CN103680519A - 卫星移动终端语音编解码器全双工语音输出功能测试方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种卫星移动终端语音编解码器全双工语音输出功能测试方法,在依次检测FPGA对语音编解码器的信令控制正常、模数转换器自闭环功能正常、语音编解码器半双工语音输入功能正常之后再进行语音编解码器全双工语音输出功能检测：使模数转换器和语音编解码器进入正常工作模式；向模数转换器输入2KHz信号；设置语音编解码器同时处于编码和解码模式；检查语音编解码器的输出编码格式；将语音编解码器的输出值直接输入到语音编解码器；如果输出信号为2KHz信号，则语音编解码器全双工语音输出功能正常。本发明方法确保了语音编解码器具有良好的全双工语音输出功能，为卫星移动通信终端具有良好数据传输性能提供了保障。

Description

卫星移动终端语音编解码器全双工语音输出功能测试方法

技术领域

本发明涉及卫星通信领域，特别涉及一种基于“北斗”的卫星移动通信终端语音编解码器全双工语音输出功能测试方法。

背景技术

数字无线电系统的低频部分采用数字电路，与传统无线电系统相比，软件无线电系统的A/D、D/A变换移到了中频，并尽可能靠近射频端。软件无线电以可编程力强的FPGA、DSP器件代替专用数字电路，使系统硬件结构与功能相对独立。现场可编程阵列FPGA技术先进之处在于紧凑的占位空间能够高速处理，同时也保持软件无线电技术的灵活性和可编程性。从FPGA可实现可重新配置核，在FPGA中能够实现调制器，解调器和CODEC功能。FPGA已从灵活的逻辑设计平台发展到信号处理引擎，成为FET、FIR，数字下复频器DDC、数字上变频器DUC、相关器和脉冲压缩（用于雷达处理）运算的理想平台。

AMBE编解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。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，实现了低带宽、双工的数据与语音同传，语音通信自然、可懂。

如图1所示，一种基于“北斗”的卫星移动通信终端，包括FPGA芯片XC5VLX50T、DSP芯片TMS320C6455、语音编解码器芯片AMBE2000及PCM3500；所述FPGA芯片XC5VLX50T通过控制接口与AMBE2000相连接；所述XC5VLX50T通过EMIFA接口、HPI接口与TMS320C6455相连接；XC5VLX50T通过可编程接口与PCM3500相连接。

该基于“北斗”的卫星移动通信终端将FPGA的优势和 AMBE2000的优势结合起来运用于卫星移动通信终端中，将为移动通信带来优质的语音质量和良好的实时性。但是该基于“北斗”的卫星移动通信终端对XC5VLX50T与AMBE2000之间数据传输性能要求非常高，事先验证其功能指标是否达到设计要求显得非常重要，例如验证AMBE2000的全双工语音输出功能特性。

发明内容

本发明的目的在于提供一种基于“北斗”的卫星移动通信终端语音编解码器的全双工语音输出功能测试方法。

为了实现上述发明目的，本发明提供了以下技术方案：

一种卫星移动终端语音编解码器全双工语音输出功能测试方法，所述卫星移动终端为基于“北斗”的卫星移动通信终端，所述语音编解码器为芯片AMBE2000，该方法包括步骤：

步骤A：检测FPGA对AMBE2000的信令控制功能是否正常，具体的：

A1:通过FPGA设置AMBE2000内部的寄存器，调整其编码的结构；

A2：通过FPGA接收AMBE2000的语音编码，检查接收的编码的结构与步骤A1中设置的编码结构是否一致，如果一致则FPGA对AMBE2000的信令控制功能正常，否则AMBE2000出现故障;

如果FPGA对AMBE2000的信令控制功能正常则进入步骤B，否则更换AMBE2000，重新进行检测；

步骤B：检测PCM3500自闭环功能是否正常，具体的：

B1：使能PCM3500的外接输入端，使PCM3500进入自闭环模式；

B2：信号发生器向PCM3500的输入端输入2KHz信号；

B3：示波器连接PCM3500的输出端，检查示波器中显示的信号是否为2KHz信号，如果是则PCM3500自闭环功能正常，否则PCM3500出现故障；

如果PCM3500自闭环功能正常则进入步骤C，否则更换PCM3500，重新进行PCM3500自闭环功能检测；

步骤C：检测AMBE2000半双工语音输入功能是否正常，具体的：

C1：使能PCM3500的外接输入端，使PCM3500进入正常工作模式；

C2：使能AMBE2000的外接输入端，使AMBE2000进入正常工作模式；

C3:PCM3500的输入端连接有信号发生器，通过信号发生器向PCM3500的输入端输入2KHz信号；

C4：PCM3500的输出端连接有示波器，通过示波器检查输出信号是否为2KHz信号，如果是择AMBE2000半双工语音输入功能正常，否则AMBE2000半双工语音输入功能异常；

如果AMBE2000半双工语音输入功能正常则进入步骤D，否则更换AMBE2000，重新进行FPGA对AMBE2000的信令控制功能检测和AMBE2000半双工语音输入功能检测；

步骤D：进行AMBE2000全双工语音输出功能检测，具体是：

D1：使能PCM3500的外接输入端，使PCM3500进入正常工作模式；

D2：使能AMBE2000的外接输入端，使AMBE2000进入正常工作模式；

D3：PCM3500的输入端连接信号发生器，通过信号发生器向PCM3500输入2KHz信号；

D4：通过FPGA设置AMBE2000的内部寄存器，使其同时处于编码和解码模式；

D5：通过FPGA检查AMBE2000的输出编码格式，编码格式正确则进入步骤6），否则更换AMBE2000；

D6：通过FPGA记录AMBE2000的输出值，然后直接输入到AMBE2000；

D7：PCM3500的输出端连接有示波器，通过示波器检测输出信号是否为2KHz信号，如果是则AMBE2000全双工语音输出功能正常，否则AMBE2000全双工语音输出功能异常。

与现有技术相比，本发明的有益效果：本发明卫星移动通信终端的语音编解码器全双工语音输出功能测试方法，能很好的测试卫星移动通信终端的语音编解码器全双工语音输出功能是否正常，确保了卫星移动通信终端的语音编解码器具有良好的全双工语音输出功能，进而为卫星移动通信终端中FPGA与语音编解码器之间具有良好的数据传输性能提供了保障，满足了基于“北斗”的卫星移动通信终端的要求。

附图说明：

图1为本发明测试对象基于“北斗”的卫星移动通信终端结构示意图。

具体实施方式

下面结合试验例及具体实施方式对本发明作进一步的详细描述。但不应将此理解为本发明上述主题的范围仅限于以下的实施例，凡基于本发明内容所实现的技术均属于本发明的范围。

   AMBE语音编解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。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。

语音编解码芯片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，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。语音编解码芯片AMBE2000具有FEC(前向纠错)、VAD(语音激活检测)功能和DTMF信号检测功能，实现了低带宽、双工的数据与语音同传，语音通信自然、可懂。

参考图1，一种基于“北斗”的卫星移动通信终端结构示意图。基于语音编解码芯片AMBE2000的上述优点，该基于“北斗”的卫星移动通信终端采用了AMBE2000的语音压缩、解压缩功能，实现高语音质量、高实时性的语音通信。该基于“北斗”的卫星移动通信终端包括FPGA芯片XC5VLX50T、DSP芯片TMS320C6455、语音编解码器芯片AMBE2000及模数转换器芯片PCM3500；所述FPGA芯片XC5VLX50T通过可编程接口编程设置有与AMBE2000控制接口相对应的模拟控制接口，XC5VLX50T的模拟控制接口与AMBE2000控制接口相连接；所述XC5VLX50T通过可编程接口编程设置有与DSP芯片TMS320C6455 EMIFA接口相对应的模拟EMIFA接口、与TMS320C6455 HPI接口相对应的模拟HPI接口，XC5VLX50T的模拟EMIFA接口与TMS320C6455 EMIFA接口相连接，XC5VLX50T的模拟HPI接口与TMS320C6455HPI接口相连接；XC5VLX50T通过可编程接口编程设置PCM3500芯片的语音参数和运行模式。

上述基于“北斗”的卫星移动通信终端XC5VLX50T与AMBE2000之间的接口是经过优化设计的，具有符合基于“北斗”的卫星移动通信终端的数据流和控制要求的特点。

本发明卫星移动通信终端的语音编解码器全双工语音输出功能测试方法，用于对图1所示的基于“北斗”的卫星移动通信终端中AMBE2000的全双工语音输入功能进行测试，包括步骤：

步骤1：检测FPGA对AMBE2000的信令控制功能是否正常，其步骤包括：

1）通过FPGA设置AMBE2000内部的寄存器，调整其编码的结构；

 2）通过FPGA接收AMBE2000的语音编码，检查接收的编码的结构与步骤1）中设置的编码结构是否一致，如果一致则FPGA对AMBE2000的信令控制功能正常，否则AMBE2000出现故障。

如果FPGA对AMBE2000的信令控制功能正常则进入步骤2，否则更换AMBE2000，重新进行FPGA对AMBE2000的信令控制功能检测。

步骤2：检测PCM3500自闭环功能是否正常，其包括步骤：

1）使能PCM3500的外接输入端，使PCM3500进入自闭环模式；

2）信号发生器向PCM3500的输入端输入2KHz信号；

3）示波器连接PCM3500的输出端，检查示波器中显示的信号是否为2KHz信号，如果是则PCM3500功能正常，否则PCM3500出现故障。

如果PCM3500自闭环功能正常则进入步骤3，否则更换PCM3500，并重新进行PCM3500自闭环功能检测。

步骤3：检测AMBE2000半双工语音输入功能是否正常，其包括步骤：

1）使能PCM3500的外接输入端，使PCM3500进入正常工作模式；

2）使能AMBE2000的外接输入端，使AMBE2000进入正常工作模式；

3）PCM3500的输入端连接有信号发生器，通过信号发生器向PCM3500的输入端输入2KHz信号；

4）PCM3500的输出端连接有示波器，通过示波器检查输出信号是否为2KHz信号，如果是择AMBE2000半双工语音输入功能正常，否则AMBE2000半双工语音输入功能异常。

如果AMBE2000半双工语音输入功能正常则进入步骤4，否则更换AMBE2000，重新进行FPGA对AMBE2000的信令控制功能检测和AMBE2000半双工语音输入功能检测。

步骤4：进行AMBE2000全双工语音输出功能检测，具体是：

1）使能PCM3500的外接输入端，使PCM3500进入正常工作模式；

2）使能AMBE2000的外接输入端，使AMBE2000进入正常工作模式；

3）PCM3500的输入端连接信号发生器，通过信号发生器向PCM3500输入2KHz信号；

4）通过FPGA设置AMBE2000的内部寄存器，使其同时处于编码和解码模式；

5）通过FPGA检查AMBE2000的输出编码格式，编码格式正确则进入步骤6），否则更换AMBE2000；

6）通过FPGA记录AMBE2000的输出值，然后直接输入到AMBE2000；

7）PCM3500的输出端连接有示波器，通过示波器检测输出信号是否为2KHz信号，如果是则AMBE2000全双工语音输出功能正常，否则AMBE2000全双工语音输出功能异常，更换AMBE2000。

本发明方法还可以进行AMBE2000全双工语音输出功能长时间可靠性性能测试，其操作是：

循环步骤5中所述步骤3）-步骤7），测试时间设置为120分钟，并记录步骤6）中所述输出值，若输出值错误的概率（即误码率）<2%，则AMBE2000全双工功能长时间可靠性性能合格，此处所述输出值错误的含义是：PCM3500输出端连接的示波器中显示的信号不是2KHz信号。

本发明方法还可以进行FPGA全双工功能长时间可靠性性能测试，其操作是：

循环步骤5中所述步骤3）-步骤7），测试时间设置为120分钟，并记录步骤6）中所述输出值，若输出值错误的概率（即误码率）<2%，则FPGA全双工功能长时间可靠性性能合格。

本发明卫星移动通信终端的语音编解码器全双工语音输出功能测试方法具有以下特点：1）测试了FPGA芯片 XC5VLX50T实现数字语音通信的卫星移动通信终端的通话的信令控制功能；2) 测试了PCM3500的自闭环功能；3）测试了语音编解码器芯片AMBE2000的半双工语音输入功能，4）测试了语音编解码器芯片AMBE2000的全双工语音输出功能。在进行AMBE2000的全双工语音输出功能测试之前进行了PCM3500的自闭环功能测试，避免了因PCM3500故障而导致的AMBE2000的全双工语音输出功能测试不准确。

本发明卫星移动通信终端的语音编解码器全双工语音输出功能测试方法很好的测试了AMBE2000d的全双工语音输出功能，为北斗星移动通信终端具有良好的语音通信功能提供了保障，很好地满足了北斗星移动通信终端的要求，是首次在基于“北斗”的卫星移动通信试验系统中使用，在实际使用过程中很好地满足了要求。 

Claims (1)

1.一种卫星移动终端语音编解码器全双工语音输出功能测试方法，所述卫星移动终端为基于“北斗”的卫星移动通信终端，所述语音编解码器为芯片AMBE2000，其特征在于，该方法包括步骤：

步骤A：检测FPGA对AMBE2000的信令控制功能是否正常，具体的：

A1:通过FPGA设置AMBE2000内部的寄存器，调整其编码的结构；

A2：通过FPGA接收AMBE2000的语音编码，检查接收的编码的结构与步骤A1中设置的编码结构是否一致，如果一致则FPGA对AMBE2000的信令控制功能正常，否则AMBE2000出现故障;

如果FPGA对AMBE2000的信令控制功能正常则进入步骤B，否则更换AMBE2000，重新进行检测；

步骤B：检测PCM3500自闭环功能是否正常，具体的：

B1：使能PCM3500的外接输入端，使PCM3500进入自闭环模式；

B2：信号发生器向PCM3500的输入端输入2KHz信号；

B3：示波器连接PCM3500的输出端，检查示波器中显示的信号是否为2KHz信号，如果是则PCM3500自闭环功能正常，否则PCM3500出现故障；

如果PCM3500自闭环功能正常则进入步骤C，否则更换PCM3500，重新进行PCM3500自闭环功能检测；

步骤C：检测AMBE2000半双工语音输入功能是否正常，具体的：

C1：使能PCM3500的外接输入端，使PCM3500进入正常工作模式；

C2：使能AMBE2000的外接输入端，使AMBE2000进入正常工作模式；

C3:PCM3500的输入端连接有信号发生器，通过信号发生器向PCM3500的输入端输入2KHz信号；

C4：PCM3500的输出端连接有示波器，通过示波器检查输出信号是否为2KHz信号，如果是择AMBE2000半双工语音输入功能正常，否则AMBE2000半双工语音输入功能异常；

如果AMBE2000半双工语音输入功能正常则进入步骤D，否则更换AMBE2000，重新进行FPGA对AMBE2000的信令控制功能检测和AMBE2000半双工语音输入功能检测；

步骤D：进行AMBE2000全双工语音输出功能检测，具体是：

D1：使能PCM3500的外接输入端，使PCM3500进入正常工作模式；

D2：使能AMBE2000的外接输入端，使AMBE2000进入正常工作模式；

D3：PCM3500的输入端连接信号发生器，通过信号发生器向PCM3500输入2KHz信号；

D4：通过FPGA设置AMBE2000的内部寄存器，使其同时处于编码和解码模式；

D5：通过FPGA检查AMBE2000的输出编码格式，编码格式正确则进入步骤6），否则更换AMBE2000；

D6：通过FPGA记录AMBE2000的输出值，然后直接输入到AMBE2000；

D7：PCM3500的输出端连接有示波器，通过示波器检测输出信号是否为2KHz信号，如果是则AMBE2000全双工语音输出功能正常，否则AMBE2000全双工语音输出功能异常。

Images