窄帶語音通信系統的研究與設計
加入技術交流群
3 語音編解碼芯片的選型與接口電路的設計
在系統設計時，A／D、D／A芯片選用了LHeent公司推出的適用于蜂窩電話和調制解調器應用開發的話音頻帶CodecCSPl027．CSPl027片上集成了16位的∑一ΔA／D、D／A．通過16位串行I／0口與后續系統相連。CSPl027具有一定的軟件編程控制功能，可根據不同的應用要求．通過軟件編程來控制系統的音頻接口的增益衰減、采樣速率和接口方式等。這樣的設計使得系統整體集成度提高，可靠性得以增強，很好的滿足了系統對語音通道的設計要求。
語音壓縮選用的是國產的低比特率聲碼器AMBE-1000，它是一款高性能的基于多帶激勵概念AMBE技術成功應用的語音編譯碼器，編碼質量明顯優于CELP、RELP、VSELP、MELP、ECELP、MP-MLQ、LPC-lO等編碼方案，具有很高的合成語音質量和較強的抗背景噪聲和誤碼的能力。其編碼速率在2．4 kbPs～9．6 kbPs之間可調，FEC速率在50 bps～7．2 kbps可實現在線設定，模塊主處理器可以通過判讀誤碼率的大小來依據事先制定的策略調整語音編碼速率和FEC速率，以盡可能的保持最佳的語音質量。當信道質量很好時，系統將語音編碼速率和FEC數據速率均可適當減小，以傳輸更多路話音信號，增加信道復用效率；當信道質量比較糟糕時，系統將語音編碼速率和FEC數據速率均可適當增大．以確保一定的傳輸質量。這一系統可以實現相關的速率組合。
VAD(話音激活)／CNI(舒適噪音插入)技術的應用也使得該聲碼器具用鮮明的特點。系統根據當前語音信號的功率。判斷本幀信號靜默與否。如果認定本幀為靜默，則業務信道將改用另外的。PN碼以遠低于正常水平的功率發送靜默信息。相應的，若接收到靜默信息后，系統則會產生一幀時長的符合聽覺習慣的背景噪聲。VAD／CNI技術的運用．一方面減少了運算量，降低了功耗。另一方面在使用者沒有接收到語音信息的同時，以舒適的背景噪聲提示鏈路目前暢通。大量研究表明，在一路全雙工電話交談中．只有36％～40％的信號是活動的或有效的。當一方在講話時，另一方在聽，而且講話過程中有大量顯著的停頓。通過靜噪抑制技術，可以大大節省網絡帶寬。針對網絡傳輸的特點，采用靜音檢測和丟幀恢復等功能，在很大程度上能夠彌補電磁干擾對語音傳輸質量的影響。而且，靜音檢測對于交談來說，其節省的通訊量是相當可觀的。其接口如圖3所示。本文引用地址：http://www.104case.com/article/181289.htm
4 系統軟件設計
系統軟件主要包括接收和發送兩大部分。
發送部分(圖4)主要是先從AMBEl000接收PCM數據，然后把該數據進行處理后再按照通信格式打包并且加CRC32校驗．通過串口發送出去。然后等待對方的回應數據。若是ARQ(Automatic Repeat reQuest，自動重復請求)數據則重新發送。若是ACK(acknowledgement，確認)數據則表示發送成功。若在設置時間內未收到任何數據，則重新發送。若在設置的重發次數后仍未收到ACK數據，則舍棄該數據包繼續發送后續數據包。接收部分(圖5)通過串口接收到數據幀后首先解包，然后進行差錯檢測，若有錯，則發送ARQ，若正確，則發送ACK。若接收成功。則回到串口繼續接收后面的數據。
5 結論
本文所設計的語音通信系統采用的碼率較低，為2．4 kbps的話音速率，傳輸時輸出的語音清晰，辨識率好。本文設計是基于語音壓縮傳遞基礎上的，對于研究和應用窄帶語音通信系統具有一定的借鑒價值。
評論