《基于DSP的VoIP语音编解码研究》由会员分享，可在线阅读，更多相关《基于DSP的VoIP语音编解码研究（47页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、基于D S P的V o I P 语音编解码的研究摘要随着通信网络数字化的迅速发展， 近几年来通信技术和计算机技术相互渗透的进程明显加快，出 现了基于I P的分组语音技术，即V b I P ( V o i c e o f I N 技术。语音编解码是V o I P 中的一个核心的问 题， 本文对I T U的G系列语音编解码中的G . 7 1 1 和G . 7 2 3 . 1 两种语音编解码方案进行了系统的研究。为了 检验编码方案的正确性和有效性， 根据I P电话网关的数据流程，设计了 一套语音数字信号处理的实验方案。该方案充分模拟了语音信号在普通的电话交换网和分组交换网的数据的变化过程， 可实时运
2、行。该方案的硬件包括微机、 D S P开发板及它们之间的接口 部分。 微机应用主程序软件采用V I S U A L C 十 + 6 .0 编写。语音 信号 采川声卡进行采集播放，编解码部分采用WI N D O WS多媒体系统标准A C M D r i v e r技术、多线程技术和接口技术，实现了多媒体微机上的实时编解码过程。由于这些编程技术通用性好，易于实现， 所以功能可以不断地加以 扩展。D S P开发板上的软件采用汇编语言、 C语言混合 编程技术， 通过配置D S P 硬件 ( 包括串队 H P I 口 和D M A ) 资 源 ， 使 它 们 可 以 准 确 地 配 合 语 音 信 号
3、处 理 时 序 一 l 的 特 殊要 求， 并 针对D S P 环境下 信号 实时 处 理 和快 速 存 储的 时 序配合问 题， 设 计了 软件等待及多缓冲区循环访问的解决办法。该系统在微机与D S P 处理板及接C I 的配合 F : 1 二 作稳定可靠。木系统所具有的实时处理以及多媒体技术的综合应用对于进一步设计更复杂的实时数字语音系统奠定了基础，具有很好的借鉴价值。 关 键 词: 一V O IP语 音 编 解 码 多 媒 体 实 时 处 理D S PR E S E AR C H ON V o l P VOI C E C ODI NG A ND DE C ODI NG B AS E D
4、ON DS PABS T RACTI n r e c e n t y e a r , t h e p r o c e s s t h a t c o m m u n i c a t io n 一 t e c h n o l o g y a n d c o m p u t e rt e c h n o l o g y s a t u r a t e i n t o e a c h o t h e r b e c o m e f a s t c l e a r l y , p a c k e t v o i c e b a s e d o n I P a p p e a r s w h ic h
5、i s c a l l e d V o I P . T h e c o d i n g a n d d e c o d i n g o n V o l P i s it s k e r n e l q u e s t i o n .T h i s p a p e r r e s e a r c h e s s y s t e m a t i c a l l y t h e G . 7 1 1 a n d G . 7 2 3 . 1 i n I T U - T G - s e r i e s v o i c ec o d i n g ; a n d d e c o d i n g . I n o
6、 r d e r t o v e r i f y t h e c o r r e c t n e s s a n d v a l i d i t y o f c o d i n g a n dd e c o d i n g , a d i g i t a l s i g n a lp r o c e s s e x p e r i e n c ep r o j e c t i sa l s o d e s i g n e d b a s e de n o u g h s i m u la t e s t h eo n d a t ap r o c e s s o n I P t e l e p
7、 h o n y n e t w o r k g a t e w a y . T h i s p r o j e c tp r o c e s so fvoi ced e s i g n e dd a t a c h a n g e s b e t w e e n t h e P S T N a n d P S P D N . M o r e o v e r t h i s p r o j e c t i sr u n n in g r e a l - t i m e . I n t h i s p r o j e c t , t h e h a r d w a r e i n c l u d
8、 e s m i c r o c o m p u t e r ,DS Pe x p e r i e n c ed e v e l o p i n g b o a r d a n d i n t e r f a c e . I n s o ft w a r e， t h ema in p r o g r a m i se d it e d b y V I S U A L C + + 6 .0 . I t u s e s s o u n d c a r d c o l l e c t i n g a n d p l a y i n g s o u n d d a t a ,m u l t i t
9、h r e a d p r o g r a m m i n g , s t a n d a r d A C M d r iv e r a n d i n t e r f a c e t e c h n o l o g y i nWI N D O WS a r e u s e d t o r e a l i z e t h e r e a l - t i m e c o d i n g a n d d e c o d i n g o n m i c r o c o m p u t e r .T h e c o d i n g a n d d e c o d i n g o n D S P i s
10、 r e a l i z e d b y a s s e m b l y l a n g u a g e a n d C la n g u a g ew h i c h c o n f i g u r e t h e h a r d w a r e r e s o u r c e in c l u d i n g M c B S P , H P I a n d D M A c o r r e c t l y i n_ 七o r d e r t o a d a p t 俪s p e c ia l r e q u e s t o f v o ic e s i g n a l p r o c e s
11、 s in t im in g . O n t h e o t h e r h a n d , t h e m e t h o d s o f s o ft w a r e w a i t i n g a n d m u l t i b u ff e r c i r c u l a t i n g v i s i t a r e c r e a t e d i n o r d e rt o r e v o l v e t h e q u e s t i o n s o f t h e t i m i n g c o o p e r a t i o n a n d m e m o ry v i
12、s i t o n r e a l - t i m ep r o c e s s i n D S P . T h i s s y s t e m c a n w o r k s t a b l y a n d c r e d i b ly w i t h c o o p e r a t i o n o f t h em i c r o c o m p u t e r , D S P p r o c e s s e x p e r i e n c e d e v e l o p i n g b o a r d a n d i n t e r f a c e . T h e r e a l- t
13、im e 吵a b ility o f th is s y s te m a n d s y n t h e s is a p p lic a t io n o f m u lt im e d ia 烤 c h p o l o g y l a y a f o u n d a t i o n f o r f u r t h e r d e s i g n i n g r e a l - t i m e p r o c e s s a p p l i c a t i o n砂 神扣 . I t h a s v e ry g o o d v a l u e f o r r e f e r e n c
14、 e . K E Y W O R D S V o l P , V o ic e c o d e c s , M u lt i m e d i a , R e a l - t im e p r o c e s s. 引言在当今世界上 存在着两大类应用最为广泛的通信网，其一是公用电话交换网， 其二是分 组 交 换网。 这两 大 类通信网 的发 展 都非 常快， 相比 较而言 ， 分 组 交 换网 的 发展 速 度更 快， 这 可以 通过带宽的需求看出，而且分组交换网在许多方面具有比 较好的优点， 这是公用电话 交 换网所不具备的，在已 有的分组交换网上在另建一个公用电 话网来传输语音是不经济的，
15、这 就要求在分组网上传输语音，即 使用 V O W 技术。分 组网 上要传输语音最大的问 题是 Q O S ( Q u a n t ity o f S e r v i c e服务 质量问 题) 这是因为 分组交 换网 一般不 提供服务质量的 保证， 尤 其 在这种涉及语音实时传送的问题上更是如此，解决这一问题的一 个办法就是采用低比特率的 语音压缩算法，这就是在 V O I P上应用低比特率语音压缩算法的原因。在V O I P上应用的语音 压缩编码使用最多的是I T U ( I n t e rn a t i o n a l T e le c o m U n it ， 国际电 信联盟) 制定的G
16、系 列语音 编解码算法，这些算法都代表了语音编解码方面的最新的一些成果。由于I T U是制定国际电 信通信领域标准的权威机构，所以对于这些算法的研究在实际工作中也具有一定的实际应用 意义。 另外由于这些算法并没有给出实际应用的场合， 在V O I P 的实现过程中这些算法都要转 化为相应的可实现的程序。 而D S P 是专门为数字信号 处理而设i 1 的， 它的处理能力极为强人，且 价 格 便 宜 ， 特 别 适 合f 这 样 的 应 用 场 合 。 在 各 种 D S P 处 理 芯 片 : 卜 T I ( 德 克 萨 斯 仪 器 礁 公 司) 开发的D S P 芯片T MS 3 2 0 C 5 4 x 系列是应用比较多的， 它广泛应用F . 有线和无线通信、 V O I P . 便携式信息系统、寻呼机、 助听器等设备中。由于这种芯片具有功耗低，内部包含专 用的通 信通道， 所以 特别适合在通信工程领域应用. 将这些编解码算法在D S P上实现就是V O I P 在 实际应用中必须解决的一个实际问题。在这些算法中有些算法运算量是很大的，算法的结构 极为复杂， 要将算法在D S
