一種IP電話(huà)的DSP實(shí)現

    引言

    傳統的電話(huà)網(wǎng)是以電路交換的方式傳輸語(yǔ)音信號的，它需要的基本帶寬為64kbit/s。據統計，在正常通話(huà)情況下，大約只有40％的時(shí)間為有聲期，其余時(shí)間電路均為空占，網(wǎng)絡(luò )帶寬利用率不高。隨著(zhù)計算機技術(shù)的不斷發(fā)展，尤其是國際互聯(lián)網(wǎng)(Internet)的不斷完善，基于分組交換的數據通信成為最重要的通信方式。而要在基于IP的分組網(wǎng)絡(luò )上傳輸語(yǔ)音，就必須對模擬的語(yǔ)音信號進(jìn)行特殊處理，使處理后的信號可以適合在面向無(wú)連接的分組網(wǎng)絡(luò )上傳輸，這就是分組語(yǔ)音技術(shù)。本文介紹的就是一種基于TMS320VC5409的IP電話(huà)設計。

    G..728編碼標準

    語(yǔ)音編碼技術(shù)是IP電話(huà)的核心技術(shù)之一，編碼質(zhì)量的好壞直接關(guān)系到IP電話(huà)的通話(huà)質(zhì)量。    

    G .728標準的語(yǔ)音編碼算法是16kbit/s的聲碼器編碼標準，采用低時(shí)延碼本激勵線(xiàn)性預測(LD-CELP)技術(shù)。線(xiàn)性預測器使用的是反饋型后向  
自適應技術(shù)，預測器系數是根據上一幀的語(yǔ)音量化數據進(jìn)行更新的，因此算法時(shí)延較短，為0. 625ms，相當于5個(gè)采樣點(diǎn)時(shí)間，這也是G .728的幀長(cháng)時(shí)間。由于使用反饋型自適應技術(shù)，因此預測器系數不需傳送，唯一需要傳送的是激勵信號量化值，也就是碼本索引值。G .728標準的語(yǔ)音編碼算法的碼本總共有1024個(gè)矢量，索引需占10個(gè)比特，因此其比特率為10/0.625=16kbit/s。

G .728標準的語(yǔ)音編碼的主要特點(diǎn)有：

*算法時(shí)延短，僅為0. 625ms；
*一路編碼時(shí)延小于2ms；
*傳輸比特率為16kbit/s；
*MOS值為4. 173，達到了長(cháng)途通信質(zhì)量。

    由于G .728標準的語(yǔ)音編碼算法的時(shí)延短，語(yǔ)音傳輸比特率可以滿(mǎn)足IP電話(huà)的應用要求，所以我們選用G . 728標準的語(yǔ)音編碼算法作為IP電話(huà)的編碼算法。

    硬件系統設計

    系統的主要作用是充分利用DSP高速數據處理能力，減輕計算機CPU的負擔；語(yǔ)音的錄入和輸出系統也單獨分離出來(lái)，這樣可以更好地和DSP進(jìn)行數據傳輸，減少不必要的中間環(huán)節，減少時(shí)延。最后，通過(guò)高速的PCI總線(xiàn)，將數據傳送給計算機。系統的總體框圖如圖1所示，各模塊的具體功能見(jiàn)表1所示。