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随着通信技术和信息化社会的高速发展,频率资源愈发显得宝贵。语音通信作为通信的主要业务,压缩语音信号的传输带宽或降低语音编码速率一直是人们追求的目标。尽管通信网络容量在不断增加,但是带宽与系统容量、传输的有效性和可靠性之间的矛盾依然是现代无线通信系统中最突出的矛盾,由于无线信道存在时变、多径、误码大等特点,需要结合信源和信道编码才能达到较好的抗干扰能力,但是无线信道资源有限,传输速率低,如果要在有限的信道带宽传输话音数据并添加信道纠错编码,那么就需要具有压缩效率高、编码速率低的语音编解码算法,所以低速率语音压缩编码一直是人们现在和未来语音通讯的关键技术。
随着语音编码算法复杂度的增加,注意到通信系统对设备体积和功耗要求有严格限制,传统的单一微处理器架构已经不能满足在终端系统中对多媒体数据处理的实时性要求。这些矛盾就使得多核处理器的应用成为在现代语音通信系统中的另一个关键技术。
本文在简要介绍正弦激励线性预测(SELP)声码器原理、语音编解码的性能评测方法和国内外低速率语音编解码现状与发展的基础上,针对某具体的通信数传系统平台,在预先定义好的信道传输以及TDMA时隙分配方案下,设计了基于SELP声码器的话音数据传输帧结构;同时考虑到信道容量以及基带传输特点,设计了话音数据段协议以及提出系统的“坏跳取代”方案,以解决合理利用信道资源和克服由于丢帧而造成的话音质量下降等问题;综合考虑到系统对性能、体积和功耗的苛刻要求,选择了TI公司的OMAP5910双核处理器芯片作为语音数据处理的核心,设计了系统硬件平台和控制软件,嵌入SELP声码器软核,实现了一点对多点的无线语音传输。
对系统的测试结果表明,使用2.4Kb/s速率的SELP声码器满足系统语音通信速率要求,在系统信道带宽以及延时要求上得到较好的平衡。该方案适合于信道质量恶劣、干扰和误码大、要求传输速率低且对保密性要求高的无线语音通信系统中。