR100315669B1 - method for advancing quality of service by priority control of voice packet in internet telephony gateway - Google Patents
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Abstract
본 발명은 인터넷 텔레포니 게이트웨이에서 우선 순위에 따라 음성 패킷을 처리하여 서비스 품질을 향상시키는 방법으로서, 인터넷 텔레포니 게이트웨이에서 입력되는 음성 패킷의 순서를 고려하여 패킷마다 우선 순위를 부여하고, 일정 시간동안 입력된 각각의 음성 패킷에 대하여 쓰레드를 구동시키고, 각 쓰레드의 타임아웃 시간이 만료되기 전에 해당 시퀀스 버퍼에 음성패킷을 버퍼링할 차례가 되었는지를 계속 모니터링한다.The present invention is a method for improving the quality of service by processing voice packets according to the priority in the Internet telephony gateway, the priority is given to each packet in consideration of the order of the voice packets input from the Internet telephony gateway, Run a thread for each voice packet and continue monitoring whether it is time to buffer the voice packet in the sequence buffer before each thread's timeout expires.
Description
본 발명은 인터넷 텔레포니 게이트웨이에서 관한 것으로, 우선 순위에 따라 음성 패킷을 처리하여 서비스 품질을 향상시키는 방법에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an internet telephony gateway, and more particularly, to a method of improving voice quality by processing voice packets according to priorities.
종래 인터넷 텔레포니 게이트웨이(internet telephony gateway)는 도 1에 도시된 것과 같이 인터넷망에서 전송되는 음성 패킷을 외부의 환경에 상관없이 그대로 PCM 하이웨이 데이터로 출력한다. 그러므로, 종래 인터넷 텔레포니 게이트웨이는 공중 인터넷망에서 여러 라우터등 각종 전송장비의 지연에 의해 각 음성 패킷의 도착지연 순서에 대응하지 못하는 문제점이 있다. 예를 들어, 도 1에 도시된 것과 같이 음성 패킷이 인터넷 텔레포니 게이트웨이에 도착해야 한다고 할때 실제 인터넷망에서는 A-B-C의 순서로 도착하지 않을 수 있다. 만약 B라는 음성 패킷이 라우터를 2~3개 더 거치면 도착되는 전체 음성 패킷은 A-C-B가 될수도 있다. 따라서, 종래 인터넷 텔레포니 게이트웨이는 음성의 질이 절대적으로 저하될 수 밖에 없는 문제점이 있다.Conventional internet telephony gateway (internet telephony gateway) as shown in Figure 1 outputs the voice packet transmitted from the Internet network as PCM highway data as it is regardless of the external environment. Therefore, the conventional Internet telephony gateway has a problem in that it does not correspond to the arrival delay order of each voice packet due to the delay of various transmission equipment such as various routers in the public Internet network. For example, when the voice packet should arrive at the Internet telephony gateway as shown in FIG. 1, the actual Internet network may not arrive in the order of A-B-C. If a voice packet called B goes through two or three more routers, the entire voice packet may be A-C-B. Therefore, the conventional Internet telephony gateway has a problem that the voice quality is absolutely deteriorated.
따라서, 본 발명의 목적은 인터넷 텔레포니 게이트웨이에서 전송되는 음성 패킷를 우선 순위에 따라 처리하여 서비스 품질을 향상시키는 방법을 제공함에 있다.Accordingly, an object of the present invention is to provide a method of improving a quality of service by processing voice packets transmitted from an Internet telephony gateway according to priority.
본 발명의 다른 목적은 인터넷 텔레포니 게이트웨이에서 시간 지연을 감소시키는 방법을 제공함에 있다.Another object of the present invention is to provide a method for reducing time delay in an Internet telephony gateway.
본 발명의 또다른 목적은 인터넷 텔레포니 게이트웨이에서 입력되는 음성 패킷의 순서를 고려하여 패킷마다 우선 순위를 부여하는 방법을 제공함에 있다.Another object of the present invention is to provide a method for assigning priority to each packet in consideration of the order of voice packets input from the Internet telephony gateway.
본 발명의 또다른 목적은 인터넷 텔레포니 게이트웨이에서 일정 시간 간격으로 입력된 각각의 음성 패킷에 대하여 쓰레드를 구동시키는 방법을 제공함에 있다.Another object of the present invention is to provide a method for running a thread for each voice packet input at a predetermined time interval in an Internet telephony gateway.
이러한 목적들을 달성하기 위한 본 발명은 인터넷 텔레포니 게이트웨이에서 입력되는 음성 패킷의 순서를 고려하여 패킷마다 우선 순위를 부여하고, 일정 시간동안 입력된 각각의 음성 패킷에 대하여 쓰레드를 구동시키고, 각 쓰레드의 타임아웃 시간이 만료되기 전에 해당 시퀀스 버퍼에 음성패킷을 버퍼링할 차례가 되었는지를 계속 모니터링하는 것을 특징으로 한다.In order to achieve the above objects, the present invention prioritizes each packet in consideration of the order of voice packets input from the Internet telephony gateway, runs a thread for each voice packet input for a predetermined time, and time of each thread. It is characterized by continuously monitoring whether it is time to buffer the voice packet in the corresponding sequence buffer before the out time expires.
도 1은 종래 인터넷 텔레포니 게이트웨이에서 음성 패킷을 처리하기 위한 구성을 나타내는 도면.1 is a diagram showing a configuration for processing a voice packet in a conventional Internet telephony gateway.
도 2는 본 발명에 따른 인터넷 텔레포니 게이트웨이에서 음성 패킷을 처리하기 위한 구성을 나타내는 도면.2 is a diagram illustrating a configuration for processing a voice packet in an Internet telephony gateway according to the present invention.
도 3은 본 발명에 따른 인터넷 텔레포니 게이트웨이에서 음성 패킷을 처리하는 과정을 나타내는 도면.3 is a diagram illustrating a process of processing a voice packet in an Internet telephony gateway according to the present invention.
도 4는 본 발명에 따른 인터넷 텔레포니 게이트웨이에서 비정상적인 음성 패킷을 처리하는 과정을 나타내는 도면.4 is a diagram illustrating a process of processing an abnormal voice packet in an Internet telephony gateway according to the present invention.
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 인터넷 텔레포니 게이트웨이에서 우선 순위에 따라 음성 패킷을 처리하기 위한 제어 흐름을 나타내는 도면.5 is a diagram illustrating a control flow for processing voice packets according to priority in an Internet telephony gateway according to an embodiment of the present invention.
이하 본 발명을 첨부된 도면들을 참조하여 상세히 설명한다.Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
도 2는 본 발명에 따른 인터넷 텔레포니 게이트웨이에서 음성 패킷을 처리하기 위한 구성을 나타내는 도면이다.2 is a diagram illustrating a configuration for processing a voice packet in an Internet telephony gateway according to the present invention.
도 2를 참조하면, 인터넷 텔레포니 게이트웨이(200)는 입력되는 음성 패킷마다 각각 쓰레드(201,202,203)를 구동한다. 본 발명에 따른 서비스를 제공하여 주기 위해 인터넷 텔레포니 게이트웨이(200)는 다음과 같은 동작을 수행한다.Referring to FIG. 2, the Internet telephony gateway 200 drives threads 201, 202, and 203 for each incoming voice packet. In order to provide a service according to the present invention, the Internet telephony gateway 200 performs the following operations.
인터넷 텔레포니 게이트웨이(200)는 입력되는 음성 패킷에 대한 제어를 위하여 각각의 패킷에 우선 순위(priority)를 가지는 쓰레드 개념으로 제어한다. 이때, 쓰레드(201,202,203)의 우선 순위는 입력되는 음성 패킷의 시퀀스 넘버(sequencenumber)에 의해 결정된다. 즉, 상기 음성 패킷은 각각 시퀀스 넘버를 가지고 있어서 시퀀스 넘버에 따라 우선 순위가 결정된다.The Internet telephony gateway 200 controls the concept of a thread having priority to each packet in order to control an input voice packet. At this time, the priority of the threads 201, 202, 203 is determined by the sequence number of the input voice packet. That is, the voice packets each have a sequence number, and the priority is determined according to the sequence number.
도 2에 도시된 것과 같이 음성 패킷이 A→C→B순으로 입력되지만, 만약 상기 음성 패킷의 시퀀스 넘버가 A는 1이고, B는 2이고, C가 3이면 우선 순위가 상기 음성 패킷의 입력 순서와 다르므로 쓰레드(201,202,203)의 구동을 제어하여 상기 우선 순위에 따라 상기 음성 패킷들을 버퍼링한다.As shown in Fig. 2, the voice packet is input in the order A → C → B, but if the sequence number of the voice packet is A is 1, B is 2 and C is 3, the priority is input of the voice packet. Since the order is different, the driving of the threads 201, 202, and 203 is controlled to buffer the voice packets according to the priority.
다음으로 음성 패킷의 지터 버퍼링(jitter buffering)을 위한 타임 아웃은 G.723 기준으로 3개의 음성 패킷 프레임을 하나의 타임 아웃 존(time-out zone)으로 정의하며 이는 90msec의 시간이 된다. 이때, 지터 버퍼링을 위한 최대 타임 아웃 시간은 6개의 프레임 사이즈 즉, 180msec까지 재시도할 수 있도록 한다.Next, the timeout for jitter buffering of voice packets defines three voice packet frames as one time-out zone based on G.723, which is a time of 90msec. At this time, the maximum timeout time for jitter buffering allows retrying up to six frame sizes, that is, 180 msec.
그 다음으로 단위 시간안에 도달하지 않는 음성 패킷은 바로 음성 코덱에 쓰지 않고 해당 음성 패킷에 관련된 쓰레드를 우선 순위를 높여서 다음 시간 주기 동안 계속 소켓 모니터링한다. 이때 쓰레드는 프로세스를 제어하여 이보다 상위의 타스크가 발생되어도 제어를 상실하지 않도록 실시간성을 보장해준다.Next, voice packets that do not arrive within the unit time are not written directly to the voice codec, but prioritized by the threads associated with the voice packet to continue socket monitoring for the next period of time. In this case, the thread controls the process and guarantees real-time so that even if a higher task occurs, the control is not lost.
도 3은 본 발명에 따른 인터넷 텔레포니 게이트웨이에서 음성 패킷을 처리하는 과정을 나타낸다.3 shows a process of processing a voice packet in an Internet telephony gateway according to the present invention.
도 2 및 도 3을 참조하여 본 발명에 따른 인터넷 텔레포니 게이트웨이에서 음성 패킷을 처리하는 방법을 설명한다. 먼저, 인터넷 텔레포니 게이트웨이(200)는 A,C,B순으로 음성 패킷이 입력되면, 제310단계에서 A,B,C 쓰레드 매니저(thread manager)를 생성(creation)한다. 상기 A,B,C 쓰레드 매니저는 입력되는 음성 패킷에 따라 생성되는 쓰레드(201,202,203)의 생성 및 제거를 관리한다.A method of processing a voice packet in an internet telephony gateway according to the present invention will be described with reference to FIGS. 2 and 3. First, when the voice packet is input in the order of A, C, and B, the Internet telephony gateway 200 creates an A, B, C thread manager in step 310. The A, B, and C thread managers manage creation and removal of threads 201, 202, and 203 generated according to the input voice packet.
다음으로 인터넷 텔레포니 게이트웨이(200)는 제320 내지 제340단계를 통해 음성 패킷의 입력 순서에 따라 각 음성 패킷의 쓰레드(201,202,203)를 생성한다. 즉, 본 발명의 실시예에서 인터넷 텔레포니 게이트웨이(200)는 입력되는 A,C,B 음성 패킷에 대해 각각 쓰레드(201,202,203)를 생성한다.Next, the Internet telephony gateway 200 generates the threads 201, 202, and 203 of each voice packet in the order of input of the voice packets through steps 320 to 340. That is, in the embodiment of the present invention, the Internet telephony gateway 200 generates threads 201, 202, and 203 for the A, C, and B voice packets that are input.
제350단계에서 인터넷 텔레포니 게이트웨이(200)는 버퍼(101)에 A 패킷을 버퍼링하고, 제351단계에서 A 패킷 쓰레드(201)를 제거한다.In step 350, the Internet telephony gateway 200 buffers the A packet in the buffer 101 and removes the A packet thread 201 in step 351.
제360단계에서 인터넷 텔레포니 게이트웨이(200)는 버퍼(101)에 C 패킷을 버퍼링하고, 제361단계에서 C 패킷 쓰레드(202)를 제거한다.In step 360, the Internet telephony gateway 200 buffers the C packet in the buffer 101, and in step 361, the C packet thread 202 is removed.
제370단계에서 인터넷 텔레포니 게이트웨이(200)는 버퍼(101)에 B 패킷을 버퍼링하고, 제371단계에서 B 패킷 쓰레드(203)를 제거한다.In operation 370, the Internet telephony gateway 200 buffers the B packets in the buffer 101, and removes the B packet thread 203 in operation 371.
제380단계에서 인터넷 텔레포니 게이트웨이(200)는 버퍼(101)에 버퍼링된 음성 패킷을 시퀀스 넘버 즉, 우선 순위에 따라 음성 코덱인 DSP(102)에 라이트(write)한다. 즉, 인터넷 텔레포니 게이트웨이(200)는 A,B,C 순으로 음성 패킷을 DSP(102)에 라이트한다.In step 380, the Internet telephony gateway 200 writes the voice packet buffered in the buffer 101 to the DSP 102 which is a voice codec according to a sequence number, that is, a priority. That is, the Internet telephony gateway 200 writes the voice packet to the DSP 102 in the order of A, B, and C.
도 4는 본 발명에 따른 인터넷 텔레포니 게이트웨이에서 비정상적인 음성 패킷을 처리하는 과정을 나타낸다.4 illustrates a process of processing an abnormal voice packet in the Internet telephony gateway according to the present invention.
도 2 및 도 4를 참조하여 본 발명에 따른 인터넷 텔레포니 게이트웨이에서 비정상적인 음성 패킷을 처리하는 절차를 설명한다. 제410단계에서 인터넷 텔레포니 게이트웨이(200)는 A',B',C' 쓰레드 매니저를 생성한다.2 and 4, a procedure for processing an abnormal voice packet in the Internet telephony gateway according to the present invention will be described. In step 410, the Internet telephony gateway 200 generates thread managers A ', B', and C '.
제420단계에서 인터넷 텔레포니 게이트웨이(200)는 입력된 A' 패킷을 버퍼(101)에 버퍼링한다.In step 420, the Internet telephony gateway 200 buffers the input A ′ packet in the buffer 101.
제430단계에서 인터넷 텔레포니 게이트웨이(200)는 입력된 B' 패킷을 버퍼(101)에 버퍼링한다.In step 430, the Internet telephony gateway 200 buffers the input B ′ packet in the buffer 101.
제440단계에서 인터넷 텔레포니 게이트웨이(200)는 입력된 B 패킷을 버퍼(101)에 버퍼링하고, 제441단계에서 B 패킷 쓰레드(203)를 제거한다. 이때, 상기 입력된 B 패킷은 이전 패킷(비정상적인 패킷)이므로 DSP(102)에 라이트하지 않고 삭제한다.In step 440, the Internet telephony gateway 200 buffers the input B packet in the buffer 101, and removes the B packet thread 203 in step 441. At this time, since the input B packet is a previous packet (abnormal packet), it is deleted without writing to the DSP 102.
제450단계에서 인터넷 텔레포니 게이트웨이(200)는 입력된 C' 패킷을 버퍼(101)에 버퍼링한다.In step 450, the Internet telephony gateway 200 buffers the input C ′ packet in the buffer 101.
제460단계에서 인터넷 텔레포니 게이트웨이(200)는 우선 순위에 따라 A', B', C'순으로 패킷을 DSP(102)에 라이트한다.In step 460, the Internet telephony gateway 200 writes packets to the DSP 102 in the order of A ', B', and C 'in order of priority.
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 인터넷 텔레포니 게이트웨이에서 음성 패킷을 처리하기 위한 제어 흐름도이다.5 is a control flowchart for processing a voice packet in an Internet telephony gateway according to an embodiment of the present invention.
도 2 내지 도 5를 참조하여 본 발명의 실시예에 따른 인터넷 텔레포니 게이트웨이에서 우선 순위에 따라 음성 패킷을 처리하여 서비스 품질을 향상시키는 방법을 설명한다. 제500단계에서 인터넷 텔레포니 게이트웨이(200)는 입력되는 음성 패킷을 처리하기 위한 쓰레드를 관리하기 위한 쓰레드 매니저를 생성한다. 이때, 본 발명의 구체적인 실시예에서는 쓰레드 매니저가 3개의 쓰레드를 관리하는 경우를 예로 들어 설명한다.2 to 5, a method of improving voice quality by processing voice packets according to priority in the Internet telephony gateway according to an embodiment of the present invention will be described. In step 500, the Internet telephony gateway 200 creates a thread manager for managing threads for processing an input voice packet. In this case, a specific embodiment of the present invention will be described taking the case where the thread manager manages three threads as an example.
제510단계에서 인터넷 텔레포니 게이트웨이(200)는 전송되는 음성 패킷을 수신한다.In step 510, the Internet telephony gateway 200 receives a transmitted voice packet.
제521,522,523단계에서 인터넷 텔레포니 게이트웨이(200)는 상기 수신된 음성 패킷의 시퀀스를 체크한다.In step 521, 522, 523, the Internet telephony gateway 200 checks the received voice packet sequence.
제531,532,533단계에서 인터넷 텔레포니 게이트웨이(200)는 상기 수신된 음성 패킷에 대한 쓰레드(A,B,C;201,202,203)를 각각 생성한다.In step 531, 532, 533, the Internet telephony gateway 200 generates threads A, B, C; 201, 202, 203 for the received voice packet, respectively.
제541,542,543단계에서 상기 수신된 음성 패킷에 대한 쓰레드(201,202,203)는 상기 수신된 음성 패킷에 대한 버퍼링을 하기 위해 정해진 시간동안 각기 상기 생성된 쓰레드 매니저로부터의 버퍼링 명령 수신을 대기한다. 상기 버퍼링을 위해 정해진 시간은 3개의 음성 패킷 프레임을 하나의 타임 아웃 존으로 정의한 것으로 90msec의 시간이 되며, 지터 버퍼링을 위해 최대 타임 아웃 시간은 6개의 프레임 사이즈인 180msec까지 재시도할 수 있도록 한다.In operations 541, 542 and 543, the threads 201, 202, and 203 for the received voice packet wait to receive a buffering command from the generated thread manager for a predetermined time to buffer the received voice packet. The time defined for the buffering is defined as one time out zone for three voice packet frames, which is 90 msec, and the maximum timeout time for jitter buffering is retried up to six frame sizes of 180 msec.
상기 버퍼링 명령이 정해진 시간내에 수신되지 않으면, 제551,552,553단계에서 쓰레드(201,202,203)는 각기 타임 아웃된다.If the buffering command is not received within a predetermined time, in steps 551, 552, 553, the threads 201, 202, 203 time out, respectively.
상기 버퍼링 명령이 정해진 시간내에 수신되면, 제561,562,563단계에서 쓰레드(201,202,203)는 상기 수신된 음성 패킷을 버퍼(101)에 각기 버퍼링한다.When the buffering command is received within a predetermined time, in steps 561, 562 and 563, the threads 201, 202, and 203 buffer the received voice packet in the buffer 101, respectively.
상기와 같이 타임 아웃되거나 상기 수신된 음성 패킷이 버퍼링되면, 제571,572,573단계에서 쓰레드(201,202,203)는 제거된다.When the time-out or the received voice packet is buffered as described above, the threads 201, 202, and 203 are removed in steps 571, 572, and 573.
제580단계에서 인터넷 텔레포니 게이트웨이(200)는 상기 버퍼(101)에 버퍼링된 음성 패킷을 상기 체크된 시퀀스에 따라 DSP(102)에 라이트한다. 이때, 각 쓰레드(201,202,203)는 상기 절차를 수행하는 동안에 상위의 타스크로부터 인터럽트가 발생하여 제어를 상실하므로써 발생되는 시간 지연을 방지하도록 우선 순위에 따라 음성 패킷을 처리한다.In step 580, the Internet telephony gateway 200 writes the voice packet buffered in the buffer 101 to the DSP 102 according to the checked sequence. At this time, each thread 201, 202, 203 processes the voice packet according to the priority to prevent the time delay caused by interruption from the upper task and loss of control while performing the above procedure.
상술한 바와 같이 본 발명은 인터넷 텔레포니 게이트웨이에서 전송로상의 작용에 의한 음성 패킷의 뒤바뀜을 보정하여 음질을 향상시킬 수 있다. 또한, 본 발명은 인터넷 텔레포니 게이트웨이에서 음성 패킷을 쓰레드로 제어하기 때문에 프로세싱과 최대 전송 지연이 허용되는 범위내에서 지터 버퍼링할 수 있는 용량을 가변적으로 조절할 수 있는 이점이 있다.As described above, the present invention can improve the sound quality by correcting the inversion of the voice packet caused by the action on the transmission path in the Internet telephony gateway. In addition, the present invention has an advantage that the capacity of jitter buffering can be variably adjusted within a range that allows processing and maximum transmission delay because the voice packet is controlled by a thread in the Internet telephony gateway.
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