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基于FPGA的电话会议系统的研究

2014/04/15 meeteasy

1、引言

随着企业对会议系统要求的逐步提高,更多的企业希望借助科技的发展,在办公方式、管理模式以及运做效率等方面实现更新和突破,希望通过远程办公、远程会议等方式实现高效的通信,并由此来缩短决策周期,提高生产和沟通效率。传统的面对面会议有几大缺点:第一,它受时间、地点、经费、人力等很多条件制约;第二,其费时费力的组织和召集工作也给人们带来了很多的不便。电话会议系统的出现解决了传统会议的缺点,优良、多用途、高效的会议通信服务,为客户提供了随时随地,方便快捷的电话会议服务。电话会议系统的出现极大地提高了企业的工作效率,改善了企业的管理,提升了企业的竞争力。本文主要针对FPGA最近几年发展迅速,并且在成 本方面和可操作性方面的优势提出了一种小范围的电话会议系统的方案。

2、系统流程

本电话会议系统采用权限处理方法,设置组织形式为主席制,主席为控制中心,对发言顺序和发言方法进行管理,以避免造成会议混乱。利用FPGA的强大功能,设置接收权限和发言权限,并对会议系统进行控制,使电话会议的功能更加的全面。

3、系统功能

1)主动呼入

与会人员可以通过电话主动呼入到会议系统,通过语音提示进入会议;

2)身份验证

与会各方可以呼入到会议系统后,系统可以要求其输入用户代码和密码,通过 DR 验证后才能进入会议室;

3)客户端系统可以主动呼叫其他人参加会议

主席可以通过客户端系统进行操作,呼叫其他参加会议的各方电话,接通后被叫方自动进入会议室;

4)会议室管理功能主席可以对每个会议室进行管理,也可以给某个会议室设定权限和密码,要进入该会议室必须符合权限并输入密码后才能进入;

5)会议录音功能主席可随时通过控制系统对正在进行的会议进行录音,音频文件被存放在存储器中,会议结束后可被权限内用户调出,

6)参加会议方式不受限制任一普通电话终端(固定电话或手机)均可参加会议,会议可随时随地召开,

7)后台管理功能 日志记录和话单查询统计功能,系统对每一个会议都有日志记录,对参加该会议的每一方都有详细记录(包括主叫号码、日期时间等信息)。

4、系统算法

电话会议系统中最重要的就是对音频的处理,怎样使音频信号清晰稳定的输出是很重要的问题,本文采取的是比较法和混音法相结合的方案,这种算法既能解决混音法超出量化上限的问题,又解决了比较法在人数比较少或者激烈讨论问题时输出不稳定的问题。

这里着重说一下比较算法:当参加会议的人数比较多时,例如有24个用户同时参与电话会议,同一时刻说话的人数较多时,使用混音法会造成话音混乱,相互之间听不到彼此的声音,此时选择比较法就会避免这种缺陷。

比较法也就是将输入的语音信号进行幅值比较,为了避免不稳定性,可设定某一常数t,使得在t时间内一方的通化保持连续性。比较法的基本流程为:首先找出某一时刻话音最大用户B及话音第二大的用户 A。下图是该算法的示意图。以参加会议的用户为4举例,假设在某一时刻A、B、C、D 四方的第帧PCM编码信号被送入FPGA芯 片,FPGA根据主机的要求在第帧期间对4 路话音信号进行幅值比较,如果判断出最大的话音幅值为B,第二大的话音幅值为A,就会在第帧期间,将B的话音和A的话音进行混频之后的结果送给所有的用户(图1)。

比较法示意图
5、硬件测试
本文的电话会议系统以OuartusII为软件开发工具,以VHDL为其实现语言,对其整体结构进行综合仿真和测试,测试无误后,下载至ALTERA公司的cyclone系列芯片上。该系列芯片性价比高,应用广泛等特点。

6、结语
随着电话会议系统的发展,硬件的更新越发的重要,而FPGA的应用范围越来越广泛,基于FPGA的技术越来越成熟,相信基于FPGA的电话会议系统在今后的企业办公领域会有更广阔的应用

电话会议, 电话会议系统

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