KR20000071522A

KR20000071522A - 지연 요동 흡수 장치 및 방법

Info

Publication number: KR20000071522A
Application number: KR1020000016754A
Authority: KR
Inventors: 다니무라다꾸지
Original assignee: 가네꼬 히사시; 닛본 덴기 가부시끼가이샤
Priority date: 1999-03-31
Filing date: 2000-03-31
Publication date: 2000-11-25
Also published as: CN1268826A; AU769519B2; SG102571A1; CA2303451C; ID25670A; US6741601B1; MY122530A; CA2303451A1; AU2263700A; KR100346008B1; CN1144428C; JP2000286886A; JP3362695B2

Abstract

지연 요동 흡수 장치는 송신 지연 요동 흡수 버퍼와 CPU를 포함한다. 각각의 송신 지연 요동 흡수 버퍼는 네트워크를 통해 송신된 패킷을 저장한다. 각각의 CPU는 패킷이 버퍼에 저장된 이후 소정의 판독 시간을 지연시켜 버퍼로부터 각각의 패킷을 판독하고, 단위 시간 간격으로 패킷의 송신 지연 시간을 기초로 버퍼의 판독 지연 시간을 갱신한다. 각각의 CPU는 판독 지연 시간이 갱신에 의해 단축되었을 때 점차 판독 지연 시간을 단축시킨다. 지연 요동 흡수 방법 또한 개시된다.

Description

지연 요동 흡수 장치 및 방법{DELAY FLUCTUATION ABSORBING DEVICE AND METHOD}

본 발명은 지연 요동 흡수 장치 및 방법, 특히, 음성 통신이 이더넷(Ethernet), ATM(Asynchronous Transfer Mode) 등을 사용하여 수행될 때, 수신 장치측에서 사용되는 지연 요동 흡수 장치 및 방법에 관한 것이다.

음성 정보를 패킷화하여 음성 정보를 송/수신하기 위한 종래 장치는 긴 송신 지연 시간이 있는 수신된 패킷의 판독을 수신측에서 송신 지연 요동을 흡수하기 위한 버퍼를 사용하여 허용한 기간이 경과한 후에 시작하므로써 음성 통신의 연속성을 유지하는 기술을 사용해 왔다.

그러나, 종래 기술에는 다음과 같은 문제점들이 있다. 일본 특허 공개 번호 제64-29141호(참고문헌1)에 따르면, 송신 지연 요동 흡수 버퍼의 판독 타이밍은 버퍼를 사용하는 장치에 따라 결정된다. 그러므로, 만약 판독 타이밍이 빨리 설정된다면, 긴 송신 지연이 있는 음성 패킷의 정보는 재생될 수 없다. 만약 판독 타이밍이 천천히 설정된다면, 음성 정보는 연속적으로 재생될 수 있지만, 결정된 지연 시간이 길기 때문에 에코가 발생하거나 화자들은 쌍방향의 음성 통신에서 부조화를 느낀다.

그러한 문제들을 해결하기 위하여, 일본 특허 공개 번호 제9-200265호(참고문헌2)가 제안되었다. 이 종래 기술에 따르면, 패킷은 송신 시간 정보가 송신측의 패킷의 헤더부에 부가된 후에 송신된다. 수신측에서, 패킷의 헤더부의 송신 시간 정보와 수신 장치의 수신 시간 정보로부터 얻어진 송신 지연 시간은 송신 지연 요동 흡수 버퍼의 판독 시간과 비교되고 판독 타이밍은 비교 결과에 근거하여 변경된다. 이 방식에 따르면, 송신 지연 요동 흡수 버퍼의 판독 타이밍은 항상 송신 지연 요동에 따라서 조정될 수 있다.

그러나, 만약, 길거나 짧은 송신 지연이 있는 음성 패킷이 교대로 수신된다면, 송신 지연 요동 흡수 버퍼의 판독 타이밍은 자주 갱신되고, 갱신되기 전의 타이밍과 갱신된 후의 타이밍의 차이는 크다. 이러한 이유 때문에, 음성 통신은 타이밍이 변경될 때 인터럽트된다. 게다가, 수신 지연 시간은 교대로 연장되거나 단축된다. 이것은 화자들에게 매우 부조화를 느끼게 한다.

참고문헌(2)의 것과 유사한 기술이 또한 일본 특허 공개 번호 제2-63346호(참고문헌3)에 개시되어 있다. 이러한 종류의 지연 요동 흡수 장치의 다른 실예들은 일본 특허 공개 번호 제1-248726호(참고문헌4), 제2-67847호(참고문헌5), 제2-203641호(참고문헌6), 및 제6-46080호(참고문헌7)에 공개되었다.

참고문헌3에 따르면, 송신 지연 시간은 송신시와 패킷 수신시에 헤더부에 부가된 발생 시간으로부터 얻어진다. 수신된 패킷은 그 다음에 지연되고, 재생된다. 참고문헌4에 따르면, 송신 패킷은 그 안에서 설정된 시간만큼 지연되고 수신측상에 판독된다. 참고문헌5에 따르면, FIFO(First-In First-Out) 버퍼에 저장된 패킷의 수가 소정의 값 이하가 될 때, FIFO 버퍼로부터의 패킷의 판독은 중단된다. 이 수들이 소정의 값 이상일 때, FIFO 버퍼로부터의 패킷의 판독은 다시 시작된다.

참고문헌6에 따르면, 평균 지연 시간의 변화가 모니터된다. 변화율이 소정의 값 이하이고, 요동이 흡수되지 않을 때, 요동 흡수 지연 시간은 연장된다. 요동이 흡수될 때, 요동 흡수 지연 시간은 단축된다. 참고문헌7에 따르면, 기본 요동 흡수 시간은 첫번째 셀이 도착할 때의 소정의 모니터 시간T과 디코딩 시간내에 수신된 셀들의 수에 기초하여 보정된다.

그러나, 참고문헌3 내지 7 어느것에도, 이상의 문제들을 해결하는 어떤 기술이 개시되어 있지 않다.

본 발명의 목적은 음질을 개선할 수 있는 지연 요동 흡수 장치와 방법을 제공하는 것이다.

본 발명의 또 다른 목적은 화자가 청취하는데 있어 최소한의 부조화를 느끼게 할 수 있는 지연 요동 흡수 장치와 방법을 제공하는 것이다.

이상의 목적들을 달성하기 위하여, 본 발명에 따라서, 송신 회선을 통해 송신된 패킷을 저장하기 위한 버퍼 수단, 패킷이 버퍼 수단에 저장된 후 소정의 판독 시간을 지연시켜 버퍼 수단으로부터 패킷을 판독하고, 일정 시간 간격으로 패킷의 송신 지연 시간에 기초하여 버퍼 수단의 판독 지연 시간을 갱신하는 버퍼 제어 수단을 포함하고, 버퍼 제어 수단은 판독 지연 시간이 갱신에 의해 단축될 때, 판독 지연 시간을 단계적으로 단축시키는 지연 요동 흡수장치가 제공된다.

도 1은 본 발명에 따르는 지연 요동 흡수 장치를 포함하는 네트워크 시스템의 기본적인 구성을 도시하는 블럭도.

도 2는 본 발명의 제1 실시예에 따르는 지연 요동 흡수 장치를 포함하는 네트워크 시스템을 도시하는 블럭도.

도 3a 내지 도 3d는 도 2의 패킷 장치의 동작을 도시하는 타이밍 차트.

도 4는 도 2의 패킷 장치의 동작을 도시하는 타이밍 차트.

도 5a 내지 도 5h는 도 2의 패킷 장치의 동작을 도시하는 타이밍 차트.

도 6은 도 2의 패킷 장치의 동작을 도시하는 흐름 차트.

도 7은 본 발명의 제2 실시예에 따르는 지연 요동 흡수 장치를 포함하는 네트워크 시스템을 도시하는 블럭도.

도 8은 도 7의 음성 패킷화 회로를 도시하는 블럭도.

도 9는 도 2의 네트워크 시스템의 동작을 도시하는 블럭도.

도 10은 도 7의 네트워크 시스템의 동작을 도시하는 블럭도.

도 11은 본 발명의 제3 실시예의 동작을 도시하는 블럭도.

도 12는 도 1의 CPU의 기능을 도시하는 블럭도.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>

3, 4 : 음성 패킷화 장치

14, 22, 62 : 송신 지연 요동 흡수 버퍼

13, 25, 65 : CPU

15, 26, 66 : 메모리

31, 33 : 교환기

53, 57 : 교환기

54, 56 : 트렁크 회로

본 발명은 첨부한 도면을 참조하여 다음에 자세하게 기술될 것이다.

도 1은 본 발명에 따르는 지연 요동 흡수 장치를 포함하는 네트워크 시스템의 기본 구성을 도시한다. 도 1에 도시한 바와 같이, 본 발명에 따르는 네트워크 시스템은 전화(1 및 2), 전화(1 및 2)가 접속된 음성 패킷화 장치(3 및 4), 및 음성 패킷화 장치(3 및 4)가 접속된 네트워크(5)로 구성된다.

음성 패킷화 장치(3 및 4)는 전화(1 및 2)가 접속된 음성 인터페이스 회로(10 및 24), 음성 압축 회로(11 및 23), 음성 인터페이스 회로(10 및 24)에 접속된 네트워크 인터페이스(12 및 21), CPU(Central Processing Units)(13 및 25), 네트워크 시스템으로부터의 출력을 임시로 저장하고, 그들을 음성 압축 회로(11 및 23)와 메모리(15 및 26)에 출력하기 위한 송신 지연 요동 흡수 버퍼(14 및 22)로 각각 구성된다.

CPU(13 및 25)는 음성 인터페이스 회로(10 및 24), 네트워크 인터페이스(12 및 21), 송신 지연 요동 흡수 버퍼(14 및 22) 등을 제어한다. 네트워크(5)는 이더넷 통신 또는 ATM 통신과 같은 패킷 통신을 사용하고, 송신측으로부터 수신측으로 패킷의 송신시 패킷들이 서로 다른 지연 시간을 가지는 것을 특징을 가진다.

음성 패킷화 장치(3 및 4)는 각각 전화(1 및 2)로부터의 아날로그 음성 신호들을 패킷으로 변환하고, 그들을 네트워크(5)로 송신한다. 음성 패킷화 장치(3 및 4)는 또한 네트워크(5)로부터 수신된 음성 패킷을 아날로그 음성 신호로 재생한다. 전화(1)와 음성 패킷화 장치(3)가 송신측에 있으며, 전화(2)와 음성 패킷화 장치(4)는 수신측에 있다고 가정한다. 이런 경우에, 전화(1)로부터의 아날로그 음성 신호 출력은 음성 패킷화 장치(3)에 의해 음성 패킷으로 변환된다. 이 패킷은 네트워크(5)를 통해 음성 패킷화 장치(4)로 송신된다. 음성 패킷화 장치(4)는 수신된 음성 패킷을 아날로그 음성 정보로 재생하고, 그것을 전화(2)로 송신한다. 이것은 전화(1)로부터 전화(2)로의 음성 통신을 가능하게 한다.

송신측 음성 패킷화 장치(3)의 내부 구성에 대해 설명하겠다. 음성 인터페이스 회로(10)는 아날로그 음성 신호를 64-kbps PCM 신호 등으로 변환한다. 음성 압축 회로(11)는 음성 인터페이스 회로(10)로부터의 64-kbps PCM 신호들을 8 kbps로 음성 압축된 음성 압축 데이터로 변환한다. 네트워크 인터페이스(12)는 네트워크(5)의 어드레스 정보로서 헤더를 음성 압축 회로(11)에서 음성 압축된 데이터에 부가하므로써 음성 패킷을 생성하고, 패킷을 네트워크(5)로 송신한다. CPU(13)는 이상의 송신 동작을 제어한다.

수신측 음성 패킷화 장치(4)의 내부 구성에 대해 설명하겠다. 네트워크 인터페이스(21)는 네트워크(5)로부터 송신된 음성 패킷을 수신하고, 수신된 음성 패킷에서 헤더 정보를 제거하므로써 음성 압축된 데이터를 추출한다. CPU(25)는 네트워크 인터페이스(21)로부터 음성 압축된 데이터를 송신 지연 요동 흡수 버퍼(22)에 기록한다. CPU(25)는 또한 네트워크(5)로부터 수신된 음성 패킷의 수신 간격으로부터 송신 지연 시간을 계산하고, 그들을 메모리(26)에 저장한다. CPU(25)는 각각의 음성 패킷의 저장된 송신 지연 시간에 기초하여 소정의 시간 간격으로 패킷 송신 지연 요동을 흡수하기 위하여 요구되는 송신 지연 요동 흡수 버퍼(22)의 버퍼량을 계산한다. 이 계산 결과에 따라서, CPU(25)는 버퍼량, 예를 들어, 소정의 시간 간격으로 판독 타이밍을 조정한다.

패킷들은 네트워크(5)에서 서로 다른 송신 지연을 갖기 때문에, 예를 들어, 긴 송신 지연을 갖는 패킷이 짧은 송신 지연을 가지는 패킷 다음에 수신될 때, 연속적인 음성 데이터는 수신된 음성 패킷을 단순히 결합하므로서 중간 음성 데이터의 생략으로 얻을 수 없다. 이것을 방지하기 위하여, 네트워크 인터페이스(21)에서 음성 압축된 데이터는 먼저 송신 지연 요동 흡수 버퍼(22)에 의해 버퍼되고, 다음에 데이터는 긴 처리 지연을 갖는 패킷의 지연 시간에 따라서 판독된다. 이것은 연속적인 음성 데이터를 얻을 수 있도록 한다.

음성 압축 회로(23)는 송신 지연 요동 흡수 버퍼(22)로부터 판독된 음성 압축 데이터를 재생하는데, 예를 들어, 8 Kbps로 음성 압축된 데이터를 원래의 64-kbps PCM 신호로 재생한다. 음성 인터페이스 회로(24)는 음성 압축 회로로부터 64-kbps PCM 신호를 아날로그 음성 신호로 변환한다.

CPU(25)는 수신 처리를 수행한다. CPU(25)는 또한 수신된 음성 패킷의 수신 간격으로부터 송신 지연 시간을 계산하고, 그들을 통계적인 정보로서 메모리(26)에 저장한다. CPU(25)는 저장된 송신 지연 시간 데이터로부터 송신 지연 요동 흡수 버퍼(22)의 요구된 버퍼량을 획득하고, 송신 지연 요동 흡수 버퍼(22)의 판독 타이밍을 필요에 따라 조정한다. 이 조정으로, CPU(25)는 판독 타이밍이 지연되었을 때는 판독 타이밍을 빨리 변경시키기 위하여, 그리고 판독 타이밍이 빨라졌을 때는 소정의 기간내에서 판독 타이밍을 변화시키기 위한 제어 동작을 수행한다.

음성 정보를 패킷화하여 음성 정보를 송/수신하도록 설계된 네트워크에 있어서, 음성 패킷이 송신 지연 요동 흡수 버퍼의 판독 타이밍을 필요에 따라 제어하므로써 음성 신호로 재생되었을 때 음성 패킷은 연속적인 음성 데이터로 재생될 수 있다. 게다가, 송신 지연 요동 흡수 버퍼에 기초하는 지연 시간이 적절한 값으로 설정될 수 있기 때문에, 음성 인터럽트는 방지할 수 있고, 음성 정보의 지연 시간을 최소화할 수 있다.

게다가, 송신 지연 요동 흡수 버퍼의 판독 타이밍을 제어하는데 있어서, 버퍼량은 판독 타이밍이 증가될 때 빨리 변화되고, 판독 타이밍이 감소될 때, 소정의 기간내에서 변화된다. 이것은 음질의 개선을 가능하게 하고, 화자가 청취하는데 있어 적은 부조화를 느끼게 한다.

도 2는 본 발명의 제1 실시예에 따르는 지연 요동 흡수 장치를 포함하는 네트워크 시스템의 구성을 도시한다. 도 1과 동일한 참조번호들은 도 2에서 동일부분을 명시하고, 그것에 대한 설명은 생략될 것이다.

도 2에 도시된 바와 같이, 본 실시예의 네트워크 시스템에 있어서, 도 1의 전화(1)는 전화(1-1 내지 1-2), 교환기(31), 및 공중선(32)로 대체되고, 전화(2)는 또한 전화(2-1 내지 2-2), 교환기(33), 및 공중선(32)으로 대체된다. 트렁크 회로(라인 인터페이스)(31a 내지 31b)는 음성 패킷화 장치(3)에 접속되어 있고, 공중선(32)은 교환기(31)의 출력 단자에 접속된다. 트렁크 회로(라인 인터페이스)(33a)는 교환기(33)의 입력 단자에 접속되어 있는 음성 패킷화 장치(4)에 접속된다. 음성 패킷화 장치(3 내지 4)의 각각은 도 1에 도시된 것과 동일한 블럭 구성을 갖는다.

본 발명은 전화(1-1, 1-2, 2-1, 및 2-2)가 교환기(31 내지 33)를 통해서 음성 패킷화 장치(3 내지 4)에 접속되는 경우에 적용될 수 있다.

상기 네트워크 시스템의 동작은 도3a 내지 3d 및 도4 내지 7를 참조하여 다음에 설명될 것이다.

도 3a 내지 도 3d는 음성 패킷들의 송신 지연 요동을 흡수하는 방법을 설명하고, 송신 지연 요동 흡수 버퍼(22)를 제어하는 CPU(25)의 메커니즘을 설명하기 위하여 패킷들의 송/수신 타이밍과 지연 요동 흡수 버퍼의 크기 사이의 관계를 도시한다.

송신측 패킷 송신 타이밍(101)(도 3a)은 송신측에서 음성 패킷화 장치(3)가 음성 패킷을 송신하는 타이밍이다. 수신측 패킷 수신 타이밍(102)(도 3b)은 음성 패킷화 장치(4)가 음성 패킷을 수신하고, 그것을 송신 지연 요동 흡수 버퍼(22)에 기록하는 타이밍이다. 지연 흡수 버퍼 출력(103)(도 3c)은 송신 지연 요동 흡수 버퍼(22)의 버퍼량이 작을 때(판독 타이밍이 빠름) 송신 지연 요동 흡수 버퍼(22)의 출력 타이밍을 나타낸다. 지연 흡수 버퍼 출력(104)(도 3d)은 송신 지연 요동 흡수 버퍼(22)의 버퍼량이 클 때(판독 타이밍이 느림) 송신 지연 요동 흡수 버퍼(22)의 출력 타이밍을 나타낸다. 도3a 내지 3d를 참조하여, 참조부호(A 내지 H)는 음성 패킷들을 표시한다.

도 3a에 도시된 바와 같이, 네트워크(5)로 패킷 정보를 송신하는데 있어서, 음성 패킷화 장치(3)는 패킷 간격들 Tc(sec)로 패킷들 A, B, C, D, E, F, G, 및 H을 송신한다. 음성 패킷화 장치(4)는 네트워크(5)를 통해 패킷들 A 내지 H를 수신한다. 이때에, 패킷 A 내지 H는 네트워크(5)에서 송신 지연을 겪는다. 지연은 패킷내에서 동일하지 않으며 서로 다르다. 패킷들 A, B, C, D, E, F, G, 및 H의 송신 지연이 거의 동일하다고 가정하면, 패킷 E의 지연은 평균 이하이고, 패킷 G의 지연은 평균 이상이며, 패킷 B의 지연은 패킷 G의 지연 이상이다.

음성 패킷화 장치(4)는 수신측 패킷 수신 타이밍(102)에서 수신된 패킷 A 내지 H를 CPU(25)의 제어하에 송신 지연 요동 흡수 버퍼(22)에 기록한다. CPU(25)는 음성 패킷들의 수신 간격으로부터 각각의 패킷의 송신 지연을 계산하고, 그 계산 결과를 메모리(26)에 저장한다. CPU(25)는 소정의 시간 간격으로, 메모리(26)에 저장된 송신 지연 시간 데이터로부터 송신 지연 요동 흡수 버퍼(22)에 요구된 버퍼량을 계산하고, 따라서, 판독 타이밍을 결정한다. 음성 패킷은 결정된 판독 타이밍으로 송신 지연 요동 흡수 버퍼(22)로부터 판독된다. 지연 흡수 버퍼 출력(103)(도 3c)은 송신 지연 요동 흡수 버퍼(22)의 버퍼값이 작을 때의 판독 타이밍을 나타낸다. 지연 흡수 버퍼 출력(104)(도 3D)은 버퍼값이 클 때의 판독 타이밍을 나타낸다.

송신 지연 요동 흡수 버퍼(22)의 버퍼량이 작을 때, 패킷화로 인한 지연 시간은 패킷 지연 시간 T1(sec)만큼 작다. 패킷 B와 같이 긴 지연을 가지는 패킷을 고려해보자. 패킷B가 송신 지연 요동 흡수 버퍼(22)로부터 판독되는 타이밍에서, 패킷 B는 네트워크(5)로부터 아직 수신되지 않는다. 이러한 이유때문에, 패킷 B는 재생될 수 없고, 그러므로, 도 3c에 도시된 바와 같이 패킷 손실로 처리된다.

만약 송신 지연 요동 흡수 버퍼(22)의 버퍼량이 증가한다면, 오히려 긴 송신 지연을 가지는 패킷 B가 처리될 수 있고, 긴 송신 지연으로 인한 패킷 손실은 없다. 그러나, 도 3d에 도시된 바와 같이, 패킷 지연 시간 T2(sec)는 시간 T1보다 훨씬 길다.

화자의 청취감은 패킷 지연 시간에 의해서 많은 영향을 받는다. 패킷 지연 시간이 연장됨에 따라, 에코가 발생되거나 또는 두 화자간의 대화사이에서 약간의 지연이 발생하여 부조화감이 증가하는 결과를 가져온다. 이와 대조적으로, 패킷 지연 시간이 짧을 때, 에코와 대화사이의 지연은 적거나 또는 발생하지 않는다. 그러나, 송신 지연 요동 흡수 버퍼(22)는 긴 송신 지연을 가지는 패킷을 위해 요동 조정을 할 수 없기 때문에, 긴 송신 지연을 가지는 패킷은 패킷 손실로 처리된다. 만약 패킷 손실이 발생하면, 대응하는 패킷의 데이터부는 손실되어, 음질이 떨어진다.

이러한 이유때문에, 송신 지연이 짧을 때, 송신 지연 요동 흡수 버퍼(22)의 버퍼량은 바람직하게 작고, 반대의 경우도 마찬가지이다. 네트워크(5)의 송신 지연은 패킷이 송신되는 네트워크내의 루트를 따르거나, 또는 증가하거나 또는 감소하며, 예를 들어, 네트워크에 부과되는 로드에 따라서 순차적으로 변화한다. 이러한 이유때문에, 음성 패킷화 장치(4)는 수신된 음성 패킷의 수신 간격으로부터 송신 지연을 계산하고, 송신 지연 요동 흡수 버퍼(22)의 버퍼량을 순차적으로 조정하여, 음질을 개선한다.

통상적으로, 만약 패킷 손실이 발생하면, 음성 통신이 인터럽트되기 때문에, 두 화자들은 서로 만족할만하게 대화를 할 수 없다. 반면에, 만약 패킷화 지연 시간이 길면, 두 화자들은 비록 그들이 부조화를 느끼더라도 대화를 할 수 있다. 이 점들을 고려하여, 버퍼량은 패킷 손실이 많이 발생하지 않도록 조정된다.

음성 패킷화 장치(4)에서 송신 지연 요동 흡수 버퍼(22)를 제어하는 CPU(25)의 동작은 도 4 및 도 5a 내지 도 5h를 참조하여 다음에 설명될 것이다.

도 4를 참조하면, 음성 패킷 P11 내지 P1n 및 P21 내지 P2n (n 은 양의 정수)들 사이의 간격들은 Tc(sec)로 표현되고, 요동 조정 단위 시간은 Ty(sec)로 표현된다. 즉, 버퍼량은 단위 시간 Ty내에 수신될 수 있는 패킷의 수를 체크하므로써 결정된다.

기준 데이터열(201)(도 5a)은 수신된 음성 패킷들 P11 내지 P19의 송신 지연에 있어서 요동이 없는 이상적인 상태를 나타낸다. 그러나, 실제로, 음성 패킷들 P11 내지 P19은 송신 지연 요동으로 수신되기 때문에, 요동은 송신 지연 요동 흡수 버퍼(22)에 의해 버퍼링하므로써 조정된다. 만약 요동 조정을 위한 단위 시간(지연 단위 시간)이 버퍼 조정 단위 시간 Tt(sec)라면, 버퍼링은 (Tt x 양수)의 단위로 설정될 수 있다.

도 5a 내지 5h를 참조하면, 버퍼 조정 단위 시간 Tt는 음성 패킷 간격 Tc와 이다. 그러나, 본 발명은 이것에 제한되지 않으며, 버퍼 조정 단위 시간 Tt는 임의의 시간으로 설정될 수 있다.

버퍼량이 작은 값에서 큰 값으로 변화할 때의, 버퍼 출력 타이밍을 고려해보자. 이 경우에, 버퍼 출력(202)(도 5b)은 변경하기 전의 버퍼 출력을 나타내고, 버퍼 출력(203)(도 5c)은 버퍼량이 큰 값으로 조정된 후의 버퍼 출력을 나타낸다. 마찬가지로, 버퍼량이 큰 값에서 작은 값으로 변화할 때의, 버퍼 출력 타이밍을 고려해보자. 이 경우에, 버퍼 출력(204)(도 5d)은 변화하기 전의 버퍼 출력을 나타내고, 버퍼 출력(205)(도 5e), 버퍼 출력(206)(도 5f), 버퍼 출력(207)(도 5g), 및 버퍼 출력(208)(도 5h)은 작은 값으로 조정될 때 체인지백 시간Tk의 간격으로 버퍼량이 어떻게 감소하는지를 나타낸다.

네트워크 시스템의 동작은 도 6의 플로우 차트를 참조하여 다음에 설명될 것이다.

CPU(25)는 송신 지연 요동 흡수 버퍼(22)의 버퍼량을 결정하기 위하여, 첫번째 패킷으로부터 순차적으로 패킷을 수신한다(단계 S1). CPU(25)는 수신된 패킷 각각의 송신 지연 시간을 계산하고(단계 S2), 그것을 메모리(26)에 저장한다(단계 S3). CPU(25)는 그 다음에 요동 조정 단위 시간 Ty가 경과되었는지 체크하고(단계 S4), 요동 조정 단위 시간 Ty가 경과될 때까지 단계 S1 내지 S3을 반복한다. 그 다음 CPU(25)는 요동 조정 단위 시간 Ty내에 수신된 n개의 패킷 P11 내지 P1n의 송신 지연 요동을 흡수하기 위하여 요구되는 버퍼량을 계산한다(단계 S5).

이 계산에 있어서, 패킷 손실은 음성 신호가 재생될 때, 패킷 손실이 음질에 큰 영향을 미치지 않는 범위내에서 n개의 수신된 패킷에서 허용될 수 있다. 만약, 예를 들어, 3%의 패킷 손실이 허용된다면, n x 0.97 패킷의 요동을 흡수할 수 있는 버퍼량이 얻어질 것이다. 이 값(이 경우 3%)은 임의로 결정될 수 있다.

CPU(25)는 얻어진 버퍼량과 현재의 버퍼량을 비교한다(단계 S6). 만약 그들이 동일하지 않다면, CPU(25)는 버퍼량을 증가시키거나 또는 감소시키도록 결정할 것이다(단계 S7). 버퍼량이 증가될 때, 예를 들어, 송신 지연이 전보다 길어질 때, CPU(25)는 재생된 음성 신호에서 음성 생략이 발생하고, 음질에 큰 영향이 미쳤다는 것으로 판정하고, 다음 요동 조정 단위 시간 Ty에서 첫번째 패킷의 위치로부터 버퍼량을 변화시킨다(단계 S8). 예를 들어, CPU(25)는 현재의 버퍼 출력(202)(도 5b)을 요동 조정 단위 시간 Ty후에 계산된 버퍼량에 대응하는 버퍼 출력(203)(도 5c)으로 변화시킨다.

만약 CPU(25)가 단계S에서 버퍼량을 감소시키는 것으로 결정하면, CPU(25)는 체인지백 시간 Tk가 경과하였는지를 결정한다(단계 S9). 체인지백 시간 Tk가 경과된 후, CPU(25)는 1단계, 예를 들어, 버퍼 조정 단위 시간 (Tt x 1)만큼 버퍼량을 변화시킨다(단계 S10). 체인지백 시간 Tk가 경과한 것으로 단계 S9에서 결정될 때까지 플로우는 단계 S1 내지 S6에서의 위의 처리를 반복하기 위하여 단계 S1로 복귀됨에 유의해야 한다.

체인지백 시간 Tk가 통상적으로 요동 조정 단위 시간 Ty이상이 되도록 설정된다. 단계 S9 및 S10에서, 각각의 요동 조정 단위 시간 Ty내에서 계산된 버퍼량은 새로운 버퍼량이 체인지백 시간 Tk내에서 현재의 버퍼량 이하로 유지될 때만, 단지 1단계 감소된다.

버퍼량이 감소될 때, 버퍼량 스위칭 타이밍에서 여분의 패킷이 발생되지만, 이들은 재생되지 않고 폐기된다. 버퍼량이 체인지백 시간 Tk다음에 감소하면, 버퍼량은 각각의 체인지백 동작시 버퍼 조정 단위 시간 Tt에 대응하는 양까지 감소되지만, 버퍼량이 작은값에서 큰값으로 변화하는 경우와는 달리 곧 작은값으로 체인지백 되지는 않는다. 그러나, 만약 버퍼량의 계산된 감소량이 버퍼 조정 단위 시간 Tt의 범위이내로 떨어지면, 버퍼량 변화 동작은 한번의 체인지백 동작으로 완료된다.

예를 들어, 버퍼량이 현재의 버퍼 출력(204)(도 5d)으로부터 새롭게 계산된 버퍼 출력(208)(도 5h)(변경상태가 유지됨)으로 변경될 때, 버퍼 출력은 체인지백 시간 Tk의 간격으로 버퍼 출력(204)으로부터 버퍼 조정 단위 시간 Tt에 대응하는 양만큼 감소된다. 결과적으로, 버퍼량은 Tk x 4의 기간내에서 버퍼 출력(208)(도 5f) 및 버퍼 출력(207)(도 5g)을 통해서 버퍼 출력(205)(도 5e)으로 버퍼 출력(206)까지 단계적으로 감소된다.

만약 버퍼량이 단계 S7에서 증가되는 것으로 결정되면, 패킷은 버퍼 조정 단위 시간 Tk의 단위로서 판독되지 않는다. 이러한 경우에, CPU(25)는 침묵 시간에 대응하는 양만큼 중지 데이터를 입력하거나, 또는 바로 선행하는 데이터를 다시 삽입한다.

만약 단계 S6에서 계산된 버퍼량이 현재의 버퍼량과 동일한 것으로 결정되면, 버퍼량이 변경될 필요는 없기 때문에, 플로우는 단계 S2와 다음의 단계에서의 처리를 반복하기 위하여 단계 S1로 복귀한다.

도 12는 CPU(25)의 기능을 도시한다. 도 12를 참조하면, CPU(25)는 단계 S2에서의 처리를 수행하기 위한 송신 지연 시간 계산부(41), 단계 S5에서의 처리를 수행하기 위한 버퍼량 계산부(42), 단계 S6에서의 처리를 수행하기 위한 비교부(43), 및 단계 S8 내지 S10에서의 처리를 수행하기 위한 지연 시간 변경부(44)로 구성된다.

도 7은 본 발명의 제2실시예에 따라 지연 요동 흡수 장치를 포함하는 네트워크 시스템의 구성을 도시한다. 본 실시예에 있어서, 음성 패킷화 장치는 전화 교환기에 통합된다.

도 7에 도시된 바와 같이, 본 실시예의 네트워크 시스템은 전화(51 및 59), 전화(51 및 59)에 접속된 가입자 회로(52 및 58), 전화 교환기(53 및 57), 각각의 음성 패킷화 회로(60 및 70)를 가지고 있는 트렁크 회로(54 및 56), 및 트렁크 회로(54 및 56)가 접속되어 있는 네트워크(55)로 구성된다. 전화 교환기(53 및 57)는 각각 가입자 회로(52 및 58)와 트렁크 회로(54 및 56)를 포함한다. 네트워크(55)는 이더넷 통신 또는 ATM 통신과 같은 패킷 통신을 사용하고, 패킷이 송신측에서 수신측으로 송신중 서로 다른 지연 시간을 갖는 특징을 갖는다.

트렁크 회로(54 및 56)에 통합된 음성 패킷화 회로(60 및 70)는 도 1에서 음성 패킷화 장치(3 및 4)와 동일한 기능을 갖는다. 가입자 회로(52 및 56)는 전화(51 및 59)와 전화 교환기(53 및 57)사이의 인터페이스 기능을 갖는다.

도 8은 음성 패킷화 회로(70)와 동일한 구성을 갖는 음성 패킷화 회로(60)의 상세한 구성을 도시한다.

도 8을 참조하면, 음성 패킷화 회로(60)는 네트워크 인터페이스(61), 송신 지연 요동 흡수 버퍼(62), 음성 압축 회로(63), 전화교환기 인터페이스(64), CPU(25), 및 메모리(66)로 구성된다. 전화교환기 인터페이스(64)는 전화 교환기(53 및 57)사이의 인터페이스 회로이고, 64-kbps PCM 신호를 송/수신하는 인터페이스 기능과 전화교환기(53 및 57)로/로부터의 제어 정보를 가진다. 남아있는 소자의 기능은 도 1의 소자에 대응하는 기능과 동일하다.

제1실시예와 제2실시예는 다음과 같은 점에 있어서 서로 다르다. 제1실시예에서는, 음성 패킷화 장치(3 및 4)는 분리된 장치로 구성된다. 제2실시예에서는, 음성 패킷화 장치(60 및 70)는 전화 교환기(53 및 57)의 트렁크 회로(라인 인터페이스)(54 및 56)로서의 기능을 한다. 그러나, 본 발명에 따르는 송신 지연 요동 흡수 방식에 있어서 이들 실시예간의 차이점은 없다.

네트워크 시스템의 동작은 도 9와 도 10을 참조하여 다음에 설명될 것이다. 도 9는 도 2의 제1실시예와 대응한다. 도 10은 도 8의 제2실시예와 대응한다.

제1실시예에서, 도 9에 도시된 바와 같이, 만약 트러블 X1이 네트워크(5)와 음성 패킷화 장치(4) 사이의 회선에서 발생한다면, 음성 패킷화 장치(4)는 트렁크 회로(31a)와 트러블 포인트 X1사이에 삽입되기 때문에, 트렁크 회로(31a)는 트러블 X1을 검출할 수 없다.

제2실시예에서, 도 10에 도시된 바와 같이, 만약 트러블 X2가 네트워크(55)와 트렁크 회로(56) 사이의 회선에서 발생한다면, 음성 패킷화 장치(4)와 같은 어떤 장치도 트렁크 회로(54)와 트러블 포인트 X2사이에 삽입되지 않기 때문에, 트렁크 회로(54)는 트러블 X2를 검출할 수 없다.

제3실시예가 도 11의 플로우 차트를 참조하여 다음에 설명될 것이다. 도 11을 참조하면, 단계 S11 및 S12는 도 6의 단계 S9 및 S10 사이에 부가된다. 단계 S11 및 S12 이외의 단계들은 도 6의 것들과 동일하기 때문에, 그것에 대한 설명은 생략할 것이다.

제1실시예에서, 송신 지연 요동 흡수 버퍼(22)의 버퍼량이 큰 값에서 작은 값으로 변화할 때, 새롭게 얻어진 버퍼량은 현재의 버퍼량과 비교된다. 만약 비교시 버퍼량이 감소되는 것으로 결정되면, 통상적으로 요동 조정 단위 시간 Ty이상이 되도록 설정된 버퍼량은 체인지백 시간 Tk가 경과 후에 감소된다. 버퍼량은 매 요동 조정 단위 시간 Ty마다 계산된 새로운 버퍼량이 체인지백 시간 Tk내에서 현재의 버퍼량 이하로 유지될 때만, 한 단계 감소된다.

제3실시예에서, 현재의 버퍼량에 관해서, 만약 단계 S9에서 체인지백 시간 Tk가 경과된 것으로 결정되면, 버퍼링이 버퍼 조정 단위 시간 Tt보다 빠른 타이밍에서 수행되는 경우의 패킷 수신율이 얻어진다(단계 S11). 다음에 얻어진 패킷 수신율이 허용 가능한 범위내에 드는지가 체크된다. 패킷 수신율이 허용 가능한 범위내에 드는 것으로 결정되면, 송신 지연 요동 흡수 버퍼(22)의 판독 타이밍은 버퍼 조정 단위 시간 (Tt x 1)만큼 빨라진다(단계 S10).

단계 S11 및 S12에서의 처리가 단계 S9에서 체인지백 시간 Tk가 경과한 것으로 결정될 때 수행되더라도, 이 처리는 체인지백 시간 Tk동안에 수행될 수 있다. 단계 S9에서 체인지백 시간이 경과하지 않은 것으로 결정되거나, 또는 단계 S12에서 패킷 수신율이 허용 가능한 범위내에 들지 않은 것으로 결정되면, 플로우는 단계 S1로 복귀한다.

제1 내지 제3실시예에서, 패킷의 송신 지연 시간은 수신된 패킷의 수신 간격에 기초하여 수신측상의 장치에 의해 얻어진다. 그러나, 수신측상의 장치가 각 패킷내의 시간 정보로부터 송신 지연 시간을 얻게 하도록 송신측 상에서 패킷될 때 시간 정보가 음성 압축 정보에 부가될 수 있다.

위에 설명된 바와 같이, 본 발명에 따르면, 버퍼 수신으로부터 패킷을 판독하는데 있어서의 지연 시간은 소정 시간 간격으로 갱신된다. 또한, 지연 시간이 단축될 때, 지연 시간도 단계적으로 단축된다. 이것은 음질을 개선하고 화자가 청취하는데 있어 부조화를 적게 느끼도록 하게 한다.

송신 지연 요동 흡수 버퍼(22)의 버퍼량이 변화된다고 가정하자. 이 경우에, 버퍼량이 증가되면, 버퍼량은 음성 인터럽션의 발생을 최소화시키도록 빨리 변화된다. 이와 대조적으로, 버퍼량이 감소되면, 버퍼량은 네트워크가 소정 기간동안 일정하게 남는동안 버퍼 조정 단위 시간 Tt의 단위로 감소된다. 이런 방식으로, 버퍼량은 음성 지연 시간의 갑작스런 변화를 피하기 위하여 단계적으로 감소된다. 또한 버퍼량이 감소될 때 음성 패킷이 조금씩 폐기된다. 이것도 음성 통신시 두 화자에 의해 느껴지는 부조화감을 최소화시키게 할 수 있다.

네트워크의 지연이 반복적으로 증가 및 감소할 때, 오랜 음성 지연으로부터 짧은 음성 지연으로 변화하는데 시간이 걸리게 되면, 화자들이 부조화감을 느끼지 않게 된다.

Claims

송신 선로(5)를 통해 송신된 패킷을 저장하기 위한 버퍼 수단(14 및 22); 및

상기 패킷이 상기 버퍼 수단에 저장된 후 소정의 판독 시간을 지연시켜 상기 버퍼 수단으로부터 패킷을 판독하고, 단위 시간 간격으로 상기 패킷의 송신 지연 시간에 기초하여 상기 버퍼 수단의 판독 지연 시간을 갱신하는 버퍼 제어 수단을 포함하고,

상기 버퍼 제어 수단은 상기 판독 지연 시간이 갱신에 의해 단축될 때, 상기 버퍼 수단의 상기 판독 지연 시간을 단계적으로 단축시키는 것을 특징으로 하는 지연 요동 흡수 장치.
제1항에 있어서,

상기 버퍼 제어 수단은 단위 시간 간격으로 얻어지는 상기 송신 지연 시간이 상기 단위 시간보다 긴 제1시간 동안 상기 판독 지연 시간보다 짧은 것으로 유지될 때 상기 판독 지연 시간을 단축시키는 것을 특징으로 하는 지연 요동 흡수 장치.
제2항에 있어서,

상기 제1시간은 적어도 상기 단위 시간의 2배인 것을 특징으로 하는 지연 요동 흡수 장치.
제1항에 있어서,

상기 버퍼 제어 수단은 단위 시간 간격으로 얻어지는 상기 송신 지연 시간이 상기 단위 시간보다 긴 제1시간동안 상기 판독 지연 시간보다 짧은 것으로 유지되고, 상기 판독 지연 시간보다 짧은 제2시간내의 패킷 수신율이 허용가능한 범위내에 들때 상기 판독 지연 시간을 단축시키는 것을 특징으로 하는 지연 요동 흡수 장치
제4항에 있어서,

상기 제1시간은 적어도 상기 단위 시간의 2배인 것을 특징으로 하는 지연 요동 흡수 장치.
제1항에 있어서,

상기 버퍼 제어 수단은 상기 판독 지연 시간을 소정의 시간 간격으로 단계적으로 단축시키는 것을 특징으로 하는 지연 요동 흡수 장치.
제1항에 있어서,

상기 버퍼 제어 수단은 상기 단위 시간내에 수신된 패킷의 수신 간격으로부터 얻어진 송신 지연 시간을 기초로 하여 판독 지연 시간을 계산하는 것을 특징으로 하는 지연 요동 흡수 장치.
제1항에 있어서,

상기 버퍼 제어 수단은 상기 판독 지연 시간이 갱신에 의해 연장될 때 상기 판독 지연 시간을 빨리 연장시키는 것을 특징으로 하는 지연 요동 흡수 장치.
제1항에 있어서,

상기 버퍼 제어 수단은:

단위 시간 간격으로 상기 패킷의 수신 간격으로부터 각각의 패킷의 송신 지연 시간을 계산하기 위한 송신 지연 시간 계산 수단(41);

상기 송신 지연 시간 계산 수단에 의해 얻어진 계산 결과를 기초로 하여 단위 시간내에 패킷의 송신 지연 요동을 흡수하기 위해 요구되는 상기 버퍼 수단의 버퍼량을 계산하기 위한 버퍼량 계산 수단(42);

상기 버퍼량 계산 수단으로부터 계산된 버퍼량을 상기 버퍼 수단의 현재의 버퍼량과 비교하기 위한 비교 수단(43); 및

상기 비교 수단에 의하여 얻어진 비교 결과를 기초로 하여, 상기 계산된 버퍼량이 단위 시간보다 긴 제1시간동안 상기 현재의 버퍼량보다 적게 유지된 것으로 결정될 때, 상기 판독 지연 시간을 단위 시간 간격으로 상기 계산된 버퍼량에 대응하는 최적의 값까지 단계적으로 감소시키기 위한 지연 시간 조정 수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 지연 요동 흡수 장치.
제9항에 있어서,

상기 지연 시간 조정 수단은 상기 계산된 버퍼량이 상기 현재의 버퍼량보다 클 때 상기 판독 지연 시간을 상기 계산된 버퍼량에 대응하는 최적의 값까지 빨리 연장시키는 것을 특징으로 하는 지연 요동 흡수 장치.
제1항에 있어서,

상기 버퍼 수단과 버퍼 제어 수단은 상기 송신 회선과 패킷을 송/수신하기 위한 터미널 장치(1 및 2) 사이에 접속되어 있는 것을 특징으로 하는 지연 요동 흡수 장치.
제1항에 있어서,

상기 버퍼 수단과 상기 버퍼 제어 수단은 상기 송신 회선과 트렁크 회로(31a 및 31b)의 한 단자 사이에 접속되어 있고,

터미널 장치들(1-1, 1-2, 2-1, 및 2-2)이 교환기(31 및 33)를 통하여 상기 트렁크 회로의 다른 단자에 접속되는 것을 특징으로 하는 지연 요동 흡수 장치.
제1항에 있어서,

패킷을 송/수신하기 위한 터미널 장치가 트렁크 회로를 포함하는 전화 교환기를 통해 상기 송신 회선에 접속되고,

상기 버퍼 수단과 상기 버퍼 제어 수단은 상기 트렁크 회로내에 배치되는 것을 특징으로 하는 지연 요동 흡수 장치.
지연 요동 흡수 방법에 있어서,

버퍼 수단(14 및 22)내에 송신 회선(5)을 통해 송신된 패킷을 저장하는 단계;

상기 패킷이 상기 버퍼 수단에 저장된 후 소정의 판독 시간을 지연시켜 상기 버퍼 수단로부터 패킷을 판독하는 단계; 및

상기 패킷의 송신 지연 시간을 기초로 하여 단위 시간 간격으로 상기 버퍼 수단의 판독 지연 시간을 갱신하는 단계를 포함하고,

상기 갱신 단계는 상기 판독 지연 시간을 단계적으로 단축시키는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 지연 요동 흡수 방법.
제14항에 있어서,

변화 단계는 단위 시간 간격으로 얻어지는 상기 송신 지연 시간이 상기 단위 시간보다 긴 제1시간동안 상기 판독 지연 시간보다 짧게 유지될 때 상기 판독 지연 시간을 단축시키는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 지연 요동 흡수 방법.
제14항에 있어서,

변화 단계는 단위 시간 간격으로 얻어지는 상기 송신 지연 시간이 상기 단위 시간보다 긴 제1시간동안 상기 판독 지연 시간보다 짧게 유지되고, 상기 판독 지연 시간보다 짧은 제2시간내의 패킷 수신율이 허용 범위내에 들 때 상기 판독 지연 시간을 단축시키는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 지연 요동 흡수 방법.
제14항에 있어서,

변화 단계는 동일한 시간 간격으로 상기 판독 지연 시간을 단계적으로 단축시키는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 지연 요동 흡수 방법.
제14항에 있어서,

상기 단위 시간내에 수신된 패킷의 수신 간격으로부터 얻어진 송신 지연 시간을 기초로 하여 상기 판독 지연 시간을 계산하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 지연 요동 흡수 방법.
제14항에 있어서,

상기 판독 지연 시간이 연장될 때, 상기 판독 지연 시간을 빨리 연장하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 지연 요동 흡수 방법.
제14항에 있어서,

상기 갱신 단계는

단위 시간 간격으로 패킷들의 수신 간격으로부터 각각의 패킷의 송신 지연 시간을 계산하는 단계;

상기 계산된 송신 지연 시간을 기초로 하여 단위 시간내에 패킷의 송신 지연 요동을 흡수하기 위하여 요구되는 상기 버퍼 수단의 버퍼량을 계산하는 단계;

상기 계산된 버퍼량과 상기 버퍼 수단의 현재의 버퍼량을 비교하는 단계;

상기 계산된 버퍼량이 단위 시간보다 긴 제1시간동안 현재의 버퍼량보다 작게 유지될 때, 상기 판독 지연 시간을 단위 시간 간격으로 상기 계산된 버퍼량에 대응하는 최적의 값까지 단계적으로 감소시키는 단계; 및

상기 계산된 버퍼량이 상기 현재의 버퍼량보다 클 때, 상기 판독 지연 시간을 상기 계산된 버퍼량에 대응하는 최적의 값까지 빨리 연장시키는 단계

를 포함하는 것을 특징으로 하는 지연 요동 흡수 방법.