VoWLAN语音终端开发设计

作 者:21ic

    1  引言

    1.1VoWLAN概述

    VoWLAN是WLAN的新兴应用之一。VoIP通过数据网络传输语音信号;WLAN(无线局域网),通过无线接入点进行无线上网。VoWLAN可以说是这两者的有机结合,它可以利用现有的WLAN网络实现无线的VoIP通话能力,企业员工通过VoWLAN可在办公场所以外的地方随时语音通信、访问E-mail和其他已接入的网络资源,这样提高了网络资源的利用率并降低了通话的成本,从而节省企业的总体IT费用。对于住宅用户也可以通过与宽带802.11无线网络相连的VoIP电话来降低话费。VoWLAN系统的数据流如下:通过接入点AP(AccessPoint)把语音信号传输到VoIP网关,该网关可以就是原来的有线voip网关,这样语音数据在IP网络和PBX(交换机)之间传输。这种方式使得传统有线办公和住宅电话的功能都能在VoWLAN中实现,而运营商只需要增加语音网关、计费系统等设备,就可为其WLAN热点提供VoWLAN应用,实现数据通信与语音通信的高效结合。

    1.2SIP概述

    目前voip涉及的基本通信协议主要有三种:H323协议、SIP协议和MGCP协议。SIP称为会话发起协议(SessionInitiationProtocol),是Internet工程任务组(IETF)提出的建议中的一项协议。与H.323协议比较,SIP协议侧重于将IP电话作为因特网上的一个应用,较其实应用(如FTP,E-mail等)增加了信令和QoS的要求,它们支持的业务基本相同,也都利用RTP作为媒体传输的协议;SIP是基于文本的协议,类似于HTTP。基于文本的编码意味着头域的含义是一目了然的,如From、To、Subject等域名。这种分布式、几乎不需要复杂的文档说明的标准规范风格,其优越性已在过去的实践中得到了充分的证明(现在广为流行的邮件协议SMTP就是这样的一个例子)。SIP的消息体部份采用SDP进行描述,SDP中的每一项格式为’=’号,也比较简单;SIP很方便地支持补充业务或智能业务,只要充分利用SIP已定义的头域,并对SIP进行简单的扩展,就可以实现这些业务。例如对于呼叫转移,只要在BYE请求消息中添加Contact头域,加入意欲转至的第三方地址就可以实现此业务。对于通过扩展头域较难实现的一些智能业务,可在体系结构中增加业务代理,提供一些补充服务或与智能网设备的接口;SIP协议借鉴了其它因特网的标准和协议的设计思想,在风格上遵循因特网一贯坚持的简练、开放、兼容和可扩展等原则,比较简单。

    2  系统的硬件设计

    2.1中央控制器

    中央控制器MCU采用UBICOM公司的IP2022网络处理器。它是专为Internet-edge(网际边缘)设计的微处理器。其主要特点:通过软件来处理协议,而不是用硬件逻辑来实现协议,降低了chip 的复杂性;对到达的 packet,使用 memory-to-memory 的操作,而不需要大容量,昂贵的on-chip caches(高速缓冲存储器),以及 packet buffers;简洁设计的 real-time operating system,没有memory-hungry requirement;Designer可以通过设计 software 来实现各种 Internet-edge 应用;IP2022 的 Memory 分为 on-chip 与 off-chip 两个部分,采用的是Harvard architecture,分离的 data 与 code memories;4k bytes on-chip data memory、64k bytes 的 on-chip flash memory、16k bytes 的 on-chip PRAM、外部的 memory、extra flash memory,用来放更多的code,比如embedded web server 的code可以放在外部的 flash中,也包括一些dll functions。以及online firmware upgrades。SRAM,是用来拓展PRAM 空间来用的,比如可以在SRAM 中buffer packets。

    2.2语音模块

    本模块采用的是TLV320AIC10。TLV320AIC10是TI公司近年新推出的低功耗∑-Δ型16位A/D、D/A音频接口(AIC)芯片。它由5个控制寄存器控制。其中,控制寄存器1:软件复位,DAC的16位或15+1位模式选择以及抗混叠滤波器、抽样滤波器、插值滤波器使能/旁路选择。控制寄存器2:决定工作方式和采样速率。低功耗模式控制,分频寄存器控制(决定滤波器的时钟频率和取样周期)。控制寄存器3:软件关电,模拟及数字信号反馈和事件控制模式选择;ADC的16位或15+1位模式选择。控制寄存器4:输入输出增益控制(通过控制输入和输出可编程增益放大器来实现)。AIC的初始化主要就是对这4个寄存器参数进行设定。该器件与单片机接口易于实现,开发和使用更加方便。尤其适合应用于低比特率、高性能密集设备的话音传输、识别及合成等的各种voip、电缆调制解调器、语音和电话领域。

    2.3网络模块

    无线接收发送模块选用的是CF无线网卡插槽。CF卡(CompactFlash)是1994年SanDisk推出的一种闪存卡。CF卡具有PCMCIA-ATA功能,并与之兼容,CF卡采用闪存(flash)技术,是一种稳定的存储解决方案,不需要电池来维持其中存储的数据。对所有保存的数据来说,CF卡比传统的磁盘驱动器安全性和保护性都更高,而且CF卡的用电量仅为小型磁盘驱动器的5%。这些优异的条件使得大多数PDA用网络设备都选择CF卡作为其首选接口。

    本系统无线接收发送模块选用的是WL-672FCF无线网络适配器。该无线网络适配器为CompactFlashⅠ型适配器,可与配有Ⅱ型插槽的终端一起使用。使用该适配器,在移动使用PDA进行工作时,收发E-MAIL及访问服务器数据时,都可使之保持连接。其使用信用卡式设计,提供集成天线,可以和所有符合IEEE802.11b(DSSS)2.4GHz标准的无线网络设备进行交互式操作,也可以通过AP与有线以太网进行交互式操作,支持Ad-Hoc以及Infrastructure通讯方式,使用128-bit的WEP加密方式以保证网络的安全。


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