무선 통신 환경에서 실시간 화상 통신을 위해 제안된 3G-324M 프로토콜은 회선 교환 통신을 사용함으로 인해 제한된 대역폭을 이용해야만 하므로 전송 시 여러 가지 제약이 발생하게 된다. 특히 송수신의 스케줄링을 효율적으로 하지 못할 경우 H.223 프로토콜에서 매 타임 슬롯마다 전송 가능한 최대 크기의 데이터를 전송 버퍼에 채워주지 못해 전송 지연 시간이 발생하게 된다. 본 논문에서는 이러한 문제들을 해결하기 위한 통신 스케줄링 기법을 제시한다. 이 통신 스케줄링 기법은 화상 프레임의 종류에 따라 크기가 크게 변한다는 사실에 기초해 H.223 프로토콜의 실행 비율을 임시적으로 증가시켜 지연시간이 늘어나는 것을 최소화하고 이로 인해 내부 버퍼 사용량을 줄일 수 있도록 한다. 또 수신 버퍼에 처리해야 할 데이터가 많은 경우, 임시로 H.223 프로토콜의 실행 비율을 증가시켜 불필요한 수신 지연 시간이 발생하지 않도록 한다. 실험은 내부 버퍼의 사용량은 제안한 통신 스케줄링 기법이 다른 통신 스케줄링 기법들에 비해 효율적으로 관리 되며 패킷의 손실률, 수신 단말기에서의 지연이 줄어드는 것을 보여준다.
본 논문에서는 향후 이동 통신 시스템의 표준안으로 고려되는 WCDMA의 순방향 링크에서 성능 향상된 시공간 다중 사용자 수신기를 제안하고 성능을 분석한다. 제안한 수신기는, 이동 통신 환경에서 다중 경로 및 다중 사용자 간섭에 대한 분석과 시공간 다이버시티에 대한 고찰을 통해 오류 확률을 개선하고자 하는 기법으로 조건부 적응 시공간 간섭 제거기 (Constrained Adaptive Space-time Interference Canceller; C-ASTIC) 라 부른다. 논문에서는 비교를 위해 단일 사용자 및 다중 사용자 WCDMA 시스템에 대한 수식적인 성능을 분석하여 결과에 반영하였다. 또한, 제안한 C-ASTIC를 기존의 단일 안테나 간섭 제거 시스템, 최대 결합비 RAKE 수신기, 그리고 시공간 전송 다이버시티 결합 RAKE 수신기와 컴퓨터 시뮬레이션을 통해 그 성능을 비교하였다. 마지막으로 본 논문에서는 멀티미디어 환경에서의 유용성을 검증하기 위해 다중 전송률 시스템에서의 성능을 실험하였다. 결과로부터 C-ASTIC가 50% 이상의 시스템 용량 환경에서 $10^{-3}$의 BER에서 4 dB 이상의 성능 이득을 보였다.
본 논문에서는, 선형 주기적 시변 시스템에 대해서, 두 개의 입출력 이득을 정의한다. 그 하나는 단위 크기의 ι$_2$노름을 갖는 모든 입력에 대한 최악의 $\iota_2$ 노름의 출력의 비로서, G($\iota_2,\iota_2$ 로 표기한다. 또 다른 하나는 단위 크기의 RMS 값을 갖는 모든 입력에 대한 최악의 RMS 값의 출력의 비로서, G(RMS, RMS)로 표기한다. 선형 시불변 시스템에 대해서는 이 두 개의 이득은 등가라는 사실이 잘 알려져 있다. 본 논문에서는 선형 주기적 시변 시스템에 대해서도 이 두 개의 이득이 등가라는 것을 증명한다. 또한, 선형 주기적 시변 시스템에 대한 주파수 응답을 얻는 두 가지 방법 사이의 관계를 유도한다. 이렇게 정의된 입출력 이득은 M-채널 필터 뱅크에 적용한다. 필터 뱅크는 음성 압축 등에 사용되는 대표적인 다중비 신호처리 시스템이다. 이러한 필터뱅크에는 일반적으로 에일리어징 왜곡, 진폭 왜곡 및 위상 왜곡이 존재한다. 본 논문에서는 오차 시스템의 G($\iota_2,\iota_2$ 이득을 최적화 하는 방법에 의해 필터 뱅크를 설계함으로써, 필터 뱅크에서 일반적으로 존재하는 왜곡을 작게할 수 있음을 보인다.
We have designed the system that measure one channel ECG by two electrode and extract real-time EDR with more related resipiration and comportable to subject by using conductive textile. On the assumption that relation between RL electrode and potential measurement electrode is coupled with RC connected model, we designed RL drive output to feedback two electrode for reduction of common mode signal. The conductive textile which was used for two ECG electrode was offered more comfort during night sleep in bed than any other method using attachments. In the method of single-lead EDR, R wave point or QRS interval area could be used for EDR estimation in traditional method, it is, so to speak, the amplitude modulation(AM) method for EDR. Alternatively, R-R interval could be used for frequency modulation(FM) method based on Respiratory Sinus Arrhythmia(RSA). For evaluation of performance on AM EDR and FM EDR from 14 subject, ECG lead III was measured. Each EDR was compared with both temperature around nose(direct measurement of respiration) and respiration signal from thoracic belt(indirect measurement of respiration) on mean squared error(MSE), cross correlation(Xcorr), and Coherence. The upsampling interpolation technique of multirate signal processing is applied to interpolating data instead of cubic spline interpolation. As a result, we showed the real-time EDR extraction processing to be implemented at micro-controller.
AMR-WB 음성부호화기는 50~7000 Hz의 확장된 대역폭을 갖는 음성신호를 압축/복원하는 광대역 음성부호화기로써 6.60 kbit/s에서 23.85 kbit/s까지 9개의 전송 비트율을 가지고 있다. 본 논문에서는 2개의 MAC (Multimply and-Accumulate) 유닛을 가진 Tl의 16bit 고정소수점 DSP인 TMS320C5509 DSP를 이용한 AMR-WB 음성부호화기의 실시간 구현에 관하여 논한다. 실시간 구현은 intrinsic을 이용한 C수준의 구현 및 어셈블리 코딩에 의한 구현을 수행하여 그 결과를 비교하였다. 어셈블리 코딩에 의하여 실시간 구현된 AMR-WB 음성부호화기는 23.85 kbit/s 모드에서 42.9 Mclock의 계산량을 가지며, 사용된 프로그램 메모리는 15.1 kword이고, 데이터 ROM 메모리는 9.2 kword이고 데이터 RAM 메모리는 13.9 kword이다.
디지털 변복조 장치에는 디지털 신호의 표본화 속도를 변환시키는 표본화 속도 변환기(SRC: sample rate converter)가 필요한데, 여기에 사용되는 저역필터의 구현 문제를 연구하였다. 표본화 속도 변환율이 클 경우에는 저역필터의 신호처리 연산량이 많아져서 구현에 부담이 되므로 연산량을 감소시키는 방안이 중요하다. 본 논문에서는 이 필터를 2 단의 직렬 필터로 분할하여 구현하는 설계 방법을 제시하였고, 1 단 구조의 단일 필터로 구현하였을 경우에 비교하여 신호처리 연산량이 감소되는 것을 확인하였다. 표본화 속도 변환율이 증가할수록 2 단분할 방안에 의한 연산량 감소 효과는 증가하며, 변환율이 32 에서는 72 %까지 감소되는 것을 확인하였다. 변환율을 2 단으로 분할함에 있어서도 인수의 조합에 따라서 감소 효과가 다르게 나타났으므로, 여러 변환율에 대하여 최적 성능의 분할율을 조사하였다. 저역필터는 다상 필터 구조를 갖는 FIR 필터를 대상으로 하였으며, 필터계수의 설계는 Parks-McCllelan 알고리즘을 이용하였다.
본 논문에서는 협대역 신호가 CDMA(Code Division Multiple Access)시스템과 동일한 주파수대역을 공유하는 할 때, 협대역 신호를 억제하여 CDMA시스템 성능을 향상시키는 방식에 대해서 연구하였다. 협대역 재머 신호를 억제하기 위해서 Multirate 기술을 이용한 polyphase 여파기를 제안하였으며, 현 IS-95의 47텝의 FIR 여파기와 함께 ASIC으로 구현하기 용이하여 순방향 채널에서 재머를 억제하는 방법으로 적합하였다. 재머 억제는 polyphase 여파기를 사용하여 2단계로 총 64개의 채널로 수신신호를 분리하여 각 부채널의 수신전력을 측정한 후 재머가 존재 하는 대역을 결정하고 결정된 부채널을 억제하여 BER율 향상시켰다. 선행측정 여파기를 사용한 결과[1]보다는 최대 O.8dB 정도가 성능저하가 있었으나, 부채널 수를 증가시켜 보다 섬세한 부채널 억제방식을 쓰면 보다 성능이 향상될 수 있고, 순방향 채널에서 재머 억제 방식으로 채택하면, 역방향에 대해서, 재머 억제 후 저하된 성능을 보상하기 위한 기술이 수월하다.
본 논문에서는 적응 다중 전송율을 갖는 광대역 음성부호화기인 AMR-WB 의 알고리즘을 분석하고, TI사의 고정소수점 DSP인 TMS320C6201를 이용한 실시간 구현 결과를 제시한다. AMR-WB 음성부호화기는 두 가지 대 역으로 분리된 신호가 독립적으로 부호화되며, 저대역 신호는 ACELP 방식으로、 고대역 신호는 잡음 여기신호와 선형예측 합성필터를 사용하는 방식으로 각각 합성된다. 구현된 AMR-WB 음성부호화기는 프로그램 메모리와 데이터 메모리가 각각 218 kbytes, 92kbytes의 크기를 가지며 , 한 프레임인 20 ms를 처리하는데 평균 920,267 정도의 클릭 수가 사용되어 약 5.75 ms의 시간이 소요 되였다. 또한, DSP로 구현한 AMR-WB 음성부호화기의 결과와 PC에서 시뮬레이션 한 결과가 서로 일치함을 확인하였다.
Kang, Jin Ah;Han, Mikyong;Jang, Jong-Hyun;Kim, Hong Kook
ETRI Journal
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제38권6호
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pp.1064-1073
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2016
An adaptive speech streaming method to improve the perceived speech quality of a software-based multipoint control unit (SW-based MCU) over IP networks is proposed. First, the proposed method predicts whether the speech packet to be transmitted is lost. To this end, the proposed method learns the pattern of packet losses in the IP network, and then predicts the loss of the packet to be transmitted over that IP network. The proposed method classifies the speech signal into different classes of silence, unvoiced, speech onset, or voiced frame. Based on the results of packet loss prediction and speech classification, the proposed method determines the proper amount and bitrate of redundant speech data (RSD) that are sent with primary speech data (PSD) in order to assist the speech decoder to restore the speech signals of lost packets. Specifically, when a packet is predicted to be lost, the amount and bitrate of the RSD must be increased through a reduction in the bitrate of the PSD. The effectiveness of the proposed method for learning the packet loss pattern and assigning a different speech coding rate is then demonstrated using a support vector machine and adaptive multirate-narrowband, respectively. The results show that as compared with conventional methods that restore lost speech signals, the proposed method remarkably improves the perceived speech quality of an SW-based MCU under various packet loss conditions in an IP network.
무선통신 시스템마다 다르게 적용되는 주파수를 해당 통신 규격에 따라 변환하는 기술인 DDC(Digital Down Converter)는 향후 통신 기술 발달을 위해 필요한 기술로 무선 통신 및 SDR(Software Defined Radio) 시스템에서 필수적인 구성 요소로 인식되고 있다. 또한, 주파수 자원 부족 현상으로 인해 기존 서비스에 간섭을 주지 않고 효율적인 통신 환경을 구성하는 스펙트럼 센싱에 대한 연구가 이루어지고 있다. 본 논문에서는 DDC 시스템을 구성하는 CIC(Cascaded Integrator Comb) 필터, WDF(Wave Digital Filter), SRC(Sample Rate Conversion)의 각 모듈을 세부적으로 분석하였으며, 주파수의 사용 효율을 높이기 위해 DDC 시스템과 스펙트럼 센싱을 효과적으로 연동하는 방안을 제안하고 모의실험에서 검증하였다. 모의실험결과 DDC 시스템의 각 모듈에 스펙트럼 센싱 기능을 적용하여 성능 및 복잡도의 결과를 도출하여 제안한 시스템의 결과를 확인하였다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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