IP电话中的语音编码技术

【摘要】： 随着计算计网络的不断发展，IP电话在互联网上实现了语音通信，促进了网络资源利用，降低了语音业务成本并推动了电话网和数据网的统一。而语音编解码算法作为影响IP电话质量的一个重要方面受到了人们的广泛关注。 G.729是国际电信联盟(ITU)颁布的编码速率为8kbit／s的低速率语音压缩编码标准，它采用了共轭结构算数码本激励线性预测(CS-ACELP)技术，可以达到32kbit／s的ADPCM的语音质量。G.729a是在对(G.729算法进行一些简化后形成的，与G.729的比特流兼容。虽然在某些特定条件下，其编码质量不及G.729，但其算法复杂度只是G.729算法的一半。G.729a是基于IP网络的多媒体会议系统H.323可选的语音压缩编码标准之一，具有广泛的应用前景。 基于以上背景，我们提出了在定点DSP芯片上全双工实时实现G.729a编解码算法的研究课题。本课题的主要目标就是研究G.729a算法的原理，并以AD公司的ADSP2188N芯片为核心实现此算法。为此，我们设计了系统硬件平台，音频信号从话筒输入后经AD转换送至DSP，DSP既可以完成编码，也可以完成解码工作，解码以后的信号经DA还原为模拟信号后通过听筒输出。本系统还可以直接从PC机上下载程序进行系统更新。由于汇编语言比C语言的执行效率约高一个数量级，我们将标准C语言程序转换为汇编语言程序，并针对ADSP2188N芯片进行特定的优化，使其在DSP上高效运行，从而大大减少了系统时延。 本文首先介绍了IP电话的发展状况和实现原理，分析了IP电话的特点和不足。接着论述了语音压缩的关键技术，并对目前常用的一些音频编解码算法作了简要的介绍和比较。随后本文就如何用汇编语言实现G.729a算法做了说明，详细介绍了算法的原理并给出了一些关键程序的设计流程图。为了满足实时编解码的需要，本系统采用了乒乓缓冲结构来控制软件系统的流程。 一 结合ADSPZ188N汇编语言的特点，本文指出了一些程序的优化方法和编程 中容易出现的关键问题。在硬件设计中，本系统以ADSPZI 88N为核心，结 合CODEC芯片MSM7702完成编解码算法，使用FLASH芯片SST39lto80 来存储系统的启动程序、汇编语言程序和初始化表格数据，使用话筒和听筒 来完成语音的输入输出。为了方便与计算机通信，本系统还将ADSPZI 88N 上的同步串曰模拟转换为RS232串口。最后，本文介绍了如何结合ADSPZ18X EZ－ICE硬件仿真工具和 VisualDSP＋＋软件编译环境，对系统进行调试和性能 测试，并给出了测试结果。