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基于TMS320VC5416的自适应变速率声码器

时间:2007-1-20栏目:电子通信论文

摘要:利用TMS320VC5416实现的一种高质量自适应变速率声码器。系统整体结构和工作流程,着重介绍了硬件接口方式以及实现自适应变速率的独特方法,并介绍了从片外FLASH上电加载大数据量程序的实现方法,最后统计出了整个算法对硬件资源的占用情况。
  关键词:TMS320VC5416声码器变速率自适应
  
  在当前的各种通信系统中,实时的语音编解码通常都在数字信号处理器(DSP)上实现。TI公司生产的C54系列DSP具有高性能、低功耗的特点,许多语音编解码算法都可以在它上面实现。但传统的语音编解码算法都是固定速率的,它们无法适应不断变化的网络情况和满足质量要求,缺乏灵活性。而且,一般的单速率语音编解码算法的程序量大都在30KWord以下,运算量也大都在30MIPS以下。TI公司新近推出的TMS320VC5416芯片拥有128KWord的片上RAM空间和160MIPS的运算能力,只承载单一速率的语音编解码算法显然是一种极大的浪费。
  
  清华大学自主开发的正弦激励线性预测(SELP)系列低速率语音编码算法由于采用了合理的激励模型,在2.4kbps、1.2kbps和0.6kbps三个速率上都具有很好的重建语音质量。其中,2.4kbps速率算法的重建语音质量与国际上流行的相同速率的高质量AMBE算法相当,0.6kbps算法重建语音的可懂度也能达到90%以上,十分适合应用在各种军用语音通信系统中。
  
  本文详细介绍了利用TMS320VC5416DSP实现的自适应变速率SELP声码器。该声码器可根据不同的速率要求自动实时地切换到不同速率的算法进行语音通信,具有很好的通用性和灵活性。
  
  1声码器系统的结构和原理
  
  声码器通信系统是建立在通用的MODEM平台上的,可以按照2.4kbps、1.2kbps和0.6kbps中的任一个速率实现全双工语音通信。图1为整个通信系统的原理框图。
  
  MODEM平台负责对数字码流进行调制解调和通信,声码器则负责按照MODEM的要求对语音进行编解码。MODEM把话筒提供的模拟语音送给声码器编码并将声码器的解码语音送给听筒。MODEM还负责给声码器提供码流传送时钟,声码器则按照这个时钟与MODEM交换数字码流。另外,MODEM和声码器之间还有一些控制信号线用来彼此交换状态信息。表1是MODEM和声码器之间的主要接口关系。
  
  表1MODEM和声码器的主要接口
  
  名字方向
  功能
  
  AinMODEM至声码器模拟语音输入Aout声码器至MODEM模拟语音输出CLKMODEM至声码器码流传送时钟,声码器按照CLK的频率进行编解码TXD声码器至MODEM声码器至MODEM的数据线,在CLK的下降沿有效RXDMODEM至声码器MODEM至声码器的数据线,在CLK的上升沿有效PTTMODEM至声码器PCM码有效标志RTS声码器至MODEM发送码流有效标志CDMODEM至声码器接收码流有效标志
  虽然MODEM可以根据网络条件和外界要求自动改变速率,但是却没有专门的信号线用来通知声码器进行速率转换。注意到码流传送时钟CLK是根据速率要求实时变化的,所以声码器通过检测CLK的频率就可以得到当前的速率转换信息。
  
  声码

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