一種IP電話的DSP實(shí)現(xiàn)

    引言

    傳統(tǒng)的電話網(wǎng)是以電路交換的方式傳輸語音信號的，它需要的基本帶寬為64kbit/s。據(jù)統(tǒng)計(jì)，在正常通話情況下，大約只有40％的時間為有聲期，其余時間電路均為空占，網(wǎng)絡(luò)帶寬利用率不高。隨著計(jì)算機(jī)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(shù)據(jù)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)上傳輸語音，就必須對模擬的語音信號進(jìn)行特殊處理，使處理后的信號可以適合在面向無連接的分組網(wǎng)絡(luò)上傳輸，這就是分組語音技術(shù)。本文介紹的就是一種基于TMS320VC5409的IP電話設(shè)計(jì)。

    G..728編碼標(biāo)準(zhǔn)

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

    G .728標(biāo)準(zhǔn)的語音編碼算法是16kbit/s的聲碼器編碼標(biāo)準(zhǔn)，采用低時延碼本激勵線性預(yù)測(LD-CELP)技術(shù)。線性預(yù)測器使用的是反饋型后向  
自適應(yīng)技術(shù)，預(yù)測器系數(shù)是根據(jù)上一幀的語音量化數(shù)據(jù)進(jìn)行更新的，因此算法時延較短，為0. 625ms，相當(dāng)于5個采樣點(diǎn)時間，這也是G .728的幀長時間。由于使用反饋型自適應(yīng)技術(shù)，因此預(yù)測器系數(shù)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(biāo)準(zhǔn)的語音編碼算法的碼本總共有1024個矢量，索引需占10個比特，因此其比特率為10/0.625=16kbit/s。

G .728標(biāo)準(zhǔn)的語音編碼的主要特點(diǎn)有：

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

    由于G .728標(biāo)準(zhǔn)的語音編碼算法的時延短，語音傳輸比特率可以滿足IP電話的應(yīng)用要求，所以我們選用G . 728標(biāo)準(zhǔn)的語音編碼算法作為IP電話的編碼算法。

    硬件系統(tǒng)設(shè)計(jì)

    系統(tǒng)的主要作用是充分利用DSP高速數(shù)據(jù)處理能力，減輕計(jì)算機(jī)CPU的負(fù)擔(dān)；語音的錄入和輸出系統(tǒng)也單獨(dú)分離出來，這樣可以更好地和DSP進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸，減少不必要的中間環(huán)節(jié)，減少時延。最后，通過高速的PCI總線，將數(shù)據(jù)傳送給計(jì)算機(jī)。系統(tǒng)的總體框圖如圖1所示，各模塊的具體功能見表1所示。