基于w5300的ip话音技术研究.doc

基于W5300的IP话音技术研究摘要为了解决基于SIP协议的VoIP中必须加载服务器和传输带宽的问题,本文介绍了基于W5300和AMBE在VoIP话音中的应用。通过分析基于W5300和ambe这2种芯片的工作原理,提出了将2种芯片通过FPGA芯片进行结合的改进方法,并对改进方法的可行性进行了阐述,采用硬件电路对技术方案进行实现。结果表明基于W5300和AMBE在VoIP话音比基于SIP协议的VoIP有更好的性能。关键词SIP;VoIP;W5300;IP话音中图分类号TN91文献标识码A文章编号1674-6708(2016)164-0075-02随着移动通信、互联网技术和网络融合技术的发展,VoIP(Voice?over?IP)这种基于分组交换的话音通信的迅速崛起[1]。1995年首次提出VoIP,到现在为止,VoIP已经在话音通信业务中占据了比较大的笔记。而随着未来因特网技术(FIT)概念的提出与LTE技术的发展,在未来几年的通信网络中,VoIP将会占据更重要的位置[2]。目前的VoIP的解决方案是由SIP服务器和终端共同组成。这种解决方案在无线通信系统甚至机动的窄带的无线通信系统中就会有2个问题:一是当SIP服务器设备没有开机或者服务器坏掉的情况下,系统就只能重新配置才能正常工作;二是这种解决方案的无论哪种编码方式,其带宽利用率很高,在窄带的无线信道中的传输比较困难[3]。为了解决以上2个问题,本文讨论基于W5300和amb3000的VoIP解决方案,W5300使用组播和单播协议可以实现VoIP的传输[4],ambe3000可以实现话音的更高速率的编解码功能。在本地可以存储所有的电话号码信息以保证每一个终端具有服务器的功能而不需要另外添加服务器,而ambe3000的高性能的压缩特点可以实现超低速话音的传输[5]。1IP话音实现的硬件方案本系统中的核心控制模块采用Altera公司Cyclone?III系列EP3C80F672I8芯片作为数字处理芯片,。该器件丰富的I/O管脚,可以实现并行运算,并且芯片中内嵌Nios?II软核,可是实现CPU控制的操作。网络传输模块选用Winzet公司的具有MAC、TCP和UDP协议栈的以太网协议手法W5300。该芯片最多可同时支持8个独立端口同时进行连接,有效的通信传输速率可达到90Mbps;与主机的CPU(Nios?II)接口使用16bit数据总线[6]。PCM编解码芯片使用Winbond公司的W681512芯片,该芯片支持模拟话音的差分输入和差分输出,支持u滤和A滤的PCM编码[7]。话音压缩模块使用数字语音系统公司(Digital?Voice?System?Inc,DVSI)的AMBE-3000芯片,AMBE-3000芯片采用多带激励语音压缩算法,[8]。硬件结构图如图1所示。2W5300的协议栈的实现在硬件连接实,W5300芯片采用数据总线采用16位数据的模式、并且采用间接寻址的寻址方式选择模式和FPGA的Nios?II的地址总线进行连接,使用间接寻址可以有效的降低W5300芯片对F[PGA中硬件资源的占用。总线的连接原理如图2所示。由于W5300芯片上电后不能自动复位,所以当系统上电之后,必须首先用FPGA产生20ms以