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1.免提應(yīng)用概述 為什么要使用免提蜂窩電話系統(tǒng)呢？我們不妨來(lái)看看下面這段對(duì)話，這樣就能清楚地明白現(xiàn)有蜂窩電話在某些情況下的使用會(huì)多么的不方便："對(duì)不起，親愛的，我要急轉(zhuǎn)彎。""等等，我要轉(zhuǎn)幾個(gè)彎。"這種不方便是由現(xiàn)有蜂窩電話系統(tǒng)的手持終端造成的。司機(jī)常常要放下手機(jī)兩只手駕駛，如轉(zhuǎn)彎等，然后在轉(zhuǎn)回談話。電話交談的中斷很不方便，甚至還會(huì)造成經(jīng)濟(jì)成本損失，因?yàn)橐苿?dòng)電信收費(fèi)相當(dāng)高。另一個(gè)重要問題就是安全性。不妨設(shè)想一下只用一只手操縱方向盤、打著手機(jī)的司機(jī)。既然司機(jī)不能雙手操縱方向盤，那么再要什么防抱死系統(tǒng)和氣囊就顯得毫無(wú)意義了。因此，免提蜂窩電話系統(tǒng)正成為使用移動(dòng)電話的司機(jī)的必備品。 2. HFK開發(fā)平臺(tái) HFK開發(fā)平臺(tái)是一套包括 DSP的解決方案，提供了軟硬件設(shè)計(jì)，實(shí)現(xiàn)了最終產(chǎn)品的快速開發(fā)，并使其獨(dú)樹一幟。HFK 開發(fā)平臺(tái)可通過 JTAG 實(shí)現(xiàn)與 TI 軟件開發(fā)環(huán)境 Code Composer StudioTM (CCStudio) 開發(fā)工具相連接。該開發(fā)環(huán)境與文檔相結(jié)合可實(shí)現(xiàn) TI DSP 第三方軟件的快速集成，并能加速產(chǎn)品的上市進(jìn)程。 HFK開發(fā)平臺(tái)理想適用于對(duì)成本及性能都要求很高的高質(zhì)量后市場(chǎng)免提套件。HFK 開發(fā)平臺(tái)是一款理想的解決方案，非常適用于具備藍(lán)牙功能的 HFK。 圖 1：免提套件開發(fā)平臺(tái)結(jié)構(gòu)圖 HFK 主要包括六個(gè)模塊，分別為： － 數(shù)字信號(hào)處理器； － 音頻編解碼器； － RF (FM) 發(fā)送器； － 可編程邏輯器件 (PLD) ； － 藍(lán)牙收發(fā)器； － 車載電源。 3. 用于免提系統(tǒng)的回聲消除軟件 就車載免提廣播/電話系統(tǒng)而言，一大不利因素就是遠(yuǎn)端喇叭會(huì)感到有回聲。為了在汽車內(nèi)實(shí)現(xiàn)舒適的全雙工免提通話，最重要的軟件元素之一就是回聲消除器(AEC)。歐洲電信標(biāo)準(zhǔn)學(xué)院 (ETSI) 目前正在制定 AEC 系統(tǒng)的標(biāo)準(zhǔn)。 回聲現(xiàn)象是由擴(kuò)音喇叭與擴(kuò)音器之間耦合造成的。在全雙工通信中，遠(yuǎn)端喇叭聽到自己的聲音會(huì)有延遲，延遲的長(zhǎng)短取決于汽車內(nèi)部與全球移動(dòng)通信系統(tǒng) (GSM) 的延遲。回聲路徑長(zhǎng)度是 AEC 的關(guān)鍵參數(shù)。 自適應(yīng)濾波（更準(zhǔn)確的說(shuō)法是 NLMS 算法）是針對(duì)AEC最常見的解決方案之一。NLMS算法在計(jì)算負(fù)載與性能之間實(shí)現(xiàn)了良好的平衡折中。 AEC 的其他問題在于兩人同時(shí)講話的模糊音(DT)情況。如果沒有檢測(cè)到的話，DT 會(huì)造成自適應(yīng)算法的發(fā)散。 AEC 軟件利用 NLMS 算法來(lái)消除回聲，執(zhí)行 C54x DSP 匯編程序。 NLMS 算法 NLMS 算法可更新自適應(yīng)有限脈沖響應(yīng) (FIR) 濾波器的系數(shù)，可將該濾波器用于預(yù)計(jì)回聲。隨后我們從實(shí)際回聲中減去預(yù)計(jì)值，并給出剩余回聲。 活動(dòng)通道檢測(cè) AEC 算法的一個(gè)關(guān)鍵特性就是活動(dòng)通道檢測(cè)。遠(yuǎn)端操作者沉默而近端操作者講話時(shí)，濾波器不可進(jìn)行適配，因?yàn)榻瞬僮髡卟辉偈腔芈�。通過計(jì)算信號(hào)能量，并將該能量與自適應(yīng)閾值進(jìn)行比較，可實(shí)現(xiàn)活動(dòng)通道的檢測(cè)。 模糊音 (DT) 檢測(cè) 在 DT 情況下，擴(kuò)音器上的近端信號(hào)包括回聲與近端話音（即模糊音）。用于更新濾波器系數(shù)的剩余誤差包括近端講話，而如果算法仍在進(jìn)行自適應(yīng)，則算法可能開始發(fā)散，必須避免這種情況。DT 檢測(cè)使用基于能量的算法，并配合一個(gè)變量閾值來(lái)解決此問題。 基準(zhǔn) AEC 軟件的基準(zhǔn)（以 16 位字表示）為： － 代碼大�。�154 字； － 靜態(tài) RAM：527 字； － 擦寫 RAM：2 字； － 最大計(jì)算時(shí)成本為 4.7MIPS。 計(jì)算時(shí)成本在 ST 時(shí)期最大；在 DT 時(shí)期降至 2.4MIPS。ST 時(shí)期表現(xiàn)通話主要部分，而DT 時(shí)期僅在較短的有限情況出現(xiàn)。 4. CVC-HFK 軟件 圖2：CVC-HFK 應(yīng)用圖示 CVC-HFK（清晰語(yǔ)音捕捉--免提套件）集成了回聲消除、噪聲抑制、非線性處理等功能，是一套優(yōu)化的 HFK 解決方案。CVC-HFK 解決方案使用全面的自適應(yīng)子帶方法來(lái)改善主要方面的性能，同時(shí)使資源成本較低。在汽車環(huán)境中，環(huán)境噪聲是免提系統(tǒng)的主要問題。因此，除了回聲消除功能外，Clarity CVC-HFK 還提供了集成的單擴(kuò)音器解決方案 (OMS) 噪聲抑制算法。OMS 解決方案支持自適應(yīng)噪聲消除功能，其可減少擴(kuò)音器信號(hào)（傳入）中的環(huán)境噪聲，提取所需的語(yǔ)音，并將干凈的話音（傳出）傳輸至遠(yuǎn)端用戶。由于 CVC-HFK 是完全自適應(yīng)的，因此不再需要過多調(diào)節(jié)。下面，我們將簡(jiǎn)介 CVC-HFK 解決方案及其主要方面的性能。 CVC-HFK AEC CVC-HFK 回聲消除器是"無(wú)狀態(tài)"AEC，其采用標(biāo)準(zhǔn)頻率域NLMS算法的一個(gè)變體作為其主要的自適應(yīng)濾波器。我們將在下面說(shuō)明采用這些方法的優(yōu)勢(shì)。首先，子帶頻率域方法可取消關(guān)聯(lián)或白化每個(gè)帶中的輸入信號(hào)，這相比于相當(dāng)時(shí)間域的AEC 就可實(shí)現(xiàn)更快的收斂。第二，無(wú)狀態(tài) AEC 可實(shí)現(xiàn)連續(xù)的濾波器適應(yīng)，這改善了噪聲環(huán)境中的魯棒性和整體模糊音性能。我們記得，DT 情況下擴(kuò)音器信號(hào)既包含回聲，又包含近端話音。近端話音不與回聲信號(hào)相關(guān)聯(lián)，如果沒有進(jìn)程避免它的話就會(huì)造成自適應(yīng)濾波器的發(fā)散。第三，NLMS可實(shí)現(xiàn)獨(dú)立于輸入振幅的一致收斂。正由于此，CVC-HFK AEC實(shí)現(xiàn)了典型的40 dB ERLE（回聲返回?fù)p失量），最大為50 dB ERLE，并可實(shí)現(xiàn)80ms左右的快速收斂時(shí)間，且在大多數(shù)環(huán)境下可進(jìn)行全雙工操作。此外，CVC-HFK AEC為其自適應(yīng)濾波器采用了 64ms 的尾長(zhǎng)，這就在內(nèi)部容量方面實(shí)現(xiàn)了更大的靈活性。 CVC-HFK NS CVC-HFK 噪聲抑制器是一種利用話音與噪聲特性來(lái)幫助從合成噪聲及話音信號(hào)中提取話音的頻率域算法。CVC-HFK NS 的兩大主要模塊是語(yǔ)音構(gòu)成分析與語(yǔ)音提取。 語(yǔ)音成份分析模塊采用話音與噪聲的暫時(shí)與相關(guān)屬性來(lái)構(gòu)建話音構(gòu)成的可預(yù)測(cè)模型。語(yǔ)音提取塊可根據(jù)語(yǔ)音與噪聲模型CVC-HFK NS 采用該方案可在噪聲環(huán)境中實(shí)現(xiàn) 10-15dB SNR（信躁比）的改善，同時(shí)還能保持較好的語(yǔ)音質(zhì)量。在SNR已經(jīng)足夠高的極低噪聲環(huán)境中，因?yàn)橐殃P(guān)閉了 NS，不會(huì)發(fā)生語(yǔ)音失真。 CVC-HFK NLP 由于系統(tǒng)失真增加，因而 CVC-HFK NLP 最小。由CVC-HFK NLP 增加的失真量比諸如中心削波器等標(biāo)準(zhǔn)NLP模塊要低得多，因?yàn)槠涫褂脕?lái)自輸入與誤差信號(hào)的信息來(lái)確定額外的衰減。 由于所有的 CVC-HFK 模塊均使用頻率域算法，因而與既使用時(shí)間域又使用頻率域算法的解決方案相比，可以顯著節(jié)約內(nèi)存，并簡(jiǎn)化計(jì)算復(fù)雜性。 在將 TI-HFK 板與蜂窩免提套件相集成時(shí)，要實(shí)現(xiàn)良好的移動(dòng)呼叫還需要數(shù)個(gè)組件與適當(dāng)?shù)慕涌凇?您必須選擇可與 CVC-HFK應(yīng)用軟件和板卡硬件同時(shí)兼容的組件，才能獲得良好的性能。HFK 可支持各種不同的擴(kuò)音器、擴(kuò)音喇叭以及車載音響系統(tǒng)。但是，為了減少對(duì)應(yīng)用手冊(cè)的變更，我們已選擇了專用的業(yè)界標(biāo)準(zhǔn)組件，這會(huì)為您的成功調(diào)整帶來(lái)很大幫助。從 TI-HFK板到蜂窩套件需要三個(gè)連接才能實(shí)現(xiàn)集成： 擴(kuò)音器輸入 TI HFK 板； 傳出、已處理過的音頻輸出； 輸入、從蜂窩套件接收進(jìn)來(lái)的信號(hào)。 下面給出擴(kuò)音喇叭與擴(kuò)音器放置設(shè)計(jì)的幾點(diǎn)建議。 擴(kuò)音器的位置和定向 為實(shí)現(xiàn)最佳的總體擴(kuò)音器性能，在最后將設(shè)備安裝到汽車內(nèi)之前應(yīng)了解一些關(guān)鍵的變量。 建議保持?jǐn)U音器和車內(nèi)用戶口腔之間的距離為46 cm（18英寸）。建議距離范圍從 30 至 56 cm (12 - 22 英寸)。 盡可能避免擴(kuò)音器暴露于氣流（窗戶和風(fēng)扇）； 適當(dāng)考慮擴(kuò)音器大小和安裝方案，使擴(kuò)音器前部可對(duì)準(zhǔn)車內(nèi)用戶的口腔。 基于以上考慮，在圖3的幫助下，您可以選擇最佳的擴(kuò)音器位置。首先，請(qǐng)遵循優(yōu)先考慮區(qū)域 1、2 和 3 中的建議。一旦做出決定，您就可用金屬板或維可牢尼龍帶固定擴(kuò)音器，可將線纜連接回電子設(shè)備處以終接。隨后應(yīng)保證線纜的隱蔽性，保持美觀，此外還要保持線纜固定，不會(huì)被擠壓或打結(jié)。最后，應(yīng)避免并行線纜與天線接頭和其他帶噪聲的線纜相連接。 擴(kuò)音喇叭位置 建議在適當(dāng)位置安裝擴(kuò)音喇叭，以便提供良好的聲音性能，同時(shí)不干擾擴(kuò)音器拾波區(qū)域。拾波區(qū)域?yàn)?30 度錐形體，從擴(kuò)音器正面起，向外突出至汽車駕駛?cè)藛T。 擴(kuò)音喇叭應(yīng)位于距擴(kuò)音器至少1 米處（3 英尺）。擴(kuò)音喇叭應(yīng)遠(yuǎn)離擴(kuò)音器的拾波區(qū)域，以減少回聲反饋的幾率。在理想的情況下，擴(kuò)音喇叭應(yīng)位于擴(kuò)音器正面方向之后或成 90 度。 擴(kuò)音喇叭的音響失真級(jí)別會(huì)對(duì)回聲事件造成直接的負(fù)面影響。 6. 結(jié)論 免提系統(tǒng)的使用不斷普及，用戶也期待著性能會(huì)不斷提高。鑒于 HFK 實(shí)施存在多種可用選擇，顯而易見，軟件算法和硬件信號(hào)處理器的集成是一項(xiàng)周到的舉措，并得到妥善實(shí)施，這將非常有利。針對(duì)所有上述問題的 HFK 開發(fā)套件對(duì)所有有志于開發(fā)或銷售上述產(chǎn)品的人都會(huì)帶來(lái)明顯的好處。具有 AEC 與 CVC-HFK 的 TI TMS320C5407 開發(fā)套件擁有所需的高性能和靈活性，可快速而廉價(jià)地將 HFK 解決方案推向市場(chǎng)。 |
