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一种基于AMBE2000的低速率语音通信系统

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AMBE算法及其实现方式

AMBE算法及其实现方式

AMBE算法及其实现方式AMBEA算法及其实现方式在数字移动通信系统中, 语音编码部分是很重要的一个环节, 它的性能直接关系到整个移动通信系统的工作质量。

首先综述在以数字集群为代表的移动通信系统开发的背景下, 语音编码的概念、分类和发展情况, 并介绍目前世界上常见移动通信系统所用的语音编码方案, 从而明确语音编码算法的比较对象。

今天我就自己手头了解的一些知识对AMBE算法进行初步的概括：1.MBE算法的概念AMBE是基于MBE技术的低比特率、高质量的改进语音压缩算法, 该技术在低比特率压缩系统中能提供极优的语音质量, 却对指令执行速度和存储器容量的要求大大降低, 在背景噪声和信道误码方面也有极强的鲁棒性, 比基于线性预测编码的CELP、RELP、VESLP、LPC-10等要优越。

那么了解AMBE之前我们先来了解下MBE算法：MBE编码算法是用基音谐波处的谱抽样来表示短时谱，并且在谐波间隔频段上分别进行清/浊音判决。

合成端用一组正弦波合成谱,用噪声谱的傅立叶反变换来合成清音谱。

这种算法提出了一种由正弦模型引出的频域模型—多带激励模型。

MBE模型如图1所示。

首先按基音各谐波频率, 将一帧语音的频谱分成若干个谐波带,再以若干个谐波带为一组进行分带, 分别对各带进行清浊(V/U)判决, 总的激励信号由各带激励信号相加构成。

对于浊音带, 用以基音周期为周期的脉冲序列谱作为激励信号谱对于清音带, 则使用白噪声谱作为激励信号谱。

时变数字滤波器的作用是确定各谐波带的相对幅度和相位, 起到了将这种混合的激励信号谱映射成语音谱的作用。

这种模型使合成语音谱同原语音谱在细致结构上能够拟合得很好, 其合成端的语音质量必然较高。

2.AMBE算法实现形式2.1AMBE编码的基本方式AMBE 编码的基本方法为：首先将输入的每帧 160 个数字话音取样点分成交叠的段，经模型分析后得出该帧的模型参数。

编码器量化这些模型参数，加上纠错码，然后以4.8kbps 的数据流发送。

基于AMBE-2000的低速声码器设计与实现

基于AMBE-2000的低速声码器设计与实现

Ａ Ｅ ２ ０ 芯 片电路可以被视为 ２ ＭＢ 一 ００ 个独立 的部分 ， 即编码 器和译码器。编码器接收采样 率为８ ｓｓ ｋｐ 的话音数据流 ， 以较 并 高 的速率输 出数据 流到传 输通道上。相反 ， 码器接收从传输 译 通道上传送的数据流合成出 ８ ｓｓ ｋｐ 话音数据流。Ａ Ｂ 一 ０ ０ Ｍ Ｅ ２ ０ 基 本工作 原理如图 １ 所示 。
音数据送入信道 ， 发送给接收端 ， 接收端收到的语音数据必须加
上数据帧头后才能送给译码 器进行译码。
在 本 系统 中 ， Ａ Ｅ ２０ 设 置 为 主 动帧 模 式 。在 整 个 系 将 ＭＢ 一 ０ ０
统工作 之前 ， 要对 Ａ Ｅ ２０ 进行复位 ， ＭＢ 一 ０ ０ 复位时间不少 于５ ， ０８ 在复位信号 出现上升沿 ９ ｍ 后 ， ５ ｓ 电路才开始处理 Ｔ Ｖ ２ Ａ Ｃ ０ Ｌ ３ ０ Ｉ １ 芯片的语音信号。在本系统中， 采用高性能和低噪声的 ３６ ８ 放大 器， 通过可调电位器 ， 调整输出语音信号的增益。 在系统工作时 ， 首先将模拟话音信号经放 大器放 大后送入 到 Ａ／ Ｄ芯 片 中 ， 行 Ａ／ 进 Ｄ变 换 ， 到 较 高 的 信 噪 比 。 得 Ｔ Ｖ ２Ａ Ｃ ０ Ｌ ３ ０ Ｉ １ 芯片输 出的是 ８ ｓｓ ｋｐ 的语音采集信号 ， 通过硬件管 脚 Ｒ Ｔ ＿ Ｅ 可以选择 Ａ Ｅ ２０ 的信息速率 ， ＭＢ 一 ０ ０ ＡＥＳＬ ＭＢ 一 ０ ０ 将Ａ Ｅ ２０
接下来 的 １ 帧数据 删除 ， 即第 ４ 帧数据不再传输 。因此 总的数 ９ 据 量就没有增 加 ， 这样就可 以以 １ ０ ｂ ｓ ０ ｐ 的速率传 输数据了。 ２
３接收端系统原理 。天线接 收到的是 １ ０ ｂ ｓ ． ０ ｐ 的语音数据 ２ 信 息和 同步位信息 的总 和。每 帧语音 数据后 有 ｌｉ的同步数 ｂｔ

AMBE2000用户手册(1)

AMBE2000用户手册(1)

AMBE2000用户手册概述DVSI的AMBE2000声音编码器是一个非常灵活的，高性能功能的，独立的语音压缩编码器。

在低数码率的环境下它能提供比较好的声音质量。

在AMBE建立的声音压缩软件算法的标准下它提供了一个实时全双工的结果。

DVSI的获得的AMBE声音压缩专利技术已经被证明比CELP,RELP,VSELP,MELP,ECELP,MP-MLQ,LPC-10等等其他有竞争力的技术做的更好。

很多改进已经表现出它的能力能够达到半数据码率下的蜂窝系统的性能。

在世界范围内AMBE声音压缩算法被当成一个软件使用，包括下一代数字移动电话通信系统。

AMBE-2000声音编码器芯片在语音的选择和前向错误预测数据速率方面提供了一个高度的灵活性。

最终码率从2.0kbps到9.6kpbs内用户可以以50bps为数据增量设置参数。

通常对于较高出错码率通道，用户将分配一个速率的较高比例的部分给前向错误预测编码。

在速率低如 2.0kbits/sec时AMBE-2000声音编码器保留了自然的声音质量和声音的可理解性。

AMBE算法的低复杂性使它可以完全完整的组成一个低消耗，低能量完整芯片，那就是AMBE-2000声音编码芯片。

AMBE-2000提供了和AMBE-1000类似的特点，允许它能和已经为AMBE-1000设计好的系统合并成一体并且能和DVSI公司的其他产品一起使用（说白了就是和DVSI公司的其他产品有很好的兼容性）。

AMBE-2000提供了改良的性能比增强了比如在4.0kbps损耗通路中的语音质量还有前向错误预测卷积编码的模式。

出了这些增强的元素，AMBE-2000还利用了一个除了可变码率接口和FEC选择接口外的可控接口。

1.2优点较好的声音质量低消耗，无需外部记忆要求，消除少量的错误和后台噪声，可变的数码率，从2.0kbps到9.6kbps，可变的FEC速率从50bps到7.2kbps,非常低的功耗（在3.3V下65mW，深睡眠状态下11mW）使简单的芯片处理方法更紧密外貌高质量的低速率语音编码DVSI公司完整的两部分的AMBE的声音编码支持在2.0kbps至9.6kpbs以50bps增量的速率改变用户可以选择前向错误预测的编码速率工程项目解码16阶软判断解码声音的活动探测/平滑噪声干扰16毫秒回声消除分立的声音检和产生低能量模式极小的算法处理延时AMBE-2000的用户手册4.9多音双频的预测及在北美通话特色下的改进1.3典型的应用卫星通信数字无线电通信固定电话通信蜂窝电话和PCS声音的复用声音的传送多媒体应用、第二章2.1基本原理在它最简单的模式下，AMBE-2000可以看成是两个独立的原件组成的部分，编码器和译码器。

新型语音压缩编解码器AMBE2000

新型语音压缩编解码器AMBE2000

新型语音压缩编解码器AMBE20001 引言AMBE2000是一种高性能、低功耗的单片实时语音压缩解压芯片,其压缩率可在2kbps～9.6kbps范围内由软件调节,且具有FEC(前向纠错)、VAD(语音激活检测)功能和DTMF信号检测功能,因此可广泛应用于卫星通信、数字移动通信、保密通信、语音邮件等方面.2 引脚说明及特性参数AMBE2000的主要特性及参数如下:●具有高品质的语音质量;●压缩数据率可在2kbps～9.6kbps范围内用软件调节;●纠错率范围为50bps～7.2kbps;●具有VAD(语音激活检测)/CNI(插入舒适噪声)功能;●具有DTMF信号检测和产生功能;●电源电压:+3.3V;●工作温度范围:-40～+100℃;●采用100脚TQFP封装.表1 主机接口选择选择脚端口类型CH_SEL1 CH_SEL0主动有格式 0 0主动无格式 0 1被动有格式 1 0被动无格式 1 1表2 语音数据位选择(无格式)选择脚字中的语音数据位个数BA_SEL1 BA_SEL01 0 02 0 13 1 04 1 1AMBE2000的引脚说明如下:CHANN_SEL0～1(75,77)脚:主机接口类型选择端 具体操作见表1所列;BAUD_SEL0～1(80～81)脚:无格式语音数据位选择端 具体操作见表2所列RATE_SEL0～4(70～74)脚:语音压缩率与前向纠错率选择端 具体操作见表3所列;CODEC_SEL0～1(84～85)脚:A/D和D/A接口选择端口 具体操作见表4所列;表3 AMBE2000压缩数据率选择表管脚74 管脚73 管脚72 管脚71 管脚70 语音速率(bps) FEC速率(bps) 总数据率(bps)1 1 1 1 1 2000 0 20001 0 0 0 0 3600 0 36001 0 0 0 1 4000 0 40001 0 1 1 0 2400 1600 1 0 0 1 0 4800 0 48001 1 0 0 0 4000 800 1 0 1 1 1 3600 1200 1 1 0 0 1 2400 2400 1 0 0 1 1 6400 0 6400 1 1 0 1 0 4000 2400 1 1 0 1 1 4400 2800 7200 1 0 1 0 0 8000 0 80001 1 1 0 0 4000 4000 1 0 1 0 1 9600 0 96001 1 1 0 1 3600 6000 111124007200*注:压缩数据率也可通过控制字改变. 表4 A/D-D/A 硬件配置 A/D-D/A 类型CODEC_SEL1 CODEC_SEL0 普通16位线性(采样率8kHz)0 AD 公司AD73311(采样率32kHz) 0 1 普通μ律(采样率8kHz) 1 0 普通A 律(采样率8kHz)11VAD_EN(86)脚:使能语音激活检测功能端(高电平有效); ECHOCAN_EN(78)脚:使能回声消除功能端(高电平有效); SLEEP_EN(83)脚:休眠模式控制端口(高电平有效); SLIP_EN(82)脚:滑动模式控制端口(高电平有效); X2/CLKIN(68)脚:16.384MHz 时钟输入脚; X1(67)脚:内部振荡器输出; RESETN(69)脚:复位脚(低有效); EPR(20)脚:编码包就绪标志;SOFT_EN(79)脚:使能软件误码判断端口(高电平有效); CHAN_RX_DATA(32)脚:用于接收主机数据到AMBE2000; CHAN_TX_DATA(42)脚:用于将AMBE2000数据发送到主机; CHAN_RX_LK(28)脚:主机接收时钟; CHAN_TX_CLK(34)脚:主机发送时钟;CHAN_TX_STRB(38)脚:主机发送/接收帧同步脉冲; CHAN_RX_STRB(30)脚:主机接收帧同步脉冲端口; CODEC_RX_STRB(29)脚:A/D 帧同步脉冲接收端; CODEC_TX_STRB(37)脚:D/A 帧同步脉冲发送端口;CODEC_RX_DATA(31)脚:A/D 发送PCM 数据给AMBE2000; CODEC_TX_DATA(41)脚:AMBE2000发送PCM 数据到D/A; CODEC_RX_CLK(27)脚:A/D 时钟;CODEC_TX_CLK(33)脚:D/A 时钟;CLOCK_MODE(51)脚:时钟模式选择端口,该端口接高电平时选择晶体振荡模式;当接低电平时选择外部时钟);VDD(8,11,12,23,36,39,44,45,46,47,48,49,54,57,64,76,87,90脚):正电源; GND(1,9,10,25,26,35,40,50,52,53,56,63,65,88,89脚):接地端; 其余管脚:N.C,悬空不用. 3 主机接口及数据格式AMBE2000与主机的接口数据格式分为两种:一种是有格式;另一种是无格式. 3.1 有格式在有格式情况下,AMBE2000大约每20ms 生成一个压缩数据包,这个数据包共由24个字组成;数据包生成后,其EPR 管脚会输出一个短的负脉冲指示,依此来决定对数据包的处理.数据包的具体构成如下: 格式字0:固定为x13ECH,为数据包的头;格式字1:高8位用于芯片功率控制,0x00表示正常工作模式;0x55表示低功耗模式.低8位的位功能(高有效)如表5所列; 表5 格式字1格式 类型 7:MSB6 54 3 2 10:LSB输入 补丢失帧 NC NC NCNC NC 插入舒适噪声 NC输出 NCNC 解码帧重复 解码静默指示 NC NC 编码静默检测 编码DTMF 检测表6 格式字2-6格式 字2字3字4字5字6语音速率(bps) FEC 速率(bps) 总数据率(bps)0x0028 0x0000 0x0000 0x0000 0x6428 2000 0 2000 0x5048 0x0000 0x0000 0x0000 0x3948 3600 0 3600 0x5250 0x0000 0x0000 0x0000 0x4150 4000 0 40000x1030 0x0001 0x0000 0x34la 0x6750 2400 1600 0x5360 0x0000 0x0000 0x0000 0x6c60 4800 0 4800 0x5250 0x2010 0x0000 0x0000 0x7460 4000 800 0x5048 0x0001 0x0000 0x2412 0x6860 3600 1200 0x1030 0x0005 0x180c 0x3018 0x7360 2400 2400 0x6b80 0x0000 0x0000 0x0000 0x6c80 6400 0 6400 0x5250 0x0001 0x0000 0x542a 0x5280 4000 2400 0x5258 0x0009 0xle0c 0x4127 0x7390 4400 2800 7200 0x7fa0 0x0000 0x0000 0x0000 0x52a0 8000 0 8000 0x5250 0x0005 0x2010 0x6834 0x72a0 40000 4000 0x7fc0 0x0000 0x0000 0x0000 0x69c0 9600 0 9600 0x5048 0x000e 0x4010 0x6a2e 0x65c0 3600 6000 0x1030 0x000e 0x68la 0x511b 0x76c0 24007200格式字2～6:用于指定和表示芯片的压缩数据率,具体如表6所列;格式字7:该位在输入数据包中不用,因此,在设计时,应将其设置为0x0000;而在输出数据包中表示误码率;格式字8、9:不用,通常设置为0x0000;格式字10:高8位用于控制和表示DTMF信号的幅度,范围从3～-60dBm0(例如:0x03=3,0x00=0,0xC4=-60);低8位用于控制和检测DTMF信号,所发出和检测的信号为标准的北美呼叫音.DTMF代码见表7所列.表7 DTMF代码DTMF代码 DTMF数字 DTMF代码 DTMF数字0x80 1 0x84 20x88 3 0x81 40x85 5 0x89 60x82 7 0x86 80x8A 9 0x87 00x83 * 0x8B #0x8C A 0x8D B0x8E C 0x8F D0xFF DTMF无效表8 格式字11格式类型 7:MSB 6 5 4 3 2 1 0:LSB输入 NC NC 语音激活(1) NC 休眠(1) 回声消除(1) 编码/解码选择输出 NC NC NC NC 休眠(1) 回声消除(1) 编码/解码选择格式字11:高8位用于解码器音量控制,其中0x80表示原音量,0xFF为原音量的两倍,小于0x80为减小音量;低8位的功能如表8所列.其中编码/解码选择如下:00为编码+解码;01为编码;10为解码;11为不用;格式字12～23:压缩数据信息.根据数据率的不同,其数据位数也不相同.数据位数和压缩数据率的关系如下:位数=压缩数据率(bps)/50(bps)例如,在最低压缩率为2kbps时,数据位数为:2000/50=40位.3.2 无格式在无格式情况下,只需要发送数据位,但每秒会减少50bit的数据(与有格式情况相比),因而会降低语音质量.其每个字中包含的数据位数参见表2.每帧的字数和压缩数据率的关系如下:字数=[压缩数据率(bps)/50(bps)]/位数式中,所选的位数必须能被选择的压缩数据率整除.AMBE2000串口时钟速率最高为2.048MHz.。

一种基于AMBE-2000的语音系统的设计与实现

一种基于AMBE-2000的语音系统的设计与实现

一种基于AMBE-2000的语音系统的设计与实现作者：陈媛来源：《现代电子技术》2010年第16期摘要:介绍一种基于AMBE-2000的高质量语音系统,该系统使用DVSI公司开发的AMBE-2000语音芯片,可以在低速率下保持声音自然,语音清晰,并且在选择语音速率和误码率上提供了很高的灵活性。

此外,它还具有低成本,低功耗等优点。

因此,该系统具有广泛的应用前景,可以应用于诸如安全通信、话音多路传输、卫星通信、多媒体应用、蜂窝电话等多种语音处理的场合。

关键词:AMBE-2000; 语音压缩; 编码/解码; 语音速率中图分类号:TN911-34文献标识码:A文章编号:1004-373X(2010)16-0205-03Design and Implementation of Voice System Based on AMBE-2000CHEN Yuan(No. 20th Research Institute, CETC, Xi’an 710068, China)Abstract: This article introduces a system with superior voice quality based on AMBE-2000.The system circuit makes use of AMBE-2000 voice chip (DVSI), and it maintains natural voice quality and speech intelligibility at low data rates and provides a high degree flexibility in selecting the speech and FEC(Forward Error Correction) data rates, furthermore it's a low cost ,low power circuit. The system has widely potential application in voice processing aspects, such as secure communication, voice multiplexing, satellite communication, multimedia application and cellular telephony. Keywords:AMBE-2000; speech compression; encode/decode; speech rate0 引言语音通信是数字通信系统中最常用的通信方式之一,优良的语音编解码算法能够更加有效地节省带宽资源,提高频率利用率。

某高炮武器系统数话同传通信设计

某高炮武器系统数话同传通信设计

某高炮武器系统数话同传通信设计作者：李胜军耿相铭段修生郑伟坪来源：《现代电子技术》2008年第24期摘要：该设计在保证传送话音质量的基础上，采用AMBE_2000TM芯片对语音信号进行数字化压缩，应用动态时分复用等技术实现了装备间的数话同传。

并给出了A/D，D/A转换电路、语音编解码芯片及单片机的电路设计。

其基本保证了数话同传、语音信息和数据信息流畅；语音通话质量高，缩短了武器系统的作战反应时间，提高了武器装备作战性能。

关键词：数话同传；时分复用；AMBE_2000TM；语音编解码中图分类号：TN912文献标识码：B文章编号：1004-373X(2008)24-166-03Design of Data-speech-transmission for Antiaircraft Gun SystemLI Shengjun1,2,GENG Xiangming1,DUAN Xiusheng2,ZHENG Weiping3(1.Shanghai Jiaotong University,Shanghai,200240,China;2.OrdanceCollege,Shijiazhuang,050003,China;3.497 in Chongqing Military Ropresentative Office,Chongqing,400000,China)Abstract：In this design,to ensure the quality of speech transmission,digital compression for speech signal by using AMBE-2000TM,data-speech transmission between equipments is realized by dynamic time division multiplex teihnology.The circuit design of A/D,D/A conversion,speech compression chip and single chip computer are given.It ensures smoothless of data-speech transmission,speech information and data information,a high quality reduces the response time and improves the performance of combat weapons and equipment.Keywords：data-speech-transmission;TDMA;AMBE_2000TM;speech codec1 引言某高炮武器系统由指挥中心配属若干炮车、弹药车及其他配套车辆组成，指挥中心与所属车辆之间通过无线电台和双绞线传输作战信息及语音通信，如图1所示。

煤矿井下语音通讯系统的实现

煤矿井下语音通讯系统的实现宋士贤;李健;汪玉凤;章振海【摘要】基于飞思卡尔单片机DG128作为系统的核心控制,采用一款高性能多速率语音编码/解码芯片AMBE-1000,设计了一种煤矿机车语音通讯电路的设计方案.现场实验结果表明,该设计方案不仅语音质量好,而且系统稳定、抗干扰性强.【期刊名称】《煤矿机电》【年(卷),期】2011(000)001【总页数】4页(P64-67)【关键词】飞思卡尔单片机DG128;语音通讯;语音编码/解码芯片AMBE-1000【作者】宋士贤;李健;汪玉凤;章振海【作者单位】辽宁工程技术大学,电气与工程控制学院,辽宁,葫芦岛,125105;辽宁工程技术大学,电气与工程控制学院,辽宁,葫芦岛,125105;辽宁工程技术大学,电气与工程控制学院,辽宁,葫芦岛,125105;辽宁工程技术大学,电气与工程控制学院,辽宁,葫芦岛,125105【正文语种】中文【中图分类】TN912.3本系统主要由车载机、节点机、上位机3部分组成，机车定位语音系统如图1所示。

着重介绍上位机和车载机进行的实时语音通讯，使煤矿井下机车调度实时进行，可与车载机司机语音通话，确保井下电机车安全有序的运行。

系统主控制芯片由Freescales公司生产的高性能的16位控制芯片DG128，芯片内集成了SPI通信和USART串口通信功能，不仅可方便地读出外部两个结构模式的数据，而且抗震性也比较好，可防止系统因电机车在工作环境中的高震动而导致的误操作甚至崩溃。

语音质量重要包含清晰度、可懂度和自然度3方面内容。

在综合网络性能和输数据传送效率的前提下，提出以下4种设计方案比较和论证。

(1)专用电话线方案实现模拟通话，但需要另外架设线路，成本高，系统臃肿，也不便于维护。

(2)凌阳语音单片机方案运用凌阳公司现有的编解码算法实现，即凌阳16位单片机SPCE061A提供API函数，制作各种语音压缩，按音质排序:A2000>S480>S240。

基于AMBE-2000的语音通信模块

要 的作用 。
法。
的许 多 领 域 ，如 卫 星 通 信 、保 密 通
ＡＭ Ｂ － ０ ０ 能概 述 Ｅ ２０ 功
◇ ＭＢ 算法 介绍 Ｅ
一
ＭＢ 编 码 方 式 是 在 频 域 中 按 基 音 信 、语 音多 路 技 术 、语 音 邮件 、多 媒 Ｅ
各谐 波 频率 来将 一 帧语 音 的频 谱划 分 体 、Ｉ 电话 等 。 Ｐ
１０ Ｔ ０ ０ Ｍ， 随 后 又 推 出 Ａ Ｅ ２ ０ ｌ ＭＢ 一 ０ ｑ＇ Ｍ
．～ ． ｂ ｓ 用 。虽 然 现在 已有光 纤通 信 等 大容 量 的 参 数 语 音 编 码 器 ，在 ２０ ４８ｋ ／ 速 型语 音 压缩 码 电路 。该 压缩 技 术 已被
通 信 手段 ，但 在 实际 应用 中 ，节 省 带 率 内 ，能 够 合成 质量 比传统 声码 器 好 证 明 ： 其 性 能 优 于 Ｃ Ｌ Ｅ Ｐ， Ｒ Ｌ Ｅ Ｐ，
关键 词 ：语音 压缩 编码 ；声码 器 ；Ａ Ｅ；前 向纠错编码 （Ｅ ） ＭＢ Ｆ Ｃ
．
赵 中 西安导航技术研究所
ｆ 言
数字 话 音存 储 和保 密 通信 等领 域 得 到 研 制 出 多 带 激 励 ｆ ＡＭＢ Ａ ｖｎ ｅ Ｅ— ｄ ａ ｃｄ
Ｅ Ｅ一 目前 ，语 音 压 缩 编 解 码 技 术 已 经 广 泛 应 用 。 该 方 案 突 破 了 二 元 激 励 的 ＭＢ ）语 音 双 工 编 解 码 芯 片 ＡＭＢ 比较 成 熟 ，许 多 技 术 已经 得 到 了 应 局 限 性 ，是 一 个 不 用 预 测 残 差 的 完 全
出具 有 较 高 自然度 的 语音 。ＭＢ 模 型 提 高 了 其 压 缩 编 码 和 前 向 纠 错 编 码 Ｅ

AMBE-2000在数字语音通信系统中的应用


宋彦博
【 摘要 】本文介 绍 了 Ａ ＭＢ Ｅ算法和Ａ ＭＢ Ｅ ２ ０ ０ ０ 编解码 芯片以及它在数字语音通信 系统 中的使用 ，给 出了一个 应用Ａ ＭＢ Ｅ ２ ｏ ｏ ｏ ￣片实现无线数字语音通信的设计芯片 ，它采 用Ａ Ｍ Ｂ Ｅ 算 法 ，其 语音编码／ 解码速 率可在２ ０ ０ ０ ￣９ ６ ０ ０ ｂ ｐ ｓ 之 间以５ ０ ｂ ｐ ｓ 的间隔变 化 。在芯片 内部有 相互 独立 的语 音编码和解码通 道 ，可 同时完成语音 的编码和 解码任务 。并且 所有的编码和 解码操 作都在 芯片 内部完成 ，不需要额 外的存储器 。 此 外，它还 具有Ｆ Ｅ Ｃ（ 前 向纠错） 、Ｖ Ａ Ｄ （ 语音激 活 检测） 、 回声 消除￣ ｌ ｆ Ｄ Ｔ Ｍ Ｆ （ 双音 多频） 信号检 测 功能。该芯片可广 泛应用于卫 星通信 、移动 通信 、保密通信 、语音多路技术 、语音邮件 、 Ｖ Ｓ Ｅ Ｌ Ｐ 、Ｍ Ｅ Ｌ Ｐ ，Ｅ Ｃ Ｅ Ｌ Ｐ 、Ｍ Ｐ — Ｍ Ｌ Ｑ ，Ｌ Ｐ Ｃ — ｌ Ｏ Ａ Ｍ Ｂ Ｅ 多媒体应 用等领 域 。Ａ Ｍ Ｂ Ｅ 一 ２ ０ ０ ０ 芯片主 要管脚 等 。它们 通 过 不同 的算 法 ，实 现对 语 音信 号 功 能如表 Ｉ 所示 。 的压 缩 。这 些压 缩 编码 算 法 的压缩 率 、语 音 ３ ． Ａ Ｍ Ｂ Ｅ ＿ ２ ０ ０ Ｏ 接口设计 质量各有所 长，其中美 国Ｄ Ｖ Ｓ Ｉ （ Ｄ ｉ ｇ ｉ ｔ ａ ｌ Ｖ ｏ ｉ ｃ ｅ ３ ． １ Ａ Ｍ Ｂ Ｅ － ２ ０ ０ ０ 与Ａ ／ Ｄ — Ｄ ／ Ａ 芯片的接 口设计 Ｓ ｙ ｓ ｔ ｅ ｍ Ｉ ｎ ｃ ） 公司提出的Ａ Ｍ Ｂ Ｅ （ Ａ ｄ ｖ ａ ｎ ｃ ｅ ｄ Ｍ ｕ ｌ ｔ ｉ － Ａ Ｍ Ｂ Ｅ 一 ２ ０ ０ ０ 采用 Ａ ／ Ｄ — Ｄ ／ Ａ 芯片作 为语 音信 Ｂ ａ ｎ ｄ Ｅ ｘ ｃ ｉ ｔ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ ） 压缩编码算法是其 中的杰 Ｉ ｛ ｛ 号 的接 口，输 入 和输 出的语 音数 据 流必 须 具 代表 。 有 同样 的数据 格式 。Ａ ／ Ｄ — Ｄ ／ Ａ 芯 片 的选 择对 所 ２ ． Ａ Ｍ Ｂ Ｅ 算法和Ａ Ｓ Ｂ Ｅ － ２ ０ ０ ０ 芯片简介 设计 系 统的 声音 质 量起 着 非常 关键 的作 用 。 ２ ． １ Ａ Ｍ Ｂ Ｅ 算法介绍 从Ａ Ｍ Ｂ Ｅ － ２ ０ ０ ０ 的用户手册上 知道，Ａ Ｍ Ｂ Ｅ － ２ ０ ０ ０ 的 幅Ｅ （ Ｍ ｕ ｌ ｔ ｉ ｂ ａ ｎ ｄ Ｅ ｘ ｃ ｉ ｔ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ Ｃ ｏ ｄ ｉ ｎ ｇ ） 算法 语音接 口信 号可 以是标准 的Ａ 律或 ｕ 律 压扩 量 是８ Ｏ 年代 由美 国麻 省理 工学 院的Ｄ ． Ｗ ． Ｇ ｒ ｉ ｆ ｆ ｉ ｎ 化 的Ｐ Ｃ Ｍ 信 号，也可 以是 ｌ ６ 位 线性量化 的Ｐ Ｃ Ｍ 信 博士提 出 的。Ｍ Ｂ Ｅ 编码 算法 首先将 一帧语 音 的 号。 由于Ａ 律或ｕ 律压扩在采 样时对数据做 了压 频 谱按基音 频率分成若 干谐波频带 ，然后对各 缩 以减 少位 数 ，为 了声 音质 量 的考 虑 ，建 议 个频带 的信 号分别进行 清／ 浊音 （ ｕ ／ ｖ ） 判决 ，并 采用 １ ６ 位线 性 的芯 片 。本 文给 出 的数 字语 音 根据 各带是 清音还是浊 音，分别用清 音谱或周 通信系统采用 的Ａ ／ Ｄ — Ｄ ／ Ａ 芯片是Ｔ Ｌ Ｖ ３ ２ ０ Ａ Ｉ Ｃ Ｉ Ｏ 。 期序 列信号 谱作为激励 ，产生其合成 信号 ，最 Ｔ Ｌ Ｖ ３ ２ ０ Ａ Ｉ Ｃ Ｉ Ｏ 是Ｔ Ｉ 公司 的线性Ｐ Ｃ Ｍ 编解码 芯片， 后 将各 带信 号相加 ，形 成全 带合成 语音 。Ｍ Ｂ Ｅ 芯片 内部具有Ａ Ｄ Ｃ 模拟抗混迭 滤波器和数字 Ｆ Ｉ Ｒ 模 型 比较符 合实际语音 的特性 ，能够 使合成语 滤波器 ，有 良好的抗混迭和 抗噪声能力 ，具有 音谱 同原 语音谱在细致 结构上拟合 得较好 ，所 可编 程的输 入输 出增益控 制 、可编程 的Ａ Ｄ Ｃ 和 以其合成语音 的质量具有 较高的 自然度 。 Ｄ Ａ Ｃ 转换速率控制 。Ａ Ｍ Ｂ Ｅ 一 ２ ０ ０ ０ 与Ｔ Ｌ Ｖ ３ ２ ０ Ａ Ｉ Ｃ Ｉ Ｏ 的 Ａ Ｍ Ｂ Ｅ 是在Ｍ Ｂ Ｅ 基础 上的改进 和补 充，基本 连接如 图ｌ 所示 。 算法 是先将 输入 的每 帧ｌ ６ Ｏ 个数 字话音 取样 ， 分成交迭 的段 ，经模 型分析后 得出该帧 的模 型 参数 。编码 器先 进行 清／ 浊 音判 别 ，将 其分 成 交迭 的８ 个 段 ：再对 每个段 进行 模型分 析 ，得 到模型参 数，然后量 化编码 ，最后加上前 向纠 错码 （ Ｆ Ｅ Ｃ ） ， 以２ ０ ０ ０ ￣９ ６ ０ ０ ｂ ｐ ｓ 的码 率发送 。解 码器将接 收到的 比特 流进行相 应的纠错解码 ， 将重构模 型参数 ，再 利用这些参 数进行合成 ， 恢 复出语音 。 图１ Ａ Ｍ Ｂ Ｅ － ２ ０ ０ ０ 与Ｔ Ｌ Ｖ ３ ２ ０ Ａ Ｉ Ｃ １ ０ 的连接 图 ２ ． ２ Ａ Ｍ Ｂ Ｅ 一 ２ ０ ０ ０ 芯片介绍 美国数字语音系统公司 （ Ｄ ｉ ｇ ｉ ｔ ａ ｌ Ｖ ｏ ｉ ｃ ｅ Ｓ ｙ ｓ 一 Ｃ ＬＯ Ｃ ＫＭ Ｏ Ｄ Ｅ 接地 ，选 择外 部１ ６ ． ３ ８ ４ Ｍ Ｈ ｚ 时 ｔ ｅ ｍ Ｉ ｎ ｃ ） 开发 的Ａ Ｍ Ｂ Ｅ 一 ２ ０ ０ ０ 是一 款 高性能 、多 钟作 为Ａ Ｍ Ｂ Ｅ 一 ２ ０ ０ ０ 输 入时钟 ：Ｃ Ｏ Ｄ Ｅ Ｃ — Ｓ Ｅ Ｌ ［ １ ］ 和

基于AMBE-2000的语音通讯系统

基于AMBE-2000的语音通讯系统
石云
【期刊名称】《山西电子技术》
【年(卷),期】2008(000)002
【摘要】AMBE-2000是一款语音质量较好的多速率语音编码/解码芯片.介绍了AMBE-2000的性能特点、工作原理、与微处理器的接口电路,提出了基于AMBE-2000研制的语音通讯声码器的具体实现方案,并给出语音压缩通讯系统的应用实例.【总页数】2页(P47-48)
【作者】石云
【作者单位】武汉理工大学自动化学院,湖北,武汉,430070
【正文语种】中文
【中图分类】TN912.3
【相关文献】
1.基于AMBE-2000的高质量语音通信系统的设计 [J], 苏焕坤
2.基于AMBE-2000的岸靶语音通信系统设计与实现 [J], 普仕凡
3.一种基于AMBE-2000的语音系统的设计与实现 [J], 陈媛
4.基于 AMBE-2000和单片机的潜水员水下通信系统的设计 [J], 汪丹丹;贾临生;杨大光
5.一种基于AMBE-2000的语音系统的设计与实现 [J], 陈媛
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了低功耗，低传输速率下高语音质量的语音通信系统。 本文基
于实践，提供了较为详细的电路实现方案以及合理的功能配置,
对于要求越来越高的语音传输系统，具有很高的实用价值。
参考文献
[1]AMBE -20x0TM Vocoder Chip User’s Manual Version 4.8, 2007 [2] 边会坤，苗杰光，郑喜凤，丁铁夫．AMBE-2000TM 声码器芯片 在语音通信系统中的应用．微计算机信息．2005，11-1：169-170 [3]王金明．基于 AMBE-2000 的多速率语音通信终端模块．通信 与电视．2004-1 [4]夏闻宇．从算法到硬件电路设计实现.北京航空航天大学出 版社
通讯地址：（100029 北 京 朝 阳区 北 土 城西 路 3 号 中国 科 学 院微
电子所 A513） 龚小燕
( 收 稿 日 期 ：2008.01.03)( 修 稿 日 期 ：2009.02.05)
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（250100 济南 山东大学物理与微电子学院） 龚小燕 王卿璞
（100029 北京中国科学院微电子研究所）龚小燕 牟荣增 阎跃鹏
（The school of Physics and microelectronics, Shandong University, Jinan, 250100） GONG Xiao-yan WANG Qing-pu （Institute of Microelectronics of Chinese Academy of Science, Beijing, 100029）GONG Xiao-yan MU Rong-zeng YAN Yue-peng
各 个 功 能 选 择 端 ，根 据 需 要 ，可 以 利 用 外 围 硬 件 配 置 ，复 位
之后，也可以通过 CPLD 进行软件配置。
5 结论
通过软件和硬件的配合使用，顺利实现了语音信号的编码
解码和传输，在 2.0kbps 的 极低 速 率 下，仍 然 得 到了 很 好 的语 音
效果。
本文 作 者创 新 点 ：本 文 利 用 DVSI 公 司 的 AMBE2000，实 现
嵌入式系统应用 文 章 编 号 :1008-0570(2009)02-2-0008-02
《 微 计 算 机 信 息》 ( 嵌 入 式 与 SOC)2009 年 第 25 卷 第 2-2 期
一种基于 AMBE2000 的低速率语音通信系统
A low-rate Voice Communication System Based on AMBE2000
low changeable communication rate, and high speech quality. The design shows the circuit of the system in detail, and results of su-
perior voice quality at low data rates. As the low rate high quality is more and more important in the voice communication system,
关键词: 低速率; AMBE2000; PCM3500; 语音编码解码
中图分类号: TN912
文献标识码: B
Abstract:This system realized a voice communication system based on the AMBE2000, this chip uses the MBE algorithm to obtain
微计算机信息
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《 PLC 技术应用 200 例》
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（ 1.山东大学；2.中国科学院微电子研究所） 龚 小 燕 1，2 牟 荣 增 2 阎 跃 鹏 2 王 卿 璞 1
GONG Xiao-yan MU Rong-zeng YAN Yue-peng WANG Qing-pu
摘 要: 本 次 系 统 实 现 了 基 于 AMBE2000 的 低 速 率 语 音 通 信 , 该 芯 片 采 用 改 进 的 多 带 激 励 (MBE) 算 法 , 能 实 现 可 变 速 率 低 比 特
新 得尽可能好的合成语音质量。 从市场现状来看，低速语音的应
受 ，并 转 化 为 AMBE2000 可 以 识 别 的 格 式 ，再 由 AMBE2000 进 行 解 码 ，恢 复 成 PCM 语 音 信 号 ，送 到 模 数 转 换 模 块 进 行 DA 转 换，输出模拟信号再经过语音模块进行功率放大送到扬声器。
3 硬件设计
用市场很广泛：语音系统，数字移动通信，保密通信，语音邮件，
硬件是本次设计的核心，包括语音部分，模数转换模块，语
可 视 电 话 ，IP 电 话 ，语 音 存 储 ，电 话 会 议 ，电 话 购 物 等 很 多 场 合 音编码解码部分以及各个模块的接口。
都需要用到。
3.1 语音模块
DVSI 公司 的 AMBE2000 就是 这 样 一 种 高 性 能 、 低 功 耗 的
龚小燕: 研究生
图 2 语音输入部分电路 语音输出电路如图 3 所示， 该电路采用功率放大芯片 TPA2005D1，进 行 语 音 放 大 。
图 3 语音输出部分电路பைடு நூலகம்
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《现场总线技术应用 200 例》
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嵌入式系统应用
3.2 模数转换器以及其与 AMBE 接口电路 本次采用的 AD，DA 芯片是 PCM3500，这是一款带 有 16 位 串 行 AD 和 DA 的 芯 片 ， 采 样 频 率 范 围 很 宽 ， 从 7.2kbps 到 26kbps，并且它自带有回环自检测模式，便于电路功能自测。 另 外，这款芯片的配置简单，不需要复杂的配置就能有效工作。 它 与 AMBE2000 接口部分电路如图 4 所示。
所，博士生导师；研究方向为导航定位和现代通信；王卿璞，男，
山东大学物理与微电子学院教授，研究半导体材料特性与应用
Biography: GONG Xiao -yan （1983 - ）, female, a graduate student of the school of Physics and microelectronics, Shandong University, make researches on modern communication and electronic system design.
本模 块 的作 用 是 将麦 克 风 微弱 语 音 信号 放 大 给 AD， 以 及
实 时 语 音编 码 解 码 芯 片 ， 它 的 压 缩 率 在 2.0-9.6kbps 范 围 内 可 将从 DA 中出来的语音信号播放出来。 包括了从麦克风输入语
以 调 节 ，并 且 ，它 本 身 具 备 FEC（ 前 向 纠 错） ,VAD（ 语 音 激 活 检 音，以及语音从扬声器输出两部分。
图 5 AMBE2000 外围接口电路 AMBE2000 电路是整个设计的核心，除 了与 PCM3500 接 口 以外，其余部分的电路如图 5 所示。 从功能上看，主要可以分为 以下四个部分：时钟部分，功能配置，功能模式选择模块，以及 SPI 接口部分。 AMBE2000 外接 16.384MHZ 的 晶振 ，芯 片 复位 之 后 才 能 工 作，复位时间至少为 95ms。 功能配置部分可以根据应用需要进 行选择，包括回音消除，语音激活，滑动补偿等功能，使用起来 比较灵活。 功能模式选择部分，可以选择压缩数据率，在实际电 路测量中，即使 是 最低 2.0kbps 语 音 数据 速 率 ，也能 获 得 很好 的 语 音质 量 。 Pin75，pin77（ chann_sel） 用 来 选 择 工 作 模 式 ，一 共 有 主动有帧，主动无帧，被动有帧，被动无帧四种模式。 SPI 接口则 是需要 CPLD 配置的部分， CPLD 提供时钟信号以后，压 缩 语 音 数 据 通 过 SPI 口 传 到 CPLD， 这时 便 可 以 收 下 数 据 进 行 反 馈 或 者处理和传输。
技 术 创
新 作 者 简 介 ： 龚 小 燕（ 1983-） ， 女 ， 山 东 大 学 物 理 与 微 电 子 学 院
2006 级 研 究 生 ，目 前 在 中 国 科 学 院 微 电 子 所 学 习 ，方 向 为 通 信
和电子系统设计；牟荣增，男，中国科学院微电子所研究员；研
究方向为导航定位与现代通信；阎跃鹏，男，中国科学院微电子
音效果。
2 系统结构框图
本语音传输系统结构框图如下图所示：
在本系统中，麦克风输入语音信号，经过语音模块进行放 大。 然后送到模数转换模块进行 AD 转换，输出 PCM 语音信号。 再将 此 信 号 送 给 本 次 系 统 的 核 心 器 件 AMBE2000，进 行 语 音 编 码 ，输 出 压 缩 语 音 信 号 ，送 给 CPLD 控 制 器 ，CPLD 收 到 压 缩 语 音数据后，将语音部分进行提取和处理。 此时的语音数据便是 2.0k -9.6kbps 的 低 速 率 语 音 数 据 ， 可 以 进 行 传 输 。 由 于 AMBE2000 可 以 编码 也 可 以 解 码 ，所 以 本 系 统 同 样 实 现 了 语 音 的 接收 。 前 面 编 码 部 分 发 出 的 语 音 信 息 反 馈 回 来 ，由 CPLD 接
技 this experiment is very valuable. Key words: Low rate; AMBE2000; PCM3500; speech encoding and decoding