AMBE-1000声码器在语音通信系统中的应用
发布时间:2008/5/29 0:00:00 访问次数:525
摘要:ambe-1000是一款语音质量较好的低比特率声码器芯片。提出了应用该芯片研制语音通信声码器的具体实现方案。给出了语音通信系统中电话用户接口回路、pcm语音数字化编码回路和ambe-1000是支持电路。
关键词:ambe-1000 声码器 语音通信
ambe-1000是美国dvsi公司研制、lucent公司生产的一款成熟的双工声码器芯片。该芯片采用ambe语音编码算法,编码速率为2.4~9.6kb/s。ambe(advanced multi-band excitation)算法是mbe(multi-band excitation)算法的改进和扩充。mbe语音编码算法是将语音谱按基音频率分成若干个带,对各个带的信号中清音/浊音(v、uv)分别处理,最后将各个带信号叠加,形成全带合成语音。ambe-1000声码器在低速率和较强背景噪声下具有比较好的语音质量,从而使其在车、船载移动卫星语音通信系统中得到广泛应用。inmarat(国际海事卫星组织)已把ambe-1000应用于其各代卫星语音通信系统中,该芯片还可应用于语音压缩与存储等系统[3]。本文把ambe-1000应用于语音通信系统,提出了具体实现方案,给出了其电话用户接口回路、pcm语音数字化编码回路和ambe-1000支持电路。
1 ambe-1000简介
1.1 ambe-1000的主要特点
(1)具有高语音质量、低速率的全双工编码器。编码速率从2.4kb/s至9.6kb/s可变,语音质量和其它声码器的比较如图1[1]所示。
从图1可以看出,在4.8kb/s的编码速率下,ambe-100有很好的语音质量;在2.4kb/s的编码速率下,该芯片产生的语音比gsm语音还好。
(2)有较强的抗背景噪声能力,有fec功能,有良好的抗信道干扰能力,具体如图2[1]所示。
从图2可以看出,ambe-1000算法的抗背景噪声能力明显比较性预测celp等其它算法的高。
(3)具有功耗低的优点,还具有dtmf信号的检测、识别、产生和发送以及话音激活、舒适噪音插入和回音消除等功能[2]。
1.2 ambe-1000的基本工作原理
ambe-1000的ad/da语音接口信号可以是标准的μ律或a律压扩量化的pcm信号,也可以是14或16比特线性量化的pcm信号。压缩语音数据的传输接口能够设置为主动或被动方式,且数据可按串行或并行的方式传输。ambe-1000提供了用来设置芯片默认工作状态的一系列引脚,芯片加电时自动进入由引脚设置的默认状态。这些设置包括ad/da转换格式、语音编码速率、fec速率、主动/被动方式、并/串数据方式、vad使能、回音消除使能等。这些状态可以通过硬件设置,也可以由软件通过控制字进行更改[2]。
ambe-1000的数据格式可以是帧格式也可以是非帧格式,通常使用帧格式。对于帧格式,ambe-1000以20ms为周期全双工并行工作。在20ms之后,ambe-1000将a/d转换器送来的数字化语音压缩,按其帧格式打包后送到编码输出缓冲器,并将解码器输入缓冲器的数据包解压还原送向d/a转换器,从而完成对数字语音的编、解码。
2 ambe-1000在语音通信系统中的应用
基于ambe-1000具有的优点,本文设计的系统总框图如图3所示。系统采用电话机输入语音,提供了标准的rj11接口,接口电路用mc3419-1l实现。语音的数字化pcm编码采用mc14lc5480实现,最后采用ambe-1000对语音实现压缩。
2.1 用户回路接口电路
用户回路接口电路scil(subscriber loop interface circuit)主要为用户电话机回路提供“borsht”功能,由mc3419-1l实现。
mc3419-1l是motrola公司生产的用户回路接口电路接口芯片,其基本性能有:向用户环路馈送直流电源;采用电流镜、运放及外接平衡网络完成2/4线转换;具有用户线状态的检测功能,并输出相应的电平信息。mc3419-1l电路内采用电流镜来实
摘要:ambe-1000是一款语音质量较好的低比特率声码器芯片。提出了应用该芯片研制语音通信声码器的具体实现方案。给出了语音通信系统中电话用户接口回路、pcm语音数字化编码回路和ambe-1000是支持电路。
关键词:ambe-1000 声码器 语音通信
ambe-1000是美国dvsi公司研制、lucent公司生产的一款成熟的双工声码器芯片。该芯片采用ambe语音编码算法,编码速率为2.4~9.6kb/s。ambe(advanced multi-band excitation)算法是mbe(multi-band excitation)算法的改进和扩充。mbe语音编码算法是将语音谱按基音频率分成若干个带,对各个带的信号中清音/浊音(v、uv)分别处理,最后将各个带信号叠加,形成全带合成语音。ambe-1000声码器在低速率和较强背景噪声下具有比较好的语音质量,从而使其在车、船载移动卫星语音通信系统中得到广泛应用。inmarat(国际海事卫星组织)已把ambe-1000应用于其各代卫星语音通信系统中,该芯片还可应用于语音压缩与存储等系统[3]。本文把ambe-1000应用于语音通信系统,提出了具体实现方案,给出了其电话用户接口回路、pcm语音数字化编码回路和ambe-1000支持电路。
1 ambe-1000简介
1.1 ambe-1000的主要特点
(1)具有高语音质量、低速率的全双工编码器。编码速率从2.4kb/s至9.6kb/s可变,语音质量和其它声码器的比较如图1[1]所示。
从图1可以看出,在4.8kb/s的编码速率下,ambe-100有很好的语音质量;在2.4kb/s的编码速率下,该芯片产生的语音比gsm语音还好。
(2)有较强的抗背景噪声能力,有fec功能,有良好的抗信道干扰能力,具体如图2[1]所示。
从图2可以看出,ambe-1000算法的抗背景噪声能力明显比较性预测celp等其它算法的高。
(3)具有功耗低的优点,还具有dtmf信号的检测、识别、产生和发送以及话音激活、舒适噪音插入和回音消除等功能[2]。
1.2 ambe-1000的基本工作原理
ambe-1000的ad/da语音接口信号可以是标准的μ律或a律压扩量化的pcm信号,也可以是14或16比特线性量化的pcm信号。压缩语音数据的传输接口能够设置为主动或被动方式,且数据可按串行或并行的方式传输。ambe-1000提供了用来设置芯片默认工作状态的一系列引脚,芯片加电时自动进入由引脚设置的默认状态。这些设置包括ad/da转换格式、语音编码速率、fec速率、主动/被动方式、并/串数据方式、vad使能、回音消除使能等。这些状态可以通过硬件设置,也可以由软件通过控制字进行更改[2]。
ambe-1000的数据格式可以是帧格式也可以是非帧格式,通常使用帧格式。对于帧格式,ambe-1000以20ms为周期全双工并行工作。在20ms之后,ambe-1000将a/d转换器送来的数字化语音压缩,按其帧格式打包后送到编码输出缓冲器,并将解码器输入缓冲器的数据包解压还原送向d/a转换器,从而完成对数字语音的编、解码。
2 ambe-1000在语音通信系统中的应用
基于ambe-1000具有的优点,本文设计的系统总框图如图3所示。系统采用电话机输入语音,提供了标准的rj11接口,接口电路用mc3419-1l实现。语音的数字化pcm编码采用mc14lc5480实现,最后采用ambe-1000对语音实现压缩。
2.1 用户回路接口电路
用户回路接口电路scil(subscriber loop interface circuit)主要为用户电话机回路提供“borsht”功能,由mc3419-1l实现。
mc3419-1l是motrola公司生产的用户回路接口电路接口芯片,其基本性能有:向用户环路馈送直流电源;采用电流镜、运放及外接平衡网络完成2/4线转换;具有用户线状态的检测功能,并输出相应的电平信息。mc3419-1l电路内采用电流镜来实