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无论是在人们的日常交流，还是在航空、航天等高科技领域，语音通信都是不可或缺的。根据奈奎斯特理论，要想不失真地重构语音信号，采样频率不能低于40 kHz，按8位采样精度计算，语音数据量也有320kbit/s，占用的数据带宽多，严重破坏通信系统(特别是无线通信系统)的通信性能。因此需要寻找合适的语音编码方法，将语音数据率压缩到理想状态，使其能够占用较少的带宽，实现理想的通信效果。
笔者设计的无线通信系统利用DVSI公司语音编解码芯片AMBE2000实现了低带宽、双工的数据与语音同传，语音通信自然可懂。
AMBE2000
MBE(多带激励)语音编码技术是一种具有高语音质量和强鲁棒性的低速率语音编解码技术。这种方法在频域中按基音各谐波频率，将一帧语音的频谱划分为多个频带，对每个频带作清、浊音判决。对浊音带，以基音为周期的脉冲序列作为激励信号;对清音带，则以白噪声作为激励信号。总的激励信号由各带激励信号相加构成。用该激励信号激励声道滤波器，最终合成出具有较高自然度的语音。MBE模型使合成语音谱与原语音谱在细致结构上能拟合得很好，因此在低比特率的情况下，其合成语音的音质依然能保持较高的自然度。其改进的AMBE算法成为国际移动卫星组织和移动卫星通信的语音编码标准。
AMBE2000采用AMBE编解码技术，是一种高性能、低功耗的单片实时语音压缩解压芯片，其压缩率可在2kbit/s～9.6kbit/s范围内由硬件、软件调节，且具有FEC(前向纠错)、VAD(语音激活检测)功能和DTMF信号检测功能，当速率在4.0kbit/s以上时，可得到接近长途电话的话音质量;当速率为2.0kbit/s时，仍然具有较高的可懂度和自然度。因此可广泛应用于卫星通信、数字移动通信、保密通信、语音邮件等方面。
AMBE2000的主要特性包括：具有高品质的语音质量，压缩数据率可在2kbit/s～9.6kbit/s范围内调节，步进50bit/s; 纠错率范围为50bit/s～7.2kbit/s;低功耗、低复杂度;具有语音激活检测VAD功能、回波抵消功能和舒适噪声CNI产生功能;可变速的FEC功能; DTMF信号检测和产生功能等。
系统设计
系统实现语音与数据的无线遥测同传，系统框图如图1所示。其主要组成部分为：语音接口与处理模块、数据接口模块、数据复分接模块、中频处理模块、射频模块和天线。其中，语音接口与处理模块主要采用AMBE2000实现，数据接口采用FIFO实现，数据复分接和中频处理采用FPGA实现，完成软件无线电功能。
AMBE2000应用电路
图2所示是系统中AMBE2000的应用电路。图中，AMBE2000选择的引脚接法将其设置为语音位为1位的被动无帧格式、码速率为4kbit/s、外部输入时钟模式、AD/DA为AD73311模式、滑动补偿功能有效，其EPR引脚用来输出数据包就绪指示信号。
作者：谢元友 张洪博 中国航天员科研训练中心 来源：电子产品世界
