최근 IP가 급성장하면서 인터넷의 멀티미디어 서비스 특성을 결합하여 IP기반의 멀티미디어 서비스(양방향 실시간 음성, 화상, 컨퍼런스, 원격교육 등) 제공이 잇따르고 있다. 인터넷의 폭발적인 성장과 함께 웹 기반의 통합 솔루션 제공을 위한 툴로 IP 기반에 음성을 Packet 화하여 전송하는 VoIP 기술이 활성화 되고 있다. 이에 국내 070 인터넷 전화 사업자로 등록하기 위해서는 반드시 표준에서 제시하는 기준 값 이상을 획득하여야 하며, 이러한 기준 값을 만족함으로써 사용자의 통화품질 만족도를 충족시킬 수 있다. 본 논문에서는 VoIP의 통화품질 기준을 알아보고 핵심 열화요소와 CODEC과의 관계를 분석하여 최적의 품질을 위한 방안을 제시하고자 한다.
End-to-end 디지틀화를 실현하는 종합정보통신망 (ISDN)의 도입으로 음성통신 서비스의 통화품질에 대한 열화요인 및 영향이 기존의 망이나 단말기와는 다른 특성을 갖게 된다. 이러한 변화는 종합정보통신망이나 ISDN 전화기의 전송품질 기준을 새롭게 규정하여야 할 필요성을 도출시킨다. 본 논문에서는 ISDN 전화기의 전송품질 기준을 규정하기 위한 품질평가의 특성들을 기술하고, 이 특성들을 평가하기 위한 음량정격 기준의 설계에 대해서 기술하였다.
본 연구논문에서는 소비자의 서비스 품질에 따른 지불의사를 고려하여 음성/데이터 통합 이동통신서비스 제공업자의 수익을 극대화시키는 최적 가격을 결정하는 모델을 제시한다. 특히 고려되는 음성서비스 및 데이터서비스의 가격방식은 현재 우리나라 이동통신서비스의 회선요금제와 패킷요금제를 각각 적용한다. 이 모델은 소비자들이 핸드오프도중 발생하는 통화단절에 매우 민감하게 반응한다는 가정하에, 기지국이 무선채널을 할당함에 있어서 핸드오프 트래픽만이 독점사용할 수 있는 가드채널을 할당하는 방안을 고려하며, 더불어 서비스제공업자가 통화단절율의 서비스 품질을 소비자군에게 보장하는 경우를 고려한다. 궁극적으로 이 모델은 단기적으로 가격전략 및 무선채널 할당정책에 의존하여 서비스 품질을 개선$.$보장할 수 있는 방안을 제시하며, 그 결과 시스템자원의 확충없이는 수익과 서비스 품질의 개선$.$보장간에 상충관계가 존재함을 보여준다.
본 논문에서는 멀티미디어 서비스 요소 중의 하나인 VoIP(Voice Over Internet Protocol)망에서의 음성 품질에 대한 평가를 위해 VoIP망에서 송화자 내용- 발생과정에 있어서 어느 정도 완전히 표현되었는가를 나타내는 송화품질과 음성의 전송계를 통해 수화자에게 전달되는 과정에서 왜곡이나 잡음 등의 방해요인에 의해 열화되는 정도를 나타내는 전송품질, 그리고 수화자가 청각에서 신호처리 과정을 거친 송화자의 내용을 어느 징도 이해할 수 있는지를 나타내는 수화품질에 대한 주관적 방법을 평가한 후 통화품질을 측정한 내용을 분석하여 그 원인과 개선책에 대한 방법을 제시하고자 한다.
본 연구는 고객 지향적 통시서비스 품질기준 정립을 위한 기초연구 과제로서 크게 통신 고객의 감 성파악 및 감성실험 부분으로 이루어졌다. 우선, 전형적 감성공학적 접근법에 의해 화상회의 시스템 을 사용할 때 느낄 수 있는 206개의 감성어휘가 추출되었으며 이를 어의적 기준과 상대적인 중요도를 기준으로 하여 10개의 주요 감성으로 정리하였다. 사용자의 불만사항 등으로부터 감성실험을 위한 설계변수를 추출하였으며 실험환경 구축을 위한 simulator가 구성되었다. 실험은 음성지연, 음성에코, 화면의 초당 프레임수 그리고 통화주제를 인자로 하는 2$^{4}$요인배치법에 의해 실시되었으며 16명의 피실험자와 Magnitude Estimation방법을 이용하여 파악된 각 감성이 주관적으로 평가되었다. 분산분석 결과, 음성지연은 모든 주요 감성들에 유의한 영향을 미쳤으며, 화상프레임 수는 거리감과 안정성을 제외한 모든 사용자 감성에 주인자로 작용하였다. 또한 요인분석을 실시한 결과 동적인 요인과 정적인 요인으로 전체 감성을 구분지을 수 있었으며 속도감과 깨끗함이 각각을 대표하는 감성으로 나타났다. 주관적이고 복합적인 통신 사용자의 여러 감성을 단일 품질 평가지수로 나타내어 통신소비자의 시스템 선호도 평가에 사용할 수 있는 방법이 제안되었다.
디지털 이동통신 시스템에서 가장 빈번하게 발생하는 음성 서비스의 궁극적인 목표는 양호한 음성 품질과 높은 주파수 효율의 제공에 있다. 음성은 묵음 구간에 의하여 구분되어진 짧고 간헐적인 음성 에너지의 반복으로 표현 가능하며 실제 음성 통화중 활성 음성이 존재하는 구간은 약 40%, 나머지 60% 구간은 묵음 또는 상대방의 음성을 듣는 구간이다. 이 묵음 구간을 효율적으로 활용함에 의해 시스템의 스펙트럼 이득을 얻을 수 있다. 본 논문에서는 디지털 이동통신 시스템과 같이 다양하게 변화하는 주변 잡음 환경에서도 강건하게 동작 가능하여 10msec 프레임 크기를 갖는 음성부호화기에 적용 가능한 음성 활성도 측정 방안을 설계하였다. 설계된 알고리즘은 음성에너지, 스펙트럼 분포, 영교차율, 그리고 LPC 잔여신호의 Peakiness 측정값을 이용하였다.
광대역 VoIP 네트워크 환경에서는 불안정한 네트워크 환경으로 인해 음성패킷이 불규칙적으로 수신되어 음성데이터의 재생이 원활하지 못하다. 이러한 문제점을 해결하기 위해 본 논문에서는 네트워크 상태에 따라 원활하게 음성패킷을 재생시키는 스케줄링 방식을 제안한다. 제안하는 방식은 수신단에 도착한 패킷 헤더정보를 이용해 네트워크 지터를 추정하고, 추정된 지터와 지터버퍼와 음성프레임버퍼에 존재하는 패킷수 및 음성프레임 개수, 음성클래스정보에 따라 음성프레임의 길이를 변화시켜 재생시킴으로써 수신단의 버퍼링 지연을 줄이고 출력신호의 음성왜곡을 최소화한다. 제안하는 스케줄링 방식의 성능측정을 위해 버퍼링 지연과 PESQ를 기존 음성패킷 재생 스케줄링 방식과 비교한다.
현재의 이동전화망의 연결 방식은 Circuit Switching에 가깝다고 할 수 있다. 이것을 Fully Packet Switching 방식으로 변경했을 경우, 현재의 Channel Utilization Model로 원하는 음성통화의 품질을 제공할 수 있을 지에 대해서는 아직 충분한 검증이 이뤄진 바가 없다. DiffServ를 적용하는 것이 하나의 해결책이 될 수 있는데. 본 논문에서는 Simulation을 통해 이 방법의 효용성을 보였다.
본 연구에서는 HFC망에서 음성 통화품질에 영향을 주는 파라미터들에 대한 분석과 측정을 통해 VoIP의 특성을 파악하여 향후 본격적으로 이루어질 인터넷을 통한 음성 서비스 제공에 대비하였다 특히, VoIP QoS 기준의 정의는 QoS 파라미터의 분석을 토대로 한 lab 테스트와 HFC VoIP 서비스의 필드 측정을 병행하여 연구 결과에 대한 실질적 서비스 적용에 따르는 신뢰성을 높였다.
전화기의 통화품질은 음량정격으로 규정하고 있으나, 이 방법은 핸드셋 전화기에만 국한되는 방법이다. 핸드 프리 전화기는 실내의 음장의 영향을 더 많이 받으므로 전송 특성뿐만이 아니라 주위 잡음, 에코, 잔향도 포함하여 평가하여야 한다. 따라서 핸드 프리 전화기의 품질을 평가할 수 있는 새로운 방법이 필요하다. Steeneken은 음성 전송 지수(Speech Transmission Index ; STI) 를 계산하여 음성 전송 특성을 평가하는 객관적인 방법을 제안하였다. 본 논문에서는 STI를 핸드 프리 전화기의 통화품질 평가 방법에 적용 가능성을 고찰하고, 고속으로 STI를 계산할 수 있는 시스템을 구현하였다. 이 시스템을 이용하여 잔향 시간이 다른 세군데의 실내에서 핸드 프리 전화기의 STI를 측정한 결과, 실내의 잔향시간이 길어질수록 STI가 감소되는 것을 알았다. 이 결과는 STI를 음장 특성을 포함하는 명료도 평가 방법에도 응용할 수 있다는 것을 시사하고 있다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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