數(shù)字化全雙工語音會(huì)議電路(06-100)

　　語音會(huì)議和全雙工語音會(huì)議

　　“語音會(huì)議”常被稱為“電話會(huì)議”，但電話會(huì)議只是語音會(huì)議的形式之一。實(shí)際上，語音會(huì)議的用戶終端并不限于電話機(jī)，也可以是調(diào)度機(jī)、會(huì)議機(jī)、指揮機(jī)等各種通信設(shè)備的語音終端；語音會(huì)議的通信網(wǎng)絡(luò)也并不限于普通的二線制PSTN電話網(wǎng)絡(luò)，還可以是四線制的語音網(wǎng)絡(luò)、專用的無線通信網(wǎng)絡(luò)或者有線/無線結(jié)合的綜合通信網(wǎng)絡(luò)。

　　在語音會(huì)議中，每個(gè)與會(huì)者都可以收聽會(huì)議，但不一定能夠發(fā)言。如果與會(huì)者要通過申請才能發(fā)言，那么習(xí)慣上稱其為“半雙工”語音會(huì)議。要申請發(fā)言，并不是一件方便的事。因?yàn)榧热皇前腚p工，與會(huì)者在自己的終端上說話會(huì)議是聽不到的，他要么再用別的通信設(shè)備來向會(huì)議主持者提出他的發(fā)言請求，要么就只能在自己的終端上通過語音以外的方式來發(fā)出申請，如拍打叉簧開關(guān)或按雙音多頻撥號(hào)鍵來發(fā)出信號(hào)等。

　　如果每個(gè)與會(huì)者除了能夠收聽會(huì)議外，還可以自由發(fā)言，那么就是“全雙工”語音會(huì)議。這里的“自由”是指電路上能夠讓與會(huì)者的語音隨時(shí)發(fā)出供大家收聽，至于會(huì)議規(guī)則是允許或是禁止某個(gè)用戶在某個(gè)時(shí)段發(fā)言則另當(dāng)別論。顯然，全雙工會(huì)議更方便，更有效率。但全雙工會(huì)議的電路要復(fù)雜得多，尤其是較大門次(32門以上)的全雙工語音會(huì)議。
　　
　　語音會(huì)議的實(shí)現(xiàn)方法

　　無論是哪種語音會(huì)議，主要采用的都是語音求和技術(shù)。實(shí)現(xiàn)方法是把所有發(fā)言者的語音信號(hào)求和后發(fā)送給各個(gè)有權(quán)收聽的與會(huì)者，但每路都不能接收自己發(fā)送的語音，以避免自發(fā)自收的反饋信號(hào)造成回聲嘯叫。在最簡單的情況下，每個(gè)與會(huì)者的收聽權(quán)是相等的，如果這時(shí)每路的收發(fā)語音已分離(四線制或經(jīng)過了二/四線變換)，那么有兩種實(shí)現(xiàn)方法：一種是把除本路以外的n-1路(n為會(huì)議用戶數(shù))發(fā)送語音求和后送給本路接收，用模擬語音電路來實(shí)現(xiàn)時(shí)需要用到n個(gè)n-1路的語音加法器；另一種方法是把全部的發(fā)言都相加后減去某個(gè)用戶的發(fā)言再發(fā)送給這個(gè)用戶，用模擬電路時(shí)需要用到1個(gè)n路的加法器和n個(gè)2路的減法器。每個(gè)加/減法器的模擬電路都可以用運(yùn)算放大器和若干個(gè)電阻來實(shí)現(xiàn)。第二種方法由于求和的路數(shù)少，雖然多用1個(gè)運(yùn)放，卻可少用許多電阻和連線。但用第二種方法時(shí)，如果模擬減法器的增益沒有調(diào)到使本路語音完全被抵消，就會(huì)產(chǎn)生收發(fā)串音。

　　在模擬式語音會(huì)議電路中，如果需要視情況決定是否接受每個(gè)與會(huì)者的發(fā)言申請，那么還要增加模擬開關(guān)來控制每路語音是否參加求和運(yùn)算。

　　當(dāng)開關(guān)數(shù)量多時(shí)，還必須加入譯碼電路來分別選通這些開關(guān)。由于不得不使用大量運(yùn)放、電阻、模擬開關(guān)、譯碼器及信號(hào)線和控制線，使得大門次的模擬式語音會(huì)議電路變得十分煩瑣復(fù)雜，集成度低，功耗大。

　　如果語音會(huì)議系統(tǒng)建立在PCM/TDM(脈沖編碼調(diào)制/時(shí)分多路復(fù)用)數(shù)字交換平臺(tái)上，這時(shí)處理的是數(shù)字化了的語音信號(hào)，一般可用ASIC(特定用途集成電路)器件來實(shí)現(xiàn)數(shù)字化語音會(huì)議功能， 如Zarlink公司的MT8924、ST公司的M34116等芯片。ASIC器件使用方便、成本低，但通常只能處理1幀PCM信號(hào)中32個(gè)時(shí)隙的語音。如果要實(shí)現(xiàn)大門次的全雙工會(huì)議，就只有把多片這類器件組合起來復(fù)用，為此還得再配上時(shí)隙交換芯片(如MT8980等)來調(diào)整各路信號(hào)的時(shí)隙關(guān)系、增加譯碼電路來分別選通各片器件。這一來電路的復(fù)雜度又增加了，而且功能更改困難。

　　相比之下，FPGA技術(shù)能夠提供一個(gè)集成度更高、更靈活的解決方案。FPGA的優(yōu)勢在于，能夠輕易地在其芯片內(nèi)設(shè)計(jì)和配置出大量并行工作的加/減法器，來處理多路語音信號(hào)。FPGA片內(nèi)的加/減法器是純硬件結(jié)構(gòu)，能夠相當(dāng)精確地設(shè)計(jì)其語音輸出入信號(hào)的時(shí)序關(guān)系，并可通過EDA軟件準(zhǔn)確地預(yù)測和仿真電路的實(shí)時(shí)特性。這對于語音之類實(shí)時(shí)性要求很高的信號(hào)來說是十分重要的。FPGA成本低廉，用來實(shí)現(xiàn)全雙工語音會(huì)議功能時(shí)，除配置芯片外不需要再加其它外圍芯片，十分接近于單芯片的解決方案。