基于IEEE802.15.4的无线VoIP话机系统

　　当前VoIP技术和无线通信技术的迅速发展为无线VoIP话机的实现创造了条件，也形成了一个研究热点。当前提出的设计方案有采用802.11 协议(WLAN)实现VoIP无线化，虽然覆盖范围可达上百米，充足的带宽对语音压缩也没有过高要求，但作为移动便携设备，其成本和功耗成为了设计瓶颈。本设计主要从性能，成本，功耗等方面出发，提出了一种利用低速低功耗的无线个域网技术IEEE802.15.4[1]来实现无线VoIP话机系统的方案，并在基于Freescale射频芯片MC13192的硬件平台上成功实现了该方案。

　　无线VoIP话机系统方案

　　作为无线便携设备，功耗是首要考虑的一个因素，如果把网络协议栈，各个语音处理模块，无线通信都放在手持设备上，必然造成手持设备功能复杂，功耗过大。本设计考虑将嵌入式VoIP话机划分为两部分：无线语音网关和手持设备端。无线语音网关作为该系统的非移动端，以有线方式连接到互联网，主要处理网络及会话协议，各种语音压缩标准与g.726压缩标准之间的转换以及无线收发工作，而作为真正移动部分的手持设备端仅作简单的会话信令处理，g.726 语音编解码和无线收发工作。在这种结构下，还可以增加手持设备的数量，实现多路无线通话，本设计成功实现了两个手持设备的无线语音通话。即两个手持设备可同时与互联网上其它用户建立语音通话。该无线VoIP话机系统如图1所示。

　　图1 无线VoIP话机的系统示意图

　　无线语音网关同手持设备端之间的无线通信采用了低速低功耗的IEEE802.15.4协议，采用该协议虽然能极大地降低系统特别是手持设备的功耗，但仅仅250Kb/s的无线带宽对语音的传输却提出了挑战。为适应250Kb/s的无线传输速率同时保证语音质量，本设计采用了g.726压缩编解码将语音速率从64Kb/s降低到16Kb/s。另外根据该应用的特点：手持设备与语音网关间仅构成星型拓扑结构，删减了IEEE802.15.4协议部分功能，对其帧结构也作了一定修改以增加负载数据在帧中所占的比例。