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基于AMBE-2000的多速率語(yǔ)音通信終端模塊
摘要：介紹一種基于AMBE-2000和DSP芯片的語(yǔ)音通信終端模塊的原理與實(shí)現(xiàn)方案。該終端模塊具有設(shè)計(jì)簡(jiǎn)便、語(yǔ)音編碼速率可變、音質(zhì)優(yōu)、性價(jià)比高、功耗小等諸多優(yōu)點(diǎn)，可廣泛應(yīng)用于衛(wèi)星通信、短波、微波通信和軍用保密通信等場(chǎng)合。關(guān)鍵詞：聲碼器 AMBE 前向糾錯(cuò)編碼（FEC）
ＡＭＢＥ－２０００是ＤＶＳＩ（Ｄｉｇｉｔａｌ Ｖｏｉｃｅ Ｓｙｓｔｅｍ Ｉｎｃ．）公司推出的單片聲碼器芯片。該芯片采用改進(jìn)的多帶激勵(lì)（ＭＢＥ）算法，能實(shí)現(xiàn)可變速率低比特率、高語(yǔ)音音質(zhì)的語(yǔ)音壓縮編碼。本文基于ＡＭＢＥ－２０００，設(shè)計(jì)并實(shí)現(xiàn)了一種語(yǔ)音通信終端模塊。該模塊具有設(shè)計(jì)簡(jiǎn)便、語(yǔ)音編碼速率可變、音質(zhì)優(yōu)、接口靈活、工作電壓低、功耗小等諸多優(yōu)點(diǎn)，可廣泛應(yīng)用于衛(wèi)星通信、短波、微波通信和保密通信等場(chǎng)合，具有很高的實(shí)用價(jià)值。
１ ＡＭＢＥ－２０００功能概述
１．１ ＭＢＥ算法介紹
ＭＢＥ（Ｍｕｌｔｉ－Ｂａｎｄ Ｅｘｃｉｔａｔｉｏｎ）語(yǔ)音編碼技術(shù)是上世紀(jì)８０年代末提出的一種具有高語(yǔ)音質(zhì)量和強(qiáng)魯棒性的低速率語(yǔ)音編解碼技術(shù)。其改進(jìn)的ＩＭＢＥ算法成為國(guó)際移動(dòng)衛(wèi)星組織（ＩＮＭＡＲＳＡＴ）和ＡＵＳＡＴ移動(dòng)衛(wèi)星通信的語(yǔ)音編碼標(biāo)準(zhǔn)。ＥＩＡ／ＴＩＡ也選擇了ＭＢＥ作為北美陸地移動(dòng)通信系統(tǒng)的編碼標(biāo)準(zhǔn)。ＭＢＥ語(yǔ)音編解碼算法因其在低速率（＜４．８ｋｂｐｓ）上的優(yōu)越性能，在衛(wèi)星通信、數(shù)字話音存儲(chǔ)和保密通信等領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用。
ＭＢＥ編碼方式在頻域中按基音各諧波頻率，將一幀語(yǔ)音的頻譜劃分為多個(gè)頻帶，對(duì)每個(gè)頻帶作清、濁音（Ｕ／Ｖ）判決。對(duì)濁音帶，以基音為周期的脈沖序列作為激勵(lì)信號(hào)；對(duì)清音帶，則以白噪聲作為激勵(lì)信號(hào)。總的激勵(lì)信號(hào)由各帶激勵(lì)信號(hào)相加構(gòu)成。用該激勵(lì)信號(hào)激勵(lì)聲道濾波器，最終合成出具有較高自然度的語(yǔ)音。ＭＢＥ模型使合成語(yǔ)音譜與原語(yǔ)音譜在細(xì)致結(jié)構(gòu)上能擬合得很好，因此在低比特率的情況下，其合成語(yǔ)音的音質(zhì)依然能保持較高的自然度。
１．２ ＡＭＢＥ－２０００的功能與特點(diǎn)
ＡＭＢＥ－２０００芯片是ＡＭＢＥ－１０００的改進(jìn)產(chǎn)品。與ＡＭＢＥ－１０００相比，其語(yǔ)音壓縮算法更優(yōu)化，語(yǔ)音質(zhì)量更高，最低編碼速率也由原來(lái)的２．４ｋｂｐｓ降低到２．０ｋｂｐｓ；在硬件和接口方面，也作了若干改進(jìn)，并提高了其壓縮編碼和前向糾錯(cuò)編碼（ＦＥＣ）的效率和可靠性。ＡＭＢＥ－２０００主要具有以下一些特點(diǎn)：
（１）速率多，語(yǔ)音音質(zhì)高：具有２．０ｋ、２．４ｋ、３．６ｋ、４．０ｋ、４．８ｋ、６．４ｋ、８．０ｋ和９．６ｋｂｐｓ八種壓縮速率。當(dāng)速率在４．０ｋｂｐｓ以上時(shí)，可得到接近長(zhǎng)途電話的話音質(zhì)量；當(dāng)速率為２．０ｋｂｐｓ時(shí)，仍然具有較高的可懂度和自然度。
（２）可變速的ＦＥＣ功能：可根據(jù)信道情況，靈活地選擇ＦＥＣ的速率。語(yǔ)音和ＦＥＣ的速率選擇既可以通過(guò)硬件管腳設(shè)置，也可通過(guò)軟件方式設(shè)置。
（３）芯片內(nèi)集成卷積
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