窄帶語(yǔ)音通信系統的研究與設計
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時(shí)間：2009-07-29
來(lái)源：網(wǎng)絡(luò )
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3 語(yǔ)音編解碼芯片的選型與接口電路的設計
在系統設計時(shí)，A／D、D／A芯片選用了LHeent公司推出的適用于蜂窩電話(huà)和調制解調器應用開(kāi)發(fā)的話(huà)音頻帶CodecCSPl027．CSPl027片上集成了16位的∑一ΔA／D、D／A．通過(guò)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(guò)軟件編程來(lái)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(mǎn)足了系統對語(yǔ)音通道的設計要求。
語(yǔ)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AMBE技術(shù)成功應用的語(yǔ)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(yǔ)音質(zhì)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(shí)現在線(xiàn)設定，模塊主處理器可以通過(guò)判讀誤碼率的大小來(lái)依據事先制定的策略調整語(yǔ)音編碼速率和FEC速率，以盡可能的保持最佳的語(yǔ)音質(zhì)量。當信道質(zhì)量很好時(shí)，系統將語(yǔ)音編碼速率和FEC數據速率均可適當減小，以傳輸更多路話(huà)音信號，增加信道復用效率；當信道質(zhì)量比較糟糕時(shí)，系統將語(yǔ)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(zhì)量。這一系統可以實(shí)現相關(guān)的速率組合。
VAD(話(huà)音激活)／CNI(舒適噪音插入)技術(shù)的應用也使得該聲碼器具用鮮明的特點(diǎn)。系統根據當前語(yǔ)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(yè)務(wù)信道將改用另外的。PN碼以遠低于正常水平的功率發(fā)送靜默信息。相應的，若接收到靜默信息后，系統則會(huì )產(chǎn)生一幀時(shí)長(cháng)的符合聽(tīng)覺(jué)習慣的背景噪聲。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(méi)有接收到語(yǔ)音信息的同時(shí)，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(huà)交談中．只有36％～40％的信號是活動(dòng)的或有效的。當一方在講話(huà)時(shí)，另一方在聽(tīng)，而且講話(huà)過(guò)程中有大量顯著(zhù)的停頓。通過(guò)靜噪抑制技術(shù)，可以大大節省網(wǎng)絡(luò )帶寬。針對網(wǎng)絡(luò )傳輸的特點(diǎn)，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(yǔ)音傳輸質(zhì)量的影響。而且，靜音檢測對于交談來(lái)說(shuō)，其節省的通訊量是相當可觀(guān)的。其接口如圖3所示。本文引用地址：http://dyxdggzs.com/article/181289.htm
4 系統軟件設計
系統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數據，然后把該數據進(jìn)行處理后再按照通信格式打包并且加CRC32校驗．通過(guò)串口發(fā)送出去。然后等待對方的回應數據。若是ARQ(Automatic Repeat reQuest，自動(dòng)重復請求)數據則重新發(fā)送。若是ACK(acknowledgement，確認)數據則表示發(fā)送成功。若在設置時(shí)間內未收到任何數據，則重新發(fā)送。若在設置的重發(fā)次數后仍未收到ACK數據，則舍棄該數據包繼續發(fā)送后續數據包。接收部分(圖5)通過(guò)串口接收到數據幀后首先解包，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。則回到串口繼續接收后面的數據。
5 結論
本文所設計的語(yǔ)音通信系統采用的碼率較低，為2．4 kbps的話(huà)音速率，傳輸時(shí)輸出的語(yǔ)音清晰，辨識率好。本文設計是基于語(yǔ)音壓縮傳遞基礎上的，對于研究和應用窄帶語(yǔ)音通信系統具有一定的借鑒價(jià)值。
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