【毕业学位论文】（Word原稿）Linux环境下VOIP Phone系统设计-通信工程

本科毕业论文 (科研训练、毕业设计 ) 题 目： 境下 统设计 姓 名： 曹国栋 学 院： 信息科学与技术学院 系： 电子工程系 专 业： 通信工程 年 级： 2001 级 学 号： 01142005 指导教师（校内）： 黄联芬 职称：高级工程师 指导教师（校外）： 职称： 2005 年 5 月 20 日 厦门大学 信息科学与技术学院 电子工程系 2001 级本科毕业论文 1 境下 统设计 摘要 ： 本文研究 成了基于 发接口驱动及音频处理模块的设计，并研究了 统硬件实现原理。重点研究了音频的各方面实现，和一种自动逐行搜索信息的方法。 关键词： 音频、 备驱动、 厦门大学 信息科学与技术学院 电子工程系 2001 级本科毕业论文 2 it of a of on we on of a by 厦门大学 信息科学与技术学院 电子工程系 2001 级本科毕业论文 3 目录 第一章 绪论 4 1 1产生背景 4 1 2 发展动力 6 1 3 发展前景 7 第二章 统 8 2 2理及要求 8 2 3话相关标准 10 2 4系结构 13 2 5键技术 14 第三章 件系统原理 17 3 1件系统的组成 17 3 2 各模块的芯片选择和模块设计 18 3 3件结构框图 19 第四章 计实现 20 4 1 设计任务要求及 音频设备的相关概念 20 4 2 录音 25 4 3 音量调节 28 4 4 自动检测设备号 31 结论 33 致谢语 33 参考文献 34 厦门大学 信息科学与技术学院 电子工程系 2001 级本科毕业论文 4 第一章 绪论 P） 俗称 话 （ ,是利用 络实现语音通信的一种先进通信手段，是基于 络的语音传输技术。它利用电话网关服务器之类的设备将 电话语音数字化，将数据压缩后打包成数据包，通过 络传输到目的地；目的地收到这一串数据包之后，将数据重组，解压缩后在还原成声音。这样，网络两端的人就可以听到对方的声音。 本次毕业设计所实现“ 境下 统设计”，主要功能即： 信， 信。此系统由我和几位搭档共同合作完成，本人负责 信的软件设计和调试。 本文首先介绍了 发展史，原理技术及应用等。随后介绍了 统的硬件设计和实现，最后对本次设计所做的小结，提出了有待改进之 处。 1 1产生背景 要是用来传输资料的，它的四通八达、无处不在，并具有免费传输信息的特点，因此很多用户和公司在使用过程中都千方百计想使它发挥更大的潜力，比如利用它打长途电话。在市场的需求和技术进步的推动下， 术应用而生。 众所周知，基于交换机采用电路交换的公众电话交换网（ 初是为传输语音设计的，而基于路由器采用分组交换的 （ ）则是为传 输数据设计的，因此，通过电话网打电话自然是最理想的方式，语音质量能得到保证。但是，在电话网上打电话，尤其是国际长途电话，其通话费用极高，为此，数据网络专家们考虑能否利用 价的上网费用和全世界无处不通的特点来传输语音。这种设想一旦实现，国际长途费用将有可能降低到传统电话网上电话费的 1/101/5，前景非常诱人。 术从 1995 年开始出现到现在，时间虽然不长，但发展却非常迅速。最初，想要通过 电话，通话双方都必须拥有一台联网的多媒体 必需的软、硬件；而今天，人们 已经可以利用家里或办公室内普通的电话机享受到 话带来的廉价的语音通信服务。 1 话诞生 厦门大学 信息科学与技术学院 电子工程系 2001 级本科毕业论文 5 1995 年 2 月以色列 司研制出可以通过 打长途电话的软件产品 话从此以耀眼的光彩粉墨登场。尽管 开始没有能够很好的诠释在 传输语音的概念，但它无疑是第一个成功地使用 话商用化并将其推向市场的公司。 户端软件实现了 O 语音通信，它标志着 话的诞生。但是在使用 类的软件时，用户的多媒体 须与其 立连接，登录到后运行 户端软件，并搜索网上使用同样软件的其他用户，找到想要通话的目标后才能通过 电话给另一位 户。对于商业应用来说，这样的话显然是不能满足需求的， 1996 年底， 司和 司合作推出了连接 个网络的 话网关，解决了 话仅限于 间使用的问题，使得C 和 过 电话能够成为现实，至此 2 话 最初 话方式主要是 用 址进行呼叫 ,通过语音压缩、打包传送方式 ,实现因特网上 间的实时话音传送 ,话音压缩、编解码和打包均通过 的处理器、声卡、网卡等硬件资源完成 ,这种方式和公用电话通信有很大的差异 ,且限定在因特网内 ,所以有很大的局限性。 自从 出了软件 ，不少软件公司，包括很多在公司，都相继推出了类似的软件，比如微软的 特尔的 虽然 软件使 话有了突破性进展，但它们同样存在着种种的不足。比如，由于大多数的用户，尤其使家庭用户，一般通过拨号上网，没有永久性 址，每次登录到网上时都是被动态地分配以个 址，这就使得寻址发生了困难。另外，要进行 C 的通话，两台机器必须都在上网并且都使用 话软件，这意味着在呼叫之前双方必须预先约定好。再者，这些软件的早期版本 只支持半双工传输，虽然以后的版本开始支持全双工通话，但语音质量还时远远不能令人满意。 3 网关的出现 为了克服只能在 间打 话的缺点， 1996 年 话公司开始开发一种被称为网关（ 产品，有了网关，用户就不用在必须具备 只要通过已有的普通电话机就可以通过 起电话呼叫。 厦门大学 信息科学与技术学院 电子工程系 2001 级本科毕业论文 6 网关的一边使 一边是 关实现了 话在 间的互通。如果是以电话到 方式通话，电话信号先通过 输到达网关。如果电话信号是模拟的， 网关必须先将它数字化，再将其压缩、打包，然后网关直接将呼叫通过 C 上。 在电话到电话的通话方式中，呼叫首先通过 输到网关；信号经过网关转换后，送到 关再将恢复后的信号通过 统的语音呼叫需要 64s 的带宽，而 话通过信号压缩只需要使用 812s 的带宽。 4 实现产品的互操作性 现在已有大量 话产品进入市场。对厂商而言，下一个挑战就是要实现不同的产品之间的互操作性。互 操作性时 话市场能否快速增长、技术能否成为真正商业应用的一个关键。 1996 年初，一批涉足 话产品的公司创建了 输语音论坛，简称 组织的任务是定义能够使所有 话产品共同遵从的统一标准。它们已决定将国际电联( 于数据包的多媒体通信系统）作为 话的技术标准。 1 2 发展动力 经过五年的发展， 话成为信息技术进步带来的一项新型电话业务在全世界开展，并对传统电话业 务形成越来越大的威胁。 话从当初的 展到今天的 C 电话、电话到电话等多种业务形式，但不论是现在还是将来，电话到电话的应用将拥有最大的市场， 更多的是遵循 因此对我们来说， 话 /传真就是通过 络传送电话 /传真业务。 泛指基本 括因特网 企业网 话最大的魅力就在于物美价廉。目前， 话的语音传输质量仍不如传统长途电话，但其低廉 的通话费用极具吸引力。 际通信公司长话费是每分钟 分，另一家叫公司每分钟仅收 5 美分，只相当于知名度很高的 制定的“统一话费”计划的 1/3。 话收费低的原因自然是由于通信成本低，新的网络绕过了传统长途电话服务公司；而在美国，这些电话公司必须支付连通费并缴纳税款，这类费用通常占长途电话业务收费的40。所谓连通费是指长途电话公司向市内电话局支付的费用，后者负责把电话从主叫方的家里或办公室送上长途电话网，并从长话网送给被叫方，这类费用一般为每分钟 4 美分左右。厦门大学 信息科学与技术学院 电子工程系 2001 级本科毕业论文 7 从目前这种情况来看， 话由于是将声音当作数据来处理，所以这些新兴公司几乎不用支付这种费用，这使其在竞争中的确占有一定的优势。 1 3 发展前景 传统语音通信网与现代的数据通信网的融合，开创了电信业务发展的新纪元，在一个统一的数据网络平台上传输语音、图像、图形、视频数据及多媒体信息已是大势所趋。 仅已成为 标准协议，而且已普遍为电信业所接受。未来的 提供可管理的务，使电信网络也能对信息流进行优先级分类，并实施访问控制。 术的发展给电信运营商带来了新的机遇和挑战。 由于 话本身的特性，其所承担的业务主要是长途，因此在全球 话市场中，国际 话市场将比国内 话市场份额要大的多。根据资料显示，我国的电话用户每天净增 7 万用户，用户总数已突破 1 亿户，全国电话普及率为平均每百人 11 部，其中，城市达到平均每户一部电话，农村基本实现村村通电话。丰富的用户资源为 话业务的发展提供了雄厚的基础，传统的电话用户在不必更新原有话机的条件下，即可通过连接 P 电话，可在长途尤其是国际长途的通话上节省大量费用。预计我国今后 5 年电信市场增长 率仍高于 10。由此可见，我国长途电话有着巨大的市场空间，同时也为 话的发展提供了巨大的市场资源。中国既是一个电信大国，又是一个发展中国家，庞大的电信市场对电信运营商有着极大的吸引力。在国民收入不搞的情况下，公众对廉价的通信的需求是十分迫切的，因此 话在中国的发展前景十分广阔。 厦门大学 信息科学与技术学院 电子工程系 2001 级本科毕业论文 8 第二章 统 2 1 理及要求 一、 基本原理与实现形式 建立在 术上的分组化、数字化传输技术，其基本原理是：通过语音压缩算法对语音数据进行压缩编码处理，然后把这些语音 数据按 相关协议进行打包，经过 把这些语音数据包串起来，经过解码解压处理后，恢复成原来的语音信号，从而达到由 络传送语音的目的。 话系统把普通电话的模拟信号转换 话系统框图 成计算机可联入因特网传送的 据包，同时也将收到的 据包转换成声音的模拟电信号。经过 话系统的转换及压缩处理，每个普通电话传输速率约占用 s 带宽，因此在与普通电信网同样使用传输速率为 s 的带宽时， 话数是原来的倍。 核心与关键设备是 话网关。 话网关具有路由管理功能，它把各地区电话区号映射为相应的地区网关 址。这些信息存放在一个数据库中，有关处理软件完成呼叫处理、数字语音打包、路由管理等功能。在用户拨打 话时， 话网关根据电话区号厦门大学 信息科学与技术学院 电子工程系 2001 级本科毕业论文 9 数据库资料，确定相应网关的 址，并将此 址加入 据包中，同时选择最佳路由，以减少传输时延， 据包经因特网到达目的地 话网关。对于因特网未延伸到或暂时未设立网关的地区，可设置路由，由最近的网关通过长途电话网转接，实现通信业务。 目前 统一般由 话终端、网关 (网 (关 )守 (网管系统、计费系统等几部分组成。 话终端包括传统的语音电话机、 话机，也可以是集语音、数据和图象于一体的多媒体业务终端。由于不同种类的终端产生的数据源结构是不同的，要在同一个网络上传输，这就要由网关或者是通过一个适配器进行数据转换，形成统一的 据包。 话网关提供 络和电话网之间的接口，用户通过 地环路连接到 络的网关，网关负责把模拟信号转换为数字信号并压缩打包，成为可以在因特网上传输的 组语音 信号，然后通过因特网传送到被叫用户的网关端，由被叫端的网关对 据包进行解包、解压和解码，还原为可被识别的模拟语音信号，再通过 到被叫方的终端。 这样，就完成了一个完整的电话到电话的 话的通信过程。关守实际上是 话网的智能集线器，是整个系统的服务平台，负责系统的管理、配置和维护。关守提供的功能有拨号方案管理、安全性管理、集中帐务管理、数据库管理和备份、网络管理等等。网管系统的功能是管理整个 话系统，包括设备的控制及配置，数据配给，拨号方案管理及负载均衡、远程监控等。计费系统的功能是对用户 的呼叫进行费用计算，并提供相应的单据和统计报表。计费系统可以由 话系统制造商提供，也可以由第三方制作，但此时需 话系统制造商提供其软件数据接口。 在实现方式上， 电话机到电话机、电话机到 电话机和 种方式。最初 式主要是 用 址进行呼叫，通过语音压缩、打包传送方式，实现因特网上 间的实时话音传送，话音压缩、编解码和打包均通过 的处理器、声卡、网卡等硬件资源完成，这种方式和公用电话通信有很大的差异，且限定在因特网内，所以有很大的局限性。 电话到电话即普通电话经过电话交换机连到 话网关，用电话号码穿过 进行呼叫，发送端网关鉴别主叫用户，翻译电话号码网关 址，发起话呼叫，连接到最靠近被叫的网关，并完成话音编码和打包，接收端网关实现拆包、解码和连接被叫。对于电话到 是 电话的情况，是由网关来完成 址和电话号码的对应和翻译，以及话音编解码和打包。 传统的电话网是以电路交换方式传输语音，所要求的传输宽带为 64s。而所谓的 P 分组交换网络为传输平台，对模拟的语音信号进行压缩、打包等一系列的特殊处 理，使之可以采用无连接的 议进行传输。 厦门大学 信息科学与技术学院 电子工程系 2001 级本科毕业论文 10 二、 网络电话的基本要求 网络电话若要走向符合企业级营运标准，必须达到以下几个基本要求： 保证：这是由 渡到 代 最基本要求。所谓 是要保证达到语音传输的最低延迟率（ 400 毫秒）及封包遗失率（ 5，如此通话品质才能达到现今 基本要求及水准，否则 推行将成问题。 高可用性（ 虽然网络电话已成今后的必然趋势，但与发 展已久的 较，其成熟度、稳定度、可用性、可管理性，乃至可扩充性等方面，仍有待加强。尤其在电信级的高可用性上， 须像现今 样，达到 6 个 9（ 的基本标准。目前 以负载平衡、路由备份等技术来解决这方面的要求及问题，总而言之， 须达到的目标之一。 统 属封闭式架构，但 络则属开放式架构，如今 能达到各家厂商 品或建设的互通与兼容，同时地造成各家产品在整合测试及验证上 的困难度。目前的解决方法是透过国际电信组织不断拟定及修改的标准协议，来达到不同产品间的兼容性问题，以及 话与传统电话的互通性。 信服务包罗万象，包括用户管理、异地漫游、可靠计费系统、认证授权等等，所以管理上非常复杂， 运商必须要有良好的管理工具及设备才能因应。同时 络架构技术完全不同于过去的 路网，而且长久以来具开放性的 以这也形成网络电话今后发展上的重大障碍与首要解决的目标。 传统 比，网络电话今后发展上的最大特色及区别，恐怕就在多媒体的应用上。在可预见的未来， 可提供交互式电子商务、呼叫中心、企业传真、多媒体视讯会议、智能代理等应用及服务。过去， 为价格低廉而受到欢迎及注目，但多媒体应用才是 后蓬勃发展的最大促因，也是各家积极参与的最大动力。 2 2 话相关标准 主宰 向的三大主流协定 在浩瀚的 络中要如何正确的寻找到要通话的对方并建立对答，同时也能依照彼此资料的处理能力来传送语音数据，这中间必须藉由国际电信组织所拟定的标准协议才 能达到。如今，市面上的网络电话大致都会遵循 3 种标准协议。虽然目前产厦门大学 信息科学与技术学院 电子工程系 2001 级本科毕业论文 11 品仍以支持 多，但 支持将会成为今后主流。 际电联第 16 研究组首先在 1996 年通过 一版的制定工作，同时并在1998 年完成第二版协议的拟定。原则上，该协议提供了基础网络（ 构上的多媒体通讯系统标准，并为 络上的多媒体通讯应用提供了技术基础。 不依赖于网络结构，而是独立于操作系统和 硬件平台之上，支持多点功能、组播和频宽管理。 备相当的灵活性，可支持包含不同功能节点之间的视讯会议和不同网络之间的视讯会议。 不支持群播（ 议，只能采用多点控制单元（ 成多点会议，因而同时只能支持有限的多点用户。 不支持呼叫转移，且建立呼叫的时间也比较长。 早期的视讯会议多半支持 议，例如微软 议的视讯会议软件，亦为现今 前辈。 不过 议本身具有一些问题，例如采用 议的 话网络在接入端仍要经过当地的 路交换网。而之后制定出的 协议，目的即在于将 关进行功能上的分解，也就是划分成负责媒体流处理的媒体网关（ 以及掌控呼叫建立与控制的媒体网关控制器（ 个部分。 虽然如今微软的 目前仍有许多网络电话产品依旧支持 定。 由 制定，其特性几乎与 反，原则上它是一种比较简单的会话初始化协议，也就是只提供会话或呼叫的建立与控制功能。 议可支持多媒体会议、远程教学及 话等领域的应用。 时支持单点播送（ 群播功能，换句话说，使用者可以随时加入一个已存在的视讯会议之中。在网络 性上， 于应用层协议，所以可透过 一个重要特点就是它属于一种基于文本的协议，采用 则资源定位语言描述（ 因此可方便地进行撰改或测试作业，所以比起 灵活性与扩展性的表现较好。 至可以嵌入到 面或其它超文本连结之中，用户只需用鼠标一点即可发出呼叫。所以与 比， 备了快速建立呼叫快与支持电话号码之传送等特点。 厦门大学 信息科学与技术学院 电子工程系 2001 级本科毕业论文 12 则上， 定与前两者皆不同， 议是专门针对网络电话及 络所提出的两套各自独立的标准，两者间并不兼容及互通。反观 议，则与 话网络无关，而只牵涉到网关分解上的问题，也因为如此，该协议可同时适用于支持 议的网络电话系统。 议制定的主要目的即在于将网关功能分解成负责媒体流处理的媒体网关（ 以及掌控呼叫建立与控制的媒体网关控制器（ 大部分。同时 现跨网域的多媒体电信业务。 由于 加适应需要中央控管的通讯服务模式，因此更符合电信营运商的需求。在大规模网络电话网中，集中控管是件非常重要的事情，透过 可利用 一处理分发不同的服务给 大协定 比较表 定组织 构 2P 主从式 设计对象 有 N/A 复杂度 高 低 N/A 扩充性 低 高 中 延伸性 中 高 低 编码 二进制编码 基于文本，类似 ，还有许多左右 话品质及传输效率的重要协议与技术。在语音压缩编码技术方面，主要有 义的 技术，其中 供了将原有 64s 拟语音，压缩到只有 8s，而同时符合不失真需求的能力。 在实时传输技术方面，目前网络电话主要支持 输协议。 议是一种能提供端点间语音数据实时传送的一种标准。该协议的主要工作在于提供时间标签和不同数据流同步化控制作业，收话端可以藉由 组发话端的语音数据。除此之外，在网络传输方面，尚包括了 关互联、路由选择、网络管理、安全认证及计费等相关技术。 厦门大学 信息科学与技术学院 电子工程系 2001 级本科毕业论文 13 2 3 术的体系结构 术的主要目的是用于处理语音和信令，因此可以将它分为四个功能模块：语音包处理模块（ 电话信令网关模块（ 网络协议模块（ 网络管理模块（ 术功能结构下图。 语音包处理模块 一般而言，语音包处理模块主要是在数字信号处理器（ 片上运行。主要实现以下功能： 语音的编码及解码 静音检测 通过对无话音时的噪声进行检测，从而判断所接收的信号是否含有语音信号，如果没有检测到语音信号，将会反馈至“语音包处理器”，让它发出一个含有“静音”的信息包，从而最大限度地节省通讯带宽。 回音抵消器 基于国际标准 现语音通讯中的回音抵消，以改善语音的通 讯质量。 自适应语音恢复 通过一个缓冲器，对接收到的延后语音包信号，进行语音恢复。从而达到抗“延时”、抗“时延抖动”的目的。并且可以“自适应”地调节时延值，实现达到语音传输时延最小的目的，从而改善语音通讯质量。当然，它同时必须支持“内插”算法，即当语音包在传输过程中丢失时，能够利用“内插”技术进行恢复。 厦门大学 信息科学与技术学院 电子工程系 2001 级本科毕业论文 14 语音包处理器 对经过编码后的语音信号进行“语音打包”处理，或者是对接收到的语音包进行“拆包”处理，实际上它是一种封装协议的处理。 电话信令网关模块 一般而言，电话信令网关模块 主要是在 运行。作为一个“网关处理器”，它主要是作为电话信令，在电讯设备与网络协议处理之间进行协议转换。这些信令包含如：挂机、摘机、呼入保持、来电显示等。它主要是指原有传统电话设备上的业务及其将来的增值服务。 网络协议模块 这个模块主要是用于处理信令的信息。同时也可以将信令信息转换成对应的特殊网络的信令协议，通过交换网络传输。一般而言，国际上目前比较通用的网络协议标准是： 议和 议等。 网络管理模块 主要是提供一个语音管理的接口，实现 配置 及维护。 单网络管理协议的要求所建立的。 2. 4 主要关键技术 传统的 络主要是用来传输数据业务，采用的是尽力而为的、无连接的技术，因此没有服务质量保证，存在分组丢失、失序到达和时延抖动等情况。数据业务对此要求不高，但话音属于实时业务，对时序、时延等有严格的要求。因此必须采取特殊措施来保障一定的业务质量。 关键技术包括信令技术、编码技术、实时传输技术、服务质量（ 证技术、以及网络传输技术等。 信令技术 信令技术保证电 话呼叫的顺利实现和话音质量，目前被广泛接受的 制信令体系包括 列和 会话初始化协议 列建议定义了在无业务质量保证的因特网或其它分组网络上多媒体通信的协议及其规程。 准是局域网、广域网、 的多媒体提供技术基础保障。 括用于 于 用于 端的 建议。其编码机制，协议范围和基本操作类似于 令协议的简化版本，并采用了比较传统的电路交换的方法。相关的协议包括用于厦门大学 信息科学与技术学院 电子工程系 2001 级本科毕业论文 15 控制的 于建立连接的 于大型会议的 于补充业务的 和 关安全的 电路交换业务互操作的 。 供设备之间、高层应用之间和提供商之间的互操作性。它不依赖于网络结构，独立于操作系统和硬件平台，支持多点功能、组播和带宽管理。 备相当的灵活性，支持包含不同功能的节点之间的会议和不同网络之间的会议。 议的多媒体会议系统中的信息流包括音频、视频、数据和控制信息。信息流采用 议方式来打包和传送。 叫建立过程涉及到三种信令： 册： 可： 态： 令，叫信令和 制信令。其中 令用来完成终端与网守之间的登记注册、授权许可、带宽改变、状态和脱离解除等过程； 叫信令用来建立两个终端之间的连接，这个信令使用 息来控制呼叫的建立和拆除，当系统中没有网守时，呼叫信令信道在呼叫涉及的两 个终端之间打开；当系统中包括一个网守时，由网守决定在终端与网守之间或是在两个终端之间开辟呼叫信令信道； 制信令用来传送终端到终端的控制消息，包括主从判别、能力交换、打开和关闭逻辑信道、模式参数请求、流控消息和通用命令与指令等。 制信令信道建立于两个终端之间，或是一个终端与一个网守之间。 虽然 控制协议非常复杂。此外， 议，只能采用多点控制单元（ 成多点会议，因而同时只能支持 有限的多点用户。 不支持呼叫转移，且建立呼叫的时间比较长。 与 一种比较简单的会话初始化协议。它不像 样提供所有的通信协议，而是只提供会话或呼叫的建立与控制功能。 以应用于多媒体会议、远程教学及 支持单点发送（ 支持多点发送，会话参加者和媒体种类可以随时加入一个已存在的会议。 以用来呼叫人或机器设备，如呼叫一个媒体存储设备记录一个会议，或呼叫一个点播电视服务器向会议播放视频信号。 一种应用层协议， 可以用 为其传输协议。与 同的是： 一种基于文本的协议，用 这样易于实现和调试，更重要的是灵活性和扩展性好。由于 作于初始化呼叫，而不是传输媒体数据，因而造成的附加传输代价也不大。 至可以嵌入到 或其它超文本链路中，用户只需用鼠标一点即可发出一个呼叫。与 比， 有建立呼叫快，支持传送电话号码的特点。 编码技术 话音压缩编码技术是 话 技术的一个重要组成部分。目前，主要的编码技术有 义的 。其中 将经过采样的 64s 话音以几乎不失厦门大学 信息科学与技术学院 电子工程系 2001 级本科毕业论文 16 真的质量压缩至 s。由于在分组交换网络中，业务质量不能得到很好保证，因而需要话音的编码具有一定的灵活性，即编码速率、编码尺度的可变可适应性。 来是 在的工作范围扩展至 s，话音质量也在此范围内有一定的变化，但即使是 s，话音质量也还不错，因而很适合在 统中使用。 用 s 双速率话音编码，其话音质量好，但是处理时延较大，它是目前已标准化的最低速率的话音编码算法。此外，静音检测技术和回声消除技术也是 十分关键的技术。静音检测技术可有效剔除静默信号，从而使话音信号的占用带宽进一步降低到 声消除技术主要利用数字滤波器技术来消除对通话质量影响很大回声干扰，保证通话质量。这点在时延相对较大的 组网络中尤为重要。 实时传输技术 实时传输技术主要是采用实时传输协议 提供端到端的 包括音频在内的实时数据传送的协议。 括数据和控制两部分，后者叫 供了时间标签和控制不同数据流同步特性的机制，可以让接收端重组发送端的数据包，可以提供接收端到多点发送组的服务质量包馈。 障技术 主要采用资源预留协议（ 及进行服务质量监控的实时传输控制协议避免网络拥塞，保障通话质量。 网络传输技术 网络传输技术主要是 外还包括网关互联技术、路由选择技术、网络管理技术以及安全认证和计费技术等。由于实时传输协议 供具有实时特征的、端到端的数据传输业务，因此 可用 传送话音数据。在 头中包含装载数据的标识符、序列号、时间戳以及传送监视等，通常 议数据单元是用 组来承载，而且为了尽量减少时延，话音净荷通常都很短。 头都按最小长度计算。音分组开销很大，采用 议的 式，在这种方式中将多路话音插入话音数据段中，这样提高了传输效率 。 厦门大学 信息科学与技术学院 电子工程系 2001 级本科毕业论文 17 第三章 统硬件原理 我们拿到的 话特性如下： 支持 叫 驱动程序内置，无需另外安装 遵循 范，无需声卡 不需要另外的电源 兼容 议 电显示功能 能存储 199 个电话号码 具有 示屏 采用回音消除，噪音抑制技术 采用全双工通讯技术 支持程序 : 3 1 件系统的组成 在设计 线音频采集设备时必须考虑到如下几点： 数字频率控制 热拔插 高速数据传输 图 3线音频采集设备方框图 3 2 各模块的芯片选择和模块设计 在芯片设计中，作为一种产品，芯片选择在满足性能要求的同时尽量降低成本、减少体主机 A/D 转换 件 D/(音频信号 (厦门大学 信息科学与技术学院 电子工程系 2001 级本科毕业论文 18 积，如选用贴片（ 型芯片。 1 件模块 单片机选用 司的 131在芯片上集成了 核两个模块，这两个模块可以协助 发者完成 议中规定的大部分通信工作，是 大的串行接口引擎，增强 8051 内核，优越的软件支持，大大降低了 发难度 。 2 音处理芯片 装，具有低功耗，双工， 号的 A/D， D/A 转换等特点。 采用此芯片可以大大简化电路复杂度。可用于 A/D， D/A 流处理。此芯片本身集成A 律和 U 律编解码器，无须另外设计。 下图为电话听筒的模拟接口的实例： 厦门大学 信息科学与技术学院 电子工程系 2001 级本科毕业论文 19 3 3 件结构框图 P 本硬件结构 以上是所用 话的硬件结构框图，采用 以节省资源。减小电话的体积。提高芯片的集成度，可以大大降低开发难度。 接口逻辑控制单元 中央控制单元 声音编解码单元： 8051) 1 设计任务要求及 音频设备的相关概念 一、主要任务 本次毕业设计的 境下 发接口，由厦门 络有限公司委托，开发基于 司的 境下驱动程序。使用 境下C 语言，在不需要其他额外库支持的情况下，开发壹套运行于 境下的软件 二、实现主要功能 1假若本机有多个 备，能正确识别 备。 2若发现已有其他软件正在访问该 备，则拒绝访问，返回错误码。 3列举本机的音频设备，并 能正确识别 应的 备。 4从指定音频设备录制声音并存成文件（按一种 准音频文件格式，不需要压缩，下同）；播放指定音频文件到指定音频设备（最好能实现播放中止）。 5通过代码实现指定音频设备的音量控制。 6软件源码要能在 ，内核 境下编译通过并正确运行。 三、 实现功能的系统 厦门大学 信息科学与技术学院 电子工程系 2001 级本科毕业论文 21 以上是一个 的基本结构描述，具体到我们的设备会有 4 个 测试，在 设备 会自动挂载到如下三个设备上 /*， /音量调节和录音可以通过控制前两个设备文件来实现。下图是 结构： 口结构 /卡驱动程序提供的 /用于数字采样（ 数字录音（ 设备文件，它对于 的音频编程来讲非常重要：向该设备写数据即意味着激活声卡上的 D/A 转换器进行放音，而向该设备读数据则意味着激 活声卡上的 A/D 转换器进行录音。目前许多声卡都提供有多个数字采样设备，它们在 可以通过 /设备文件进行访问。 数字信号处理器（ 简称，它是用来进行数字信号处理的特殊芯片，声卡使用它来实现模拟信号和数字信号的转换。声卡中的 备实际上包含两个组成部分：在以只读方式打开时，能够使用 A/D 转换器进行声音的输入；而在以只写方式打开时，则能够使用 D/A 转换器进行声音的输出。严格说来， 的应用程序要么以只读方式打开 /入声音，要么以只写方式打开 /出声音，但事实上某些声卡驱动程序仍允许以读写的方式打开 /便同时进行声音的输入和输出，这对于某些应用场合（如 话）来讲是非常关键的。 在从 备读取数据时，从声卡输入的模拟信号经过 A/D 转换器变成数字采样后的样本（ 保存在声卡驱动程序的内核缓冲区中，当应用程序通过 统调用从声卡读取数据时，保存在内核缓冲区中的数字采样结果将被复制到应用程序所指定的用户缓冲区中。需要指出的是，声卡采样频率