【正文】 驗和 )。它接收運輸層請求，傳輸某個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)報協(xié)議 UDP 提供應(yīng)用程序之間傳送數(shù)據(jù)報的基本機制。如果發(fā)現(xiàn)包丟失率超過了指標或時延抖動超過指標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)雜度的衡量指標為定點 DSP 實現(xiàn)所需的處理器能力 ,以百萬指令 /秒 (MIPS） 為計量單位 。MOS ,但已缺乏自然性 ,難以識別發(fā)話者。這樣可使量化器范圍和 17 輸入信號的動態(tài)范圍相匹配 ,減小量化 噪聲 ,從而進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) ,相當于話音的主要特征 ,而并非具體的話音波形幅值。這對于渴望減少巨額國際傳統(tǒng)電話通話費用的公司來說 ,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行解壓縮產(chǎn)生新的語音包。另外 ,基礎(chǔ)系統(tǒng)和擴展模塊中的 DSP 也能分擔一些數(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,用于大型會議的 H332,用于補充業(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 ,而是只提供會話或呼叫的建立與控制功 25 能。 數(shù)字信號處理技術(shù)的實現(xiàn)方法 ,可以分為 3類 : (l)軟件實現(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 ,其運算速度為 SMIPS。 ◇ I2C 兼容協(xié)議只需要一個 McBSP 為 A/D 和 D/A 進行通信； ◇標準的 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 。 對于數(shù)據(jù)的校驗算法 ,我們無需了解 。它實現(xiàn)了 IEEE 標準的以太網(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 標準的以太網(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)議棧進行分析和處理。 MDCLK：管理數(shù)據(jù)始終。符合 協(xié)議標準。只在使能信號 MTXEN 有效時，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 主要接口信號包括時鐘、控制和監(jiān)測信號與數(shù)據(jù)總線 ,分別描述如下 ： 時鐘信號 ： MTCLK：發(fā)送時鐘。 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，并能自動檢測所連接的介質(zhì)。 該段數(shù)據(jù)不能超過 1500 字節(jié) 因為以太網(wǎng)規(guī)定整個傳輸包的最大長度不能超過 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，具有獨立媒體接口 (MII)，可直接與 PHY 器件連接。 (2)電路設(shè)計 AIC23可以選擇主模式或者 DSP 模式， McBSP 選擇從模式，發(fā)送時鐘，接收時鐘和幀同步信號均由 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處理單元 ,如算術(shù)邏輯運算單元(ALU)、輔助寄存器運算單元 (ARAU)、累加器 (ACC)以及硬件乘法器 (MUL)等。 歸納起來 ,它有以下 4個方面的優(yōu)點 : (l)精度高。 SIP 雖然 ,但是 控制協(xié)議非常復(fù)雜。下面對這兩種協(xié)議進行簡單介紹。而在分組交換中 ,由于傳輸通道是統(tǒng)計復(fù)用的 ,因此在通話者不講話時就可以不發(fā)送話音分組 ,從而進一步降低語音比特率。 DSP 是一種特殊的單片機 ,同時也是一個嵌入式系統(tǒng)。編碼后 ,將 8個壓縮的幀合成一個壓縮的語音包送入網(wǎng)絡(luò)處理器。設(shè)歸一 化輸入信號為 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 x=0時， y 趨于負的無窮，這樣不滿足壓縮特性的要求，所以當 x很小時，應(yīng)對它加以修正，過零點做切線，這就是公式的上式，他是一個線性方程，對應(yīng)的國際標準值為 為壓擴參數(shù)， A=1時無壓縮， 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 的測試方法。對于共享信道而言 ,常假設(shè)傳輸時延和復(fù)用時延之和約為 l個幀長?？勺儽忍芈示幋a主要包含兩個算法。 (RTP) RTP 用于實時數(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)，提供對實時性應(yīng)用的支持 (如語音、圖像 )，包括定時重建、丟失檢測、安全保障以及內(nèi)容確認等。第二， IP 軟件完成路由選擇的功能，選擇一個數(shù)據(jù)發(fā)送的路徑 。 :運輸 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協(xié)議分層模型 ： 一 ． 國際標準化組織 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 了計算機網(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， 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。 隨著計算機技術(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 。二是采用存儲轉(zhuǎn)發(fā)機制，每個節(jié)點首先將前一節(jié)點送來的分組收下，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?shù)逆溌穼⑵渌椭料乱还?jié)點。 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)器的一系列認證，再 進行呼叫、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)點和使用價值。還有傳輸是不可靠的，也要定義互相 交換確認機制，使得兩臺機器能夠知道是否傳輸成功。該層把分組封裝到 IF 數(shù)據(jù)報中，填入數(shù)據(jù)報的首部 (也稱報頭 )，用路由算法來選擇是直接把數(shù)據(jù)報發(fā)送到目標機還是把數(shù)據(jù)報發(fā)給路由器，然后把數(shù)據(jù)報交給下面的網(wǎng)絡(luò)接口層中的對應(yīng)網(wǎng)絡(luò)接口模塊。 UDP 提供的協(xié)議端口能夠區(qū)分在一臺機器上運行的多個程序，每個 UDP報文不僅傳送用戶數(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 軟件能夠把報文送到正確的接收進程，而接收進 程也能回送應(yīng)答報文。 數(shù) 據(jù)的封裝 :語音數(shù)據(jù)在互連網(wǎng)絡(luò)中傳輸時要封裝到 IP 數(shù)據(jù)報中，圖 和圖 。某些算法還需要知道下一幀的部分數(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。而且由于話音信號變化是緩慢的 ,一個音素要持續(xù)相當長一段時間 (相對于抽樣周期而言 ),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時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、分組丟失補償和回波抵消等。這里也可按幀進行操作 ,完全和編碼器的長度相同。進入九十年代后 ,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)用于多媒體會議、遠程教學及 IP 電話等領(lǐng)域。 (2)硬件實現(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 ,其運行速度越來越快。 具有完整的駐極體麥克風偏 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 。 事實上 ,RP,DS,PAD,FCS 這幾個數(shù)據(jù)段我們不用理它 ,它是由網(wǎng)卡自動產(chǎn)生的 ,我們要關(guān)注的是 DA,AS,TYPE,DATA 四個段的內(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 標準的片外 PHY 芯片無縫連接。該時鐘信號由 DSP 片上的 MDIO 模塊來實現(xiàn)的。該數(shù)據(jù)幀由一個幀頭，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) ,在程序運行過程中這幾個階段是重疊的 ,這樣 ,在不同級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)點分不開的。 6)實時傳送協(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 的會話初始化協(xié)議 SIP。在電路交換中 ,即使不說話 ,也要占用 64k