dsp多通道扩容型数字电话设计 第4页
误差最小。用于闭环基音搜索的目标信号通过减去自适应码书的贡献而得到更新，即：
目标信号x’(n)和冲激响应h(n)的卷积信号d(n)为：
如果c k是第又个固定码书矢量，那么这个码书的搜索是使下面这项最大：
在码书搜索之前，先计算出信号d(n)和矩阵ф，注意到为加快搜索方法和速度仅计算实际需要的元素，并且设计一种有效的存储方法。
I．固定码书的码字计算：
脉冲i0，i1和i2的脉冲位置，每个用3位编码，而i3的位置用4位编码，每个脉冲编码的幅度用1位编码，对每个子帧，总共用17位。如果符号为正，定义s＝1，如果符号为负，定义s=0，则符号码字为：
固定码书为：
这里如果m3＝3，8，…，38，则jx=0；如果m3=4，9，…，39，则jx=1。
II．固定码书增益计算：
固定码书增益g c能表示为：
g c’是基于先前的固定码书能量的预测增益，γ是一个相关因子。
III．用于增益量化毕业论文
http://www.751com.cn/ 的码书搜索
自适应码书增益(基音增益)和固定码书增益用7位进行矢量量化。增益码书搜索是使原
始语音和重建语音之间的加权均方误差最小化，这个误差为：
这里x是目标矢量，y是已滤波的自适应码书矢量，z是固定码书矢量与h(n)的卷积。
自适应码书增益g p和因子γ的量化使用一个两段共扼结构的码书，第一段由一个3位
二文码书GA构成，第二段由一个4位二文码书GB构成。每个码书里的第一个元素表示
量化自适应码书增益g p^，第二个元素表示量化固定码书增益校正因子γ^。分别用GA和GB表示码书GA和GB的索引，则量化自适应码书增益为：
量化固定码书增益为：
从对应于最佳选择的索引，我们可以得到用于增益量化器的码字GA和GB，为了降低
单个位误差的影响，需要对码书索引进行映射变换。
6. 存储更新
两个增益被量化后可获得当前帧的激励信号u(n)：
其中g p^和g c^分别是量化自适应码书增益和固定码书增益，v(n)是自适应码书矢量(内插的过去的激励)，c(n)是包含了谐波增强的固定码书矢量。对40个样点的子帧，让信号r(n)—u(n)(残差和激励的差)通过滤波器1／A(Z)和A(Z／γ1)／A(Z／γ2)进行滤波，并保存这些滤波器的状态，这样就更新了滤波器的状态。
B. 解码原理。
图10 G.729解码中的信号流图
G.729解码过程分成下面几个过程：LP滤波器参数的解码，奇偶校验位的计算，自适应码书矢量的解码，固定码书矢量的解码，自适应和固定码书增益的解码，重建语音的计算，后处理。
解码过程的前半部分是编码过程的逆过程，原理相同。得到的重建语音通过一个后处理运算增强。后处理器包括一个自适应后滤波器，一个高通滤波器和一个幅度调节器，自适应后滤波器由三个滤波器级联而成。它们是长时后滤波器HP(Z)，短时后滤波器Hf (Z)，倾斜补偿滤波器H t(Z)。后滤波器的系数每个5ms的子帧更新一次。后滤波器的处理过程如下：
①对重建语音信号s(n)^进行逆滤波，以产生残差信号r(n)^，用这个信号来计算长时后
滤波器Hp(Z)的延迟T和增益g t；②信号r (n)^通过长时后滤波器Hp(Z)和合成滤波器
1／[g f A(Z／γd)]进行滤波；⑨合成滤波器的输出信号通过倾斜补偿滤波器Ht(Z)产生后滤波
的重建语音信号sf (n)；④对sf (n)使用自适应增益控制方法以便之与s(n)^的能量相匹配，得
出的信号sf ‘(n)通过高通滤波和幅度调节，产生解码器的输出信号。
4．1．3 DSP与MODEM间的通信
DSP由标准串口SCI0通过电平转换后与MODEM相接。MODEM上电后即处于命令状态，由DSP通过AT命令进行初始化，然后与对方MODEM建立通路。通路建立了以后，MODEM处于在线状态，这时，便可以进行话语编码数据的传输了。结束通话前，DSP向MODEM发“＋＋＋”命令，MODEM由数据状态进入命令状态，用ATH实现挂机。
通信之前，先初始化SCI。波特率的设置方法：经压缩编码的每帧信息量为80Bit，本系统采用每帧82字的位流文件格式；两路语音编码需要发送，帧率是8/80KHz，设置串行数据段为8位（即每串行帧10位），无奇偶校验位，则一路编码数据帧需2×82个串行帧才能发送完，故SCI的发送时钟应设为8/80×2×2×82×10KHz。波特率 ＝发送时钟×16。另外，设置所有参数均以MSB开始传送。
数据的接收和发送采用中断的形式，并存在数据缓冲的问题。
4．1．4 通信数据缓冲方法
鉴于G.729编码算法的特点，语音编码前后和解码前后都存在数据缓冲的问题。下面以语音编码前和解码后(也即原始语音采集后和合成语音播放前)的情况为例，介绍本系统采用的数据缓冲方法。
G.729a编码是以80个字为处理单位（一帧），AB两路语音以每次一个数据字的速率采集进来，需缓存起来，等到满一帧时才交毕业论文
http://www.751com.cn/ 给编码子程序处理。另外，G.729a算法还要求下一帧的40个样点来计算该帧的自相关系数，所以有额外5ms的算法延时。解码时，一帧合成语音的数据也为80字，解码过程和合成语音的播放过程同时进行的，同样存在数据缓冲的问题。采用的方法是：在DSP内部数据RAM区，为每路的发送和接收各开辟两个80个字的数据缓存区：ARX-BUFF1，ARX-BUFF2，ATX-BUFF1，ATX-BUFF2，BRX-BUFF1，BRX-BUFF2，BTX-BUFF1，BTX-BUFF2，实行乒乓缓冲机制。所谓乒乓缓冲机制就是两个缓冲区交替工作，一个缓冲区满时启动另一个工作。
4．2 软件功能模块
因为时间的原因，目前本系统只完成了两大功能块，即上面介绍的DSP与PCM编码器间的通信和两路语音G.729a编解码。
SSI口接收中断子程序：（图11）
SSI口发送中断子程序：（图12）
以一路语音的编解码过程为例的主程序流程略图：（图13）
编码子程序的流程略图：（图14解码子程序的流程略图：（图15）
图11 SSI口接收中断子程序
图12 SSI口发送中断子程序
图13 主程序流程略图
图14 编码子程序略图
图15 解码子程序流图5． 结束语
多通道扩容型数字电话系统的设计上的特点是充分利用了DSP56F826的片上资源，同时又保留了模拟电话的拨号，振铃以及通话电路，使设计合理而紧凑。应用上的特点的是它提出了一种具有实际意义的实用性数字电话的切实可行的设计方案，可以很方便地应用于如电话采访，实时数据传输，小型电话会议等多种场合，具有广泛的应用前景。
[ 参考文献]
[1] 杨行峻，迟惠生。语音信号数字处理。北京：电子工业出版社，1995
[2] Motorola Inc. DSP56F826_827 User’s Manual
[3] Motorola Inc. DSP56F800 Family Manual
[4] ITU-T Recommendation G.729 Annex A : Reduced complexity 8 kbit/s CS-ACELP speech codec
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