高速G,729ab声码器设计及其在媒体网关中的应用

逆向处理从来自数字网络的编码数据。
由于数字网络属于分组通信，必须有合适的多媒体实时流网络传输协议以保证语音的连贯性。在声码器的HPI接口控制程序中，设计了一个提供给上层处理器的 RTP(Real-TIme Transport Protocol，实时传输协议)接口，用于完成编码和解码数据包的输出和输入及相应的RTP成帧、解帧功能，具体功能设计如下：

　　RTP打包和发送：RTP包由具有固定格式的包头和数据部分组成。将编码后的语音数据，按照RTP打包参数的要求组织RTP头和RTP净荷。 RTP包头中的关键字段为SN(Sequence Number，序列号)和TS(Time Stamp，时间戳)。SN用于对RTP包进行排序。每发送一个RTP数据包，SN加1。TS用于标识RTP数据包中第一个字节采样时的时刻，以语音样本为单位递增；对于语音包和静音压缩包，TS增值一致。另外，RTP包头中的PT(Payload Type，负载类型)字段用于指示RTP净荷的数据编码格式。在RFC3550中规定了标准音频载荷类型：G．729编码对应的PT为18。

　　由于RTP包头中没有长度字段，故对RTP包进行了外部扩展：将打好的RTP包作为净荷，附加上RTP包数据长度、通道号，组成“以太网数据包”。针对C6203的32位寻址的HPI总线接口，设计以太网数据包格式如图2所示。

　　RTP包发送：即写“以太网数据包”至“以太网数据发送缓存区”。首先根据该缓存区的读写指针判断剩余空间；如写空间不够，则放弃此次写操作，该数据包同时被丢弃。如写空间足够，则将数据包写入发送缓存区，并更新写指针。上层处理器根据该缓存区的读写指针判断该缓存区内是否有新数据，并进行读操作，以及更新读指针。

　　RTP包接收、排序和缓存：分组通信需要考虑语音的防抖动处理。本文通过设置静态抖动缓冲区实现去抖动。首先根据“以太网数据接收缓存区”的读写指针判断是否有新的数据包到来，如果有，则将该数据包根据RTP的SN和TS排列在相应通道的RTP缓存队列中。重复上述过程直至将“以太网数据接收缓存区”中所有的数据包读完，然后更新该缓存区的DSP读指针。对于每个通道的RTP缓存队列，当缓存语音数据到达预先定义的阈值K时，给出标志允许该通道开始进行语音数据解码。如果数据分组有抖动延迟，则解码语音可继续保持K时间单位不被打断。

　　4 结语

　　在纯汇编并行优化的基础上设计了高效的G．729ab声码器；利用TMS320C6203的在片外设McBSP实现了连接PSTN的标准E1接口；设计了用于分组数据收发的RTP协议接口，利用TMS320C6203的HPI接口方式与上层处理器连接，使声码器可灵活应用于媒体网关。