【正文】 驗(yàn)和 )。它接收運(yùn)輸層請(qǐng)求，傳輸某個(gè)具有目的地址信息的分組。 (UDP ) 在 TCP/IP 協(xié)議族中，用戶數(shù)據(jù)報(bào)協(xié)議 UDP 提供應(yīng)用程序之間傳送數(shù)據(jù)報(bào)的基本機(jī)制。如果發(fā)現(xiàn)包丟失率超過了指標(biāo)或時(shí)延抖動(dòng)超過指標(biāo)則減少媒體傳輸速率。編碼器通常都是根據(jù)一定數(shù)量的采樣值生成話音編碼的 ,這些值的集合稱之為一幀。復(fù)雜度的衡量指標(biāo)為定點(diǎn) DSP 實(shí)現(xiàn)所需的處理器能力 ,以百萬指令 /秒 (MIPS） 為計(jì)量單位 。MOS ,但已缺乏自然性 ,難以識(shí)別發(fā)話者。這樣可使量化器范圍和 17 輸入信號(hào)的動(dòng)態(tài)范圍相匹配 ,減小量化 噪聲 ,從而進(jìn)一步降低編碼比特率 ,這就是自適應(yīng)量化技術(shù)。編 碼器發(fā)送的主要信息就是該模型的參數(shù) ,相當(dāng)于話音的主要特征 ,而并非具體的話音波形幅值。這對(duì)于渴望減少巨額國(guó)際傳統(tǒng)電話通話費(fèi)用的公司來說 ,用 IP 電話帶來的好處是顯而易見的。其次 ,解碼器將接收到的語音包進(jìn)行解壓縮產(chǎn)生新的語音包。另外 ,基礎(chǔ)系統(tǒng)和擴(kuò)展模塊中的 DSP 也能分擔(dān)一些數(shù)據(jù)處理的任務(wù)。一是如何在噪聲較大的環(huán)境中檢測(cè)靜音 ,二是“剪音”問題。相關(guān)的協(xié)議包括用于控制的 ,用于建立連接的,用于大型會(huì)議的 H332,用于補(bǔ)充業(yè)務(wù)的 、 ,有關(guān)安全的 ,與電路交換業(yè)務(wù)互操作的 。它不象 ,而是只提供會(huì)話或呼叫的建立與控制功 25 能。 數(shù)字信號(hào)處理技術(shù)的實(shí)現(xiàn)方法 ,可以分為 3類 : (l)軟件實(shí)現(xiàn)法。 (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。 ◇ 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。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。 以太網(wǎng)模塊 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 。 對(duì)于數(shù)據(jù)的校驗(yàn)算法 ,我們無需了解 。它實(shí)現(xiàn)了 IEEE 標(biāo)準(zhǔn)的以太網(wǎng) MAC 層協(xié)議功能將從上層協(xié)議棧傳遞來的數(shù)據(jù)打包成符合 標(biāo)準(zhǔn)的以太網(wǎng)數(shù)據(jù)包 , 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。 MDCLK：管理數(shù)據(jù)始終。符合 協(xié)議標(biāo)準(zhǔn)。只在使能信號(hào) MTXEN 有效時(shí)，數(shù)據(jù)總線上的數(shù)據(jù)才有效。 36 圖 DM642 片內(nèi) EMAC/MDIO 與 LXT 硬件連接圖 主要接口信號(hào)包括時(shí)鐘、控制和監(jiān)測(cè)信號(hào)與數(shù)據(jù)總線 ,分別描述如下 ： 時(shí)鐘信號(hào) ： MTCLK：發(fā)送時(shí)鐘。 LXT971是單端口 10/100M 雙速快速以太控制器，它兼容 ；支持 10Base 10Base 10BaseT, 100BASEX，100BASETX， 100BASEFX，并能自動(dòng)檢測(cè)所連接的介質(zhì)。 該段數(shù)據(jù)不能超過 1500 字節(jié) 因?yàn)橐蕴W(wǎng)規(guī)定整個(gè)傳輸包的最大長(zhǎng)度不能超過 1514 字節(jié) 。 2)以太網(wǎng)媒體接入控制器 (EMAC) 符合 IEEE 規(guī)范，支持 1OMbps/1 OOMbps 的半雙工或全雙工模式，具有獨(dú)立媒體接口 (MII)，可直接與 PHY 器件連接。 (2)電路設(shè)計(jì) AIC23可以選擇主模式或者 DSP 模式， McBSP 選擇從模式，發(fā)送時(shí)鐘，接收時(shí)鐘和幀同步信號(hào)均由 AIC23模塊提供。 ◇ 90 dB 信噪比 A/D 轉(zhuǎn)換器 (采樣頻率 48 kHz)； ◇ 100 dB 信噪比 D/A 轉(zhuǎn)換器 (采樣頻率 48 kHz)； ◇ ～ V 數(shù)字內(nèi)核供電 ，和 TI 公司 DSP 內(nèi)核供電電壓兼容； ◇ ～ V 緩沖和模擬供電； ◇ 8～ 96 kHz 采樣速率。 (4)多處理單元 :DSP 內(nèi)部一般都包括有多個(gè)處理單元 ,如算術(shù)邏輯運(yùn)算單元(ALU)、輔助寄存器運(yùn)算單元 (ARAU)、累加器 (ACC)以及硬件乘法器 (MUL)等。 歸納起來 ,它有以下 4個(gè)方面的優(yōu)點(diǎn) : (l)精度高。 SIP 雖然 ,但是 控制協(xié)議非常復(fù)雜。下面對(duì)這兩種協(xié)議進(jìn)行簡(jiǎn)單介紹。而在分組交換中 ,由于傳輸通道是統(tǒng)計(jì)復(fù)用的 ,因此在通話者不講話時(shí)就可以不發(fā)送話音分組 ,從而進(jìn)一步降低語音比特率。 DSP 是一種特殊的單片機(jī) ,同時(shí)也是一個(gè)嵌入式系統(tǒng)。編碼后 ,將 8個(gè)壓縮的幀合成一個(gè)壓縮的語音包送入網(wǎng)絡(luò)處理器。設(shè)歸一 化輸入信號(hào)為 x,則采用 A律的壓縮函數(shù)為 : ? / ( 1 l n ) s g n ( ) , 0 1 /( 1 l n ) ( 1 l n ) ] s g n ( ) , 1 / 1A x A x x AA x A x A x? ? ?????? ? ? ? 當(dāng) x=0時(shí)， y 趨于負(fù)的無窮，這樣不滿足壓縮特性的要求，所以當(dāng) x很小時(shí)，應(yīng)對(duì)它加以修正，過零點(diǎn)做切線，這就是公式的上式，他是一個(gè)線性方程，對(duì)應(yīng)的國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)值為 為壓擴(kuò)參數(shù)， A=1時(shí)無壓縮， A值越大壓縮效果越明顯。 (2)參數(shù)編碼 參數(shù)編碼器又稱為聲碼器 (Vocoder),它的原理和設(shè)計(jì)思想和波形編碼完全不同。由此可知 ,相鄰抽樣值之差一般很小 ,其 包含的信息量遠(yuǎn)小于抽樣值本身。 (3)平均意見分 (MOS 一 Mean opinion Score)法 :是目前應(yīng)用最為廣泛 的測(cè)試方法。對(duì)于共享信道而言 ,常假設(shè)傳輸時(shí)延和復(fù)用時(shí)延之和約為 l個(gè)幀長(zhǎng)?？勺儽忍芈示幋a主要包含兩個(gè)算法。 (RTP) RTP 用于實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)通信，包括語音和圖像的傳輸層協(xié)議，它與其它協(xié)議一起用于象 IP 電話這類的交互式業(yè)務(wù)，提供對(duì)實(shí)時(shí)性應(yīng)用的支持 (如語音、圖像 )，包括定時(shí)重建、丟失檢測(cè)、安全保障以及內(nèi)容確認(rèn)等。第二， IP 軟件完成路由選擇的功能，選擇一個(gè)數(shù)據(jù)發(fā)送的路徑 。 :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。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 所制定的開放系統(tǒng)互連參考模型，通常被稱為 OSI 模型。 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)的開發(fā)。與此同時(shí)， 7 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。 隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的不 斷發(fā)展，尤其是 Inter 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。 TLV320AIC23。 TCP/IP protocol 。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)。 從目前應(yīng)用的 IP電話的接入方式看，都必須經(jīng)過 PSTN 接入到語音網(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。 本論文的主要工作 本文研究的是基于 DSP 網(wǎng)絡(luò)電話終端的語音傳輸?shù)难芯?，主要工作分以下幾部分 : (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。還有傳輸是不可靠的，也要定義互相 交換確認(rèn)機(jī)制，使得兩臺(tái)機(jī)器能夠知道是否傳輸成功。該層把分組封裝到 IF 數(shù)據(jù)報(bào)中，填入數(shù)據(jù)報(bào)的首部 (也稱報(bào)頭 )，用路由算法來選擇是直接把數(shù)據(jù)報(bào)發(fā)送到目標(biāo)機(jī)還是把數(shù)據(jù)報(bào)發(fā)給路由器，然后把數(shù)據(jù)報(bào)交給下面的網(wǎng)絡(luò)接口層中的對(duì)應(yīng)網(wǎng)絡(luò)接口模塊。 UDP 提供的協(xié)議端口能夠區(qū)分在一臺(tái)機(jī)器上運(yùn)行的多個(gè)程序，每個(gè) UDP報(bào)文不僅傳送用戶數(shù)據(jù)，還包括發(fā)送方和接收方的協(xié)議端口，這使得接收方的UDP 軟件能夠把報(bào)文送到正確的接收進(jìn)程，而接收進(jìn) 程也能回送應(yīng)答報(bào)文。 數(shù) 據(jù)的封裝 :語音數(shù)據(jù)在互連網(wǎng)絡(luò)中傳輸時(shí)要封裝到 IP 數(shù)據(jù)報(bào)中，圖 和圖 。某些算法還需要知道下一幀的部分?jǐn)?shù)據(jù) ,稱之為“前視”(Look head)。以及所需的 RAM 容量。 語音編碼根據(jù)編碼原理主要分為波形編碼和參數(shù)編碼兩種。它可用于 PCM、 DPCM 和 DM。而且由于話音信號(hào)變化是緩慢的 ,一個(gè)音素要持續(xù)相當(dāng)長(zhǎng)一段時(shí)間 (相對(duì)于抽樣周期而言 ),因此模型參數(shù)的更新頻度較低 ,不但可以利用抽樣值間的相關(guān)性 ,還可以充分利用幀與幀之間的信息冗余性以及更長(zhǎng)時(shí)間段中的音源信息冗余性 ,有效地降低編碼比特率。 IP 電話的關(guān)鍵技術(shù) IP 電話的關(guān)鍵技術(shù)包括分組語音技術(shù)、語音編碼和壓縮技術(shù)、靜音檢測(cè)、分組丟失補(bǔ)償和回波抵消等。這里也可按幀進(jìn)行操作 ,完全和編碼器的長(zhǎng)度相同。進(jìn)入九十年代后 ,DSP 技術(shù) 發(fā)展十分驚人 ,目前已成為不少新興科技的主要推動(dòng)力 ,其中包括電信和多媒體技術(shù) ,以 DSP作為主要元件 ,再加上外圍設(shè)備和特定的功能單元綜合成的單一芯片 ,加速了DSP 方案的發(fā)展。所謂剪音就是話音還原時(shí)有一部分被剪切掉 ,使人感到失真。 、高層應(yīng)用之間和提供商之間的互操作性。 SIP 可以應(yīng)用于多媒體會(huì)議、遠(yuǎn)程教學(xué)及 IP 電話等領(lǐng)域。 (2)硬件實(shí)現(xiàn)法。隨著集成電路工藝的發(fā)展 ,DSP 廣泛采用亞微米 CMOS 制造工藝 ,其運(yùn)行速度越來越快。 具有完整的駐極體麥克風(fēng)偏 置電路和緩沖。 圖 McBSP 與 AIC23 模塊的連線圖 CLKX CLKR FSX FXR DX DR McBSP BCLK LRCIN LRCOUT DIN DOUT AIC23數(shù)據(jù)口 通過 I2C 總線進(jìn)行配置 30 (3)流程圖 開始 初始化語音緩沖區(qū)和工作變量 等待 McBSP 通道 0 傳輸結(jié)束傳輸 讀取語音數(shù)據(jù) PCM 編碼 調(diào)用編碼函數(shù)進(jìn)行 A 律壓縮 保存于緩沖區(qū) 調(diào)用解碼函數(shù)生成聲音數(shù)據(jù) 聲音數(shù)據(jù)傳輸?shù)?McBSP 通道 0 AD 采樣數(shù)據(jù)輸入 DA 采樣數(shù)據(jù)輸出 31 圖 語音編解碼算法流程 DSP 語音處理模塊 DSP 核是 DSK 處理系統(tǒng)的核心，它的處理能力直接決定了處理系統(tǒng)的處理能力。 可以說以太網(wǎng)和 TCP/IP 協(xié)議已經(jīng)成為使用最廣泛的協(xié)議 ,而其它總線協(xié)議如 RS485,RS232,LANWORKS,都只是一些局部系統(tǒng)的 33 總線 。 事實(shí)上 ,RP,DS,PAD,FCS 這幾個(gè)數(shù)據(jù)段我們不用理它 ,它是由網(wǎng)卡自動(dòng)產(chǎn)生的 ,我們要關(guān)注的是 DA,AS,TYPE,DATA 四個(gè)段的內(nèi)容 所有數(shù)據(jù)位的傳輸由低位開始 (但傳輸?shù)奈涣魇怯寐鼜厮固鼐幋a的 )。 此外 , EMAC 模塊提供了 MII（ 介質(zhì)無關(guān)接口 ） , 能夠與符合 標(biāo)準(zhǔn)的片外 PHY 芯片無縫連接。該時(shí)鐘信號(hào)由 DSP 片上的 MDIO 模塊來實(shí)現(xiàn)的。該數(shù)據(jù)幀由一個(gè)幀頭，讀寫指示， PHY 地址，寄存器地址，數(shù)據(jù)等幾部分組成。 數(shù)據(jù)總線： MTXD(03):發(fā)送數(shù)據(jù)總線。接口電路如圖 所示 。 Intel LXT971 PHY 簡(jiǎn)介 以太網(wǎng)控制器為 Intel 公司 LXT971。 ) 34 DATA:數(shù)據(jù)段 。最多可支持 6路視頻輸入， 3 路視頻輸出。 ◇在回放模式功耗 23 mW； ◇備用模式功耗小于 150μ W； ◇掉電模式小于 15μ W。其具體特性如下： 高性能的立體聲編解碼芯片。在 DSP 中 ,采用流水線結(jié)構(gòu) ,在程序運(yùn)行過程中這幾個(gè)階段是重疊的 ,這樣 ,在不同級(jí)的流水線處理不同的操作 ,可將指令周期降低到最小值。數(shù)字信號(hào)處理技術(shù)之所以 發(fā)展得這么快 ,應(yīng)用得這么廣 ,是與它的突出優(yōu)點(diǎn)分不開的。 6)實(shí)時(shí)傳送協(xié)議 :RTP、 RTCP。目前 ,被廣泛接受的 VoIP 控制協(xié)議體系包括 ITU的 IETF 的會(huì)話初始化協(xié)議 SIP。在電路交換中 ,即使不說話 ,也要占用 64k