AR1688系列VOIP話機的無線升級方案設(shè)計

引言

VOIP(Voice Over IP，通過IP數(shù)據(jù)包發(fā)送實現(xiàn)的語音業(yè)務(wù))，是一種利用Internet作為傳輸載體來實現(xiàn)計算機與計算機、普通電話與普通電話、計算機與普通電話之間進(jìn)行話音通信的技術(shù)。VOIP話音通信技術(shù)發(fā)展很快，很多新技術(shù)不斷涌現(xiàn)。過去我們津津樂道的H323協(xié)議，現(xiàn)在已經(jīng)很陳舊了，而由H323變換出來的 MGCP又是站在傳統(tǒng)電信角度來解決問題，所以產(chǎn)品升級換代是跟蹤VOIP發(fā)展的唯一思路。AR1688系列VOIP話機就是在低成本解決方案的基礎(chǔ)上發(fā)展起來的，它在集成度和性能上都比PA1688系列有了很大的提高。

隨著3G和WIFI網(wǎng)絡(luò)的快速普及和發(fā)展，無線VOIP的應(yīng)用也越來越受到關(guān)注，VOIP話音通信技術(shù)通過與新型無線寬帶的結(jié)合，將改變企業(yè)和消費者獲得和使用移動與固定語音服務(wù)的方式。這意味著，走在大街上可以通過手機網(wǎng)絡(luò)交談，走進(jìn)辦公室后，呼叫可以無縫地切換到WLAN語音技術(shù)。在手機信號很弱的特殊環(huán)境里，手機中的軟件會自動把呼叫轉(zhuǎn)移到WLAN語音系統(tǒng)上，而處在WLAN覆蓋范圍之外時，呼叫將切換到手機網(wǎng)絡(luò)。本文提出一種基于AR1688系列VOIP話機的無線升級解決方案。

1AR1688 VOIP話機系統(tǒng)

基于AR1688的VOIP話機系統(tǒng)，其基本框架是對復(fù)雜的語音編解碼算法和網(wǎng)絡(luò)通信協(xié)議進(jìn)行處理。其中，語音編解碼算法需要100MIPS的數(shù)字信號處理器(DSP)，這就要求在設(shè)計中使用高性能的處理器。同時，為了實現(xiàn)信息的路由處理和轉(zhuǎn)發(fā)，需要在電路中使用網(wǎng)絡(luò)芯片。為了構(gòu)成一個功能完備的語音終端，還必須包括存儲器、供電電路、鍵盤、顯示屏、功放電路等。

AR1688 VOIP話機系統(tǒng)是由AR1688主芯片、網(wǎng)絡(luò)接口(1～2個)、Flash、電源、鍵盤接口和顯示接口組成。AR1688系統(tǒng)框圖如圖1所示。

AR1688 是一種可編程芯片，8位控制器用于VOIP協(xié)議棧，24位DSP用于語音壓縮算法。同PA1688相比，AR1688具有更高的性能、更好的語音質(zhì)量、更低的成本。AR1688將2個處理器集成在一個芯片里：8位MCU與Z80指令集兼容，典型運行頻率為24.576 MHz，最高運行頻率至60 MHz；24位DSP采用ADI公司的ADSP2181兼容處理器，內(nèi)核運算能力可達(dá)72 MIPS。將DSP作為MCU的協(xié)處理器，在內(nèi)部解決了兩個處理器的協(xié)調(diào)問題。片內(nèi)集成116 KB的SRAM存儲器，無需外部擴展SDRAM，最大支持2 MB外部存儲器，多至4片外部SRAM、EEPROM或Flash；片內(nèi)集成18位高質(zhì)量CODEC；集成DC／DC變換提供核心電壓；支持24.577 6MHz晶振及片內(nèi)PLL，支持實時時鐘；包含1個UART接口、12個鍵位鍵盤接口、16個通用編程輸入輸出接口(GPIO)，簡化了系統(tǒng)設(shè)計，提高了系統(tǒng)穩(wěn)定性。

目前，針對已使用的有線網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的無線升級，有相當(dāng)多的解決方案，無外乎是在現(xiàn)有VOIP產(chǎn)品的基礎(chǔ)上加裝WIFI模組或TD模組。本文采用加裝WIFI模組的方法，用88W8510芯片實現(xiàn)無線橋接來達(dá)到對現(xiàn)有VOIP產(chǎn)品無線升級的目的。

2AR1688 VOIP話機無線升級方案

在 VOIP電話系統(tǒng)中，VOIP話機是必不可少的組成設(shè)備，它是面向用戶連接Internet網(wǎng)絡(luò)，為用戶提供各種業(yè)務(wù)的用戶端設(shè)備。雖然可以將普通模擬話機當(dāng)作VOIP話機使用，但目前VOIP話機的發(fā)展方向是將語音的壓縮編碼、分組打包等都由終端實現(xiàn)，終端直接與Internet相連接。這樣做的優(yōu)勢是實現(xiàn)了全I(xiàn)P通信，可以充分利用IP網(wǎng)絡(luò)的各種優(yōu)勢；同時，終端分擔(dān)了網(wǎng)關(guān)的部分功能，使得網(wǎng)絡(luò)功能配置更加靈活，這是傳統(tǒng)的有線設(shè)計方法。本升級方案思想是采用基于AR1688芯片設(shè)計的VOIP語音終端，性價比高，用88W8510芯片實現(xiàn)無線橋接，無線接人Internet，達(dá)到VOIP語音終端無線升級的目的。

美國Marvell公司的88W8010 WIFI模組是實現(xiàn)IEEE 802.11b／g功能的無線橋接設(shè)備，它解決了傳統(tǒng)VOIP設(shè)備從有線升級到無線注冊到SIP服務(wù)器的問題。具體解決方案如圖2所示。

在圖2中，虛線為傳統(tǒng)LAN線路到互聯(lián)網(wǎng)的連接。在采用88W80lO WIFI模組橋接后，VOIP設(shè)備通過它連接到無線AP路由器，再通過互聯(lián)網(wǎng)注冊到SIP服務(wù)器。

3 AR1688 VOIP話機無線升級的硬件設(shè)計

3.1 88W8010的特點和優(yōu)勢

88W8010 采用2.4 GHz ISM頻段；集成所有RF模擬基帶收發(fā)功能；高性能的外差射頻結(jié)構(gòu)；高線性內(nèi)置式功率為23 dBm的功放及發(fā)射功率為20 dBm的天線分別連接到802.11b和802.11g；對于實際功率檢測，集成了傳輸功率循環(huán)控制功能；采用高靈敏度的接收器；低功耗設(shè)計及先進(jìn)的電源管理模式；48腳QFN封裝，尺寸僅7 mm×7 mm。

88W8010的優(yōu)勢在于：單一芯片支持所有RF到模擬基帶的功能和IEEE 802.11g／b的標(biāo)準(zhǔn)；降低了材料成本，簡化了板級布線設(shè)計，并提供最小的安裝尺寸，提高了性能，省略了聲表面帶通濾波器的使用，降低了成本；能夠為天線提供分辨率為0.5 dBm、0～20 dBm的發(fā)射功率；即使指定參數(shù)超過了額定溫度，供電電電壓和器件的參數(shù)有所改變，該器件的輸出功率也很穩(wěn)定；改進(jìn)了微弱信號的探測方式，擴大了探測范圍；對于器件收發(fā)、睡眠及節(jié)能模式，提供低功耗特性；硬件設(shè)計緊湊，減小了空間尺寸。

作者：桂林師范高等�？茖W(xué)校 劉洪林 蔣昌茂 來源：21ic