基于嵌入式Linux的網(wǎng)絡(luò)語音平臺的設(shè)計與構(gòu)建

其中DSR模塊是IXP421進(jìn)行底層語音數(shù)據(jù)處理的模塊,它主要采用由INTEL提供的DSR(DSP software release)軟件庫。一方面，它與上層應(yīng)用程序進(jìn)行通信，傳遞數(shù)據(jù)或響應(yīng)來自上層的控制消息。另一方面，它與底層接口進(jìn)行通信與控制。
　　編碼部分負(fù)責(zé)進(jìn)行編碼和對從HSS到IP接口的數(shù)據(jù)分組打包，提供對G.711等音頻標(biāo)準(zhǔn)的支持，并提供有增益控制功能的自動等級控制ALC單元和區(qū)分背景噪聲的VAD功能。并將多個語音幀合并成一個IP分組包。對語音包以特定的幀長進(jìn)行壓縮編碼，壓縮后的語音包送入網(wǎng)絡(luò)處理單元。網(wǎng)絡(luò)處理單元為語音添加包頭、時標(biāo)和其他信息后，把數(shù)據(jù)放在可變長的數(shù)據(jù)報或分組中，然后給每個數(shù)據(jù)報附帶尋址和控制信息，并通過網(wǎng)絡(luò)發(fā)送到目的地。
　　相對于解碼部分負(fù)責(zé)把從IP網(wǎng)絡(luò)接收的語音分組包進(jìn)行打包并轉(zhuǎn)成語音數(shù)據(jù)流發(fā)送至HSS接口。類似于編碼部分，解碼部分也包含G.711和G.729數(shù)據(jù)處理和ALC處理單元。不同的是其包含產(chǎn)生適當(dāng)背景噪聲的CNG單元、消除由于網(wǎng)絡(luò)丟包而造成語音信息不完整問題的PLC單元和控制從IP網(wǎng)絡(luò)到HSS接口數(shù)據(jù)傳輸節(jié)奏的JitterBuffer單元。
　　電話信號音監(jiān)測模塊負(fù)責(zé)監(jiān)控300～3500Hz的電話信號音，如DTMF信號等。主要是采用快速傅立葉算法FFT來進(jìn)行分析和判斷。電話信號音產(chǎn)生模塊則負(fù)責(zé)產(chǎn)生相應(yīng)的電話信號音。而網(wǎng)絡(luò)節(jié)點是連接HSS端口與編解碼等部分的程序模塊，它把需要從HSS端口發(fā)送的數(shù)據(jù)放入HSS發(fā)送緩沖區(qū)，或把需要從HSS端口接收的數(shù)據(jù)放入HSS接收緩沖區(qū)內(nèi)。
1.2.2 狀態(tài)機的結(jié)構(gòu)
　　為了模擬通常狀態(tài)下的電話機工作流程，需要相應(yīng)地建立幾種不同的狀態(tài)，并實現(xiàn)不同狀態(tài)的轉(zhuǎn)換。一般通話雙方有空閑、撥號、發(fā)送信令、回應(yīng)、建立連接和斷開連接等狀態(tài)，故可以定義如下幾個狀態(tài)值：call_idel、call_dial、call_cancel、call_invite、call_ack、call_connect、call_bye等。例如用戶摘機事件發(fā)生后會有中斷產(chǎn)生，若該路終端目前的狀態(tài)為call_ack時，表明該終端用戶為被動接收者，且已接收到invite信令并等待用戶摘機。故此時狀態(tài)轉(zhuǎn)為call_connect并進(jìn)行相關(guān)處理。而當(dāng)該路終端目前的狀態(tài)不為call_ack時，表明該終端用戶為主動呼叫者，準(zhǔn)備撥號撥打電話。此時狀態(tài)轉(zhuǎn)為call_dial，話筒中產(chǎn)生等待音，DSR模塊開始等待用戶撥號。當(dāng)用戶結(jié)束撥號后狀態(tài)轉(zhuǎn)為call_invite并進(jìn)行相關(guān)處理。大致流程如圖3所示。

為了保證狀態(tài)機能在不同的狀態(tài)之間轉(zhuǎn)換和方便控制管理各路話音通話的信息。還需要建立一些全局?jǐn)?shù)據(jù)結(jié)構(gòu)：
　　struct call_params{
　　 unsigned char local_num；
　　 unsigned char remote_num；
　　 unsigned char local_addr；
　　 unsigned char remote_addr；
　　 unsigned char status；
　　}；
　　用于保存當(dāng)前網(wǎng)關(guān)中各路話音的配置參數(shù)，num表示該路通話的本地號碼和對端號碼，addr表示該路通話對應(yīng)在DSR內(nèi)所使用的本地和遠(yuǎn)端網(wǎng)絡(luò)地址，status記錄本地終端在該通話中處于狀態(tài)機中的狀態(tài)。設(shè)備在加電啟動后，需要按步驟進(jìn)行一系列的初始化工作。包括一些記錄狀態(tài)信息的全局變量，初始化SLIC接口、DSR模塊、網(wǎng)絡(luò)接口、信令處理模塊并開啟所需的監(jiān)控線程，等待控制狀態(tài)的變化。
1.2.3 軟件驅(qū)動模塊
　　因為網(wǎng)絡(luò)語音底層平臺使用嵌入式LINUX做為其操作系統(tǒng)，故需要劃分如圖4所示的幾個模塊并寫出相應(yīng)的驅(qū)動。