【正文】 同廠家的產(chǎn)品不能互通，限制了IP電話的進(jìn)一步發(fā)展。由此可見(jiàn)，同一鏈路在不同時(shí)刻可以傳送不同通信會(huì)話的數(shù)據(jù)，稱(chēng)之為網(wǎng)絡(luò)資源的統(tǒng)計(jì)復(fù)用，這是分組交換和電話交換的最大不同之處。至于報(bào)文交換，來(lái)源于電報(bào)通信，其最大的貢獻(xiàn)在于提出了存儲(chǔ)轉(zhuǎn)發(fā)的概念。Intel LXT 971。適用于企、事業(yè)單位的電話通信,能夠節(jié)省安裝電話的設(shè)備費(fèi)、維修費(fèi)和電話費(fèi)。關(guān)鍵詞: TMS320DM642。目 錄中文摘要.....................................................................................1英文摘要.....................................................................................21緒論 IP電話的發(fā)展背景 IP電話的發(fā)展概況 IP電話與傳統(tǒng)電話的比較2 IP網(wǎng)絡(luò)技術(shù)概述3語(yǔ)音編碼技術(shù) 4 IP電話原理及技術(shù) IP電話基本原理 IP電話的關(guān)鍵技術(shù) IP電話的控制協(xié)議4數(shù)字信號(hào)處理(DSP)技術(shù) DSP概述5 系統(tǒng)的設(shè)計(jì) TLV320AIC23語(yǔ)音處理模塊 DSP語(yǔ)音處理模塊結(jié)束語(yǔ)致謝參考文獻(xiàn)第一章 緒 論 IP電話的發(fā)展背景目前，在數(shù)據(jù)通信領(lǐng)域中存在著三大交換技術(shù):電路交換、報(bào)文交換和分組交換。其傳輸單元為整個(gè)報(bào)文，由于報(bào)文長(zhǎng)度的差異很大，長(zhǎng)報(bào)文可能導(dǎo)致很大的時(shí)延，且緩沖區(qū)分配較困難，因此應(yīng)用范圍極其有限。分組交換最適合于數(shù)據(jù)通信，它不但極大地提高了網(wǎng)絡(luò)帶寬的利用率，而且由于存儲(chǔ)轉(zhuǎn)發(fā)機(jī)制可以根據(jù)網(wǎng)絡(luò)的實(shí)際狀態(tài)動(dòng)態(tài)選擇路由，因此即使某些節(jié)點(diǎn)發(fā)生故障，數(shù)據(jù)仍然能繞道到達(dá)目的地，從而提高了通信的可靠性。到了1996年，經(jīng)過(guò)各國(guó)專(zhuān)家數(shù)年的努力，這一協(xié)議的推出成為IP網(wǎng)絡(luò)電話系統(tǒng)的公共規(guī)范?；蚴荘C機(jī)上網(wǎng)后通過(guò)IP電話軟件來(lái)打IP電話，這樣的話，雙方必須都要有多媒體PC機(jī)才能實(shí)現(xiàn)。(3) 可以方便地集成智能。(3) 介紹DSP原理和結(jié)構(gòu)，主要是TMS320C642，此部分是作為語(yǔ)音編碼的核心器件。在協(xié)議軟件的分層中存在兩個(gè)協(xié)議分層模型：一．國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)化組織ISO所制定的開(kāi)放系統(tǒng)互連參考模型，通常被稱(chēng)為OSI模型。需要指出的是，即使下層的協(xié)議在傳輸時(shí)都提供可靠性檢查，作為端到端的第四層也要進(jìn)行檢驗(yàn)來(lái)確保在中間的傳輸過(guò)程中沒(méi)有機(jī)器出故障。 :運(yùn)輸層的基本任務(wù)是提供應(yīng)用程序之間的通信服務(wù)，這種通信又叫端到端通信。最后，Internet層還要適時(shí)地發(fā)出ICMP (Internet控制報(bào)文協(xié)議)的差錯(cuò)和控制報(bào)文，并處理接收到的ICMP報(bào)文。第三，除了數(shù)據(jù)格式和路由選擇的精確而正式的定義以外，IP還包括了一組嵌入了不可靠分組投遞思想的規(guī)則。應(yīng)用程序與TCP/IP可靠傳輸服務(wù)之間的接口可以用五個(gè)特征來(lái)表示:①面向數(shù)據(jù)流:當(dāng)兩個(gè)應(yīng)用程序(用戶(hù)進(jìn)程)傳輸大量數(shù)據(jù)時(shí)，將這些數(shù)據(jù)當(dāng)做一個(gè)可劃分為八位組的比特流。(RTCP) RTCP是RTP緊密相關(guān)的部分，用于監(jiān)視服務(wù)質(zhì)量和傳輸對(duì)話中成員信息。(1)比特率降低比特率是話音編碼的首要目標(biāo),它直接關(guān)系到傳輸資源的有效利用和網(wǎng)絡(luò)容量的提高。一是有聲檢測(cè)(VAD一Voice Activity Detection),主要用于確定輸入信號(hào)是話音還是背景噪聲,其難點(diǎn)在于正確識(shí)別話音段的起始點(diǎn),確保話音的可懂度。通?？烧J(rèn)為計(jì)算時(shí)延等于或略小于幀長(zhǎng),以確保下一幀數(shù)據(jù)到齊后,當(dāng)前幀已處理完畢。(3)復(fù)雜度復(fù)雜度決定了編碼器硬件的成本和功耗,也影響到編譯碼器的實(shí)時(shí)性。IP網(wǎng)絡(luò)電話一般選用中低復(fù)雜度的低比特率編碼。由20一60個(gè)非專(zhuān)職測(cè)試者對(duì)所聽(tīng)的話音進(jìn)行綜合打分,然后進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析。量化就是將連續(xù)的模擬波形劃分為若干離散的區(qū)域,以便用數(shù)字形式表示每個(gè)抽樣值。因此一個(gè)自然的想法就是設(shè)計(jì)一種編碼方法,對(duì)此差值進(jìn)行編碼,而不是對(duì)抽樣值本身進(jìn)行編碼,這樣所需的比特率必然可以下降,這就是差分脈沖編碼(DPCM)。由于話音信號(hào)的自相關(guān)函數(shù)大體是隨音節(jié)而變化的,也就是在一個(gè)音節(jié)時(shí)間內(nèi)自相關(guān)函數(shù)基本不變,只是從一個(gè)音節(jié)至另一音節(jié)時(shí)才有較明顯的變化,因此,自適應(yīng)預(yù)測(cè)都采用音節(jié)適應(yīng)算法。波形編碼的基本思路是忠實(shí)地再現(xiàn)話音的時(shí)域波形,為了降低比特率,可以充分利用相鄰抽樣點(diǎn)之間的信息冗余性,對(duì)差分信號(hào)進(jìn)行編碼,在不影響話音質(zhì)量的前提下,比特率可降至32kbit/s。波形編碼的設(shè)計(jì)要求是獲得盡可能高的信噪比(SNR)。 折線逼近的壓縮方程曲線x為壓縮器歸一化輸入電壓；y為壓縮器歸一化輸出電壓；A為常數(shù)，決定壓縮程度；4 IP電話原理及技術(shù) lP電話基本原理IP電話是通過(guò)Internet/Intranet等互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)來(lái)傳遞語(yǔ)音信息的,該系統(tǒng)包括終端設(shè)備、網(wǎng)關(guān)、多點(diǎn)接入控制單元(MCU)和網(wǎng)絡(luò)管理者等部分。 無(wú)論對(duì)實(shí)時(shí)的應(yīng)用(如IP電話)還是非實(shí)時(shí)的應(yīng)用(如語(yǔ)音郵件),發(fā)送端語(yǔ)音都要經(jīng)過(guò)模擬信號(hào)—數(shù)字信號(hào)—語(yǔ)音包的處理過(guò)程,并在接收端對(duì)語(yǔ)音包進(jìn)行相反處理,從而得到與輸入端相同的語(yǔ)音信號(hào)。最后網(wǎng)絡(luò)處理器為語(yǔ)音包添加包頭、時(shí)標(biāo)和其它信息后通過(guò)網(wǎng)絡(luò)傳送出去。這個(gè)過(guò)程需要先進(jìn)行數(shù)字編碼,轉(zhuǎn)換為PCM碼,然后經(jīng)過(guò)專(zhuān)門(mén)的DSP芯片進(jìn)行數(shù)據(jù)壓縮,最后再打上IP包的標(biāo)記,形成IP數(shù)據(jù)包的形式,以適合IP網(wǎng)絡(luò)上的傳輸帶寬,其中涉及到PCM、DSP、編碼、壓縮等內(nèi)容。網(wǎng)絡(luò)設(shè)備中引入了DSP技術(shù),使得交換以太網(wǎng)和快速交換以太網(wǎng)變得更快、更便宜、也更容易升級(jí)。語(yǔ)音壓縮協(xié)議有上面提到的協(xié)議中帶G打頭的幾種。這一技術(shù)的關(guān)鍵就是如何檢測(cè)說(shuō)話者處于不發(fā)聲狀態(tài),即VAD。所以Intemet電話公組丟失補(bǔ)償以處理一個(gè)分組丟失為主要目的。 ,這些分組網(wǎng)絡(luò)主宰了當(dāng)今的桌面網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng),因此,、廣域網(wǎng)、Intranet和Internet上的多媒體提供技術(shù)基礎(chǔ)保障。:l)圖像編碼:、。,且建立呼叫時(shí)間比較長(zhǎng)。SIP還有建立呼叫快,支持傳送電話號(hào)碼的特點(diǎn)。(3)可靠性高。而且,還允許在程序空單間和數(shù)據(jù)空間之間相互傳送數(shù)據(jù),即改進(jìn)的哈佛結(jié)構(gòu)。(5)特殊的DSP指令:為了更好地滿足數(shù)字信號(hào)處理應(yīng)用的需要,在DSP的指令系統(tǒng)中,設(shè)計(jì)了一些特殊的DSP指令。許多DSP芯片都可以工作在省電方式,使系統(tǒng)功耗降低?！　　　　蠹嫒?線和SPI串行通信協(xié)議；　　　　◇能直接和TI McBSPs相連。注：模擬混合器可以把D/A轉(zhuǎn)換器和模擬旁路混合起來(lái)。使能McBSP的中斷，使McBSP每收到或發(fā)送完一幀的數(shù)據(jù)，發(fā)出中斷，通知CPU接收數(shù)據(jù)。二級(jí)緩存容量為256KB，是一個(gè)統(tǒng)一的程序/數(shù)據(jù)空間，可整體作為SRAM映射到存儲(chǔ)空間，也可整體作為第二級(jí)緩存，或是二者按比例的一種組合來(lái)使用。 此外，還集成有多通道音頻串行接口(McASP)、多通道緩存串口(McBSP),IIC總線模塊、通用GPIO口以及HPI, PCI等接口。SD:分隔位,表示下面跟著的是真正的數(shù)據(jù),而不是同步時(shí)鐘,為8位的10101011,跟同步位不同的是最后2位是11而不是10.DA:目的地址。由于以太網(wǎng)幀傳輸?shù)臄?shù)據(jù)包最小不能小于60字節(jié),除去(DA，SA，TYPE14字節(jié)),還必須傳輸46字節(jié)的數(shù)據(jù),當(dāng)數(shù)據(jù)段的數(shù)據(jù)不足46字節(jié)時(shí),后而補(bǔ)000000..FCS:32位數(shù)據(jù)校驗(yàn)位。但網(wǎng)卡也可以設(shè)置為接收任何數(shù)據(jù)包(用于網(wǎng)絡(luò)分析和監(jiān)控)。電磁隔離器件采用YL182050S。因此, 借助于這些數(shù)據(jù)包描述信息和片內(nèi)片外直接存儲(chǔ)器存取DMA（Direct 　Memory　Access）控制器。由片外PHY提供，在10Mb/；在100Mb/s時(shí)為25MHz。當(dāng)網(wǎng)絡(luò)出于忙的狀態(tài)時(shí)，該信號(hào)線由PHY置位告知EMAC。以向PHY寫(xiě)入或讀出數(shù)據(jù)幀的形式對(duì)PHY進(jìn)行配置。6軟件部分 IP電話軟件的具體實(shí)現(xiàn) 本電話軟件主要包括兩大部分,在計(jì)算機(jī)運(yùn)行的主控制程序,。MRXER：接收錯(cuò)誤。該時(shí)鐘信號(hào)由DSP片上的MDIO模塊來(lái)實(shí)現(xiàn)的。 通信接口的硬件電路 基于DM642片內(nèi)EMAC/MDIO模塊，片外Intel LXT971 PHY芯片及其外圍電路的接口設(shè)計(jì)，可以快速實(shí)現(xiàn)OSI模型中數(shù)據(jù)鏈路層和物理層的功能。它實(shí)現(xiàn)了IEEE , 并從收到的以太網(wǎng)數(shù)據(jù)包中剝離出載荷數(shù)據(jù), 提供給上層協(xié)議棧進(jìn)行分析和處理。不同廠家使用不同地址段,同一廠家的任何兩個(gè)網(wǎng)卡的地址也是唯一的。對(duì)于數(shù)據(jù)的校驗(yàn)算法,我們無(wú)需了解。SA:源地址,48位,表明該幀數(shù)據(jù)是哪個(gè)網(wǎng)卡發(fā)的,是發(fā)送端的網(wǎng)卡地址,6個(gè)字節(jié)。 微處理器如何控制以太網(wǎng)網(wǎng)卡實(shí)現(xiàn)傳輸數(shù)據(jù),如何加載TCP/IP協(xié)議并連接到互聯(lián)網(wǎng),這些都是令人感興趣的。EDMA能實(shí)現(xiàn)事件的循環(huán)觸發(fā)，自動(dòng)連續(xù)地進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸，在音視頻輸入輸出過(guò)程中實(shí)現(xiàn)批量數(shù)據(jù)連續(xù)輸入輸出。首先，處理A的數(shù)據(jù)并發(fā)送，收到的數(shù)據(jù)放入B中，一幀數(shù)據(jù)處理后，處理B的數(shù)據(jù)，接收數(shù)據(jù)放入A中，這樣循環(huán)切換。高效率的耳機(jī)放大器。　　　　◇I2C兼容協(xié)議只需要一個(gè)McBSP為A/D和D/A進(jìn)行通信；　　　　◇標(biāo)準(zhǔn)的I2C，高位或低位數(shù)據(jù)填充傳輸；　　　　◇16/20/24/32位數(shù)據(jù)長(zhǎng)度。在TI的很多DSK和EVM上都使用。(6)指令周期短:早期的DSP的指令周期約400ns,采用4umNMOS制造工藝,其運(yùn)算速度為SMIPS。如TMS32OC54x內(nèi)部有P、C、D、E等4條總線(每條總線又包括地址總線和數(shù)據(jù)總線),可以在一個(gè)機(jī)器周期內(nèi)從程序存儲(chǔ)器取一條指令、從數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器讀2個(gè)操作數(shù)和向數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器寫(xiě)1個(gè)操作數(shù),大大提高了DSP的運(yùn)行速度。數(shù)字信號(hào)處理技術(shù)的實(shí)現(xiàn)方法,可以分為3類(lèi):(l)軟件實(shí)現(xiàn)法。進(jìn)入七十年代以來(lái),隨著計(jì)算機(jī)、大規(guī)模集成電路(LSL)和超大規(guī)模集成電路(VLSL)以及微處理器技術(shù)的迅猛發(fā)展,數(shù)字信號(hào)處理無(wú)論在理論上還是在工程應(yīng)用中,都是目前發(fā)展最快的學(xué)科之一,并且日趨完善和成熟。,而是只提供會(huì)話或呼叫的建立與控制功能。3)數(shù)據(jù)通信:。其編碼機(jī)制、,并采用了比較傳統(tǒng)的電路交換的方法。 在目前的IP電話應(yīng)用中,大部分都是lP網(wǎng)絡(luò)與PSTN互連,通信雙方至少有一方是二線制電話,涉及有混合線圈的2/4線轉(zhuǎn)換電話,就會(huì)產(chǎn)生回音。靜音檢測(cè)有兩個(gè)技術(shù)難點(diǎn)。它的壓縮能力由DSP的處理能力決定,通常DSP的處理能力用MIPS(millions of instructions Per Second)來(lái)度量。DSP優(yōu)于RISC處理器,其原因在于DSP有嵌入的協(xié)處理器和用于快速數(shù)據(jù)處理的并行數(shù)據(jù)通道。PCM包括抽樣、量化和編碼三個(gè)過(guò)程。緩沖區(qū)可容納許多語(yǔ)音包,用戶(hù)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)。(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。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。這樣SNR有可能下降,但主觀感覺(jué)質(zhì)量反而會(huì)提高。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)