[发明专利]一种语音数据处理和传输的方法和装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种语音数据处理和传输方法，属于语音通信、传输与处理领域。

背景技术

传统的并行传输方式由于走线多、信号间串扰大等缺陷，无法突破自身的速度瓶颈。由于高速串行数据传输采用了源同步数据传输方式，而并行传输则因为高频下时钟抖动和偏斜所带来的设计挑战，阻碍了并行传输频率的进一步提高。所以两者相比，高速串行数据传输系统更适合于现代信息系统的需要。现在，国外著名设计厂商提出的高速串行传输系统主要由PCIExpress，RocketIO，SATA，HyperTransport，RapidIO，InfiniBand等。

在数据的板间高速传输过程中，如果使用普通的并行传输方式，那么走线多、信号间串扰大、出错概率高等缺陷就不能避免，也无法突破速度瓶颈。串行传输方式由于将时钟与数据合并传输，所以能够克服时钟和数据的抖动问题，极大提高传输速率，减少芯片外围引脚数量、电磁干扰和功耗，并获得较佳的信号完整性，降低了背板开发成本和复杂度，满足高频率远距离的数据通信需求，被广泛地应用到各种高速数据通信系统设计中。

当前，在VPX总线硬件架构设计中，高速串行技术迅速取代传统的并行传输技术正成为业界趋势。特别是Xilinx公司在FPGA中推出的RocketIO收发器硬核，使得高速串行能够带来更高的性能、更低的成本和更简化的设计。

语音编码技术已有80余年的发展历史，经历了由波形编码、参数编码到混合编码的发展过程。波形编码具有编码简单、适应能力强、语音质量好等优点，但编码速率高。参数编码的优点是编码速率低，可以低到2.4kbps甚至以下，但其合成语音质量差，对环境噪声敏感。混合编码是结合以上两类编码方法发展起来的，其典型的代表为码激励线性预测编码(CELP)、矢量和激励线形预测编码(VSECLP)、多带激励编码(MBE)。目前，国际语音编码标准以及编码性能等如表1所示。从表中可以看到语音质量与编码速率及带宽是成正比的，传输带宽越高，语音质量就越好。

在数字通信中，语音信号直接数字化所需的数码率太高，为了提高传输和存储的效率，充分利用信道容量，必须对数字语音信号进行压缩编码。由于现有的语音编码国际标准传输速率较高，算法较复杂，开发周期长；而低速率语音编码(编解码速度小于4.8kbps)的语音质量又大多不能令人满意(与G.729语音质量相比)。在实际应用中，由于信道扩展难、质量差，在这种情况下低速率语音编码极具吸引力。而随着数字通信业务的发展，高质量的低速率语音编码技术成为研究的热点，它将在保密通信、语音邮件、网络通信、IP电话等领域有广泛的应用前景。因此，亟需一种能满足窄带、低速语音通信系统的要求的语音处理和传输的装置和方法。

发明内容

本发明的技术解决问题是：为了满足窄带、低速、点对点双向语音传输的要求，在VPX总线硬件架构上，提供一种语音数据处理和传输的装置和方法。

本发明的技术解决方案是：一种语音数据处理和传输的装置，由发送终端和接收终端组成，发送终端包括语音AD/DA芯片、FPGA核心处理器和声码器，FPGA核心处理器包括FPGA控制器、校验模块、FIFO缓存模块、预处理模块和串行发送模块，所述的FPGA控制器对声码器和语音AD/DA芯片实现配置和控制，所述的声码器对语音AD/DA芯片输出的音频数据进行采样和编码，所述的校验模块对声码器编码得到的channelpacket，进行解串处理后对channelpacket的包头、类型和数据长度进行校验，提取channelpacket中的有效数据，所述的FIFO缓存模块对有效数据进行缓存，所述的预处理模块判断FIFO缓存模块中的有效数据是否满足发送条件，若满足则在有效数据前增加控制码、标识符和帧同步字后发送到接收终端，否则发送空帧，所述的串行发送模块将并行的有效数据转换为串行数据，完成数据帧的发送功能；