지연 시간 전압 분산 변환기 (DVVC) 및 평균 회로 (AC)가 있는 지터 억제 지연 고정 루프 (DLL) 기반 클록 발생기를 제안하였다. 제안한 클록 발생기는 지연고정루프에서 무작위로 발생하는 지터와 회로의 구조에 의해 발생하는 지터를 억제하도록 하였다. 지연 시간 전압 분산 변환기는 각 지연단의 지연 차이를 감지하고 출력 전압을 생성한다. 평균회로는 두개의 연속되는 지연 시간 전압 분산 변환기의 출력 전압을 평균화 한다. 지연 시간 전압 분산 변환기 및 평균 회로는 연속적인 지연단의 지연 시간을 평균화하고 모든 지연단의 지연 시간을 동일하게 만든다. 또한 루프필터 출력 전압의 변동을 줄이기 위해 부궤환 기능으로 효과적인 작동을 하는 스위치가 있는 커패시터가 도입되었다. One-poly six-metal $0.18{\mu}m$ CMOS 공정으로 제작 된 DLL 기반 클록 발생기의 측정 결과는 13.4 ps rms 지터특성을 보여준다.
본 논문에서는 낮은 지터를 갖는 지연고정루프를 이용하여 좀 더 정확한 출력을 갖는 클럭 발생기를 제안하였다. 제안된 클럭 발생기에 사용된 지연고정루프는 열 개의 지연단을 가진 전압제어지연단(VCDL)을 사용하며, 기준 지연단의 출력신호와 이전 지연단의 출력신호를 비교하여 위상차에 해당하는 만큼의 전압을 발생시켜 지연단의 제어전압으로 인가된다. 이 제어전압은 지연단의 출력신호의 위상이 흔들림에 따라 증가하거나 감소하여 출력신호의 지연정도를 조절하여 위상변화를 보상하며, 지연고정루프 출력신호 및 체배 된 출력신호의 지터를 감소시킨다. 제안된 클럭 발생기는 1.8V $0.18{\mu}m$ CMOS 공정을 이용하여, 100MHz를 입력신호로 인가 할 경우 1GHz의 신호가 출력 되도록 설계 하였다. 시뮬레이션 결과 출력 신호의 peak-to-peak 지터 값은 3.24ps이었다.
멀티미디어 동기화의 주요 관심은 미디어내 동기화에서의 지터와 미디어간 동기화에서의 스큐를 어떻게 해결하는 것인가이다. 멀티미디어 응용 소프트웨어를 효과적으로 개발하기 위해서 시간적 미디어와 공간적 미디어를 혼합하여 표현할 수 있는 멀티미디어 동기화 모델을 제안한다. 제안한 논문은 미디어간 동기화에 대한 QoS 처리를 위하여 네가지 파라미터를 이용하였고, 상대적인 지속시간 알고리즘과 지터 보상시간 알고리즘을 제시하였다. 그리고 키 매체가 손상이 되었을 때 키 매체의 최대 지연 지터 값만큼 기다림으로써 키 매체 이외의 매체에 최대 지연 지터 값만큼 추가적으로 재생할 수 있도록 하였다. 최대 지연 지터 값의 적용은 서비스 품질을 향상시키는 결과를 가져왔다.
지연고정루프는 위상고정루프에 비해 작은 지터 값을 가지고 있음에도 불구하고 지연고정루프를 사용해서 지터를 줄이려는 연구는 꾸준히 이루어지고 있다. 이러한 연구의 결과로 기본 구조를 변형하거나 또는 다양한 구조들을 첨가하여 지터 특성을 개선하였다. 이 논문에서는 지연고정루프에서 다양한 루프필터 구조를 적용하면 지터 특성이 향상될 수 있음을 보여준다. 다양한 루프필터가 적용된 지연고정루프는 1.8V $0.18{\mu}m$ CMOS 공정을 이용하여 설계 하였다.
무작위와 체계적인 것에 의한 지터를 제어하는 지연고정 루프가 소개 되었다. AC는 연속적인 지연단의 지연 시간을 평균화 하고 모든 지연 단의 지연시간을 동일하게 한다. 지연위상고정을 기반으로한 0.18um CMOS공정으로 제작된 클럭 발생기의 측정결과는 13.4ps rms 지터 크기를 보였다.
지터라고 불리는 패킷 도착 지연의 편차는 모바일 단말기에서 Voice over Internet Protocol (VoIP)음성의 품질을 저하시키는 주요한 원인 중 하나이다. 이 문제를 해결하기 위해서 본 논문에서는 VoIP 음질향상을 위한 적응적 지터추정 기반의 플레이아웃 스케줄링 방법을 제안한다. 제안된 알고리즘은 예측된 네트워크 지연의 변화에 따라 각각의 패킷을 신장 혹은 압축하여 전송 지터의 영향에 대응한다. 이와 함께, 네트워크 지터 추정은 신속한 지연 스파이크 검출과 네트워크 상태 변화에 대한 반응을 포함한다. 실험결과는 제안된 알고리즘이 불안정한 네트워크 환경에서 고음질을 제공하는 것을 보여 주었다.
최근 무선 네트워크 기반 실시간 원격제어에 대한 관심이 크게 증가하고 있다. 무선 네트워크를 통하여 실시간 원격 제어를 구현하는데 있어서, 중요한 요소들 중 하나가 실시간 제어메시지의 지연시간 성능이다. 특히, 주기적으로 송신되는 실시간 제어메시지의 안정적인 수신을 위해 지연시간 지터를 줄이는 기술이 필요하다. 본 논문에서는 실시간 제어메시지를 무선 네트워크에서 운용 하는데 있어서 지연시간 지터를 감소시키는 동기화 전송을 제안한다. 제안된 동기화 전송은 송신노드와 무선통신기 간의 동기화를 바탕으로 적절한 전송시점을 제어하여 실시간 제어메시지가 항상 정해진 시간에 무선 네트워크를 통하여 전송 되도록 한다. 군용무인차량 시스템을 이용한 실험 결과에 따르면, 제안된 동기화 전송은 지연시간 지터를 일반 전송 방식의 지연시간 지터의 32% 수준으로 감소시켰다.
본 논문은 동기화 구간 조정을 처리하기 위해 지연 지터를 적용함으로써 트래픽 증가로 인한 미디어 데이터의 손실 시간 및 지연시간의 변화로 인한 데이터 손실을 감소시켰다. 그리고 스무딩 버퍼의 대기 시간을 가변으로 처리함으로써 지연시간의 변화로 인한 불연속을 감소시켰다. 제안된 논문은 고품질 서비스의 보장을 요구하는 시스템에 적합하며, 재생율 증가와 손실율 감소 등 서비스 품질을 향상시켰다.
IPTV 및 VoIP 서비스는 높은 이동성과 전송 속도를 보장하는 Mobile WiMAX 네트워크 상에서 제공할 수 있는 유용한 응용 서비스들이다. IPTV의 오디오 전송이나 VoIP의 통화 품질에 영향을 미치는 요소 중 전송 경로의 잦은 변경이나 경로간 전송 시간의 차이에 따라 발생하는 지터에 의한 패킷 손실은 지터 버퍼를 이용하여 완화할 수 있다. 본 논문에서는 Mobile WiMAX 네트워크 상에서 이동 단말의 전력 소모 절감을 위해 사용되는 PSC-II 모드를 사용할 때의 오디오 및 음성 서비스의 품질(Quality of Service)과 지터 버퍼 크기의 상관관계에 대해 연구, 분석한다. 이를 위해 절전 모드 사용으로 인해 추가로 발생하는 지연 시간을 포함한 서비스의 종단간 지연시간 모델과 종단간 지연시간을 기준으로 한 서비스 품질 기준을 제시하였다. 또한, 제시한 모델의 다양한 파라미터에 따른 시뮬레이션 분석 결과를 통해 절전 모드를 사용할 경우에는 지터 버퍼의 크기 증가에 따른 지연으로 인한 패킷 손실이 오히려 오디오 및 VoIP 서비스 품질 측면에서 좋지 않은 영향을 미칠 수 있음을 보였다.
이 논문은 촉각 가상 환경(Haptic Virtual Environment)에서 촉각(haptic) 데이터를 촉각 데이터 특성에 맞추어 네트워크에 적응적이고 효율적으로 전송할 수 있는 전송 알고리즘을 제안한다. 촉감 상호작용 측정을 위해 네트워크 햅틱 협업 응용을 작성하였고 지연, 지터, 손실에 따른 변화를 분석하였다. 이를 바탕으로 네트워크 트래픽에 적응할 수 있는 알고리즘을 구성하였다. 손실되거나 지터의 영향을 받은 패킷에는 간단한 선형예측 방법을 사용하여 보상하여 손실과 지터로 인한 오차를 줄였다. 이는 심각한 손실이나 지터에 의해 떨림 현상이 나타나는 햅틱 장치의 문제점을 개선하게 되었다. 또한 네트워크 협업에서 지연이 발생할 때 나타나는 클라이언트들 사이의 비동시성을 해결하기 위하여 완충시간을 두었다. 지연이 큰 클라이언트는 버퍼를 사용하지 않고 실시간으로 처리하고, 지연이 적은 클라이언트는 버퍼를 사용하여 전송받은 좌표를 완충시킨 후에 처리하는 방법을 사용하여 클라이언트들 사이의 햅틱 렌더링을 동기화 하였다. 제안된 알고리즘은 다양한 네트워크 상황에서의 협업에서 개선된 결과를 보였다. 이를 바탕으로 향후 선형예측 방법을 다양하게 적용시키고 서버와 클라이언트 사이의 동기화를 구현하는 알고리즘을 작성할 것이다. 본 논문은 다양한 네트워크 상황 에서 햅틱 데이터를 전송하고 처리하는 연구의 기초자료가 될 수 있을 것이다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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