【正文】 寫,屬于MPU(微處理器)的一種,它主要應(yīng)用于聲音壓縮、圖像壓縮等數(shù)字壓縮技術(shù)領(lǐng)域,能將聲音、圖像等模擬信號(hào)高速轉(zhuǎn)變成數(shù)字信號(hào)。PCM包括抽樣、量化和編碼三個(gè)過(guò)程。最后,緩沖區(qū)中的語(yǔ)音樣點(diǎn)被播放驅(qū)動(dòng)器取出送入聲卡,通過(guò)揚(yáng)聲器按預(yù)定的頻率(如8kHz)播出。緩沖區(qū)可容納許多語(yǔ)音包,用戶可選擇緩沖區(qū)的大小,大的緩沖區(qū)能調(diào)節(jié)大的抖動(dòng),但產(chǎn)生延遲較大,小的緩沖區(qū)產(chǎn)生延遲較小,但不能調(diào)節(jié)大的抖動(dòng)。每個(gè)幀合120個(gè)語(yǔ)音樣點(diǎn)(抽樣頻率為skHz)。(l)發(fā)送端處理流程:首先,把模擬信號(hào)轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào),并對(duì)其進(jìn)行進(jìn)入緩沖器前的量化數(shù)據(jù)處理。而要在基于IP的分組網(wǎng)絡(luò)上傳輸語(yǔ)音,就必須對(duì)模擬的語(yǔ)音信號(hào)進(jìn)行特殊的處理,使處理后的信號(hào)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)。由于IP電話使用了分組交換和統(tǒng)計(jì)復(fù)用技術(shù),實(shí)現(xiàn)了語(yǔ)音、數(shù)據(jù)的綜合傳輸,從而克服了傳統(tǒng)電話對(duì)緊缺通信帶寬的高額消耗(一路電話話音占用了64Kbps的帶寬),而它只需要6一8Kbps(),大大地節(jié)省了通信帶寬,使得整個(gè)網(wǎng)絡(luò)的運(yùn)營(yíng)成本大幅度降低。它將13位或14位的PCM編碼轉(zhuǎn)換成8位A律或u律的壓擴(kuò)編碼,質(zhì)量相當(dāng)于12位比特的線性量化,同時(shí)還規(guī)定了A律和u律之間的轉(zhuǎn)換關(guān)系。這樣SNR有可能下降,但主觀感覺(jué)質(zhì)量反而會(huì)提高。雖然參數(shù)編碼和波形編碼的原理完全不同,但是歸根到底信息都取自于對(duì)抽樣值的分析計(jì)算,為了去除冗余信息都需對(duì)差分信號(hào)(或稱殘差信號(hào))進(jìn)行處理,因此在技術(shù)上兩者并無(wú)明顯的界線,許多技術(shù),如線性預(yù)測(cè)、自適應(yīng)預(yù)測(cè)、矢量量化等既可用于參數(shù)編碼,也可用于波形編碼。參數(shù)編碼根據(jù)對(duì)聲音形成機(jī)理的分析、著眼于構(gòu)造話音生成模型,該模型以一定精度模擬發(fā)話者的發(fā)聲聲道,接收端根據(jù)該模型還原生成發(fā)話者的音素,在頻域上該模型就對(duì)應(yīng)為具有一定零極點(diǎn)分布的數(shù)字濾波器。后者知稱為反饋(feedback)自適應(yīng)預(yù)測(cè),又稱閉環(huán)自適應(yīng)預(yù)測(cè),是根據(jù)重構(gòu)信號(hào)調(diào)整系數(shù)的。為了計(jì)算預(yù)測(cè)系數(shù),需要設(shè)定一個(gè)數(shù)據(jù)取樣窗口。對(duì)于非線性量化來(lái)說(shuō),則要根據(jù)給定的非線性特性控制多個(gè)量化步長(zhǎng)。由于對(duì)不同講話者和在不同環(huán)境下,話音能量的差別可高達(dá)40dB,即使在同一話音中,不同時(shí)刻的信號(hào)幅度也會(huì)有相當(dāng)大的變化,因此有必要根據(jù)輸入信號(hào)的幅度變化動(dòng)態(tài)地調(diào)整量化步長(zhǎng)。分析表明,話音波形中有很多的冗余信息,作為信息冗余的度量,。如果按均勻分段的方式劃分量化區(qū)間,就稱之為均勻量化或線性量化,其主要問(wèn)題是小信號(hào)處量化噪聲大,信號(hào)過(guò)大超過(guò)量化范圍時(shí)又會(huì)產(chǎn)生顯著的過(guò)載量化噪聲。最早的也是最著名的波形編碼是PCM編碼,它包括三個(gè)過(guò)程:抽樣、量化和編碼。MOS=~,可用于普通電話通信,但有明顯可感失真。其意圖是為設(shè)計(jì)者提供詳盡的反饋意見(jiàn),但要求測(cè)試者具有很高的專業(yè)水平。一般需要考慮:理想條件下的性能、噪聲條件下的性能、傳輸信道誤碼的影響、多重編解碼的影響、和其它標(biāo)準(zhǔn)編碼器級(jí)聯(lián)的情況、不同發(fā)話者(如高音和低音)的識(shí)別、兩個(gè)講話者同時(shí)講話的情況以及不同語(yǔ)言的影響等。=30MIPS的為高復(fù)雜度編碼器。通常編碼算法都在DSP芯片上運(yùn)行,其原因是DSP芯片的處理機(jī)結(jié)構(gòu)最有利于算法的高效計(jì)算。其值離散性很大,取決于是采用專用線還是共享信道。(2)時(shí)延話音編碼器時(shí)延由4部分組成:。更復(fù)雜的多狀態(tài)編碼還可根據(jù)網(wǎng)絡(luò)負(fù)荷、剩余存儲(chǔ)容量等外部因素調(diào)整其比特率?，F(xiàn)在大部分編碼標(biāo)準(zhǔn)都是固定比特率編碼,~64kbit/s。語(yǔ)音數(shù)據(jù)RTP首部 RTP數(shù)據(jù)區(qū)UDP首部 UDP數(shù)據(jù)區(qū)IP首部 IP數(shù)據(jù)區(qū)幀首部 幀數(shù)據(jù)區(qū)控制信息TCP首部 TCP數(shù)據(jù)區(qū)IP首部 IP數(shù)據(jù)區(qū)幀首部 幀數(shù)據(jù)區(qū) 3語(yǔ)音編碼技術(shù)語(yǔ)音編碼的主要屬性有比特率、時(shí)延、復(fù)雜度和話音質(zhì)量。RTCP接收控制模塊提交來(lái)的報(bào)文，把分析結(jié)果送到系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫(kù)中，在數(shù)據(jù)庫(kù)中為每一個(gè)會(huì)話動(dòng)態(tài)提供一張用戶列表，記錄每一個(gè)終端的個(gè)人信息以及由RTCP控制報(bào)文分析所得出的結(jié)果，如丟失報(bào)文數(shù)目、包丟失率、平均時(shí)延、時(shí)延抖動(dòng)，終端個(gè)人信息包括IP地址、通信狀態(tài)等等。 TCP也使用偽首部，結(jié)構(gòu)與UDP相同，其中TCP偽首部的協(xié)議值為6。③有緩沖的傳送:使用虛電路服務(wù)來(lái)發(fā)送數(shù)據(jù)流的應(yīng)用程序不斷地向協(xié)議軟件遞交數(shù)據(jù)八位組，在傳輸數(shù)據(jù)時(shí)，每個(gè)應(yīng)用程序使用各種大小的數(shù)據(jù)片。所以，UDP報(bào)文可能會(huì)出現(xiàn)丟失、重復(fù)、亂序的現(xiàn)象。另一個(gè)是可靠的數(shù)據(jù)流傳輸協(xié)議（TCP)。 在此主要介紹Internet層和運(yùn)輸層協(xié)議:(1) Internet層協(xié)議Internet層中的協(xié)議稱為Internet協(xié)議(IP)，它是一種不可靠、無(wú)連接投遞機(jī)制的協(xié)議，IP提供了三個(gè)重要的定義:第一，IP定義了在整個(gè)TCP/IP互連網(wǎng)上數(shù)據(jù)傳輸所用的基本單元Internet數(shù)據(jù)報(bào)(datagram )，因此，規(guī)定了互連網(wǎng)上傳輸數(shù)據(jù)的確切格式。網(wǎng)絡(luò)接口層包括一個(gè)設(shè)備驅(qū)動(dòng)程序(如機(jī)器與局域網(wǎng)相連時(shí)需要相應(yīng)的驅(qū)動(dòng)程序)，也可能是一個(gè)復(fù)雜的使用自己的數(shù)據(jù)鏈路協(xié)議的子系統(tǒng)(如網(wǎng)絡(luò)是由分組交換機(jī)組成的時(shí)候，這些分組交換機(jī)是使用HDLC協(xié)議與主機(jī)進(jìn)行通信的)。該層還要處理接收到的數(shù)據(jù)報(bào)，檢驗(yàn)其正確性，使用路由算法來(lái)決定對(duì)數(shù)據(jù)報(bào)是否在本地進(jìn)行處理還是繼續(xù)向前傳送。運(yùn)輸協(xié)議軟件把傳送的數(shù)據(jù)流劃分為小塊(有時(shí)把這些小塊稱為分組)，把每個(gè)分組連同目的地址交給下一層去發(fā)送。 :在這個(gè)最高層中，用戶調(diào)用應(yīng)用程序來(lái)訪問(wèn)TCP/IP互連網(wǎng)絡(luò)。 :第六層的目的在于將許多應(yīng)用程序在使用網(wǎng)絡(luò)時(shí)所需的功能包容進(jìn)來(lái)，如:將文本壓縮，將圖象轉(zhuǎn)換為可在網(wǎng)絡(luò)上傳輸?shù)谋忍亓鳌? :第三層又叫通信子網(wǎng)層，定義了在網(wǎng)絡(luò)上傳輸?shù)幕緮?shù)據(jù)單元以及目的尋址和選路的概念，同時(shí)還要處理網(wǎng)絡(luò)擁塞的問(wèn)題。:定義了如何在主機(jī)與分組交換機(jī)之間傳輸數(shù)據(jù)。而局域網(wǎng)技術(shù)提供計(jì)算機(jī)之間的最高速連接，但犧牲連接長(zhǎng)距離的能力，因?yàn)榫钟蚓W(wǎng)技術(shù)覆蓋了較短的距離，所以它的時(shí)延比廣域網(wǎng)的小，在十分之幾毫秒到10毫秒之間。第二章IP網(wǎng)絡(luò)技術(shù)概述按照網(wǎng)絡(luò)規(guī)模的大小，可將計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)分為:廣域網(wǎng)(WANWide Area Network)和局域網(wǎng)(LANLocal Area Network)。本文研究的是基于DSP網(wǎng)絡(luò)電話終端的語(yǔ)音傳輸?shù)难芯?，主要工作分以下幾部?(1) 介紹IP網(wǎng)絡(luò)及相關(guān)的TCP/IP協(xié)議，IP網(wǎng)絡(luò)是IP電話的主要載體，采用的是基于分組交 換，這正是IP電話與傳統(tǒng)電話的最大不同之處，通過(guò)兩者的比較分析，更清楚地了解IP電話的優(yōu)點(diǎn)和使用價(jià)值。(4) 開(kāi)放的體系結(jié)構(gòu)。(2) 通話費(fèi)用低。但是，隨著網(wǎng)絡(luò)的不斷擴(kuò)展和新技術(shù)的出現(xiàn)，高速寬帶網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，如ATM, FR, FD DI、快速以太網(wǎng)以及高速接入網(wǎng)ADSL, VDSL, SDV, HFC等，尤其現(xiàn)在很多新型的小區(qū)都已經(jīng)將網(wǎng)絡(luò)接口接入到家庭用戶，以前的IP電話接入技術(shù)已不太適合這些擁有網(wǎng)絡(luò)接口直接上網(wǎng)的群體，人們需要的是一種設(shè)備終端可以直接上網(wǎng)打電話，而不需要經(jīng)過(guò)公用電話網(wǎng)PSTN，這種設(shè)備終端就是IP電話機(jī)。從目前應(yīng)用的IP電話的接入方式看，都必須經(jīng)過(guò)PSTN接入到語(yǔ)音網(wǎng)關(guān)，經(jīng)網(wǎng)守等管理服務(wù)器的一系列認(rèn)證，再進(jìn)行呼叫、接通和通話。電話到電話:就是普通電話經(jīng)過(guò)電話交換機(jī)連到IP電話網(wǎng)關(guān)，用電話號(hào)碼通過(guò)IP網(wǎng)進(jìn)行呼叫，發(fā)端網(wǎng)關(guān)鑒別主叫用戶，翻譯電話號(hào)碼/網(wǎng)關(guān)IP地址，發(fā)起IP電話呼叫，連接到最靠近被叫的網(wǎng)關(guān)，并完成語(yǔ)音編碼和打包。這個(gè)技術(shù)上的突破引起了全世界的矚目，同時(shí)，其背后的無(wú)限商機(jī)也使得許多研究機(jī)構(gòu)、國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)組織、產(chǎn)品制造公司開(kāi)始進(jìn)行此項(xiàng)技術(shù)的研究，從而使IP電話技術(shù)得到迅速的發(fā)展。由于軍事通信系統(tǒng)要求可靠性高，網(wǎng)絡(luò)可以重構(gòu)，因此基于分組交換技術(shù)的網(wǎng)絡(luò)被軍方青睞，該網(wǎng)絡(luò)不但需傳送數(shù)據(jù)，還需傳送口授命令等話音信號(hào)。二是采用存儲(chǔ)轉(zhuǎn)發(fā)機(jī)制，每個(gè)節(jié)點(diǎn)首先將前一節(jié)點(diǎn)送來(lái)的分組收下，暫存在緩沖區(qū)，然后根據(jù)分組頭部中的地址信息選擇適當(dāng)?shù)逆溌穼⑵渌椭料乱还?jié)點(diǎn)。而數(shù)據(jù)通信與話音通信相比具有完全不同的特性和要求:首先，數(shù)據(jù)通信具有很強(qiáng)的突發(fā)性，表現(xiàn)為在短時(shí)間內(nèi)會(huì)集中產(chǎn)生大量的信息，突發(fā)性的定量描述為峰值比特率和平均比特率之比，對(duì)于一般的數(shù)據(jù)傳輸，突發(fā)性可高達(dá)50，如果采用電路交換，若按峰值速率分配電路帶寬，則會(huì)造成資源嚴(yán)重浪費(fèi)，若按平均速率分配帶寬，則會(huì)造成大量數(shù)據(jù)丟失。據(jù)統(tǒng)計(jì)，在正常的通話情況下，大約只有40%的時(shí)間為有聲期，其余時(shí)間電路均為空占。一次通信包括建立電路、通話和釋放電路三個(gè)過(guò)程，其中電路建立和釋放需要信令的支持。 TCP/IP protocol 。 TCP/IP 協(xié)議。采用TCP/IP協(xié)議對(duì)語(yǔ)音包進(jìn)行封裝打包從而達(dá)到網(wǎng)絡(luò)通信的目的，實(shí)現(xiàn)了語(yǔ)音信號(hào)的計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)傳輸。采用DSP(TMS320DM642)和以太網(wǎng)接口電路(Intel LXT 971)設(shè)計(jì)了網(wǎng)絡(luò)電話終端的硬件電路。 TLV320AIC23。 TLV320AIC23。而歷史最為悠久、目前應(yīng)用最為廣泛的就是公眾電話網(wǎng)(PSTN )，其是基于電路交換技術(shù)，基本特點(diǎn)是為通話雙方固定分配一條具有固定帶寬的通信電路，在數(shù)字網(wǎng)中電路帶寬為64kbit/s。缺點(diǎn)是網(wǎng)絡(luò)帶寬利用率不高，無(wú)論用戶是否處于講話狀態(tài)，分配的電路始終被占用。 隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的不斷發(fā)展，尤其是Internet網(wǎng)絡(luò)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。分組交換技術(shù)的兩大要素:一是采用長(zhǎng)度受限、結(jié)構(gòu)統(tǒng)一的分組作為數(shù)據(jù)傳輸?shù)幕締挝唬總€(gè)分組的頭部帶有地址、序號(hào)、校驗(yàn)碼等信息，供節(jié)點(diǎn)作檢錯(cuò)校錯(cuò)、排隊(duì)、選路等處理，數(shù)據(jù)部分則透明傳送。但是分組交換技術(shù)應(yīng)用于話音通信就并非那么簡(jiǎn)單，國(guó)際上自七十年代初就開(kāi)始進(jìn)行分組話音通信的研究，但其目的并非出于經(jīng)濟(jì)上的考慮，而是源于軍事通信的需要。由于在廣域網(wǎng)上進(jìn)行分組話音通信的時(shí)機(jī)尚不成熟，八十年代的研究主要集中在局域網(wǎng)上的話音通信，而IP電話技術(shù)的迅速發(fā)展是在九十年代以后，特別是在1995年初，以色列VocalTec公司開(kāi)發(fā)出可以通過(guò)Internet打長(zhǎng)途電話的軟件產(chǎn)品‘Internet Phone ’，只要在多媒體PC上安裝該軟件，就可以通過(guò)Internet和其它安裝同樣的軟件的聯(lián)機(jī)用戶通話。與此同時(shí)，IETF也積極制訂了IP電話通信的網(wǎng)絡(luò)協(xié)議即基于SIP(Session Initiation Protocol)的控制協(xié)議。PC到PC:多媒體PC經(jīng)過(guò)電話線或局域網(wǎng)連接到Internet上，利用IF地址進(jìn)行呼叫，語(yǔ)音壓縮、編解碼和打包均利用PC上的處理器、聲卡、網(wǎng)卡等硬件資源通過(guò)軟件方式來(lái)完成。造成這種情況的原因是因?yàn)榫W(wǎng)絡(luò)環(huán)境尚不完善，帶寬不足，網(wǎng)絡(luò)接口尚不能直達(dá)用戶等。電路交換電話消耗的帶寬為64kbit/s，而IP電話只需68kbit/s()，從而節(jié)省了帶寬，降低了成本。IP電話網(wǎng)繼承了計(jì)算機(jī)網(wǎng)的智能模塊，可以靈活地控制信令和連接，有利于各種增值業(yè)務(wù)的開(kāi)發(fā)。IP電話網(wǎng)絡(luò)同時(shí)支持語(yǔ)音、數(shù)據(jù)、圖像的傳輸，為將來(lái)全面提供多媒體業(yè)務(wù)打下基礎(chǔ)。(4) 重點(diǎn)介紹IP電話的語(yǔ)音傳輸?shù)能浖?shí)現(xiàn)過(guò)程，包括語(yǔ)音的數(shù)模轉(zhuǎn)換，壓縮編碼，以及打包封裝等過(guò)程。通常，廣域網(wǎng)運(yùn)行的速率比局域網(wǎng)的低，而且在連接之間有更大的時(shí)延，可從幾毫秒到十分之幾秒。 :定義了主機(jī)與分組交換機(jī)之間物理連接的標(biāo)準(zhǔn)，兩臺(tái)機(jī)器之間分組傳輸?shù)牧鞒?，包括?duì)電壓和電流等電氣特性值的規(guī)定。還有傳輸是不可靠的，也要定義互相交換確認(rèn)機(jī)