试议对讲机中语音编码.docx

试议对讲机中语音编码一、数字对讲机系统的语音处理模块根据数字对讲机的特点它的设计系统由四部分组成其中最重要的是语音处理模块的设计。它的设计原理是采用微处理器ARM单片机接收数据和编码、解码等工作语音编码数据由DVSIAMBE+2DSP芯片进行处理微处理器ARM在处理数据时采用TDD帧方式封装和控制数据使输入和输出处接口设置定时器可以接收与发送模式转换进行控制。1.语音处理模块的设计思路语音处理模块将模拟信号转化为PCM数字信号数字信号由DSP芯片进行语音压缩编码使输入的数字信号转化为语音便于在一定的信道内传输更多的信息既能节约无线信道宽带还能提高系统的抗干扰能力使无线传输距离更强。语音编码的算法采用电信推出的DPMR的语音压缩编码方式进行。该算法在波形编码和参数编码的基础上结合预测编码采用矢量量化和合成分析的技术方法对源代码进行了优化使语音处理控制在100ms以下能够满足无线语音通信的功能。在8kbps传输码率下提高了话音质量具有较短的时延性。和以往的编码方式相比编码更简单是目前无线通信方式中最理想的语音压缩编码方式。下面介绍一下源代码优化的具体方法。（1）改进了自适应码的搜索方法。改变语音数据帧中的原来80个采样点为40个偶数点优化了开环基音搜索算法。（2）改进了固定码的搜索方法。优化了码书搜索使原来的8个循环优化为3个多层循环搜索法。（3）对程序设计进行优化。对没有必要的溢出保护去除掉大量的基本运算用宏进行定义这样可以提高程序的执行效率。在完成以上三步的优化后再用CCS的优化器进行优化大大提升了编译后的代码容量速度也加快语音处理的延时速度更快降低到10ms以下。2.DSP芯片介绍以及编、解码的算法在选择DSP芯片时选用的是CMX618处理芯片它是最新改进的芯片它的最大特点是具有两个算数乘法器四个累加器两个算术逻辑部件算数乘法器采用的是17bit×17bit的算术逻辑部件采用的是40位和16位的各一个它的运算速度可高达400MPS大大增强了芯片的运算能力。这种芯片的DMA接口具有6个通道它具有USB全速接口和I2C接口还具有一个64KBytes的DRAM控制器和一个192KBytes的SDRAM；它具有多通道缓冲串口能够提供3个McBSP串口使芯片之间的数据交换效率提高了几倍。它的外部存储器具有更佳高效的接口便于与外部设备的连接使连接更紧密同时还能够扩大DSP的外部存储器空间大大满足了系统的要求。通过阐述以上各种芯片的优点使TDD数字对讲机实现了语音压缩编码的功能。SDRAM扩展了容量改进为128K×16bitFLASH的存储空间也扩展为512K×16bit的片外存储器使得语音缓存数据不再占有更多的内存储空间上电复位后便于程序的加载使外部存储器和C5509A的连接更佳紧密无缝。CMX618的编码速率高达8kb/s它的编码算法是共轭结构的代数码激励线性预测。当它工作时CMX618芯片的编码算法采用如下的办法：A/D首先转换为PCM码PCM码是16位的它再通过McBSP0口发送至双缓冲区发送的方式采用DMA的方式接收缓冲区每接收一个PCM码就会发生一次DMA操作。当接收到80个PCM码时已经发生了80次DMA操作最终导致CPU中断这80个PCM码被称为一帧当传至G729A时主程序被压缩进行编码编完码后数据自动存入McSSP1口继续发送至缓冲区McBSP0继续采集新的数据。就这样反复的采集数据触发CPU中断采集到的数据再被发送出去。解码的过程正好和编码的过程相反首先通过McBSP1口接收比特流接收的方式和发送的方式一样都以DMA的方式由CMX618主程序进行解码然后输出采集数据发送至McBSP0口的发送缓冲区最终发送至A/D口最后转换成语音模拟信号。二、结束语通过以ARMDSP芯片为基础讲解了对讲机是如何进行编、解码的过程该对讲机具有强大的逻辑运算功能能够进行语音的压缩和编解码功能。本对讲机功耗低具有可扩展性和高信噪比应用于短距离无线语音传输的领域成本低好控制在工业生产和商业活动中起着重要作用。作者：张翎影单位：东南大学