窄帶語音通信系統(tǒng)的研究與設(shè)計
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3 語音編解碼芯片的選型與接口電路的設(shè)計
在系統(tǒng)設(shè)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(diào)制解調(diào)器應(yīng)用開發(fā)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(xù)系統(tǒng)相連。CSPl027具有一定的軟件編程控制功能，可根據(jù)不同的應(yīng)用要求．通過軟件編程來控制系統(tǒng)的音頻接口的增益衰減、采樣速率和接口方式等。這樣的設(shè)計使得系統(tǒng)整體集成度提高，可靠性得以增強(qiáng)，很好的滿足了系統(tǒng)對語音通道的設(shè)計要求。
語音壓縮選用的是國產(chǎn)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A(yù)MBE技術(shù)成功應(yīng)用的語音編譯碼器，編碼質(zhì)量明顯優(yōu)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(zhì)量和較強(qiáng)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(diào)，F(xiàn)EC速率在50 bps～7．2 kbps可實現(xiàn)在線設(shè)定，模塊主處理器可以通過判讀誤碼率的大小來依據(jù)事先制定的策略調(diào)整語音編碼速率和FEC速率，以盡可能的保持最佳的語音質(zhì)量。當(dāng)信道質(zhì)量很好時，系統(tǒng)將語音編碼速率和FEC數(shù)據(jù)速率均可適當(dāng)減小，以傳輸更多路話音信號，增加信道復(fù)用效率；當(dāng)信道質(zhì)量比較糟糕時，系統(tǒng)將語音編碼速率和FEC數(shù)據(jù)速率均可適當(dāng)增大．以確保一定的傳輸質(zhì)量。這一系統(tǒng)可以實現(xiàn)相關(guān)的速率組合。
VAD(話音激活)／CNI(舒適噪音插入)技術(shù)的應(yīng)用也使得該聲碼器具用鮮明的特點。系統(tǒng)根據(jù)當(dāng)前語音信號的功率。判斷本幀信號靜默與否。如果認(rèn)定本幀為靜默，則業(yè)務(wù)信道將改用另外的。PN碼以遠(yuǎn)低于正常水平的功率發(fā)送靜默信息。相應(yīng)的，若接收到靜默信息后，系統(tǒng)則會產(chǎn)生一幀時長的符合聽覺習(xí)慣的背景噪聲。VAD／CNI技術(shù)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(dāng)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(shù)，可以大大節(jié)省網(wǎng)絡(luò)帶寬。針對網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)奶攸c，采用靜音檢測和丟幀恢復(fù)等功能，在很大程度上能夠彌補(bǔ)電磁干擾對語音傳輸質(zhì)量的影響。而且，靜音檢測對于交談來說，其節(jié)省的通訊量是相當(dāng)可觀的。其接口如圖3所示。本文引用地址：http://www.butianyuan.cn/article/181289.htm
4 系統(tǒng)軟件設(shè)計
系統(tǒng)軟件主要包括接收和發(fā)送兩大部分。
發(fā)送部分(圖4)主要是先從AMBEl000接收PCM數(shù)據(jù)，然后把該數(shù)據(jù)進(jìn)行處理后再按照通信格式打包并且加CRC32校驗．通過串口發(fā)送出去。然后等待對方的回應(yīng)數(shù)據(jù)。若是ARQ(Automatic Repeat reQuest，自動重復(fù)請求)數(shù)據(jù)則重新發(fā)送。若是ACK(acknowledgement，確認(rèn))數(shù)據(jù)則表示發(fā)送成功。若在設(shè)置時間內(nèi)未收到任何數(shù)據(jù)，則重新發(fā)送。若在設(shè)置的重發(fā)次數(shù)后仍未收到ACK數(shù)據(jù)，則舍棄該數(shù)據(jù)包繼續(xù)發(fā)送后續(xù)數(shù)據(jù)包。接收部分(圖5)通過串口接收到數(shù)據(jù)幀后首先解包，然后進(jìn)行差錯檢測，若有錯，則發(fā)送ARQ，若正確，則發(fā)送ACK。若接收成功。則回到串口繼續(xù)接收后面的數(shù)據(jù)。
5 結(jié)論
本文所設(shè)計的語音通信系統(tǒng)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(shè)計是基于語音壓縮傳遞基礎(chǔ)上的，對于研究和應(yīng)用窄帶語音通信系統(tǒng)具有一定的借鑒價值。
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