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DSP在通信中的應用分析
摘要: DSP在通信中的應用分析,在當前的DSP市場上,,通信設備是其最大的用戶,,以下是其中的幾個例子:(1)數字式蜂房系統(tǒng)數字式蜂房系統(tǒng)使用通用DSP來實現(xiàn)語音合成(speechsynthesis)、糾錯編碼(error-correctioncoding)、基帶調制解調器(b
關鍵詞: 分析 應用 通信 DSP
Abstract:
Key words :

在當前的DSP市場上,,通信設備是其最大的用戶,,以下是其中的幾個例子:

  (1)數字式蜂房系統(tǒng)

  數字式蜂房系統(tǒng)使用通用DSP來實現(xiàn)語音合成(speech synthesis),、糾錯編碼(error-correction coding),、基帶調制解調器(baseband modem)、以及系統(tǒng)控制等功能,。

  a.語音合成,、語音壓縮與編碼是DSP最早和最廣泛的應用項目。在有線和無線通信中,,矢量編碼器用于將語音信號壓縮到有限帶寬的信道中,。

  b.糾錯編碼。前向糾錯(FEC,,F(xiàn)orward Error-Correction)方案廣泛地使用在電信應用中,、用以降低噪聲信道中的bit誤碼率。隨著越來越多的數據要通過有限帶寬的信道,、對改善的FEC技術的需求也就更加迫切,。循環(huán)冗余檢驗(CRC)和bit奇偶檢驗仍然用于簡單的誤碼檢測。然而,,更復雜的前向糾錯方案,,例如Verbi卷積編碼和Reed-Solomon(RS)編碼常常使用于多bit的檢錯與糾錯。通常,,鏈接的編碼方案在降低bit誤碼方面要優(yōu)于簡單的方案。例如,美國數字蜂房移動電話的IS-54語音信道規(guī)范,,就由CRC和卷積碼來共同保證,。

  c.基帶調制與解調。DSP能夠用來實現(xiàn)基帶調制解調功能,。這些功能包括定時的恢復,、自動增益和頻率控制、符號檢測,、脈沖整形,、以及匹配濾波器等。許多功能以往是用硬件來實現(xiàn)的,。隨著高性能DSP的發(fā)展和多種目的硬件設計需要的增長,,例如,IS-54標準就要求每個終端能夠處理三種調制方案:FM,、FSK,、DQPSK,現(xiàn)在往往用DSP通過其軟件來實現(xiàn),。

  (2)軟件電臺(Software rideo)

  近年來得到充分重視與迅速發(fā)展的軟件電臺,,是利用同樣的硬件設備和不同的軟件模塊,來適應不同頻段,、不同調制方式下的通信,。在軟件電臺中,最重要和最具挑戰(zhàn)性的部分就是高性能的A/D,、D/A變換器和以DSP為核心的實時信號處理器,。軟件電臺概念的提出和最初的應用都是在軍用通信中;但近年來在各種民用通信系統(tǒng)中也已顯露出了廣闊的應用前景。軟件電臺對DSP所提出的實時性很高的要求,,正有力地促進著DSP的發(fā)展,,其中包括單片處理器的性能、多處理器協(xié)同工作的能力,、DSP軟件開發(fā)的環(huán)境和DSP實時操作系統(tǒng)等多方面的發(fā)展,。

  (3)均衡和信道估計

  對DSP來說,另一個計算量繁重的任務是信道模擬,,用以估計回聲,、噪音或碼間干擾。線路回聲對消是在公用有線電話上適合用DSP來實現(xiàn)的應用,?;芈暫驮胍舻膶ο麑τ谟芯€和無線通信同樣重要。

  均衡是又一種信道估計技術,,用以消除由于信道延時擴展所引起的碼間干擾,。

  (4)語音和字符識別算法

  DSP在完成核心的應用之外,,還常常用來完成用戶界面的任務。這是因為以DSP為基礎的產品具有很強的設計靈活性,,允許系統(tǒng)的設計者把附加的任務加給他們的DSP,,以便更充分地利用其處理能力。在移動電話中,。其語音撥號功能就可以由DSP來實現(xiàn),。在使用個人數字助理(PDA、Personal Digital Assistent)技術時,,把計算機和通信應用結合在一起,,人機界面設計就來得更重要。

  (5)調制解調器(Modem)

  調制解調器中復雜的數學運算主要是依靠DSP或由DSP核組成的ASIC來完成的,。在便攜式計算機中,、對調制解調器的大小、重量,、功耗特別關注時,,對DSP的要求就來得更高。調制解調器的速度隨著DSP速度的提高而不斷地提高,,到1997年已達到56kbps,。

  (6)綜合業(yè)務數字網(ISDN)

  ISDN在顯著降低成本的同時,使數據傳輸速率得到很大的提高,。從而使一些需要高速數據傳輸率和信息實時處理的新業(yè)務得到發(fā)展,,如交互式出版、視頻會議,、遠程醫(yī)療,、遠程教學等。

  以視頻會議為例,。由于需要很寬的帶寬來傳輸視頻圖象和聲音,,傳統(tǒng)的電視會議需要專門租用昂貴的寬帶信道。而以最新的DSP為基礎的視頻會議系統(tǒng)所實現(xiàn)的H.320編碼與國際視頻會議及ISDN視頻電話兼容,。也就是說,,可以在ISDN的6個基本速率接口(即6×64kbps)上運行視頻會議。

  由DSP來實現(xiàn)的雙模式Modem,,既可以在模擬信道上以模擬模式工作,、也可以在ISDN信道上以數字格式工作,因為ISDN系統(tǒng)是數字式的,。

  (7)多媒體

  多媒體是由將傳統(tǒng)的模擬視頻信號和聲音信號轉換為數字信號而驅動的,。電影和電視已經可以裝入VCD和DVD供家庭娛樂、電子游戲,、商業(yè)展覽,、教學等,。數字式的視頻數據很快就可以通過電纜電視、電話線,、蜂房電話和衛(wèi)星等信道傳輸,。由視頻和聲音信號數字化所產生的大量數據,要依靠高性能的DSP來減小對存儲空間和傳輸帶寬的要求,。需要由DSP來完成的任務包括視頻信號與音頻信號的編碼/解碼、彩色空間轉換,、回音消除,、濾波、誤碼校正,、復用,、bit流協(xié)議處理等。

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