德州仪器：企业TNETV1050 IP电话解决方案

　　TI提供全面的VoIP解决方案，覆盖IP电话、家庭网关、电信级网关以及VoADSL和VoCable。针对企业级IP电话需求，TI提供了多种解决方案，其中TNETV1050/TNEV1055的SoC方案基于TI的TMS320C55x DSP系列的可编程DSP和增强的32位MIPS内核。它使用先进的系统架构，在提供高性能低功耗的同时，兼顾系统的可扩展性，还包括丰富的外设接口，满足设计企业级电话系统的要求。

　　TNETV1050芯片包含一个内置的以太网交换机以及双PHY，可以在桌面上提供IP电话服务的同时，提供一个PC连接。TNETV1050的USB接口可以使IP电话连接多种USB设备，如PDA等。设计者还可以通过TI的VLYNQ接口扩展多种其他功能，例如Wi-Fi模块，硬件加密等。芯片集成了LCD控制器、CODEC以及键盘接口，降低了系统成本。

　　TI的IP电话软件套件包括了DSP核心算法和配套的CPU软件包。完整的DSP软件包括多种编解码算法、VAD、声学回声消除算法、报文回放模块，以及完全的统计调试信息功能和语音质量监控模块。针对企业电话应用，TI提供完整的声学回声消除模块支持全双工免提功能，同时支持本地三方会议功能以及宽带编解码算法。

　图2：TNETV1050/1055 IP电话处理器

　　CPU软件工具包，包括TI的CPU软件以及第三方的软件模块。其中包括控制DSP的API模块、支持呼叫控制的模块、加密框架模块、协议栈接口，以及第三方的协议栈模块。

　　TI的软件和第三方的软件一起提供了IP电话所需要的完整软件解决方案，优化的芯片解决方案和DSP/CPU软件大大减少了系统设计时间。针对企业级IP电话设计中遇到的共性问题，TI的软件提供系统的解决方法。

　　1. 抖动和时延的处理

　　针对抖动和时延问题，TI的DSP软件做了相应优化，采用紧凑的系统结构，消除不必要的算法延迟。同时采用自适应的去抖动缓存区的算法，可以计算网络的实时抖动，并根据实时抖动大小来调整缓存区的深度。在网络状况良好的时候，如企业的本地局域网中，去抖动缓存区算法可以缩小缓存区深度，以减小回路延时。

　　2. 丢报的处理

　　TI的软件包中包括主动和被动两种丢包处理办法。主动算法是在传输报文中加入冗余信息(RFC 2198)或者前向纠错信息(RFC 2733)。这样在回放端如果发现有报文丢失，就可以根据相应的信息恢复出丢失的报文。当丢失的报文无法用主动方法恢复的时候，可以用被动的方法去做补偿，根据前面的语音信息，拟合出一段语音用来补偿。

　　从图3可以看到，在网络丢包比较高的时候，使用主动干预仍然可以获得比较好的语音质量。

　　3. 声学回声的处理

　　解决IP电话的声学回声问题需要从两方面着手。

　　首先，设计者需要采用有良好声学特性的模具结构，以减小声学回声的幅度以及非线性回声的部分。设计者可以通过咨询相关的设计公司得到帮助。TI的方案包中包含声学设计指南，对声学设计中的一些要点提出建议。设计中的要点包括：尽可能增大喇叭到麦克风的距离；麦克风和喇叭在模具中应该有声学隔离；麦克风应用比较软的海绵包住，然后固定到话机上，以减少从模具上传递过来的震动；话机在接触桌面的部分使用减震的垫脚，以减少震动；选择频谱特性良好的喇叭和麦克风等。

　　其次，声学回声处理模块应能够良好地去除压制声学回声，并能够正确处理两端讲话(double-talk)和不损害背景噪声连续性。TI的声学回声抑制模块利用快速傅立叶变换，使用基于频域算法，能够快速收敛预测参数，有效的检测两端讲话。采用多级双向非线性算法，同时在非线性算法工作的时候利用频谱特征补偿背景噪声。

　　实时语音监控方案——PIQUA

　　VoIP的一大难点是IP网络的不确定性，而VoIP系统的语音质量很大程度上倚赖于网络质量的好坏。网络管理员需要一种实时监控VoIP的质量，主动干预网络配置和VoIP的设置。

　　PIQUA是TI推出的实时语音监控方案，它根据复杂的算法估算出用户对VoIP系统语音质量的主观感觉并实时上报，同时还提供重要的网络统计信息。上层软件和网络管理员可以根据实时语音质量以及统计信息对系统配置进行干预。例如，当某一段时间网络的丢报率比较大，导致语音质量下降的时候，系统管理软件可以根据PIQUA的信息，配置不同等级的冗余或者前向纠错来保证语音质量。同时网络管理员也可以根据PIQUA的记录，了解整个网络的状况，找到丢包率较高的原因，调整路由表或者网络带宽分配，主动维护整个语音网络的质量。

来源：电子工程专辑