본 논문에서는 PTT(Push-To-Talk) 기반의 무선 통신을 위한 진폭 및 위상 복원 기반의 단일 채널 음성 향상 방식을 제안한다. 제안한 방식은 신호의 진폭만을 대상으로 음성 향상을 진행했던 기존의 방식들과 달리, 음성 신호의 진폭과 위상을 분리하여 각각 향상시켜 다시 결합함으로써 더욱 양질의 음성을 제공한다. 본 논문에서 제안하는 방식의 성능을 평가하기 위해 동적 잡음 환경에서의 단계별 비교 실험을 실시하였으며, 실험 결과를 통해 제안한 방식이 다양한 잡음 환경에서 양질의 음성을 제공하는 것을 확인할 수 있다.
유무선 통신 기술 및 Internet Protocol (IP) 기술의 발전 및 보편화에 따라 최근 다양한 데이터 서비스가 등장하게 되었다. 이에 따라 1:1 데이터 전송을 주된 형태로 하는 전통적인 서비스와는 다르게, 1:N 데이터 전송을 활용하는 다양한 서비스가 등장하고 있으며, 이 서비스들은 1:N 전송의 효율성 및 성능 향상을 요구하고 있다. 특히 최근 많은 관심을 받고 있는 국가재난안전통신망에서 가장 중요한 서비스인 Push-To-Talk (PTT) 서비스의 경우 서비스 서버가 다수의 그룹 수신자에게 동일한 음성 데이터를 실시간 및 최소 지연 시간으로 전달해야 한다. 본 논문에서는 이런 서비스 요구 경향에 따라, 동일 데이터를 다수의 수신자에게 전달하기 위한 효율을 높이는 방법을 제시한다. 또한, 실제 유무선 통신망이 구축된 필드 환경에서 1:N 전송 성능을 어느 정도까지 높일 수 있는지 그 가능성에 대해 PTT 서비스 핵심 성능 지표 관점에서 분석해보고자 한다.
본 논문에서는 유/무선 통합 패킷 망인 IMS(IP Multimedia Subsystem)에서 대표적인 응용 서비스인 PTT(Push-To-Talk) 서비스의 통화 처리 성능 향상을 위한 프로토콜 압축 기법을 제안한다. IMS망에서 PTT서비스를 하기 위해서는 현재 상용화 되어있는 Mobile망과 TRS(Trunked Radio System)망과 동일한 호 설정을 가져야 하며 다수의 단말기들 사이에 동일한 내용을 실시간으로 교환할 수 있어야하기 때문에 빠른 호 설정 및 통화 시에 대역특이 충분해야한다. 본 논문에서 제안한 A+SigComp기법은 PTT의 호 설정 프로토콜인 SIP의 세션 설정 단계의 지연 시간을 약 10% 줄였으며 A+ROHC기법은 음성 통화시 교환되는 RTP 헤더의 크기를 줄임으로써 전송 효율 약 5% 높였다.
KSII Transactions on Internet and Information Systems (TIIS)
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제7권7호
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pp.1638-1656
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2013
The demand for multimedia streaming services is increasing rapidly. To meet this demand, there has been much research and many practical developments for providing multimedia services. A push-to-talk (PTT) service is one of the multimedia streaming services that have been deployed not only over IP multimedia subsystem (IMS) but also in peer-to-peer (P2P) overlay networks. The benefit of PTT has been demonstrated in the literature. However, the need for using PTT service in communication can be arbitrary among users, regardless what kind of PTT services they use. This demand does not support current PTT systems, so an expansion of PTT services still be limited. Moreover, the combination of PTT services in IMS and P2P networks will help operators to provide more scalable PTT services. Therefore, in this paper, we proposed a model to support PTT service interworking between IMS and P2P overlay networks. We also introduced our system design and some interworking service scenarios. We confirmed our architecture through implementation and testing.
PTT(Push-To-Talk)란 모든 IP기반의 유, 무선 통합 인터넷 환경으로 진화하고 있는 이동통신망을 통하여 음성 및 텍스트 기반의 일대일 및 그룹 즉시 통신을 제공하기 위한 서비스이다. 스위치를 누르고 말하면서 즉시 의사소통을 할 수 있으므로 일반적인 통화 유형의 대기 시간에 비해 매우 빠른 통화 서비스를 제공함에 따라 각 업체 및 사무실에서 사용하고 있으며 카메라폰에 이은 새로운 어플리케이션으로 부상하고 있다. 현재 이동통신망은 기본의 TDM 방식의 코어 망에서 IP방식의 코어 망으로 천이하고 있으며, 인터넷의 보급과 확산에 따른 인터넷 기술의 발전과 IMT-2000, WIBRO 등의 시스템 도입에 의해 점차 이동통신망 내의 모든 NE를 권고하고 있다. 그러나 무선망에서의 음성 통신은 기존의 통신망에서 보다는 대역폭을 많이 차지하는 단점이 있다. 또한 통화 연결에서 1:1이 아닌 1:N의 관계에 의해 통화 연결이 폭발적으로 일어나기 때문에 대역폭의 확보가 필요하며 안정적인 주파수 사용률 확보가 필요하다. 따라서 본 논문에서는 VoIP망에서의 SIP를 이용한 PTT를 서비스를 설계하고 위와 같은 문제점을 해결하기 위하여 ROHC 알고리즘을 적용하여 PTT 서비스를 설계한다.
자동음성인식 시스템을 이용하는 사용자 입장에서 보면 음성인식시스템을 사용하기 위하여 음성을 입력할 때마다 버튼을 눌러야 하는 Push-To-Talk (PTT) 방식은 여간 번거로운 일이 아닐 수 없다. 그리고 사용자가 원거리에서 음성을 입력하는 경우처럼 PTT 방식 자체가 용이하지 못 한 음성인식 응용분야에서는 Non-Push-To-Talk (NON-PTT) 방식의 필요성이 대두되게 된다. NON-PTT 방식의 음성 전처리를 위해서는 입력신호로부터 음성신호만을 구분해내는 음성판별기술이 필수적이다. 하지만 일상적인 잡음환경에서 음성신호만을 구분해내는 일은 매우 어려운 일이 아닐 수 없다. 본 논문에서는 일상적인 가정잡음환경에 강인한 음성판별방식을 제안한다. 여기서는 음성판별을 위해서 음성의 유성음 특성을 이용하였다. 즉, 일정구간 이상의 음성신호에는 일정구간이상의 유성음 구간이 존재하며 만약 잡음환경에서도 유성음 구간을 잘 검출할 수 있다면 이러한 음성의 특성을 이용하여 검출된 신호가 음성인지 아닌지를 판별할 수 있다. 이를 위하여 여기서는 가정잡음환경에서도 유성음을 잘 검출할 수 있도록 11 가지 유성음 특징들과 이를 이용한 음성판별방법을 제안하였다. 제안된 방법의 성능 평가를 위하여 음성의 끝점검출방법과 통합하여 음성/비음성 판별 테스트를 수행하였으며 테스트 수행결과 열악한 잡음환경에서 80%이상의 비음성을 거절하는 성능을 보였다.
IT기술을 활용한 물류 및 배차관리 서비스는 위치인식 및 이동통신 기술을 활용하여 차량, 화물, 기사 등의 위치를 실시간으로 관리할 수 있도록 하는 위치기반서비스의 일종이다. 본 논문에서는 PTT(Push-to-Talk) 기술을 이용하여 하나의 데이터 채널을 기반으로 음성통화와 위치기반 서비스를 위한 데이터전송이 가능하도록 함으로써 효과적인 물류 및 배차 관리 서비스가 가능하도록 하는 기술을 제시한다. 구현된 시스템은 2세대 및 3세대 이동통신망을 기반으로 하여 다양한 실시간 음성통화 및 1:N 동시 통화가 가능하여 실시간 물류 및 배차관리 서비스의 효율을 높일 수 있도록 한 특징이 있다.
무전기의 음성통신은 PTT(: Push To Talk)를 이용한 반이중(half-duplex) 방식으로, 송신 시 단일 통화선로를 점유한다. 전화와 무전기간, UHF와 VHF 간의 인터페이스와 같이 서로 다른 이종 장치 간 음성통신을 위해서는 두 장치간의 자동전환장치가 요구되고, 이 장치는 입력 신호로부터 전송해야 할 음성을 검출하는 음성전환장치의 성능에 따라 전송되는 음성신호의 손실여부에 많은 영향을 받는다. 기존방식은 단순 입력신호의 크기 즉, 에너지 레벨을 통해 기준을 정함으로써 잡음에도 반응하는 문제점을 지니고 있다. 본 논문에서는 음성신호처리기법을 이용하여 입력된 신호가 음성임을 판별함으로써, 이종 기기 사이의 음성을 자동으로 전달하는 장치를 구현하였다. 이를 통해 음성 자동전환장치의 성능향상을 확인하였고, 이종 기기 간 음성 손실 없는 전송을 수행할 수 있었다.
본 논문에서는 오픈소스 프로젝트를 표방하는 디지털 아마추어 무선용 저속 음성 코덱인 Codec 2와 900MHz FSK 트랜시버를 이용하여 PTT(Push to talk) 양방향 무전기를 구현하고, 장거리 음성통신이 가능한지 여부를 실험했다. 일반 디지털 무전기의 경우, 성능 면에서 업계 표준으로 인정되고 있는 AMBE+2 코덱을 사용하는데, 가격이 고가이며 기술의 독점성을 가지고 있다. 주파수 측면에서 보면 400MHz 대역을 사용하는 경우, DMR 12.5kHz, DPMR 6.25kHz의 협대역을 사용하기 때문에 데이터 전송률이 낮다. 900MHz 대역은 대역폭을 확장할 수 있어서 데이터 전송 측면에서도 장점이 있다. 음질 및 통달 거리에 대한 필드 테스트를 진행한 결과, 약 500m 내에서 통신이 이루어지는 것을 확인할 수 있었다. 본 논문에서는 음성통신에 대한 검토가 이루어졌지만, 간단한 이미지와 같은 데이터 전송에 대한 검토가 추가된다면, 이 솔루션이 저가형 IOT 생활 무전기로서 다양한 분야에 활용할 수 있을 것으로 판단된다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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