【正文】 里也可按幀進行操作,完全和編碼器的長度相同。緩沖區(qū)可容納許多語音包,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,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。最后網(wǎng)絡(luò)處理器為語音包添加包頭、時標和其它信息后通過網(wǎng)絡(luò)傳送出去。每個幀合120個語音樣點(抽樣頻率為skHz)。其次,把語音包按照特定的幀長進行編碼。(l)發(fā)送端處理流程:首先,把模擬信號轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號,并對其進行進入緩沖器前的量化數(shù)據(jù)處理。 無論對實時的應(yīng)用(如IP電話)還是非實時的應(yīng)用(如語音郵件),發(fā)送端語音都要經(jīng)過模擬信號—數(shù)字信號—語音包的處理過程,并在接收端對語音包進行相反處理,從而得到與輸入端相同的語音信號。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行特殊的處理,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)。接收器A/D轉(zhuǎn)換壓縮編碼器IP封裝/發(fā)送器Internet播放器D/A轉(zhuǎn)換壓縮解碼器IP解包/接收器 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。由于IP電話使用了分組交換和統(tǒng)計復(fù)用技術(shù),實現(xiàn)了語音、數(shù)據(jù)的綜合傳輸,從而克服了傳統(tǒng)電話對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,使得整個網(wǎng)絡(luò)的運營成本大幅度降低。 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Internet/Intranet等互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)來傳遞語音信息的,該系統(tǒng)包括終端設(shè)備、網(wǎng)關(guān)、多點接入控制單元(MCU)和網(wǎng)絡(luò)管理者等部分。它將13位或14位的PCM編碼轉(zhuǎn)換成8位A律或u律的壓擴編碼,質(zhì)量相當于12位比特的線性量化,同時還規(guī)定了A律和u律之間的轉(zhuǎn)換關(guān)系。參數(shù)編碼的基本出發(fā)點是根據(jù)確定的成音模型確定模型參數(shù),雖然LPC聲碼器也是通過殘差信號的最小化進行計算的,但是其著眼點是要求模型參數(shù)的最佳值,而并非SNR的最大化。這樣SNR有可能下降,但主觀感覺質(zhì)量反而會提高。波形編碼的設(shè)計要求是獲得盡可能高的信噪比(SNR)。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抽樣值的分析計算,為了去除冗余信息都需對差分信號(或稱殘差信號)進行處理,因此在技術(shù)上兩者并無明顯的界線,許多技術(shù),如線性預(yù)測、自適應(yīng)預(yù)測、矢量量化等既可用于參數(shù)編碼,也可用于波形編碼。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。參數(shù)編碼根據(jù)對聲音形成機理的分析、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應(yīng)為具有一定零極點分布的數(shù)字濾波器。波形編碼的基本思路是忠實地再現(xiàn)話音的時域波形,為了降低比特率,可以充分利用相鄰抽樣點之間的信息冗余性,對差分信號進行編碼,在不影響話音質(zhì)量的前提下,比特率可降至32kbit/s。后者知稱為反饋(feedback)自適應(yīng)預(yù)測,又稱閉環(huán)自適應(yīng)預(yù)測,是根據(jù)重構(gòu)信號調(diào)整系數(shù)的。和差分編碼類似,這N個抽樣值可以直接取自于輸入信號,由緩沖寄存器暫存,也可以由量化后的差分信號反饋后重構(gòu)生成。為了計算預(yù)測系數(shù),需要設(shè)定一個數(shù)據(jù)取樣窗口。由于話音信號的自相關(guān)函數(shù)大體是隨音節(jié)而變化的,也就是在一個音節(jié)時間內(nèi)自相關(guān)函數(shù)基本不變,只是從一個音節(jié)至另一音節(jié)時才有較明顯的變化,因此,自適應(yīng)預(yù)測都采用音節(jié)適應(yīng)算法。對于非線性量化來說,則要根據(jù)給定的非線性特性控制多個量化步長。它可用于PCM、DPCM和DM。由于對不同講話者和在不同環(huán)境下,話音能量的差別可高達40dB,即使在同一話音中,不同時刻的信號幅度也會有相當大的變化,因此有必要根據(jù)輸入信號的幅度變化動態(tài)地調(diào)整量化步長。因此一個自然的想法就是設(shè)計一種編碼方法,對此差值進行編碼,而不是對抽樣值本身進行編碼,這樣所需的比特率必然可以下降,這就是差分脈沖編碼(DPCM)。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,。 PCM編碼雖然能夠提供相當好的長途通信級語音質(zhì)量,但由于其速率過高,尤其在多媒體應(yīng)用以及在共享信道的數(shù)據(jù)網(wǎng)中應(yīng)用時,采用PCM傳送話音占用的網(wǎng)絡(luò)帶寬資源過高,所以人們提出了許多改進技術(shù),以降低話音編碼的速率,或者說在同樣的碼率下可以進一步提高話音的質(zhì)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,其主要問題是小信號處量化噪聲大,信號過大超過量化范圍時又會產(chǎn)生顯著的過載量化噪聲。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)字形式表示每個抽樣值。最早的也是最著名的波形編碼是PCM編碼,它包括三個過程:抽樣、量化和編碼。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。MOS=~,可用于普通電話通信,但有明顯可感失真。由20一60個非專職測試者對所聽的話音進行綜合打分,然后進行統(tǒng)計分析。其意圖是為設(shè)計者提供詳盡的反饋意見,但要求測試者具有很高的專業(yè)水平。目前常用的3種主觀評測法是:(1)診斷性音律測試(DRTDiagnostic Acceptability Measure)法:用以測量恢復(fù)話音的可懂度。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、和其它標準編碼器級聯(lián)的情況、不同發(fā)話者(如高音和低音)的識別、兩個講話者同時講話的情況以及不同語言的影響等。IP網(wǎng)絡(luò)電話一般選用中低復(fù)雜度的低比特率編碼。=30MIPS的為高復(fù)雜度編碼器。以及所需的RAM容量。通常編碼算法都在DSP芯片上運行,其原因是DSP芯片的處理機結(jié)構(gòu)最有利于算法的高效計算。(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時性。其值離散性很大,取決于是采用專用線還是共享信道。編碼器發(fā)送之前和解碼器解碼之前,必需將整個數(shù)據(jù)塊的所有比特都裝配好。通?？烧J為計算時延等于或略小于幀長,以確保下一幀數(shù)據(jù)到齊后,當前幀已處理完畢。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)。(2)時延話音編碼器時延由4部分組成:。一是有聲檢測(VAD一Voice Activity Detection),主要用于確定輸入信號是話音還是背景噪聲,其難點在于正確識別話音段的起始點,確保話音的可懂度。更復(fù)雜的多狀態(tài)編碼還可根據(jù)網(wǎng)絡(luò)負荷、剩余存儲容量等外部因素調(diào)整其比特率。根據(jù)統(tǒng)計,雙方通話大約只有40%的時間是真正有聲音的,因此一個自然的想法是采用通/斷二狀態(tài)編碼尸通狀態(tài)對應(yīng)有聲期,采用固定比特率編碼?，F(xiàn)在大部分編碼標準都是固定比特率編碼,~64kbit/s。(1)比特率降低比特率是話音編碼的首要目標,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。語音數(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語音編碼技術(shù)語音編碼的主要屬性有比特率、時延、復(fù)雜度和話音質(zhì)量。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。RTCP接收控制模塊提交來的報文，把分析結(jié)果送到系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫中，在數(shù)據(jù)庫中為每一個會話動態(tài)提供一張用戶列表，記錄每一個終端的個人信息以及由RTCP控制報文分析所得出的結(jié)果，如丟失報文數(shù)目、包丟失率、平均時延、時延抖動，終端個人信息包括IP地址、通信狀態(tài)等等。(RTCP) RTCP是RTP緊密相關(guān)的部分，用于監(jiān)視服務(wù)質(zhì)量和傳輸對話中成員信息。 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。④無結(jié)構(gòu)的數(shù)據(jù)流:TCP/IP協(xié)議并未區(qū)分結(jié)構(gòu)化的數(shù)據(jù)流，所以使用數(shù)據(jù)流服務(wù)的應(yīng)用程序必須在開始連接之前就了解數(shù)據(jù)流的內(nèi)容并對其格式進行協(xié)商。③有緩沖的傳送:使用虛電路服務(wù)來發(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，每個應(yīng)用程序使用各種大小的數(shù)據(jù)片。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特征來表示:①面向數(shù)據(jù)流:當兩個應(yīng)用程序(用戶進程)傳輸大量數(shù)據(jù)時，將這些數(shù)據(jù)當做一個可劃分為八位組的比特流。所以，UDP報文可能會出現(xiàn)丟失、重復(fù)、亂序的現(xiàn)象。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。另一個是可靠的數(shù)據(jù)流傳輸協(xié)議（TCP)。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。 在此主要介紹Internet層和運輸層協(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、無連接投遞機制的協(xié)議，IP提供了三個重要的定義:第一，IP定義了在整個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(datagram )，因此，規(guī)定了互連網(wǎng)上傳輸數(shù)據(jù)的確切格式。另一個是操作系統(tǒng)分界線，它把系統(tǒng)與應(yīng)用程序區(qū)分開來。網(wǎng)絡(luò)接口層包括一個設(shè)備驅(qū)動程序(如機器與局域網(wǎng)相連時需要相應(yīng)的驅(qū)動程序)，也可能是一個復(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)是由分組交換機組成的時候，這些分組交換機是使用HDLC協(xié)議與主機進行通信的)。最后，Internet層還要適時地發(fā)出ICMP (Internet控制報文協(xié)議)的差錯和控制報文，并處理接收到的ICMP報文。該層還要處理接收到的數(shù)據(jù)報，檢驗其正確性，使用路由算法來決定對數(shù)據(jù)報是否在本地進行處理還是繼續(xù)向前傳送。它接收運輸層請求，傳輸某個具有目的地址信息的分組。運輸協(xié)議軟件把傳送的數(shù)據(jù)流劃分為小塊(有時把這些小塊稱為分組)，把每個分組連同目的地址交給下一層去發(fā)送。 :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。 :在這個最高層中，用戶調(diào)用應(yīng)用程序來訪問TCP/IP互連網(wǎng)絡(luò)。 ，這個分層模型并非出自哪個標準組織，而是出自一些對TCP/IP協(xié)議的研究。 :第六層的目的在于將許多應(yīng)用程序在使用網(wǎng)絡(luò)時所需的功能包容進來，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?。需要指出的是，即使下層的協(xié)議在傳輸時都提供可靠性檢查，作為端到端的第四層也要進行檢驗來確保在中間的傳輸過程中沒有機器出故障。 :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，同時還要處理網(wǎng)絡(luò)擁塞的問題。由于傳送時的差錯破壞數(shù)據(jù)，還需要差錯檢測機制(如幀的校驗和)。:定義了如何在主機與分組交換機之間傳輸數(shù)據(jù)。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。而局域網(wǎng)技術(shù)提供