چکيده

کدک صحبت استاندارد G.728 ، يک کدک کم تاخير است که صحبت با کيفيت عالی را در نرخ بيت 16 kbps ارائه می دهد و برای شبکه های تلفن ماهواره ای و اينترنت و موبايل که به تاخير زياد حساس هستند ، مناسب است. در اين رساله به پياده سازی بلادرنگ اينکدر و ديکدر  G.728 بصورت دوطرفه کامل ( Full Duplex ) بر روی پردازنده TMS320C5402 می پردازيم .

روشی ترکيبی برای برنامه نويسی TMS ارائه می شود که در آن  زمان وپيچيدگی برنامه نويسی نسبت به برنامه نويسی دستی به 30%  کاهش می يابد . در اين روش پس از برنامه نويسی           و  شبيه سازی مميزثابت الگوريتم کدک به زبان C ، با استفاده از نرم افزار                                ( Code Composer Studio ) CCS ، برنامه به زبان اسمبلی ترجمه شده و بهينه سازی دستی در کل کد اسمبلی صورت می گيرد . سپس بعضی از توابع مهم برنامه از نظر MIPS ، بصورت دستی به زبان اسمبلی بازنويسی می شوند تا برنامه بصورت بلادرنگ قابل اجرا گردد . در پايان                  نتايج اين پياده سازی ارائه می شود .

 - مقدمه

امروزه در عصر ارتباطات و گسترش روزافزون استفاده از شبكه هاي تلفن ،موبايل و اينترنت در جهان ومحدوديت پهناي باند در شبكه هاي مخابراتي ، كدينگ و فشرده سازي صحبت امري اجتناب ناپذير است . در چند دهه اخير روشهاي كدينگ مختلفي پديدآمده اند ولي بهترين و پركاربردترين آنها كدك هاي آناليزباسنتز هستند كه توسط Atal & Remedeدر سال 1982 معرفي شدند [2] . اخيرا مناسبترين الگوريتم براي كدينگ صحبت با كيفيت خوب در نرخ بيت هاي پائين و زير 16 kbps ، روش پيشگويي خطي باتحريك كد (CELP) مي باشد كه در سال 1985 توسط Schroeder & Atal معرفي شد [8] و تا كنون چندين استاندارد مهم كدينگ صحبت بر اساس CELP تعريف شده اند .

در سال 1988 CCITT برنامه اي براي استانداردسازي يك كدك 16 kbps با تاخيراندك و      كيفيت بالا در برابر خطاهاي كانال آغاز نمود و براي آن كاربردهاي زيادي همچون شبكه PSTN ،ISDN ،تلفن تصويري و غيره در نظر گرفت . اين كدك در سال 1992 توسط Chen et al.    تحت عنوان LD-CELP معرفي شد[6] و بصورت استاندارد G.728 در آمد[9] و در سال 1994 مشخصات مميز ثابت اين كدك توسط ITU ارائه شد[10] . با توجه به كيفيت بالاي اين كدك كه در آن صحبت سنتزشده از صحبت اوليه تقريبا غيرقابل تشخيص است  و كاربردهاي آن در شبكه هاي تلفن و اينترنت و ماهواره اي در اين گزارش به پياده سازي اين كدك مي پردازيم .

در فصل اول به معرفي وآناليز سيگنال صحبت پرداخته مي شود و در فصل دوم روش ها و استانداردهاي كدينگ بيان مي شوند . در فصل سوم كدك LD-CELP را بيشتر بررسي مي كنيم و در فصل چهارم شبيه سازي مميز ثابت الگوريتم به زبان C را بيان مي نمائيم. ودر پايان در فصل 5 به نحوه پياده سازي بلادرنگ كدكG.728 بر روي پردازنده TMS320C5402 مي پردازيم.

فهرست

- مقدمه                                                                                       4

فصل 1 : بررسی و مدل سازی سيگنال صحبت                                             

          1-1- معرفی سيگنال صحبت                                                              6

          1-2- مدل سازی پيشگويی خطی                                                  10

                   1-2-1- پنجره کردن سيگنال صحبت                                           11

                   1-2-2- پيش تاکيد سيگنال صحبت                                            13

                   1-2-3- تخمين پارامترهای LPC

فصل 2 : روش ها و استانداردهای کدينگ صحبت

          2-1- مقدمه                                                                                  15

          2-2- روش های کدينگ                                                                    19

                   2-2-1- کدرهای شکل موج                                                      21

                   2-2-2- کدرهای صوتی                         22

         2-2-3- کدرهای مختلط                                                           24

                   الف- کدرهای مختلط حوزه فرکانس                                             27

                   ب- کدرهای مختلط حوزه زمان                                                  29

فصل 3 : کدر کم تاخير LD-CELP                                              

          3-1- مقدمه                                                                                  34

          3-2- بررسی کدرکم تاخير LD-CELP

                   3-2-1- LPC معکوس مرتبه بالا                                               39

                   3-2-2- فيلتر وزنی شنيداری                                                    42

                   3-2-3- ساختار کتاب کد                                                         42

                   3-2-3-1- جستجوی کتاب کد                                                  43

                   3-2-4- شبه ديکدر                                                               45

                   3-2-5- پست فيلتر                                                               46

فصل 4 : شبيه سازی مميزثابت الگوريتم به زبان C                                       

          4-1- مقدمه                                                                                 49

          4-2- ويژگی های برنامه نويسی مميزثابت                                                50

          4-3- ساده سازی محاسبات الگوريتم                                                      53

                   4-3-1- تطبيق دهنده بهره                                                      54

                   4-3-2- محاسبه لگاريتم معکوس                                              58

          4-4- روندنمای برنامه                                                                       59

                   4-4-1- اينکدر                                                                     63

                   4-4-2- ديکدر                                                                     69

فصل 5 : پياده سازی الگوريتم برروی DSP                

          5-1- مقدمه                                                                                  74

          5-2- مروری بر پياده سازی بلادرنگ                                                      75

          5-3- چيپ های DSP

                   5-3-1- DSP های مميزثابت                                                   77

                   5-3-2- مروری بر DSP های خانواده TMS320

                   5-3-2-1- معرفی سری TMS320C54x

          5-4- توسعه برنامه بلادرنگ                                                                81

          5-5- اجرای برنامه روی برد توسعه گر C5402 DSK

                   5-5-1- بکارگيری ابزارهای توسعه نرم افزار                                    84

                    5-5-2- استفاده از نرم افزارCCS

                    5-5-3- نتايج پياده سازی                                                        94

          5-6- نتيجه گيری و پيشنهاد                                                              97

- ضمائم

   - ضميمه (الف) : ديسکت برنامه های شبيه سازی مميز ثابت به زبان C و

                          پياده سازی کدک به زبان اسمبلی

        – ضميمه (ب) : مقايسه برنامه نويسی C و اسمبلی                                                         98

- مراجع                                                                               103

جهت دانلود فایل کلیک کنید