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基于VoIP网络电话终端设计与部分模块实现

作　者: 左伟
导　师: 陈德军
学　校: 武汉理工大学
专　业: 通信与信息系统
关键词: VoIP 回声抵消 双端检测 话机状态检测 系统架构
分类号: TN916.3
类　型: 硕士论文
年　份: 2007年
下　载: 188次
引　用: 4次
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内容摘要


随着计算机和宽待网络技术日新月异的发展，以多媒体通信为主题的信息网络已成为世界关注的热点。作为因特网上的电话服务，IP电话已被视为电话发展的新时代，并成为下一代网络(NGN)的发展目标之一。虽然IP电话有众多的优势，但也存在很大的问题，有些技术急待提高。本文考察了国内外相关领域内的研究情况，在实际项目开发的基础上，设计了基于VoIP网络电话终端的整体硬件框架和软件框架。针对VoIP技术方面的不足，本文做了一下工作：(1)根据实际需求，架构了整个VoIP网络电话终端的硬件框架和软件框架。在硬件框架方面，本文详细研究了芯片的选型及其优点，架构了整个硬件系统；在软件框架方面，本文详细论述了软件的设计方案，并就软件模块化设计做了详细的研究。(2)研究、改进了算法。一种是回声抵消算法，改进了其中的双端语音检测算法，另外一种是话机状态检测算法，改进其应用范围。在回声抵消算法方面，本文针对当前主流的回波抵消算法进行了大量的研究与分析，发现其中有些不足之处。由于采用传统的Geigel算法准确度非常差，在存在近端语音或者双向通话时的误报率非常高，导致只要出现过近端语音，滤波器系数就会发散并且出现回声，需要在近端语音消失一段时间后滤波器系数才能重新收敛，并不能很好的解决回声的问题。本文在此基础上提出了一种改进算法，该算法定义了一个滤波器平衡因子的计算公式，根据此公式，适当调整滤波器平衡因子的阀值，通过控制LMS滤波器系数的冻结和恢复，很好的解决了回声的困扰；在话机状态检测算法方面，本文针对已有的忙音检测算法只能检测忙音，而不能检测拨号音、挂断音的不足之处，研究改进其算法使之能够应用到这些方面，更好的为实际系统的应用服务。(3)设计并实现了系统的部分功能。主要包括振铃模块、话机状态检测模块、回音抵消器模块、DTMF码采集模块的设计和实现。并且本文将算法实现应用到这些实际的模块中，使理论研究和实际应用相结合。最后，论文回顾了整个基于VoIP网络电话终端语音算法研究与改进及系统部分功能模块开发过程，总结了系统的不足之处，并且提出了系统有待进一步改进和完善的问题。

全文目录


摘要  4-5
Abstract  5-9
第1章 绪论  9-14
  1.1 课题背景  9-10
  1.2 课题的国内外研究现状  10-12
  1.3 研究工作与本文组织结构  12-14
第2章 基于VoIP技术的研究  14-31
  2.1 VoIP电话原理及系统组成  14-17
    2.1.1 VoIP的通信原理  14-16
    2.1.2 VoIP的系统组成  16-17
  2.2 语音处理核心算法研究与改进  17-29
    2.2.1 回声抵消算法研究与改进  18-24
    2.2.2 忙音检测算法研究与应用改进  24-29
  2.3 本章小结  29-31
第3章 网络电话终端系统总体设计  31-41
  3.1 系统的功能模块设计  31-32
  3.2 系统硬件总体设计  32-36
    3.2.1 核心芯片选型及其应用  32-34
    3.2.2 系统整体硬件框架  34-36
  3.3 系统软件总体设计  36-40
    3.3.1 系统软件设计方案  36-38
    3.2.2 系统软件模块设计  38-40
  3.4 本章小结  40-41
第4章 系统部分模块的设计与实现  41-62
  4.1 振铃模块的设计与实现  41-42
  4.2 话机状态检测模块的设计与实现  42-47
    4.2.1 标准频率的提取  44-45
    4.2.2 话机状态的检测  45-47
  4.3 回音抵消器模块的设计与实现  47-56
    4.3.1 延迟时间子模块的设计与实现  49-50
    4.3.2 延迟NLMS子模块的设计与实现  50-51
    4.3.3 Geigel算法子模块的设计与实现  51-53
    4.3.4 回音抵消结果处理子模块的设计与实现  53
    4.3.5 双端通话检测子模块的设计与实现  53-55
    4.3.6 舒适噪声生成的设计与实现  55-56
  4.4 DTMF码采集模块的设计与实现  56-61
    4.4.1 DTMF码收发器硬件电路  56-57
    4.4.2 DTMF码收发器软件流程  57-61
  4.5 本章小结  61-62
第5章 系统测试与结果分析  62-70
  5.1 振铃模块测试与结果分析  62-64
    5.1.1 振铃模块测试  62-63
    5.1.2 结果分析  63-64
  5.2 话机状态检测模块测试与结果分析  64-65
    5.2.1 话机状态检测模块测试  64-65
    5.2.2 结果分析  65
  5.3 回音抵消器模块测试与结果分析  65-68
    5.3.1 收敛信号测试与结果分析  65-67
    5.3.2 客观测试与结果分析  67-68
  5.4 DTMF码采集模块测试与结果分析  68-69
    5.4.1 DTMF码采集模块测试  68-69
    5.4.2 结果分析  69
  5.5 本章小结  69-70
第6章 总结与展望  70-72
  6.1 总结  70-71
  6.2 展望  71-72
参考文献  72-75
致谢  75-76
攻读硕士学位期间发表的论文及参加的项目  76

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中图分类: > 工业技术 > 无线电电子学、电信技术 > 通信 > 电话 > 电话机及设备
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