Design of Jitter elimination controller for concealing interarrival packet delay variation in VoIP Network

VoIP 네트웍에서 패킷 전송지연시간 변이현상을 없애주는 적응식 변이 제어기 제안 및 성능분석

We propose an adaptive shaping controller equipped with the technologies of shaping and buffering VoIP packets arriving at the receiving end by the CAM-type controller. In order to conceal interarrival packet delay variation, the conventional jitter buffers force them to be too large, thereby causing the audio quality to suffer excessive delay. However, by using our proposed method, the delay caused by shaping operation dynamically increases or decreases on the level of jitter that exists with in the IP network. This makes the delay accommodates adaptively the network jitter condition. The less jitter network has the fewer delay the shaping controller requires for jitter elimination. And the CAM-type method generally makes the shaping operation faster and leads to processing packets in as little time as can. We analyse the packet loss and delay performance dependency on the average talk ratio and the number of jitter buffer entries in shaping controller. Surprising, we show that the average delay using our shaping controller is about 70msec. This performance is much better than with the delay equalization method which forces the receiving end to delay about 60msec.

이 논문에서는 수신측에 도달하는 VoIP 패킷들을 쉐이핑하고 또 버퍼링하기 위하여 CAM형의 제어기를 사용하는 기술로 적응식 쉐이핑 제어기를 제안한다. 패킷간 도탁 시간 간격의 변이를 없애기 위하여, 지연 균등화 방법에 입각한 전통적인 jitter buffer는 요구되는 버퍼크기가 너무 커지고 이에 기인한 지나친 지연으로 오디오 질이 나빠지는 원인이다. 그러나, 이 논문에서 제안한 방법을 사용하면, 도착시간 간격 변이를 없애기 위한 쉐이핑에 의해 야기된 지연은 동적으로 Ip 네크웍에서 존재하는jitter 수준의 정도에 따라 증가 또는 감소한다. 이것은 네트웍의 지연시간 변이 상황에 적응하여 동작하게 되는데, 네트웍에 지연시간 변이현상이 심하지 않으면 쉐이핑 제어기에서의 지연시간이 작아진다는 것을 의미한다. 또 CAM형으로 동작하기 때문에 쉐이핑 과정이 빨리 이루어지고 이는 수신측에서의 VoIP 패킷 처리 시간을 최대한 단축시켜 준다. 마지막으로 쉐이핑 제어기에서의 평균 TALKratio와 jitter buffer 엔트리 수에 대한 패킷 손실과 지연 성능이 관계를 분석한다. 놀랍게도, 제안한 쉐이핑 제어기를 사용할 때의 평균 지연이 약 10msec라는 것을 확인하였다. 이 성능은 수신측에서 60msec 강제지연을 강요하는 지연시간 균등화 방법보다 훨씬 더 좋은 성능을 보여주는 것이다.