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 .

 - 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.

فهرست

- 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

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

                   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

                   ۵-۳-۱- DSP های ممیزثابت                                                   ۷۷

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

                   ۵-۳-۲-۱- معرفی سری TMS320C54x

          ۵-۴- توسعه برنامه بلادرنگ                                                                ۸۱

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

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

                    ۵-۵-۲- استفاده از نرم افزارCCS

                    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

دانلود کنید