基于PIC的低速率无线语音通信系统

摘 要： 给出了ACELP算法在点对点通信中的应用方案，主要设计了基于Microchip公司的PIC系列高端芯片和以射频收发芯片CC1100为核心的跳频语音通信系统，为实现数字集群通信系统中的数字终端提供了可行的方案。
关键词： ACELP；无线通信；单片机；CC1100

在移动电话已经成为人们生活必需品的今天，一种低成本的点对点无线通信系统也在日益发展中。它是警务、保安人员和野外工作人员的必选通信设备，它不同于移动电话，不用根据通话时间计费，不存在网络拥堵的问题，可以用于重大任务保障的通信和应付各种突发的紧急事件。在设计语音通信系统的过程中，语音信号处理[1]的方法关系到系统的性能，随着对通信质量要求的提高，人们需要用较少的码率来获得尽可能好的合成语音质量[2]。
TETRA系统采用的低速率ACELP压缩算法[3]，是一种改进型的CELP，其码率被压缩至4.567 kb/s，仍能保证高质量的话音服务[4]。近几年对ACELP算法的研究大部分集中在算法的仿真。本文主要设计了ACELP算法应用的硬件系统。
1 系统概述
Microchip公司推出的dsPICXX器件[5]将高性能16位单片机的控制特点与DSP高速运算的优点相结合，为嵌入式系统设计提供了适合的单芯片、单指令流的解决方案。其独特的RISC结构精简指令与传统的采用CISC结构的单片机相比，可以达到2:1的代码压缩，速度提高4倍，使其执行效率大为提高[6]。
在用单个dsPICXX器件实现复杂的算法处理和控制操作时，存在通话质量差，不易扩展等功能，作为改进方案设计了双单片机结构，如图1所示。将计算量较大的语音压缩编码部分单独用dsPIC33FJ64GP706实现，用PIC24FJ32GA004作为主控芯片，控制信号之间的同步并处理按键信息，CC1100内有快速频率变动合成器，能够实现频率跳跃，通过PIC24FJ32GA004不断改变CC1100的载波频率，实现了跳频通信。