基于AMBE-2000的多速率語音通信終端模塊

摘要：介紹一種基于AMBE-2000和DSP芯片的語音通信終端模塊的原理與實現(xiàn)方案。該終端模塊具有設(shè)計簡便、語音編碼速率可變、音質(zhì)優(yōu)、性價比高、功耗小等諸多優(yōu)點，可廣泛應(yīng)用于衛(wèi)星通信、短波、微波通信和軍用保密通信等場合。

    關(guān)鍵詞：聲碼器 AMBE 前向糾錯編碼（FEC）

ＡＭＢＥ－２０００是ＤＶＳＩ（Ｄｉｇｉｔａｌ Ｖｏｉｃｅ Ｓｙｓｔｅｍ Ｉｎｃ．）公司推出的單片聲碼器芯片。該芯片采用改進的多帶激勵（ＭＢＥ）算法，能實現(xiàn)可變速率低比特率、高語音音質(zhì)的語音壓縮編碼。本文基于ＡＭＢＥ－２０００，設(shè)計并實現(xiàn)了一種語音通信終端模塊。該模塊具有設(shè)計簡便、語音編碼速率可變、音質(zhì)優(yōu)、接口靈活、工作電壓低、功耗小等諸多優(yōu)點，可廣泛應(yīng)用于衛(wèi)星通信、短波、微波通信和保密通信等場合，具有很高的實用價值。

１ ＡＭＢＥ－２０００功能概述

１．１ ＭＢＥ算法介紹

ＭＢＥ（Ｍｕｌｔｉ－Ｂａｎｄ Ｅｘｃｉｔａｔｉｏｎ）語音編碼技術(shù)是上世紀８０年代末提出的一種具有高語音質(zhì)量和強魯棒性的低速率語音編解碼技術(shù)。其改進的ＩＭＢＥ算法成為國際移動衛(wèi)星組織（ＩＮＭＡＲＳＡＴ）和ＡＵＳＡＴ移動衛(wèi)星通信的語音編碼標準。ＥＩＡ／ＴＩＡ也選擇了ＭＢＥ作為北美陸地移動通信系統(tǒng)的編碼標準。ＭＢＥ語音編解碼算法因其在低速率（＜４．８ｋｂｐｓ）上的優(yōu)越性能，在衛(wèi)星通信、數(shù)字話音存儲和保密通信等領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用。

ＭＢＥ編碼方式在頻域中按基音各諧波頻率，將一幀語音的頻譜劃分為多個頻帶，對每個頻帶作清、濁音（Ｕ／Ｖ）判決。對濁音帶，以基音為周期的脈沖序列作為激勵信號；對清音帶，則以白噪聲作為激勵信號�？偟募�勵信號由各帶激勵信號相加構(gòu)成。用該激勵信號激勵聲道濾波器，最終合成出具有較高自然度的語音。ＭＢＥ模型使合成語音譜與原語音譜在細致結(jié)構(gòu)上能擬合得很好，因此在低比特率的情況下，其合成語音的音質(zhì)依然能保持較高的自然度。

１．２ ＡＭＢＥ－２０００的功能與特點

ＡＭＢＥ－２０００芯片是ＡＭＢＥ－１０００的改進產(chǎn)品。與ＡＭＢＥ－１０００相比，其語音壓縮算法更優(yōu)化，語音質(zhì)量更高，最低編碼速率也由原來的２．４ｋｂｐｓ降低到２．０ｋｂｐｓ；在硬件和接口方面，也作了若干改進，并提高了其壓縮編碼和前向糾錯編碼（ＦＥＣ）的效率和可靠性。ＡＭＢＥ－２０００主要具有以下一些特點：

（１）速率多，語音音質(zhì)高：具有２．０ｋ、２．４ｋ、３．６ｋ、４．０ｋ、４．８ｋ、６．４ｋ、８．０ｋ和９．６ｋｂｐｓ八種壓縮速率。當(dāng)速率在４．０ｋｂｐｓ以上時，可得到接近長途電話的話音質(zhì)量；當(dāng)速率為２．０ｋｂｐｓ時，仍然具有較高的可懂度和自然度。

（２）可變速的ＦＥＣ功能：可根據(jù)信道情況，靈活地選擇ＦＥＣ的速率。語音和ＦＥＣ的速率選擇既可以通過硬件管腳設(shè)置，也可通過軟件方式設(shè)置。

（３）芯片內(nèi)集成卷積

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