مخابرات سیستم ( پیاده سازی بلادرنگ کدک صحبت استاندارد G.728بر روی پردازنده TMS320C5402 )

توجه : به همراه فایل word این محصول فایل پاورپوینت (PowerPoint) و اسلاید های آن به صورت هدیه ارائه خواهد شد

  مخابرات سیستم ( پیاده سازی بلادرنگ کدک صحبت استاندارد G.728بر روی پردازنده TMS320C5402 ) دارای ۱۱۶ صفحه می باشد و دارای تنظیمات در microsoft word می باشد و آماده پرینت یا چاپ است

فایل ورد مخابرات سیستم ( پیاده سازی بلادرنگ کدک صحبت استاندارد G.728بر روی پردازنده TMS320C5402 )  کاملا فرمت بندی و تنظیم شده در استاندارد دانشگاه  و مراکز دولتی می باشد.

این پروژه توسط مرکز مخابرات سیستم ( پیاده سازی بلادرنگ کدک صحبت استاندارد G.728بر روی پردازنده TMS320C5402 )2 ارائه میگردد

توجه : در صورت  مشاهده  بهم ریختگی احتمالی در متون زیر ،دلیل ان کپی کردن این مطالب از داخل فایل ورد می باشد و در فایل اصلی مخابرات سیستم ( پیاده سازی بلادرنگ کدک صحبت استاندارد G.728بر روی پردازنده TMS320C5402 )،به هیچ وجه بهم ریختگی وجود ندارد

---

بخشی از متن مخابرات سیستم ( پیاده سازی بلادرنگ کدک صحبت استاندارد G.728بر روی پردازنده TMS320C5402 ) :

چکیده

کدک صحبت استاندارد G.728 ، یک کدک کم تاخیر است که صحبت با کیفیت عالی را در نرخ بیت ۱۶ kbps ارائه می دهد و برای شبکه های تلفن ماهواره ای و اینترنت و موبایل که به تاخیر زیاد حساس هستند ، مناسب است. در این رساله به پیاده سازی بلادرنگ اینکدر و دیکدر G.728 بصورت دوطرفه کامل ( Full Duplex ) بر روی پردازنده TMS320C5402 می پردازیم .

روشی ترکیبی برای برنامه نویسی TMS ارائه می شود که در آن زمان وپیچیدگی برنامه نویسی نسبت به برنامه نویسی دستی به ۳۰% کاهش می یابد . در این روش پس از برنامه نویسی و شبیه سازی ممیزثابت الگوریتم کدک به زبان C ، با استفاده از نرم افزار ( Code Composer Studio ) CCS ، برنامه به زبان اسمبلی ترجمه شده و بهینه سازی دستی در کل کد اسمبلی صورت می گیرد . سپس بعضی از توابع مهم برنامه از نظر MIPS ، بصورت دستی به زبان اسمبلی بازنویسی می شوند تا برنامه بصورت بلادرنگ قابل اجرا گردد . در پایان نتایج این پیاده سازی ارائه می شود .

مخابرات سیستم ( پیاده سازی بلادرنگ کدک صحبت استاندارد G.728بر روی پردازنده TMS320C5402 )
فهرست

– مقدمه ۴

فصل ۱ : بررسی و مدل سازی سیگنال صحبت

۱-۱- معرفی سیگنال صحبت ۶

۱-۲- مدل سازی پیشگویی خطی ۱۰

۱-۲-۱- پنجره کردن سیگنال صحبت ۱۱

۱-۲-۲- پیش تاکید سیگنال صحبت ۱۳

۱-۲-۳- تخمین پارامترهای LPC 14

فصل ۲ : روش ها و استانداردهای کدینگ صحبت

۲-۱- مقدمه ۱۵

۲-۲- روش های کدینگ ۱۹

۲-۲-۱- کدرهای شکل موج ۲۱

۲-۲-۲- کدرهای صوتی ۲۲

۲-۲-۳- کدرهای مختلط ۲۴

الف- کدرهای مختلط حوزه فرکانس ۲۷

ب- کدرهای مختلط حوزه زمان ۲۹

فصل ۳ : کدر کم تاخیر LD-CELP

۳-۱- مقدمه ۳۴

۳-۲- بررسی کدرکم تاخیر LD-CELP 36

۳-۲-۱- LPC معکوس مرتبه بالا ۳۹

۳-۲-۲- فیلتر وزنی شنیداری ۴۲

۳-۲-۳- ساختار کتاب کد ۴۲

۳-۲-۳-۱- جستجوی کتاب کد ۴۳

۳-۲-۴- شبه دیکدر ۴۵

۳-۲-۵- پست فیلتر ۴۶

فصل ۴ : شبیه سازی ممیزثابت الگوریتم به زبان C

۴-۱- مقدمه ۴۹

۴-۲- ویژگی های برنامه نویسی ممیزثابت ۵۰

۴-۳- ساده سازی محاسبات الگوریتم ۵۳

۴-۳-۱- تطبیق دهنده بهره ۵۴

۴-۳-۲- محاسبه لگاریتم معکوس ۵۸

۴-۴- روندنمای برنامه ۵۹

۴-۴-۱- اینکدر ۶۳

۴-۴-۲- دیکدر ۶۹

فصل ۵ : پیاده سازی الگوریتم برروی DSP

۵-۱- مقدمه ۷۴

۵-۲- مروری بر پیاده سازی بلادرنگ ۷۵

۵-۳- چیپ های DSP 76

۵-۳-۱- DSP های ممیزثابت ۷۷

۵-۳-۲- مروری بر DSP های خانواده TMS320 78

۵-۳-۲-۱- معرفی سری TMS320C54x 79

۵-۴- توسعه برنامه بلادرنگ ۸۱

۵-۵- اجرای برنامه روی برد توسعه گر C5402 DSK 82

۵-۵-۱- بکارگیری ابزارهای توسعه نرم افزار ۸۴

۵-۵-۲- استفاده از نرم افزارCCS 86

۵-۵-۳- نتایج پیاده سازی ۹۴

۵-۶- نتیجه گیری و پیشنهاد ۹۷

– ضمائم

– ضمیمه (الف) : دیسکت برنامه های شبیه سازی ممیز ثابت به زبان C و

پیاده سازی کدک به زبان اسمبلی – ضمیمه (ب) : مقایسه برنامه نویسی C و اسمبلی ۹۸

– مراجع ۱۰۳

– مقدمه

امروزه در عصر ارتباطات و گسترش روزافزون استفاده از شبکه های تلفن ،موبایل و اینترنت در جهان ومحدودیت پهنای باند در شبکه های مخابراتی ، کدینگ و فشرده سازی صحبت امری اجتناب ناپذیر است . در چند دهه اخیر روشهای کدینگ مختلفی پدیدآمده اند ولی بهترین و پرکاربردترین آنها کدک های آنالیزباسنتز هستند که توسط Atal & Remedeدر سال ۱۹۸۲ معرفی شدند [۲] . اخیرا مناسبترین الگوریتم برای کدینگ صحبت با کیفیت خوب در نرخ بیت های پائین و زیر ۱۶ kbps ، روش پیشگویی خطی باتحریک کد (CELP) می باشد که در سال ۱۹۸۵ توسط Schroeder & Atal معرفی شد [۸] و تا کنون چندین استاندارد مهم کدینگ صحبت بر اساس CELP تعریف شده اند .

در سال ۱۹۸۸ CCITT برنامه ای برای استانداردسازی یک کدک ۱۶ kbps با تاخیراندک و کیفیت بالا در برابر خطاهای کانال آغاز نمود و برای آن کاربردهای زیادی همچون شبکه PSTN ،ISDN ،تلفن تصویری و غیره در نظر گرفت . این کدک در سال ۱۹۹۲ توسط Chen et al. تحت عنوان LD-CELP معرفی شد[۶] و بصورت استاندارد G.728 در آمد[۹] و در سال ۱۹۹۴ مشخصات ممیز ثابت این کدک توسط ITU ارائه شد[۱۰] . با توجه به کیفیت بالای این کدک که در آن صحبت سنتزشده از صحبت اولیه تقریبا غیرقابل تشخیص است و کاربردهای آن در شبکه های تلفن و اینترنت و ماهواره ای در این گزارش به پیاده سازی این کدک می پردازیم .

در فصل اول به معرفی وآنالیز سیگنال صحبت پرداخته می شود و در فصل دوم روش ها و استانداردهای کدینگ بیان می شوند . در فصل سوم کدک LD-CELP را بیشتر بررسی می کنیم و در فصل چهارم شبیه سازی ممیز ثابت الگوریتم به زبان C را بیان می نمائیم. ودر پایان در فصل ۵ به نحوه پیاده سازی بلادرنگ کدکG.728 بر روی پردازنده TMS320C5402 می پردازیم.

فصل ۱

بررسی و مدل سازی سیگنال صحبت

۱-۱ –معرفی سیگنال صحبت

صحبت در اثر دمیدن هوا از ریه ها به سمت حنجره و فضای دهان تولید می‏شود. در طول این مسیر در انتهای حنجره، تارهای صوتی[۱] قرار دارند. فضای دهان را از بعد از تارهای صوتی ، لوله صوتی[۲] می‏نا مند که در یک مرد متوسط حدود cm 17 طول دارد . در تولید برخی اصوات تارهای صوتی کاملاً باز هستند و مانعی بر سر راه عبور هوا ایجاد نمی‏کنند که این اصوات را اصطلاحاً اصوات بی واک [۳] می‏نامند. در دسته دیگر اصوات ، تارهای صوتی مانع خروج طبیعی هوا از حنجره می‏گردند که این باعث به ارتعاش درآمدن تارها شده و هوا به طور غیر یکنواخت و تقریباً پالس شکل وارد فضای دهان می‏شود. این دسته از اصوات را اصطلاحاً باواک[۴] می‏گویند.

فرکانس ارتعاش تارهای صوتی در اصوات باواک را فرکانس Pitch و دوره تناوب ارتعاش تارهای صوتی را پریود Pitch می‏نامند. هنگام انتشار امواج هوا در لوله صوتی، طیف فرکانس این امواج توسط لوله صوتی شکل می‏گیرد و بسته به شکل لوله ، پدیده تشدید در فرکانس های خاصی رخ می‏دهد که به این فرکانس های تشدید فرمنت[۵] می‏گویند.

از آنجا که شکل لوله صوتی برای تولید اصوات مختلف، متفاوت است پس فرمنت ها برای اصوات گوناگون با هم فرق می‏کنند. با توجه به اینکه صحبت یک فرآیند متغییر با زمان است پس پارامترهای تعریف شده فوق اعم از فرمنت ها و پریود Pitch در طول زمان تغییر می‏کنند به علاوه مد صحبت به طور نامنظمی از باواک به بی واک و بالعکس تغییر می‏کند. لوله صوتی ، همبستگی های زمان-کوتاه ، در حدود ۱ ms ، درون سیگنال صحبت را در بر می‏گیرد. و بخش مهمی از کار کدکننده های صوتی مدل کردن لوله صوتی به صورت یک فیلتر زمان-کوتاه می‏باشد. همان طور که شکل لوله صوتی نسبتاً آهسته تغییر می‏کند، تابع انتقال این فیلتر مدل کننده هم نیاز به تجدید[۶] ، معمولاً در هر ۲۰ms یکبارخواهد داشت.

در شکل (۱-۱ الف) یک قطعه صحبت باواک که با فرکانس ۸KHz نمونه برداری شده است دیده می‏شود. اصوات باواک دارای تناوب زمان بلند به خاطر پریود Pitch هستند که نوعاً بین ۲ms تا ۲۰ms می‏باشد. در اینجا پریود Pitch در حدود ۸ms یا ۶۴ نمونه است. چگالی طیف توان این قطعه از صحبت در شکل (۱-۱ ب) دیده می‏شود[۳].

اصوات بی واک نتیجه تحریک نویز مانند لوله صوتی هستند و تناوب زمان- بلند اندکی را در بر دارند ، همانگونه که در شکل های (۱-۱ ج) و (۱-۱ د) دیده می‏شود ولی همبستگی زمان کوتاه به خاطر لوله صوتی در آنها هنوز وجود دارد