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一种适用于以太网传输的语音转换处理装置

阅读：607发布：2021-12-24

专利汇可以提供一种适用于以太网传输的语音转换处理装置专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且本实用新型公开了一种适用于以太网传输的语音转换处理装置，他包括：主控模块 (1)、可编程逻辑阵列(2)、音频编译码器(3)、模拟用户接口模块(4)、以太网控制器 (5)、以太网变压器 (6)、电源模块(7)。本实用新型综合采用以太网总线技术、语音编解码技术、数据处理技术，较好地解决了以太网采用IP方式传输语音信号时的抖动和时延大的问题，提高了通信效率和通信质量，并具有体积小、成本低、安装使用简单便捷等特点。，下面是一种适用于以太网传输的语音转换处理装置专利的具体信息内容。

权利要求

1.一种适用于以太网传输的语音转换处理装置，其特征在于，包括：主控模块(1)、可编程逻辑阵列(2)、音频编译码器(3)、模拟用户接口模块(4)、以太网控制器(5)、以太网变压器(6)、电源模块(7)；
所述主控模块(1)用于语音处理和呼叫过程控制，控制所述可编程逻辑阵列(2)完成语音、信令的交换与传输，控制所述音频编译码器(3)完成语音编码方式切换、双音多频信号音产生、模拟用户接口状态检测；
所述模拟用户接口模块(4)以二线方式与模拟用户连接，完成对模拟用户电话的馈电、状态检测、振铃、二四线变换、话音信号电平调整；语音通信时，将模拟用户发出的二线平衡语音信号转化成四线单向语音发送给所述音频编译码器(3)，或将所述音频编译码器(3)送出的四线单向语音信号转换成二线平衡的语音信号，送至模拟用户话机；
所述音频编译码器(3)采用8位压缩PCM编解码芯片，在所述主控模块(1)的控制下进行模拟话音的编解码、高频噪声滤波、话音回波抵消，并将所述模拟用户接口模块(4)采集的模拟用户状检测态信号去抖处理后，发送至所述主控模块(1)；
所述可编程逻辑阵列(2)在所述主控模块(1)的控制下完成话音、信令的交换与传输，完成所述以太网控制器(5)传送的以太网接口数据/命令的处理与转发，在所述音频编译码器(3)的配合下实现音频码流的转换；
所述以太网控制器(5)采用电流型以太网控制芯片，支持10Base5、10Base2、10BaseT、
100BASE-X、100BASE-TX、100BASE-FX，并能自动检测所连接的介质；
所述以太网变压器(6)主要完成以太网信号输送和接收、阻抗匹配、波形修复、信号杂波抑制、高电压隔离、以太网信号输送等；
所述电源模块(7)用于完成交流220V50Hz转换为直流48V、直流5V和交流75V25Hz铃流。
2.如权利要求1所述的一种适用于以太网传输的语音转换处理装置，其特征在于：所述主控模块(1)包括：用于控制和数据处理的高速微控制器核(11)，用于存储数据的数据存储器(12)，用于存储程序、电话号码、用户信息的ROM存储器(13)，用于与外部可编程逻辑阵列芯片通信的数据外设(14)。
3.如权利要求1所述的一种适用于以太网传输的语音转换处理装置，其特征在于：所述的可编程逻辑阵列(2)包括：CPU接口模块(21)、命令解析模块(22)、数据交换模块(23)、以太网接口模块(24)、特殊信号音解析模块(25)、特殊信号音产生模块(26)、话音封装与解析模块(27)、话音缓存模块(28)、话音格式转换模块(29)；
所述CPU接口模块(21)用于与所述主控模块(1)中的所述数据外设(14)之间接口适配；
所述命令解析模块(22)用于接收所述CPU接口模块(21)的命令，并根据解析的命令控制所述数据交换模块(23)、所述太网接口模块(24)、所述特殊信号音产生模块(26)；所述命令解析模块(22)将所述CPU接口模块(21)输入的被叫电话号码解析为对应的接口ID，方便所述数据交换模块(23)的快速查找；所述命令解析模块(22)用于汇总所述数据交换模块(23)、所述以太网接口模块(24)、所述特殊信号音解析模块(25)的状态信息，并上报至所述CPU接口模块(21)；所述数据交换模块(23)采用可编程逻辑阵列丰富的块RAM创建查找表方式，在所述命令解析模块(22)的控制下实现话音数据的交换；所述以太网接口模块(24)根据所述数据交换模块(23)输入的话音数据和所述命令解析模块(22)输入的命令，封包、缓存并发送至所述以太网控制器(5)；接收所述以太网控制器(5)进行缓存、解包后，根据类别将话音数据送至所述数据交换模块(23)，将命令信息送至所述命令解析模块(22)；所述特殊信号音解析模块(25)根据所述话音封装与解析模块(27)送至的话音数据，解析出对应的特殊信号音双音多频，并将其翻译为0～16的罗马数字送至所述命令解析模块(22)；所述特殊信号音产生模块(26)根据所述命令解析模块(22)输入的命令码产生拨号音、回铃音、忙音、无此号音、强插音、悬空呼叫等特殊信号音；所述话音封装与解析模块(27)将所述话音缓存模块(28)送入的160字节流和话音通道ID封装为以太网数据包分别发送至所述数据交换模块(23)和所述特殊信号音解析模块(25)；所述话音封装与解析模块(27)根据所述数据交换模块(23)和所述特殊信号音解析模块(25)送入的以太网数据包解析出对应的话音通道ID，并将160字节长度的话音数据流存入话音通道ID对应的缓存器中；所述话音缓存模块(28)利用可编程逻辑阵列丰富的块RAM，并根据实际话音通道数开辟对应的缓存空间；所述话音格式转换模块(29)完成话音数据流的串并转换，并根据话音通道数分裂出对应通道话音字节流。

说明书全文

一种适用于以太网传输的语音转换处理装置

技术领域

[0001] 本发明属于语音通信技术领域，具体涉及一种适用于以太网传输的语音转换处理装置。

背景技术

[0002] 以太网具有应用广泛、通信速率高、资源共享能力强、开放性好等优点，被广泛应用于专网通信、模拟训练、教学演示等低成本专用通信场所。但由于以太网传输采用IP包交换方式，数据的时延和抖动较大，对于实时性和抖动要求高的语音/视频数据的交换、传输带来了相应的技术难题。目前基于以太网数据格式的语音交换与传输设备均采用SIP语音系统方案，但SIP话音系统方案主要存在以下问题：一是SIP话音系统需配置专用SIP服务器和SIP电话终端，成本高；二是系统正常运行时，对应的SIP服务器和SIP终端需分配唯一的IP地址资源；三是通信协议复杂、数据格式固定，不能广泛应用于一些低成本、自定义的以太网交换系统中。实用新型内容

[0003] 本实用新型的目的是：提供一种适用于以太网传输的语音转换处理装置，具有体积小、成本低、安装使用简单便捷等特点，解决了以太网采用IP方式传输语音信号时的抖动和时延大的问题，提高了通信效率和通信质量。

[0004] 本实用新型的技术方案是：一种适用于以太网传输的语音转换处理装置，包括：主控模块、可编程逻辑阵列、音频编译码器、模拟用户接口模块、以太网控制器、以太网变压器、电源模块；

[0005] 所述主控模块用于语音处理和呼叫过程控制，控制所述可编程逻辑阵列完成语音、信令的交换与传输，控制所述音频编译码器完成语音编码方式切换、双音多频信号音产生、模拟用户接口状态检测；

[0006] 所述模拟用户接口模块以二线方式与模拟用户连接，完成对模拟用户电话的馈电、状态检测、振铃、二四线变换、话音信号电平调整；语音通信时，将模拟用户发出的二线平衡语音信号转化成四线单向语音发送给所述音频编译码器，或将所述音频编译码器送出的四线单向语音信号转换成二线平衡的语音信号，送至模拟用户话机；

[0007] 所述音频编译码器采用8位压缩PCM编解码芯片，在所述主控模块的控制下进行模拟话音的编解码、高频噪声滤波、话音回波抵消，并将所述模拟用户接口模块采集的模拟用户状检测态信号去抖处理后，发送至所述主控模块；

[0008] 所述可编程逻辑阵列在所述主控模块的控制下完成话音、信令的交换与传输，完成所述以太网控制器传送的以太网接口数据/命令的处理与转发，在所述音频编译码器的配合下实现音频码流的转换；

[0009] 所述以太网控制器采用电流型以太网控制芯片，支持10Base5、10Base2、10BaseT、100BASE-X、100BASE-TX、100BASE-FX，并能自动检测所连接的介质；

[0010] 所述以太网变压器主要完成以太网信号输送和接收、阻抗匹配、波形修复、信号杂波抑制、高电压隔离、以太网信号输送等；

[0011] 所述电源模块用于完成交流220V 50Hz转换为直流48V、直流5V和交流75V 25Hz铃流。

[0012] 更进一步地，所述主控模块包括：用于控制和数据处理的高速微控制器核，用于存储数据的数据存储器，用于存储程序、电话号码、用户信息的ROM存储器，用于与外部可编程逻辑阵列芯片通信的数字外设。

[0013] 更进一步地，所述的可编程逻辑阵列包括：CPU接口模块、命令解析模块、数据交换模块、以太网接口模块、特殊信号音解析模块、特殊信号音产生模块、话音封装与解析模块、话音缓存模块、话音格式转换模块；

[0014] 所述CPU接口模块用于与所述主控模块中的所述数据外设之间接口适配；所述命令解析模块用于接收所述CPU接口模块的命令，并根据解析的命令控制所述数据交换模块、所述太网接口模块、所述特殊信号音产生模块；所述命令解析模块将所述CPU接口模块输入的被叫电话号码解析为对应的接口ID，方便所述数据交换模块的快速查找；所述命令解析模块用于汇总所述数据交换模块、所述以太网接口模块、所述特殊信号音解析模块的状态信息，并上报至所述CPU接口模块；所述数据交换模块采用可编程逻辑阵列丰富的块RAM创建查找表方式，在所述命令解析模块的控制下实现话音数据的交换；所述以太网接口模块根据所述数据交换模块输入的话音数据和所述命令解析模块输入的命令，封包、缓存并发送至所述以太网控制器；接收所述以太网控制器进行缓存、解包后，根据类别将话音数据送至所述数据交换模块，将命令信息送至所述命令解析模块；所述特殊信号音解析模块根据所述话音封装与解析模块送至的话音数据，解析出对应的特殊信号音双音多频，并将其翻译为0～16的罗马数字送至所述命令解析模块；所述特殊信号音产生模块根据所述命令解析模块输入的命令码产生拨号音、回铃音、忙音、无此号音、强插音、悬空呼叫等特殊信号音；所述话音封装与解析模块将所述话音缓存模块送入的160字节流和话音通道ID封装为以太网数据包分别发送至所述数据交换模块和所述特殊信号音解析模块；所述话音封装与解析模块根据所述数据交换模块和所述特殊信号音解析模块送入的以太网数据包解析出对应的话音通道ID，并将160字节长度的话音数据流存入话音通道ID对应的缓存器中；所述话音缓存模块利用可编程逻辑阵列丰富的块RAM，并根据实际话音通道数开辟对应的缓存空间；所述话音格式转换模块完成话音数据流的串并转换，并根据话音通道数分裂出对应通道话音字节流。

[0015] 本实用新型综合采用以太网总线技术、语音编解码技术、数据处理技术，较好地解决了以太网采用IP方式传输语音信号时的抖动和时延大的问题，提高了通信效率和通信质量，并具有体积小、成本低、安装使用简单便捷等特点。附图说明

[0016] 图1为本实用新型系统组成示意图；

[0017] 图2为本实用新型主控模块组成示意图；

[0018] 图3为本实用新型可编程逻辑阵列内部功能框图。

具体实施方式

[0019] 实施例1：参见图1至图3，一种适用于以太网传输的语音转换处理装置，包括：主控模块1、可编程逻辑阵列2、音频编译码器3、模拟用户接口模块4、以太网控制器5、以太网变压器6、电源模块7；

[0020] 所述主控模块1用于语音处理和呼叫过程控制，控制所述可编程逻辑阵列2完成语音、信令的交换与传输，控制所述音频编译码器3完成语音编码方式切换、双音多频信号音产生、模拟用户接口状态检测；所述主控模块1包括：用于控制和数据处理的高速微控制器核11，用于存储数据的数据存储器12，用于存储程序、电话号码、用户信息的ROM存储器13，用于与外部可编程逻辑阵列芯片通信的数字外设14；

[0021] 所述模拟用户接口模块4以二线方式与模拟用户连接，完成对模拟用户电话的馈电、状态检测、振铃、二四线变换、话音信号电平调整；语音通信时，将模拟用户发出的二线平衡语音信号转化成四线单向语音发送给所述音频编译码器3，或将所述音频编译码器3送出的四线单向语音信号转换成二线平衡的语音信号，送至模拟用户话机；

[0022] 所述音频编译码器3采用8位压缩PCM编解码芯片，在所述主控模块1的控制下进行模拟话音的编解码、高频噪声滤波、话音回波抵消，并将所述模拟用户接口模块4采集的模拟用户状检测态信号去抖处理后，发送至所述主控模块1；

[0023] 所述可编程逻辑阵列2在所述主控模块1的控制下完成话音、信令的交换与传输，完成所述以太网控制器5传送的以太网接口数据/命令的处理与转发，在所述音频编译码器3的配合下实现音频码流的转换；

[0024] 所述的可编程逻辑阵列2包括：CPU接口模块21、命令解析模块22、数据交换模块23、以太网接口模块24、特殊信号音解析模块25、特殊信号音产生模块26、话音封装与解析模块27、话音缓存模块28、话音格式转换模块29；

[0025] 所述CPU接口模块21用于与所述主控模块1中的所述数据外设14之间接口适配；所述命令解析模块22用于接收所述CPU接口模块21的命令，并根据解析的命令控制所述数据交换模块23、所述太网接口模块24、所述特殊信号音产生模块26；所述命令解析模块22将所述CPU接口模块21输入的被叫电话号码解析为对应的接口ID，方便所述数据交换模块23的快速查找；所述命令解析模块22用于汇总所述数据交换模块23、所述以太网接口模块24、所述特殊信号音解析模块25的状态信息，并上报至所述CPU接口模块21；所述数据交换模块23采用可编程逻辑阵列丰富的块RAM创建查找表方式，在所述命令解析模块22的控制下实现话音数据的交换；所述以太网接口模块24根据所述数据交换模块23输入的话音数据和所述命令解析模块22输入的命令，封包、缓存并发送至所述以太网控制器5；接收所述以太网控制器5进行缓存、解包后，根据类别将话音数据送至所述数据交换模块23，将命令信息送至所述命令解析模块22；所述特殊信号音解析模块25根据所述话音封装与解析模块27送至的话音数据，解析出对应的特殊信号音双音多频，并将其翻译为0～16的罗马数字送至所述命令解析模块22；所述特殊信号音产生模块26根据所述命令解析模块22输入的命令码产生拨号音、回铃音、忙音、无此号音、强插音、悬空呼叫等特殊信号音；所述话音封装与解析模块27将所述话音缓存模块28送入的160字节流和话音通道ID封装为以太网数据包分别发送至所述数据交换模块23和所述特殊信号音解析模块25；所述话音封装与解析模块27根据所述数据交换模块23和所述特殊信号音解析模块25送入的以太网数据包解析出对应的话音通道ID，并将160字节长度的话音数据流存入话音通道ID对应的缓存器中；所述话音缓存模块
28利用可编程逻辑阵列丰富的块RAM，并根据实际话音通道数开辟对应的缓存空间；所述话音格式转换模块29完成话音数据流的串并转换，并根据话音通道数分裂出对应通道话音字节流；

[0026] 所述以太网控制器5采用电流型以太网控制芯片，支持10Base5、10Base2、10BaseT、100BASE-X、100BASE-TX、100BASE-FX，并能自动检测所连接的介质；

[0027] 所述以太网变压器6主要完成以太网信号输送和接收、阻抗匹配、波形修复、信号杂波抑制、高电压隔离、以太网信号输送等；

[0028] 所述电源模块7用于完成交流220V 50Hz转换为直流48V、直流5V和交流75V 25Hz铃流。

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