ADPCM技術在煤礦廣播對講系統中的應用

榮相

摘要簡要介紹ADPCM技術原理和數字音頻芯片VS1003在煤礦廣播對講系統中應用的關鍵技術設計，并闡述了該方案的優點，為煤礦基于現有寬帶網絡實現數字語音廣播對講提供了一種新的方法，具有較強的實用價值。

關鍵詞ADPCM；數字語音；VS1003；煤礦廣播對講

中圖分類號：TN828 文獻標識碼：B 文章編號：1671-7597（2014）11-0107-02

自適應差分脈沖編碼調制（ADPCM）技術能以32kbit/s碼率達到符合64kbit/s碼率的語音質量要求，因此國際電報電話咨詢委員會（CCITT）在1984年提出了基于ADPCM語音編碼的G.721建議，1986年進行了實用化修正后應用到了最早的數字通信系統中[1]。煤礦生產離不開通信廣播，目前大部分煤礦仍然在大量使用傳統的模擬電話，因井下環境惡劣，噪聲大，電磁干擾嚴重，導致電話通信故障頻發，通話時斷時續，聽不清對方說話的內容。為保障井下作業人員聯系和信息暢通，提高了煤礦語音通信質量，采用數字語音通信技術具有其獨特的優勢，同時，基于煤礦現有寬帶網絡實現數字語音通信也是數字化煤礦技術的一個重要組成部分。本文就基于ADPCM技術實現煤礦數字化廣播對講系統的關鍵技術原理和實現方法進行論述。

1ADPCM編解碼原理

ADPCM用預測編碼來壓縮數據，其核心思想是利用自適應的思想改變量化階的大小[2]，實際上編碼記錄并不是語音波形的真實幅度，而是對當前樣本與預測樣本之間的差值進行量化編碼，為減小斜率過載以及顆粒噪聲，根據統計算法自動修正量化階的大小，差值較小時使用小的量化階編碼，差值較大時使用大的量化階編碼，并使用過去的樣本值估算下一個輸入樣本與預測值，使實際樣本值與預測值之間的差值最小，采用非均勻量化，保證不同幅度信號的信噪比在同一水平。解碼是編碼的逆過程，解碼的輸入即為編碼的輸出，在此不再贅述。

2數字語音硬件實現

由于ADPCM編解碼技術優勢明顯，應用廣泛，各大音頻處理芯片制造商均有自己專門或兼容ADPCM編解碼格式的數字音頻處理芯片。VS1003b是芬蘭LVSI半導體公司一款價格低廉，功能強大，支持多種音頻格式文件的解碼，能對話筒輸入或線路輸入進行IMA-ADPCM編碼，帶DSP內核以及PLL時鐘鎖相環倍頻器，片內含高性能數模轉換器，有5.5KB供用戶使用的程序代碼和數據RAM空間，具有SPI串行數據接口以及URAT通信接口。該器件能完全滿足礦用廣播通信系統的功能要求，應用電路如圖1所示。

圖中X1、R1～R4、C1～C6為麥克風輸入電路，R6-R10、C7～C12為立體聲音頻輸出電路，RCAP為線路輸入提供偏置，晶振Y1的振蕩頻率為12.288MHz，UART串口不用時RX必須接高電平，與CPU采用SPI串行接口，XRESET用于控制芯片復位，DREQ為外部中斷，XDCS用于區分SPI接口傳輸的是數據還是命令碼。

圖1VS1003應用電路

3基于ADPCM的廣播對講軟件實現

采用VS1003實現廣播對講，ADPCM編碼進行遠程傳輸，只要網絡有效帶寬在32K以上，即可保證語音數據的實時傳輸。為保證實時性以及能實現多方對講，以UDP組播為基礎的RTP/RTCP協議，若要完全實現RTP/RTCP協議比較復雜并且需要占用較多的CPU資源，本文采用RTCP的傳輸控制模式，自行設計一套簡單傳輸控制協議。在應用中需要注意， UDP并非可靠傳輸，數據報文有可能后發而先至，對方在播放之前必須對報文進行排序，因此編碼報文中必須包含報文的ID序號。

VS1003可以解碼多種音頻數據，以何種方式解碼，依靠送入芯片的文件頭格式進行自適應編碼判斷，因此需要在編碼數據前增加一個WAV文件頭做先導才能正常解碼。在每次語音播放開始時先向VS1003發送512字節文件頭，然后再將接收到的報文數據依次送入VS1003，芯片即可進行自適應解碼并輸出模擬音頻信號。WAV文件頭的制作過程簡單描述如下。

1）設計兩個常量數組分別定義如下：

const uint8 RIFFHeader0[] = {

'R' , 'I' , 'F' , 'F' , // Chunk ID (RIFF)

0xff, 0xff, 0xff, 0xff, // Chunk payload size (calculate after rec!)

'W' , 'A' , 'V' , 'E' , // RIFF resource format type

'f' , 'm' , 't' , ' ' , // Chunk ID (fmt )

0x14, 0x00, 0x00, 0x00, // Chunk payload size (0x14 = 20 bytes)

0x11, 0x00, // Format Tag (IMA ADPCM)

0x01, 0x00, // Channels (1)

0x80, 0x3e, 0x00, 0x00, // Sample Rate, 0x3e80 = 16.0kHz

0xd7, 0x0f, 0x00, 0x00, // Average Bytes Per Second

0x00, 0x01, // Data Block Size (256 bytes)

0x04, 0x00, // ADPCM encoded bits per sample (4 bits)

0x02, 0x00, // Extra data (2 bytes)

0xf9, 0x01, // Samples per Block (505 samples)

'f' , 'a' , 'c' , 't' , // Chunk ID (fact)

0xc8, 0x01, 0x00, 0x00, // Chunk payload size (456 bytes (zeropad!))

0xff, 0xff, 0xff, 0xff// Number of Samples (calculate after rec!)

}

const uint8 RIFFHeader504[] = {

'd' , 'a' , 't' , 'a' , // Chunk ID (data)

0xff, 0xff, 0xff, 0xff// Chunk payload size (calculate after rec!)

}

2）程序中定義一個512字節長度的臨時數組，全初始化為零，再將前52個字節用RIFFHeader0代替，將最后8個字節用RIFFHeader504代替，以上有3個需要計算長度的地方全部用0xff代替，根據采樣速率的不同，Sample Rate的具體數值需要調整。

3）每次播放ADPCM語音之前將上述512字節首先送入VS1003。

ADPCM錄音保存的方法是，從VS1003讀取編碼數據后一方面通過網絡發送出去，另一方面建立或打開一個WAV文件，將錄音數據保存到文件中。WAV文件頭的簡單制作過程在前文中已有說明，只是在錄音結束后，利用最終的文件長度分別計算上文中的3個長度值，然后重新寫入文件，形成一個正常的WAV文件。

4基于ADPCM的煤礦廣播對講系統特點

由于采用了ADPCM數字語音技術，與傳統的模擬或基于其他技術實現的廣播對講系統相比具有以下優勢。

1）系統抗干擾能力強，無傳輸損耗，可借助已有數字通信網絡，實現遠距離傳輸。由于廣播對講系統采用了數字音頻編解碼器以及數字通信技術，顯著提高了系統抗干擾能力，減小了使用環境的影響，降低了對電源的要求，并可采用本安電路實現，信號傳輸過程幾乎沒有損耗和失真，傳輸距離不受限制。

2）通信帶寬要求低，語音效果優良，可實現全雙工通話。ADPCM在保證優良音質的情況下最高通信速率為32Kbit/s,在實際使用過程中還可以適當降低采樣率，從而降低帶寬要求，與基于VOIP技術協議的廣播對講系統相比，具有明顯的效果優勢。如果在每臺廣播對講設備中使用2片VS1003，一片專門用于播放網絡語音，另一片專門用于錄音編碼發送，加上回聲抑制技術即可實現煤礦井下全雙工通話。

3）可實時播放多種格式音樂，實現區域廣播以及多方通話。因VS1003支持大多數音頻文件解碼，系統配上后臺軟件后，可實現在線廣播MP3音樂，另外因系統采用的是組播傳輸，可以在不增加任何帶寬條件下，軟件可靈活控制終端設備是否加入組播，因此可以實現分區廣播，多方通話功能，這是傳統模擬系統無法實現的。

5結束語

實踐證明，采用ADPCM編解碼技術實現的煤礦廣播對講系統，音頻失真度低，抗干擾能力強，語音效果優良，并具備許多附加功能，可替代傳統模擬電話。系統運行穩定，可解決煤礦語音通信故障率高，抗干擾能力差的問題，為煤礦提供了一種高質量的語音通信解決方案，具有較強的實用價值。

參考文獻

[1]陳溯.ADPCM語音壓縮編碼的分析與仿真[J].中國西部科技，2008，7（32）：51-53.

[2]陳明義.基于FPGA的ADPCM語音編解碼器設計時限[J].電子科技，2007（1）：44-47.

[3]徐博，郭秋敏.基于SPI協議的音頻流解碼系統的研究與設計[J].工礦自動化，2011（1）：44-49.

endprint

摘要簡要介紹ADPCM技術原理和數字音頻芯片VS1003在煤礦廣播對講系統中應用的關鍵技術設計，并闡述了該方案的優點，為煤礦基于現有寬帶網絡實現數字語音廣播對講提供了一種新的方法，具有較強的實用價值。

關鍵詞ADPCM；數字語音；VS1003；煤礦廣播對講

中圖分類號：TN828 文獻標識碼：B 文章編號：1671-7597（2014）11-0107-02

自適應差分脈沖編碼調制（ADPCM）技術能以32kbit/s碼率達到符合64kbit/s碼率的語音質量要求，因此國際電報電話咨詢委員會（CCITT）在1984年提出了基于ADPCM語音編碼的G.721建議，1986年進行了實用化修正后應用到了最早的數字通信系統中[1]。煤礦生產離不開通信廣播，目前大部分煤礦仍然在大量使用傳統的模擬電話，因井下環境惡劣，噪聲大，電磁干擾嚴重，導致電話通信故障頻發，通話時斷時續，聽不清對方說話的內容。為保障井下作業人員聯系和信息暢通，提高了煤礦語音通信質量，采用數字語音通信技術具有其獨特的優勢，同時，基于煤礦現有寬帶網絡實現數字語音通信也是數字化煤礦技術的一個重要組成部分。本文就基于ADPCM技術實現煤礦數字化廣播對講系統的關鍵技術原理和實現方法進行論述。

1ADPCM編解碼原理

ADPCM用預測編碼來壓縮數據，其核心思想是利用自適應的思想改變量化階的大小[2]，實際上編碼記錄并不是語音波形的真實幅度，而是對當前樣本與預測樣本之間的差值進行量化編碼，為減小斜率過載以及顆粒噪聲，根據統計算法自動修正量化階的大小，差值較小時使用小的量化階編碼，差值較大時使用大的量化階編碼，并使用過去的樣本值估算下一個輸入樣本與預測值，使實際樣本值與預測值之間的差值最小，采用非均勻量化，保證不同幅度信號的信噪比在同一水平。解碼是編碼的逆過程，解碼的輸入即為編碼的輸出，在此不再贅述。

2數字語音硬件實現

由于ADPCM編解碼技術優勢明顯，應用廣泛，各大音頻處理芯片制造商均有自己專門或兼容ADPCM編解碼格式的數字音頻處理芯片。VS1003b是芬蘭LVSI半導體公司一款價格低廉，功能強大，支持多種音頻格式文件的解碼，能對話筒輸入或線路輸入進行IMA-ADPCM編碼，帶DSP內核以及PLL時鐘鎖相環倍頻器，片內含高性能數模轉換器，有5.5KB供用戶使用的程序代碼和數據RAM空間，具有SPI串行數據接口以及URAT通信接口。該器件能完全滿足礦用廣播通信系統的功能要求，應用電路如圖1所示。

圖中X1、R1～R4、C1～C6為麥克風輸入電路，R6-R10、C7～C12為立體聲音頻輸出電路，RCAP為線路輸入提供偏置，晶振Y1的振蕩頻率為12.288MHz，UART串口不用時RX必須接高電平，與CPU采用SPI串行接口，XRESET用于控制芯片復位，DREQ為外部中斷，XDCS用于區分SPI接口傳輸的是數據還是命令碼。

圖1VS1003應用電路

3基于ADPCM的廣播對講軟件實現

采用VS1003實現廣播對講，ADPCM編碼進行遠程傳輸，只要網絡有效帶寬在32K以上，即可保證語音數據的實時傳輸。為保證實時性以及能實現多方對講，以UDP組播為基礎的RTP/RTCP協議，若要完全實現RTP/RTCP協議比較復雜并且需要占用較多的CPU資源，本文采用RTCP的傳輸控制模式，自行設計一套簡單傳輸控制協議。在應用中需要注意， UDP并非可靠傳輸，數據報文有可能后發而先至，對方在播放之前必須對報文進行排序，因此編碼報文中必須包含報文的ID序號。

VS1003可以解碼多種音頻數據，以何種方式解碼，依靠送入芯片的文件頭格式進行自適應編碼判斷，因此需要在編碼數據前增加一個WAV文件頭做先導才能正常解碼。在每次語音播放開始時先向VS1003發送512字節文件頭，然后再將接收到的報文數據依次送入VS1003，芯片即可進行自適應解碼并輸出模擬音頻信號。WAV文件頭的制作過程簡單描述如下。

1）設計兩個常量數組分別定義如下：

const uint8 RIFFHeader0[] = {

'R' , 'I' , 'F' , 'F' , // Chunk ID (RIFF)

0xff, 0xff, 0xff, 0xff, // Chunk payload size (calculate after rec!)

'W' , 'A' , 'V' , 'E' , // RIFF resource format type

'f' , 'm' , 't' , ' ' , // Chunk ID (fmt )

0x14, 0x00, 0x00, 0x00, // Chunk payload size (0x14 = 20 bytes)

0x11, 0x00, // Format Tag (IMA ADPCM)

0x01, 0x00, // Channels (1)

0x80, 0x3e, 0x00, 0x00, // Sample Rate, 0x3e80 = 16.0kHz

0xd7, 0x0f, 0x00, 0x00, // Average Bytes Per Second

0x00, 0x01, // Data Block Size (256 bytes)

0x04, 0x00, // ADPCM encoded bits per sample (4 bits)

0x02, 0x00, // Extra data (2 bytes)

0xf9, 0x01, // Samples per Block (505 samples)

'f' , 'a' , 'c' , 't' , // Chunk ID (fact)

0xc8, 0x01, 0x00, 0x00, // Chunk payload size (456 bytes (zeropad!))

0xff, 0xff, 0xff, 0xff// Number of Samples (calculate after rec!)

}

const uint8 RIFFHeader504[] = {

'd' , 'a' , 't' , 'a' , // Chunk ID (data)

0xff, 0xff, 0xff, 0xff// Chunk payload size (calculate after rec!)

}

2）程序中定義一個512字節長度的臨時數組，全初始化為零，再將前52個字節用RIFFHeader0代替，將最后8個字節用RIFFHeader504代替，以上有3個需要計算長度的地方全部用0xff代替，根據采樣速率的不同，Sample Rate的具體數值需要調整。

3）每次播放ADPCM語音之前將上述512字節首先送入VS1003。

ADPCM錄音保存的方法是，從VS1003讀取編碼數據后一方面通過網絡發送出去，另一方面建立或打開一個WAV文件，將錄音數據保存到文件中。WAV文件頭的簡單制作過程在前文中已有說明，只是在錄音結束后，利用最終的文件長度分別計算上文中的3個長度值，然后重新寫入文件，形成一個正常的WAV文件。

4基于ADPCM的煤礦廣播對講系統特點

由于采用了ADPCM數字語音技術，與傳統的模擬或基于其他技術實現的廣播對講系統相比具有以下優勢。

1）系統抗干擾能力強，無傳輸損耗，可借助已有數字通信網絡，實現遠距離傳輸。由于廣播對講系統采用了數字音頻編解碼器以及數字通信技術，顯著提高了系統抗干擾能力，減小了使用環境的影響，降低了對電源的要求，并可采用本安電路實現，信號傳輸過程幾乎沒有損耗和失真，傳輸距離不受限制。

2）通信帶寬要求低，語音效果優良，可實現全雙工通話。ADPCM在保證優良音質的情況下最高通信速率為32Kbit/s,在實際使用過程中還可以適當降低采樣率，從而降低帶寬要求，與基于VOIP技術協議的廣播對講系統相比，具有明顯的效果優勢。如果在每臺廣播對講設備中使用2片VS1003，一片專門用于播放網絡語音，另一片專門用于錄音編碼發送，加上回聲抑制技術即可實現煤礦井下全雙工通話。

3）可實時播放多種格式音樂，實現區域廣播以及多方通話。因VS1003支持大多數音頻文件解碼，系統配上后臺軟件后，可實現在線廣播MP3音樂，另外因系統采用的是組播傳輸，可以在不增加任何帶寬條件下，軟件可靈活控制終端設備是否加入組播，因此可以實現分區廣播，多方通話功能，這是傳統模擬系統無法實現的。

5結束語

實踐證明，采用ADPCM編解碼技術實現的煤礦廣播對講系統，音頻失真度低，抗干擾能力強，語音效果優良，并具備許多附加功能，可替代傳統模擬電話。系統運行穩定，可解決煤礦語音通信故障率高，抗干擾能力差的問題，為煤礦提供了一種高質量的語音通信解決方案，具有較強的實用價值。

參考文獻

[1]陳溯.ADPCM語音壓縮編碼的分析與仿真[J].中國西部科技，2008，7（32）：51-53.

[2]陳明義.基于FPGA的ADPCM語音編解碼器設計時限[J].電子科技，2007（1）：44-47.

[3]徐博，郭秋敏.基于SPI協議的音頻流解碼系統的研究與設計[J].工礦自動化，2011（1）：44-49.

endprint

摘要簡要介紹ADPCM技術原理和數字音頻芯片VS1003在煤礦廣播對講系統中應用的關鍵技術設計，并闡述了該方案的優點，為煤礦基于現有寬帶網絡實現數字語音廣播對講提供了一種新的方法，具有較強的實用價值。

關鍵詞ADPCM；數字語音；VS1003；煤礦廣播對講

中圖分類號：TN828 文獻標識碼：B 文章編號：1671-7597（2014）11-0107-02

自適應差分脈沖編碼調制（ADPCM）技術能以32kbit/s碼率達到符合64kbit/s碼率的語音質量要求，因此國際電報電話咨詢委員會（CCITT）在1984年提出了基于ADPCM語音編碼的G.721建議，1986年進行了實用化修正后應用到了最早的數字通信系統中[1]。煤礦生產離不開通信廣播，目前大部分煤礦仍然在大量使用傳統的模擬電話，因井下環境惡劣，噪聲大，電磁干擾嚴重，導致電話通信故障頻發，通話時斷時續，聽不清對方說話的內容。為保障井下作業人員聯系和信息暢通，提高了煤礦語音通信質量，采用數字語音通信技術具有其獨特的優勢，同時，基于煤礦現有寬帶網絡實現數字語音通信也是數字化煤礦技術的一個重要組成部分。本文就基于ADPCM技術實現煤礦數字化廣播對講系統的關鍵技術原理和實現方法進行論述。

1ADPCM編解碼原理

ADPCM用預測編碼來壓縮數據，其核心思想是利用自適應的思想改變量化階的大小[2]，實際上編碼記錄并不是語音波形的真實幅度，而是對當前樣本與預測樣本之間的差值進行量化編碼，為減小斜率過載以及顆粒噪聲，根據統計算法自動修正量化階的大小，差值較小時使用小的量化階編碼，差值較大時使用大的量化階編碼，并使用過去的樣本值估算下一個輸入樣本與預測值，使實際樣本值與預測值之間的差值最小，采用非均勻量化，保證不同幅度信號的信噪比在同一水平。解碼是編碼的逆過程，解碼的輸入即為編碼的輸出，在此不再贅述。

2數字語音硬件實現

由于ADPCM編解碼技術優勢明顯，應用廣泛，各大音頻處理芯片制造商均有自己專門或兼容ADPCM編解碼格式的數字音頻處理芯片。VS1003b是芬蘭LVSI半導體公司一款價格低廉，功能強大，支持多種音頻格式文件的解碼，能對話筒輸入或線路輸入進行IMA-ADPCM編碼，帶DSP內核以及PLL時鐘鎖相環倍頻器，片內含高性能數模轉換器，有5.5KB供用戶使用的程序代碼和數據RAM空間，具有SPI串行數據接口以及URAT通信接口。該器件能完全滿足礦用廣播通信系統的功能要求，應用電路如圖1所示。

圖中X1、R1～R4、C1～C6為麥克風輸入電路，R6-R10、C7～C12為立體聲音頻輸出電路，RCAP為線路輸入提供偏置，晶振Y1的振蕩頻率為12.288MHz，UART串口不用時RX必須接高電平，與CPU采用SPI串行接口，XRESET用于控制芯片復位，DREQ為外部中斷，XDCS用于區分SPI接口傳輸的是數據還是命令碼。

圖1VS1003應用電路

3基于ADPCM的廣播對講軟件實現

采用VS1003實現廣播對講，ADPCM編碼進行遠程傳輸，只要網絡有效帶寬在32K以上，即可保證語音數據的實時傳輸。為保證實時性以及能實現多方對講，以UDP組播為基礎的RTP/RTCP協議，若要完全實現RTP/RTCP協議比較復雜并且需要占用較多的CPU資源，本文采用RTCP的傳輸控制模式，自行設計一套簡單傳輸控制協議。在應用中需要注意， UDP并非可靠傳輸，數據報文有可能后發而先至，對方在播放之前必須對報文進行排序，因此編碼報文中必須包含報文的ID序號。

VS1003可以解碼多種音頻數據，以何種方式解碼，依靠送入芯片的文件頭格式進行自適應編碼判斷，因此需要在編碼數據前增加一個WAV文件頭做先導才能正常解碼。在每次語音播放開始時先向VS1003發送512字節文件頭，然后再將接收到的報文數據依次送入VS1003，芯片即可進行自適應解碼并輸出模擬音頻信號。WAV文件頭的制作過程簡單描述如下。

1）設計兩個常量數組分別定義如下：

const uint8 RIFFHeader0[] = {

'R' , 'I' , 'F' , 'F' , // Chunk ID (RIFF)

0xff, 0xff, 0xff, 0xff, // Chunk payload size (calculate after rec!)

'W' , 'A' , 'V' , 'E' , // RIFF resource format type

'f' , 'm' , 't' , ' ' , // Chunk ID (fmt )

0x14, 0x00, 0x00, 0x00, // Chunk payload size (0x14 = 20 bytes)

0x11, 0x00, // Format Tag (IMA ADPCM)

0x01, 0x00, // Channels (1)

0x80, 0x3e, 0x00, 0x00, // Sample Rate, 0x3e80 = 16.0kHz

0xd7, 0x0f, 0x00, 0x00, // Average Bytes Per Second

0x00, 0x01, // Data Block Size (256 bytes)

0x04, 0x00, // ADPCM encoded bits per sample (4 bits)

0x02, 0x00, // Extra data (2 bytes)

0xf9, 0x01, // Samples per Block (505 samples)

'f' , 'a' , 'c' , 't' , // Chunk ID (fact)

0xc8, 0x01, 0x00, 0x00, // Chunk payload size (456 bytes (zeropad!))

0xff, 0xff, 0xff, 0xff// Number of Samples (calculate after rec!)

}

const uint8 RIFFHeader504[] = {

'd' , 'a' , 't' , 'a' , // Chunk ID (data)

0xff, 0xff, 0xff, 0xff// Chunk payload size (calculate after rec!)

}

2）程序中定義一個512字節長度的臨時數組，全初始化為零，再將前52個字節用RIFFHeader0代替，將最后8個字節用RIFFHeader504代替，以上有3個需要計算長度的地方全部用0xff代替，根據采樣速率的不同，Sample Rate的具體數值需要調整。

3）每次播放ADPCM語音之前將上述512字節首先送入VS1003。

ADPCM錄音保存的方法是，從VS1003讀取編碼數據后一方面通過網絡發送出去，另一方面建立或打開一個WAV文件，將錄音數據保存到文件中。WAV文件頭的簡單制作過程在前文中已有說明，只是在錄音結束后，利用最終的文件長度分別計算上文中的3個長度值，然后重新寫入文件，形成一個正常的WAV文件。

4基于ADPCM的煤礦廣播對講系統特點

由于采用了ADPCM數字語音技術，與傳統的模擬或基于其他技術實現的廣播對講系統相比具有以下優勢。

1）系統抗干擾能力強，無傳輸損耗，可借助已有數字通信網絡，實現遠距離傳輸。由于廣播對講系統采用了數字音頻編解碼器以及數字通信技術，顯著提高了系統抗干擾能力，減小了使用環境的影響，降低了對電源的要求，并可采用本安電路實現，信號傳輸過程幾乎沒有損耗和失真，傳輸距離不受限制。

2）通信帶寬要求低，語音效果優良，可實現全雙工通話。ADPCM在保證優良音質的情況下最高通信速率為32Kbit/s,在實際使用過程中還可以適當降低采樣率，從而降低帶寬要求，與基于VOIP技術協議的廣播對講系統相比，具有明顯的效果優勢。如果在每臺廣播對講設備中使用2片VS1003，一片專門用于播放網絡語音，另一片專門用于錄音編碼發送，加上回聲抑制技術即可實現煤礦井下全雙工通話。

3）可實時播放多種格式音樂，實現區域廣播以及多方通話。因VS1003支持大多數音頻文件解碼，系統配上后臺軟件后，可實現在線廣播MP3音樂，另外因系統采用的是組播傳輸，可以在不增加任何帶寬條件下，軟件可靈活控制終端設備是否加入組播，因此可以實現分區廣播，多方通話功能，這是傳統模擬系統無法實現的。

5結束語

實踐證明，采用ADPCM編解碼技術實現的煤礦廣播對講系統，音頻失真度低，抗干擾能力強，語音效果優良，并具備許多附加功能，可替代傳統模擬電話。系統運行穩定，可解決煤礦語音通信故障率高，抗干擾能力差的問題，為煤礦提供了一種高質量的語音通信解決方案，具有較強的實用價值。

參考文獻

[1]陳溯.ADPCM語音壓縮編碼的分析與仿真[J].中國西部科技，2008，7（32）：51-53.

[2]陳明義.基于FPGA的ADPCM語音編解碼器設計時限[J].電子科技，2007（1）：44-47.

[3]徐博，郭秋敏.基于SPI協議的音頻流解碼系統的研究與設計[J].工礦自動化，2011（1）：44-49.

endprint