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用AMBE-1000實(shí)現(xiàn)的語音分組技術(shù)

時(shí)間:2024-06-27 21:11:03 理工畢業(yè)論文 我要投稿
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用AMBE-1000實(shí)現(xiàn)的語音分組技術(shù)

摘要:介紹分組語音技術(shù)的概念、用途以及用AMBE-1000實(shí)現(xiàn)語音分組技術(shù)的方法;介紹這一方法在實(shí)際工程中應(yīng)用的個(gè)實(shí)例,尤其對(duì)AMBE-1000的功能及其在實(shí)際應(yīng)用中的價(jià)值作了詳細(xì)的介紹。

1 概述

隨著信息技術(shù)的不斷發(fā)展和完善,信息的快速傳遞在生產(chǎn)和生活中顯得越來越重要。在各種信息傳遞方式中,語音的互通占據(jù)著重要的位置。最為大家熟知的是以PCM編碼方式傳送語音的普通電話業(yè)務(wù),實(shí)時(shí)性強(qiáng)、語音質(zhì)量高,占據(jù)著語音通話業(yè)務(wù)的主體。但近年來隨著IP電話的普及和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的發(fā)展,另一種語音處理技術(shù)越來越為人們所熟悉,那就是語音分組技術(shù)。語音分組是指將語音信號(hào)轉(zhuǎn)化為一定長度和速率的數(shù)字化語音包,采用存儲(chǔ)轉(zhuǎn)發(fā)的方法并以包的形式進(jìn)行交換和傳輸。它隨著互聯(lián)網(wǎng)的普及,尤其是IP電話的普及而得到越來越多應(yīng)用。但由于互聯(lián)網(wǎng)不能對(duì)傳輸帶寬提供保證,因此,語音包在其傳輸過程中就會(huì)產(chǎn)生延遲、抖動(dòng)、包丟失等影響語音質(zhì)量的因素。直到近年來由于低速率編解碼算法的出現(xiàn)和軟硬件性能的提高,人們才注意到分組語音技術(shù)的商業(yè)價(jià)值,并投入開發(fā)力量。

早期分組語音技術(shù)的應(yīng)用大都采用軟件實(shí)現(xiàn)。近年來,隨著大規(guī)模集成電路的飛速發(fā)展,硬件價(jià)格大幅度下降,從而出現(xiàn)了許多用硬件實(shí)現(xiàn)分組語音的產(chǎn)品。硬件具有對(duì)數(shù)據(jù)處理速度快,可處理大量數(shù)據(jù)的特點(diǎn),所以使用硬件實(shí)現(xiàn)分組語音可以很好地處理延遲、抖動(dòng)、回聲抑制等問題,從而得到良好的音質(zhì)。采用硬件實(shí)現(xiàn)分組語音的另一個(gè)優(yōu)點(diǎn)是:在一個(gè)硬件電路中可以實(shí)現(xiàn)多種壓縮標(biāo)準(zhǔn)的分組語音,能很靈活地適應(yīng)不同網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下的多個(gè)語音終端的互通。

本文著重介紹采用一種專用的DSP芯片AMBE-1000實(shí)現(xiàn)語音分組的方法,并用這種方法實(shí)現(xiàn)了鐵路站場(chǎng)中的信號(hào)作業(yè)電話。由此可以看出,分組語音技術(shù)在一些專門領(lǐng)域應(yīng)用的廣闊空間。

2 AMBE-1000簡(jiǎn)介

AMBE-1000是Digital Voice Systems公司的語音編解碼芯片,用來實(shí)現(xiàn)雙工的語音壓縮/解壓縮功能,能實(shí)現(xiàn)低傳輸速率下高質(zhì)量的通話。它采用先進(jìn)的AMBE壓縮算法,壓縮速率最低可達(dá)2.4Kb/s目前,這種算法以其能實(shí)現(xiàn)的低傳輸速率和高通話質(zhì)量而在世界范圍內(nèi)得到了廣泛應(yīng)用,甚至用在下一代移動(dòng)通信系統(tǒng)中。具體來說,AMBE-1000具有如下獨(dú)特之處:

*低硬件成本和高通話質(zhì)量;

*無需外圍輔助設(shè)備;

*比特差錯(cuò)和背景噪聲良好的魯棒性;

*可變傳輸速率2.4Kb/s~9.6Kb/s;

*可自動(dòng)插入舒適噪聲;

*可選的串行和并行接口;

*自帶回聲抑制功能;

*DTMF信號(hào)的檢測(cè)與產(chǎn)生;

*低功耗。

我們用這個(gè)芯片實(shí)現(xiàn)語音的分組化。最基本的應(yīng)用可由圖1表示。

在實(shí)際應(yīng)用中,語音壓縮數(shù)據(jù)要在信道中傳輸,須加入信道接口,完成對(duì)語音壓縮數(shù)據(jù)的加工、打包。最常用的接口一般可用單片機(jī)來實(shí)現(xiàn)。AMBE-1000的設(shè)計(jì)也使它很容易和單片機(jī)交換數(shù)據(jù)。AMBE-1000和單片機(jī)之間的數(shù)據(jù)接口有串行接口和并行接口,通信方式是主動(dòng)方式還是被動(dòng)方式,取決于可采集數(shù)據(jù)的信號(hào)是否由AMBE自身全部給出。我們采用并行數(shù)據(jù)線接口,AMBE-1000設(shè)為被動(dòng)工作方式。此時(shí)當(dāng)其RX_DI端輸入8kHz取樣的語音數(shù)據(jù)(16位線性編碼,8位A率或8位U率編碼)時(shí),在其數(shù)據(jù)線上會(huì)得到周期性的壓縮語音數(shù)據(jù)(周期20ms,長度6字節(jié),可達(dá)到2.4Kb/s的傳輸速率)。其控制線和數(shù)據(jù)線時(shí)序關(guān)系如圖2所示。

我們?cè)贓PR(Encoder Packet Ready)信號(hào)置高后,當(dāng)檢測(cè)到OBE(Output Buffer Empty)置低時(shí),立即捕捉數(shù)據(jù)線上的數(shù)據(jù),便可得到幀同步碼13ECH,進(jìn)而得到全部的語音數(shù)據(jù),參考程序如下:

LOOP:JNB EPR,$

READ:MOV R0,#34

MOV R1,#30H

LL:MOVXA,@DPTR(DPTR:AMBE的地址)

MOV @R1,,A

INC R1

JB OBE,$

DJNZ R0,LL

SJMP LOOP

AMBE-1000作為解碼器的寫時(shí)序與讀時(shí)序類似,可根據(jù)DPE(Decoder Packet Ready)和IBF(Input Buffer Full)信號(hào)編寫相應(yīng)程序。

從AMBE-1000輸出的語音數(shù)據(jù)有固定的幀格式,每一幀有34字節(jié)數(shù)據(jù),除去幀頭,有24字節(jié)語音數(shù)據(jù)。在20ms周期內(nèi),若24字節(jié)數(shù)據(jù)全部被填滿,則其傳輸速率為9.6Kb/s。若設(shè)傳輸速率為2.4Kb/s,則24字節(jié)語音數(shù)據(jù)格式中只有6字節(jié)語音數(shù)據(jù),其余被0填充。我們用這6字節(jié)數(shù)據(jù)作為一帖,再加上幀頭(包括同步碼、地址碼、類

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