專利名稱:碼分多址聲碼器時(shí)間片資源的分配方法和裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種碼分多址(CDMA)系統(tǒng)中的碼分多址(CDMA)聲碼器時(shí)間片資源的分配方法和裝置。
背景技術(shù)：
在碼分多址系統(tǒng)中，位于基站收發(fā)信機(jī)(BTS)側(cè)的信道單元(CE)有著嚴(yán)格的時(shí)間對(duì)齊要求，以20毫秒的固定時(shí)間片間隔收發(fā)業(yè)務(wù)幀，這樣，使得位于基站控制器(BSC)側(cè)的聲碼器單元(VE)收發(fā)業(yè)務(wù)幀時(shí)有一定的時(shí)序要求，必須在20毫秒的固定時(shí)間窗內(nèi)接收來(lái)自信道單元的反向業(yè)務(wù)幀和將前向業(yè)務(wù)幀發(fā)往信道單元。同時(shí)，聲碼器資源板上的主控CPU和數(shù)字信號(hào)處理器(DSP)之間存在著大量的數(shù)據(jù)交互，尤其是資源板處于滿負(fù)荷工作時(shí)，如何使得主控CPU的負(fù)荷均分，減輕主控CPU的開銷，均衡各路聲碼器編解碼的延時(shí)便成為了迫切需要解決的問(wèn)題?，F(xiàn)代公司的美國(guó)專利US5724610中，聲碼器資源板上的主控CPU和數(shù)字信號(hào)處理器之間的數(shù)據(jù)交互是采用中斷的方式，利用一個(gè)具有精確傳輸定時(shí)的中斷控制器來(lái)完成數(shù)字信號(hào)處理器的前向業(yè)務(wù)幀上報(bào)和反向業(yè)務(wù)幀的分發(fā)。但上述技術(shù)方案在聲碼器資源板處于滿負(fù)荷工作時(shí)，有可能出現(xiàn)業(yè)務(wù)幀漏報(bào)的情況。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于克服已有技術(shù)的缺陷，提供一種CDMA聲碼器時(shí)間片資源的分配方法及裝置。
本發(fā)明的技術(shù)解決方案是采用多偏置的時(shí)間片資源分配方法來(lái)調(diào)度聲碼器單元的編解碼模塊，將多個(gè)數(shù)字信號(hào)處理器的負(fù)載分開，減輕主控CPU的開銷，由主控CPU定時(shí)去讀取各個(gè)數(shù)字信號(hào)處理器需上報(bào)的前向業(yè)務(wù)幀，并同時(shí)在指定地址寫入反向業(yè)務(wù)幀由數(shù)字信號(hào)處理器自動(dòng)定時(shí)讀取，以及還將各路話音編解碼的時(shí)延降低到最小，滿足信道單元的定時(shí)要求。
為了達(dá)到本發(fā)明的上述的目的，本發(fā)明的方法充分考慮到碼分多址聲碼器資源板上主控CPU和數(shù)字信號(hào)處理器的處理時(shí)間以及網(wǎng)絡(luò)的傳輸延時(shí)，均勻地分配每一個(gè)聲碼器單元編解碼的起始時(shí)間，并與信道單元的幀偏置關(guān)聯(lián)起來(lái)，其步驟包括第一步，在20毫秒的固定時(shí)間窗內(nèi)，分配給資源板上主控CPU 16個(gè)幀偏置時(shí)刻，每個(gè)時(shí)刻之間的間隔為1.25毫秒，主控CPU在20毫秒的固定時(shí)間窗內(nèi)僅在這16個(gè)時(shí)刻主動(dòng)發(fā)起與數(shù)字信號(hào)處理器的數(shù)據(jù)交互；第二步，同時(shí)，在20毫秒的固定時(shí)間窗內(nèi)，分配給資源板上數(shù)字信號(hào)處理器n個(gè)時(shí)刻，這里n表示每片數(shù)字信號(hào)處理器能夠?qū)崿F(xiàn)聲碼器的個(gè)數(shù)，通常n≤20，每片數(shù)字信號(hào)處理器上的n個(gè)聲碼器單元依次順序選取所述n個(gè)時(shí)刻的其中一個(gè)作為編碼的起始時(shí)間，并且每片數(shù)字信號(hào)處理器上的第0路聲碼器的編碼起始時(shí)刻依次延時(shí)1.25毫秒；第三步，在20毫秒的固定時(shí)間窗內(nèi)，每片數(shù)字信號(hào)處理器上的聲碼器單元的編解碼模塊按編碼、解碼交錯(cuò)調(diào)度操作。每個(gè)編碼模塊按照第二步選取的時(shí)刻開始編碼，每個(gè)解碼模塊接收到解碼所需的反向語(yǔ)音包后開始解碼。
更具體地，每片數(shù)字信號(hào)處理器上的聲碼器單元的編解碼模塊在每一個(gè)20毫秒的固定時(shí)間窗內(nèi)的調(diào)度次序?yàn)槭紫鹊?路聲碼器單元編碼，隨后第((n-1)MOD(n))路聲碼器單元解碼，第1路聲碼器單元編碼→第((n)MOD(n))路聲碼器單元解碼，第2路聲碼器單元編碼，第((n+1)MOD(n))路聲碼器單元解碼……，直到第((n-1))路聲碼器單元編碼，最后第((2n+1)MOD(n))聲碼器單元解碼，這里MOD表示取模。
根據(jù)上述的本發(fā)明方法制成的本發(fā)明的碼分多址聲碼器時(shí)間片資源分配裝置，其包括安裝在資源板上的主控CPU和若干只數(shù)字信號(hào)處理器，每一只數(shù)字信號(hào)處理器設(shè)有聲碼器單元編解碼模塊，其特點(diǎn)是還有a、設(shè)有與該若干只同數(shù)字信號(hào)處理器相對(duì)應(yīng)的若干個(gè)數(shù)據(jù)緩沖區(qū)，且每一數(shù)據(jù)緩沖區(qū)分成一個(gè)前向業(yè)務(wù)幀緩沖區(qū)和一個(gè)反向業(yè)務(wù)幀緩沖區(qū)；b、設(shè)有分別為該主控CPU和該每一數(shù)字信號(hào)處理器提供時(shí)間標(biāo)志中斷的控制邏輯部件；c、該主控CPU與該若干個(gè)數(shù)據(jù)緩沖區(qū)成雙向聯(lián)；該若干只數(shù)字信號(hào)處理器與相對(duì)應(yīng)的該若干個(gè)數(shù)據(jù)緩沖區(qū)成一一對(duì)應(yīng)的雙向聯(lián)結(jié)；而該控制邏輯部件則分別與該主控CPU、該若干個(gè)數(shù)據(jù)緩沖區(qū)和該若干只數(shù)字信號(hào)處理器成雙向聯(lián)結(jié)。
明顯可見，主控CPU與該若干只數(shù)字信號(hào)處理器之間存在著大量的數(shù)據(jù)交互，每個(gè)數(shù)據(jù)緩沖區(qū)中的前向業(yè)務(wù)幀緩沖區(qū)存放由對(duì)應(yīng)的一個(gè)從語(yǔ)言處理器發(fā)往主控CPU的業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)幀，而反向業(yè)務(wù)幀緩沖區(qū)則存放由CPU發(fā)往對(duì)應(yīng)的一個(gè)數(shù)字信號(hào)處理器的業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)幀，并且根據(jù)控制邏輯部件所提供的時(shí)間標(biāo)志中斷，主控CPU僅在固定時(shí)刻主動(dòng)發(fā)起與該若干只從語(yǔ)言處理器的有序的數(shù)據(jù)交互，所以即使聲碼器系統(tǒng)在滿負(fù)荷運(yùn)轉(zhuǎn)的情況下，仍然能夠滿足信道單元與聲碼器單元的定時(shí)關(guān)系，并且減輕主控CPU的開銷。
本發(fā)明的積極效果將結(jié)合后面的實(shí)施例予以闡述。



圖1是本發(fā)明在一塊聲碼器資源板上實(shí)現(xiàn)主控CPU和各數(shù)字信號(hào)處理器之間進(jìn)行數(shù)據(jù)交互的裝置框圖。
圖2本發(fā)明在一塊聲碼器資源板上主控CPU處理各路聲碼器單元的前、反向語(yǔ)音包的時(shí)間片資源策略示意圖。
圖3是本發(fā)明在每一個(gè)數(shù)字信號(hào)處理器(DSP)上實(shí)現(xiàn)3路聲碼器，各個(gè)聲碼器單元的時(shí)間片資源的分配策略示意圖。
圖4是本發(fā)明按照上述時(shí)間片資源的分配策略，每一個(gè)數(shù)字信號(hào)處理器(DSP)上3路聲碼器單元(SVE)的調(diào)度模塊流程圖。
具體實(shí)施方式
下面我們根據(jù)圖1——圖4給出本發(fā)明一個(gè)較好實(shí)施例，以使本領(lǐng)域的技術(shù)人員更易理解本發(fā)明的上述特點(diǎn)，實(shí)施例中一片從語(yǔ)音處理器(DSP)上實(shí)現(xiàn)的聲碼器數(shù)為n＝3。
請(qǐng)參閱圖1所示，一塊聲碼器資源板10上含有主控CPU101和若干只數(shù)字信號(hào)處理器104，該主控CPU101和板上各數(shù)字信號(hào)處理器104之間存在著大量的數(shù)據(jù)交互，它們之間設(shè)有若干個(gè)數(shù)據(jù)緩沖區(qū)102，每個(gè)數(shù)據(jù)緩沖區(qū)102又分為前向業(yè)務(wù)幀緩沖區(qū)1021和反向業(yè)務(wù)幀緩沖區(qū)1022，前向業(yè)務(wù)幀緩沖區(qū)1021存放的是由數(shù)字信號(hào)處理器104發(fā)往主控CPU101的業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)幀，反向業(yè)務(wù)幀緩沖區(qū)1022存放的是由主控CPU101發(fā)往數(shù)字信號(hào)處理器104的業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)幀。并設(shè)有控制邏輯部件103分別為主控CPU101和各個(gè)數(shù)字信號(hào)處理器104提供時(shí)間標(biāo)志中斷，使得主控CPU101只在固定的時(shí)刻主動(dòng)發(fā)起與數(shù)字信號(hào)處理器104的數(shù)據(jù)交互，從前向業(yè)務(wù)幀緩沖區(qū)1021中讀取前向業(yè)務(wù)幀，往反向業(yè)務(wù)幀緩沖區(qū)1022寫入反向業(yè)務(wù)幀；而各個(gè)數(shù)字信號(hào)處理器104也只在指定的時(shí)刻往前向業(yè)務(wù)幀緩沖區(qū)1021寫入前向業(yè)務(wù)幀，從反向業(yè)務(wù)幀緩沖區(qū)1022中讀取反向業(yè)務(wù)幀。
請(qǐng)參閱圖2，圖中顯示了在一塊聲碼器資源板上主控CPU101和5個(gè)數(shù)字處理器104上的共15路聲碼器的時(shí)間片資源分配情況。時(shí)間片線201中，20ms內(nèi)共有16個(gè)幀偏置，間隔為1.25ms。資源分配狀態(tài)線202-206分別表示每一個(gè)數(shù)字處理器104上的相應(yīng)三路聲碼器單元(SVE)的編碼起始時(shí)間。參考時(shí)間片線201和資源分配狀態(tài)線202，主控CPU101在幀偏置5的時(shí)刻讀取聲碼器單元SVE0的前向語(yǔ)音包并傳遞給該路聲碼器解碼所需的反向語(yǔ)音包，在幀偏置10的時(shí)刻讀取聲碼器單元SVE5的前向語(yǔ)音包并寫入相應(yīng)的反向語(yǔ)音包，在幀偏置0的時(shí)刻讀取聲碼器單元SVE10的前向語(yǔ)音包并寫入相應(yīng)的反向語(yǔ)音包。這樣一來(lái)，主控CPU便可利用16個(gè)幀偏置中的15個(gè)，來(lái)定時(shí)讀取15路聲碼器單元的前向語(yǔ)音包，與此同時(shí)返回相應(yīng)的反向語(yǔ)音包。當(dāng)整個(gè)聲碼器資源板處于滿負(fù)荷工作時(shí)，在時(shí)間上主控CPU是均勻處理這些任務(wù)的，起到了負(fù)荷平衡的作用。
請(qǐng)參閱圖3所示，ΔT值為6.25ms，則聲碼單元時(shí)間片資源分配線301、302與303表示了在一個(gè)數(shù)字處理器104中實(shí)現(xiàn)的3路聲碼器單元的時(shí)延分布示意圖。t01、t11、t21分別對(duì)應(yīng)3路聲碼器單元的編碼起始時(shí)間。為了使每一路的時(shí)延都達(dá)到最小。當(dāng)一個(gè)數(shù)字信號(hào)處理器104中的3路聲碼器單元均處于工作狀態(tài)時(shí)，t01與t02時(shí)刻之間的時(shí)間片分配給第0路聲碼器單元的編碼器完成一幀語(yǔ)音數(shù)據(jù)的編碼生成前向語(yǔ)音碼包，t02與t03時(shí)刻之間的時(shí)間片分配給第2路聲碼器單元的解碼器完成反向語(yǔ)音碼包的解碼得到語(yǔ)音數(shù)據(jù)。同理，t11與t12時(shí)刻之間的時(shí)間片分配給第1路聲碼器單元的編碼器，t12與t13時(shí)刻之間的時(shí)間片分配給第0路聲碼器單元的解碼器。t21與t22時(shí)刻之間的時(shí)間片分配給第2路聲碼器單元的編碼器，t22與t23時(shí)刻之間的時(shí)間片分配給第1路聲碼器單元的解碼器。由于復(fù)用子層只有接收到某一路的聲碼器單元編碼器編碼得到的前向語(yǔ)音包，才會(huì)反還給該路聲碼器單元解碼器所需要的反向語(yǔ)音包。而復(fù)用子層也需要一定的時(shí)間完成這一處理?？紤]現(xiàn)在一般100MIPS數(shù)字信號(hào)處理器104的處理能力，一般能夠在4-5ms內(nèi)完成一幀語(yǔ)音信號(hào)的編碼，在1.25ms內(nèi)完成一幀語(yǔ)音碼包的解碼。因此按照?qǐng)D2的時(shí)間片分配方法，某一路聲碼器在完成前向語(yǔ)音包的生成約6ms后才會(huì)開始該路的反向語(yǔ)音包的解碼。
按照上述時(shí)間片資源的分配策略，我們通過(guò)圖4來(lái)簡(jiǎn)要闡述一下每一個(gè)數(shù)字信號(hào)處理器104上3路聲碼器單元的調(diào)度流程。調(diào)度模塊是通過(guò)事件驅(qū)動(dòng)調(diào)度，每一事件設(shè)定一定的標(biāo)志，通過(guò)判斷事件標(biāo)志來(lái)判定要執(zhí)行的操作。如果數(shù)字信號(hào)處理器104上三路聲碼器單元全部工作，那么主流程為第0路聲碼器單元編碼→第2路聲碼器單元解碼→第1路聲碼器單元編碼→第0路聲碼器單元解碼→第2路聲碼器單元編碼→第1路聲碼器單元解碼。主程序的流程圖只是畫出了一部分的流程，對(duì)于編解碼部分是作為一個(gè)循環(huán)，一直判斷是否符合條件，如果符合，則調(diào)用相應(yīng)的模塊，這樣實(shí)現(xiàn)了程序的調(diào)度。這些全部利用20ms和HW接收進(jìn)行定時(shí)。啟動(dòng)后，執(zhí)行步驟401，檢測(cè)第0路聲碼器單元的幀偏置到達(dá)標(biāo)志，如果幀偏置到達(dá)，則執(zhí)行步驟402，檢測(cè)第0路聲碼器開始編碼，如允許開始編碼便執(zhí)行步驟403，檢測(cè)第0路聲碼器語(yǔ)音信號(hào)是否成幀，進(jìn)行20ms語(yǔ)音信號(hào)的成幀處理，即檢測(cè)是否收滿指定時(shí)隙的160個(gè)8-bit的PCM采樣點(diǎn)，如果成幀則執(zhí)行步驟404，完成對(duì)第0路聲碼器的語(yǔ)音信號(hào)的編碼工作。編碼得到的語(yǔ)音包送往復(fù)用子層完成相應(yīng)的處理。主調(diào)度程序利用HW的接收對(duì)解碼的起始進(jìn)行定時(shí)。上述步驟401如第0路聲碼器幀偏置時(shí)間未到達(dá)，則執(zhí)行步驟410；又若步驟402，如第0路聲碼器未開始編碼，或若步驟403，如第0路聲碼器語(yǔ)言信號(hào)未成幀，均執(zhí)行步驟405。步驟405檢測(cè)第2路聲碼器單元的解碼起始時(shí)間是否到達(dá)，如果時(shí)間到達(dá)，則執(zhí)行步驟406，如允許開始解碼，便執(zhí)行步驟407，檢測(cè)解碼所需的反向語(yǔ)音包是否達(dá)到，如果沒有達(dá)到(網(wǎng)絡(luò)延時(shí)或?qū)崟r(shí)操作系統(tǒng)任務(wù)調(diào)度的問(wèn)題)，則執(zhí)行步驟408，作為刪除幀處理，接著執(zhí)行步驟409，完成第2路聲碼器單元的反向語(yǔ)音包的解碼工作。接下來(lái)，執(zhí)行步驟410，檢測(cè)第1路聲碼器單元的幀偏置到達(dá)標(biāo)志，按照上述流程進(jìn)行循環(huán)，實(shí)現(xiàn)語(yǔ)音處理器(DSP)上三路聲碼器單元的編、解碼模塊的完全調(diào)度，保證各路話音編解碼的時(shí)延降低到最小。
綜上所述，本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)是較好地實(shí)現(xiàn)了聲碼器時(shí)間片資源的分配，將多個(gè)數(shù)字信號(hào)處理器的負(fù)載分開，減輕主控CPU的開銷，同時(shí)將各路話音編解碼的時(shí)延降低到最小。
權(quán)利要求
1.一種碼分多址聲碼器時(shí)間片資源的分配方法，其步驟包括第一步，在20毫秒的固定時(shí)間窗內(nèi)，分配給資源板上主控CPU 16個(gè)幀偏置時(shí)刻，每個(gè)時(shí)刻之間的間隔為1.25毫秒，主控CPU在20毫秒的固定時(shí)間窗內(nèi)僅在這16個(gè)時(shí)刻主動(dòng)發(fā)起與數(shù)字信號(hào)處理器的數(shù)據(jù)交互；第二步，同時(shí)，在20毫秒的固定時(shí)間窗內(nèi)，分配給資源板上數(shù)字信號(hào)處理器n個(gè)時(shí)刻，這里n表示每片數(shù)字信號(hào)處理器能夠?qū)崿F(xiàn)聲碼器的個(gè)數(shù)，每片數(shù)字信號(hào)處理器上的n個(gè)聲碼器單元依次順序選取所述n個(gè)時(shí)刻的其中一個(gè)作為編碼的起始時(shí)間，并且每片數(shù)字信號(hào)處理器上的第0路聲碼器的編碼起始時(shí)刻依次延時(shí)1.25毫秒；第三步，在20毫秒的固定時(shí)間窗內(nèi)，每片數(shù)字信號(hào)處理器上的n個(gè)聲碼器單元的編解碼模塊按編碼、解碼交錯(cuò)調(diào)度操作，每個(gè)編碼模塊按照第二步選取的時(shí)刻開始編碼，每個(gè)解碼模塊接收到解碼所需的反向語(yǔ)音包后開始解碼。
2.根據(jù)權(quán)利要求
1所述的碼分多址聲碼時(shí)間片資源的分配方法，其特征在于，每片數(shù)字信號(hào)處理器上的聲碼器單元的編解碼模塊在每一個(gè)20毫秒的固定時(shí)間窗內(nèi)的調(diào)度次序依次為首先第0路聲碼器單元編碼，隨后第((n-1)MOD(n))路聲碼器單元解碼，第1路聲碼器單元編碼，第((n)MOD(n))路聲碼器單元解碼，第2路聲碼器單元編碼，第((n+1)MOD(n))路聲碼器單元解碼……，直到第((n-1))路聲碼器單元編碼，最后第((2n+1)MOD(n))聲碼器單元解碼，這里MOD表示取模。
3.根據(jù)權(quán)利要求
1或2所述的碼分多址聲碼器時(shí)間片資源的分配方法，其特征在于，表示每片數(shù)字信號(hào)處理器能夠?qū)崿F(xiàn)的聲碼器個(gè)數(shù)n≤20
4.一種根據(jù)權(quán)利要求
1所述的碼分多址聲碼器時(shí)間片資源的分配方法制成的碼分多址聲碼器時(shí)間片資源分配裝置，包括安裝在資源板(10)上的主控CPU(101)和若干只數(shù)字信號(hào)處理器(104)，每一只數(shù)字信號(hào)處理器(104)設(shè)有聲碼器單元編解碼模塊，其特征在于還有a、設(shè)有與該若干只同數(shù)字信號(hào)處理器相對(duì)應(yīng)的若干個(gè)數(shù)據(jù)緩沖區(qū)(102)，且每一數(shù)據(jù)緩沖區(qū)(102)分成一個(gè)前向業(yè)務(wù)幀緩沖區(qū)(1021)和一個(gè)反向業(yè)務(wù)幀緩沖區(qū)(1022)；b、設(shè)有分別為該主控CPU(101)和該每一數(shù)字信號(hào)處理器(104)提供時(shí)間標(biāo)志中斷的控制邏輯部件(103)；c、該主控CPU(101)與該若干個(gè)數(shù)據(jù)緩沖區(qū)(102)成雙向聯(lián)；該若干只數(shù)字信號(hào)處理器(104)與相對(duì)應(yīng)的該若干個(gè)數(shù)據(jù)緩沖區(qū)(102)成一一對(duì)應(yīng)的雙向聯(lián)結(jié)；而該控制邏輯部件(103)則分別與該主控CPU(101)、該若干個(gè)數(shù)據(jù)緩沖區(qū)(102)和該若干只數(shù)字信號(hào)處理器(104)成雙向聯(lián)結(jié)。
專利摘要
一種碼分多址聲碼器時(shí)間中資源的分配方法和裝置，其主要是采用多偏置分配來(lái)調(diào)度聲碼單元的編解碼模塊，由主控CPU定時(shí)讀取各數(shù)字信號(hào)處理器需上報(bào)的前向業(yè)務(wù)幀和在指定地址寫入反向業(yè)務(wù)幀由數(shù)字信號(hào)處理器自動(dòng)定時(shí)讀取，制成的裝置包括主控CPU和若干只數(shù)字信號(hào)處理器，并增設(shè)若干個(gè)數(shù)據(jù)緩沖區(qū)和一分別對(duì)主控CPU、數(shù)據(jù)緩沖區(qū)和數(shù)字信號(hào)處理器提供時(shí)間標(biāo)志中斷的控制邏輯部件，以及在主控CPU中駐留資源分配調(diào)度程序，從而達(dá)到將多個(gè)數(shù)字信號(hào)處理器的負(fù)載分開，減輕主控CPU開銷的目的。
文檔編號(hào)H04W72/04GKCN1310453SQ01126868
公開日2007年4月11日 申請(qǐng)日期2001年9月26日
發(fā)明者辛勤, 張?jiān)妷? 王立軍, 肖榮建, 夏紅兵, 馬文光, 何偉 申請(qǐng)人:中興通訊股份有限公司導(dǎo)出引文BiBTeX, EndNote, RefMan專利引用 (4),