Speech Packet Transmission Using the AMR-WB Coder with FEC

FEC기능을 추가한 AMR-WB 음성 부호화기를 이용한 음성 패킷 전송

  • 황정준 (충북대학교 전파공학과) ;
  • 이인성 (충북대학교 전기전자컴퓨터공학부)
  • Published : 2003.11.01

Abstract

This paper suggests the packet loss recovery method to communicate in real time in the Internet. To reduce the effects of packet loss, Forward Error Correction (FEC) that adds redundant information to voice packets can be used. Adaptive Multi Rate Wideband(AMR-WB) codec which is recently selected by the Third Generation Partnership Project(3GPP) for GSM and the third generation mobile communication WCDMA system and has also been standardized in ITU-T for providing wideband speech services is used. The major cause for speech qualitly degradation in IP-networks is packet loss. So, We recovered single lossy packet by using FEC method and concealed continued errors. The proposed scheme if evaluated in the Gilbert Internet channel model. The high quality of audio maintained up to 30% packet loss.

본 논문에서는 인터넷 환경에서 실시간 음성 통신을 가능하게 하기 위해 부가 정보를 이용한 손실 패킷 복구 방법이 첨가된 전송 방법을 제시한다. 3GPP에서 기본적으로 이동 통신 환경에서의 사용을 위해 표준화되었고, 인터넷 환경에서의 사용을 위해 최근에 ITU-T에서 개선된 AMR-WB 음성 부호화기를 사용하였다. 인터넷과 같은 패킷 교환망 서비스에서의 패킷손실은 음질 저하를 유발하고 실시간 통신이 불가능하도록 한다. 따라서 본 논문에서는 단일 손실 발생시에 FEC(Foward Error Correction) 방법을 적용하였고 연속 손실의 경우에는 오류 은닉을 하였다. 또한 손실율에 따라 AMR-WR(Adaptive Multi-Rate Wideband) 부호화기의 특성을 이용하여 여러 모드로 동작하는 방법을 제시한다. 인터넷 환경의 실험을 위해 길버트 모델을 이용하였다. 손실율을 변화시키며 AMR-WB 23.05 kbit/s 모드로 전송하는 방법과 SNR(Signal to Noise Rate)과 MOS(Mean Opinion Score) 측정을 통해 비교하였다. 실험한 결과 손실율이 30% 에서도 SNR은 9.8㏈ MOS 값은 3.0정도의 통신 가능한 높은 음질을 보였다.

Keywords

References

  1. R. Salami, et al., 'The Adaptive Multi-Rate Wideband codec : History and Performance,' IEEE Speech Coding Workshop, pp. 144-146, October 2002
  2. J. Bolot and A. Vega-Garcia, 'Control mechanisms for packet audio in the Intemet,' in Proceedings of IEEE INFOCOM, pp. 232-239, March 1996 https://doi.org/10.1109/INFCOM.1996.497898
  3. C. Perkins, O. Hodsom and V. Hardman, 'A survey of packet loss recovery techniques for streaming audio,' IEEE Network, Vol. 12, no. 5, pp. 40-48, September 1998 https://doi.org/10.1109/65.730750
  4. C. Romer, M. Podolsky and S. McCanne, 'Simulation of FEC-vased error control for packet audio on the Intemet,' in Proceedings of IEEE INFOCOM, pp. 505-151, April 1998
  5. Vem Paxson, 'End-to-end intemet packet dynamics,' IEEE Transations On Networking, Vol. 7, no. 3, pp. 277-292, June 1999 https://doi.org/10.1109/90.779192
  6. Toru Morinaga, Kazunori Mano, et al., 'The Forward-Backword Recovery Sub-Codec (FBRSC) Method : A Robust Form of Packet-Loss Concealment for Use in Broadband IP Networks,' IEEE Speech Coding Workshop, pp. 62-64, October 2002
  7. E. Martinian and C. -E. W. Sundberg, 'Low Delay Burst Erasure Correnction Codes,' ICC 2002. IEEE International Conference on, Vol. 3, pp. 144-146, 2002
  8. D. Veitch, 'Understanding end-to-end Internet traffic dynamics', IEEE Globecom 98, November 1998 https://doi.org/10.1109/GLOCOM.1998.776899
  9. J. Wang and J. D. Gibson, 'Parameter interpolation to enhance the frame erasure to CELP coders in packet networks,' in Proceedings of ICASSP 2001, pp. 745-748, May 2001 https://doi.org/10.1109/ICASSP.2001.941022