因特網(wǎng)協(xié)議(ip)語音技術的日益推廣以及因特網(wǎng)協(xié)議語音傳輸 (voip) 技術的迅速發(fā)展,推動了ip電話供應商在不斷提高語音服務質量的同時,還不斷推出新的令人振奮的功能與特性。幸運的是,對設計人員來說,數(shù)字信號處理器 (dsp) 平臺正在迎接新技術所提出的各種挑戰(zhàn),支持更高的語音質量與更強大的處理能力,并降低整體功耗,從而滿足新一代電話的需求?! p電話設計人員選擇處理器時,關鍵是要確保該處理器同時具備強大的實時處理能力、低功耗以及添加特性的高度靈活性等特性。ti推出的tms320c5000等dsp能夠提供適當?shù)奶匦约?,可滿足上述要求。此外,帶dsp內核的片上系統(tǒng)(soc)也提供了必需的處理能力,可滿足中高端電話的需求。ip電話開發(fā)人員也可使用現(xiàn)有的其他解決方案,比如單或雙精簡指令集計算機(risc)架構,但使用這些技術進行語音編解碼與實時語音處理就沒有dsp的工作效率高??删幊痰膁sp能適應未來特性與標準發(fā)展的要求,在此方面確實棋高一招?! 《唐趦龋虒⒉粩嗯Ω倪Mip電話的語音質量。長期來說,他們將推出高清 (hd) 語音、固定/移動融合、pc/電話集成等新功能與應用,以此來鞏固其在ip電話市場中的地位。不過,就目前而言,設計人員應選擇一款具備必需的實時處理能力、功耗盡可能低且理想適用于voip應用的dsp。 sd與hd語音 首先,我們必須了解當前技術從標清(sd)向高清(hd)轉變的情況,并認清其對ip語音市場的影響。更重要的是,要知道如何在有關應用中充分利用dsp,使hd語音在不久的將來成為現(xiàn)實。 有趣的是,電信傳輸網(wǎng)絡盡管是率先采用數(shù)字技術的介質,但它卻是最后一個充分利用數(shù)字技術清晰度優(yōu)勢的介質。電視、攝影、視頻、無線電廣播及音樂等其他數(shù)字媒體均在從sd向 hd 過渡,以更好地滿足消費者的需求。盡管語音通信仍然以sd pots 質量級的語音服務為主,但隨著dsp技術的引入,hd語音服務將成為未來ip語音通信的主流?! ‰娦攀袌鲎畛醪捎脭?shù)字技術時,決定以sd語音為標準,將頻率限制為200~3300hz左右,以節(jié)約網(wǎng)絡帶寬。這種人為的限制會引起語音削波,同時還使頻率降至正常的聽覺范圍以下(正常聽覺頻率可達20 000hz)。正由于此,通過pots網(wǎng)絡進行電話通話的音質絕對比不上當面談話。隨著時間的推移,電話骨干網(wǎng)絡不斷發(fā)展升級,其中包括向數(shù)字技術轉變,但將家庭和小型企業(yè)連接到基礎局端的“最后一英里”連接或雙絞線銅線本地環(huán)路仍以低帶寬雙絞線為主要傳輸介質,家庭電話仍主要采用模擬技術,帶寬非常有限。voip傳輸以及ip電話等設備則不受這些限制,因此將更接近于當面談話?! ‖F(xiàn)在,用戶采用寬帶技術,可以不受3300hz的頻率限制,語音信號能夠高速通過從本地到基礎局端的最后一英里。在某些領域,光纖與其他高容量介質甚至開始取代家庭中的銅線。寬帶連接的數(shù)據(jù)吞吐速率也在不斷加速發(fā)展。事實上,普通家庭寬帶傳輸速度已達到下行5mb/s,上行2mb/s。之所以發(fā)展如此迅速,很大程度上要歸功于voip業(yè)務的快速發(fā)展,其通過ip電話、路由器及其他設備將dsp的高速實時處理能力帶到了家中?,F(xiàn)在,支持hd語音功能的技術正日益盛行。
圖1 sd與hd編解碼器的比較 由于人的聽覺范圍是20~20000hz,hd語音通話技術相對sd語音話技術而言,是一種更理想的選擇。hd 語音技術可在更寬的頻譜范圍內實現(xiàn)出色音質,如圖1所示,因此人能在一般的hd電話交談中能聽到最小、最微妙的語音變化。例如,利用hd技術,同某人進行電話通話就像和他(她)在同一房間中面談一樣。盡管更高hd頻譜(256kb/s通道)所需的數(shù)據(jù)帶寬遠遠高于sd語音(64kb/s),但dsp具備實時數(shù)據(jù)壓縮功能,能將hd語音的帶寬要求減小到原來的1/4,同時保持hd語音質量不受影響?! 崟r語音處理 回顧幾年前,voip技術遇到的第一大挑戰(zhàn)就是如何滿足普通老式模擬電話業(yè)務 (pots)長期建立起來的基本服務質量 (qos) 標準。設計人員開始實施基于dsp的ip電話,不僅能滿足客戶多年來已經(jīng)習慣的通話語音質量要求,而且還能使電話通話體驗的質量遠遠優(yōu)于“電信級”語音質量,以實現(xiàn)cd級音質的豐富性與穩(wěn)健性?! 【邆渥銐驅崟r語音處理能力的dsp對提供voip應用所需的高質量語音服務至關重要。由于四線制到兩線制通話線路混合轉換反射及其他問題可能產生線路信號回聲,dsp必須要解決回聲消除等問題,還要支持脈沖編碼調制(pcm)處理、節(jié)約帶寬的數(shù)據(jù)流壓縮、通話音生成與檢測、揚聲器電話等應用的回聲消除等?! ∨cdsp相比,risc處理器等通用技術更適合非實時數(shù)據(jù)處理與控制任務,如系統(tǒng)人機接口和數(shù)據(jù)庫處理等。支持高速、實時、乘法累加(mac)功能的dsp則能快速處理高強度的數(shù)學運算任務,因此非常適合ip電話的高質量語音處理和安全性應用需求。