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)，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行話音通信的技術。VOIP話音通信技術發(fā)展很快,，很多新技術不斷涌現(xiàn),。過去我們津津樂道的H323協(xié)議，現(xiàn)在已經很陳舊了,，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網絡的快速普及和發(fā)展，無線VOIP的應用也越來越受到關注,，VOIP話音通信技術通過與新型無線寬帶的結合,，將改變企業(yè)和消費者獲得和使用移動與固定語音服務的方式。這意味著,，走在大街上可以通過手機網絡交談,，走進辦公室后，呼叫可以無縫地切換到WLAN語音技術,。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絡,。本文提出一種基于AR1688系列VOIP話機的無線升級解決方案,。

　　1 AR1688 VOIP話機系統(tǒng)

　　基于AR1688的VOIP話機系統(tǒng)，其基本框架是對復雜的語音編解碼算法和網絡通信協(xié)議進行處理,。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發(fā)，需要在電路中使用網絡芯片,。為了構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,、網絡接口(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，內核運算能力可達72 MIPS,。將DSP作為MCU的協(xié)處理器,，在內部解決了兩個處理器的協(xié)調問題。片內集成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,；片內集成18位高質量CODEC,；集成DC／DC變換提供核心電壓,；支持24.577 6MHz晶振及片內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)設計,，提高了系統(tǒng)穩(wěn)定性,。

　　目前，針對已使用的有線網絡設備的無線升級,，有相當多的解決方案,，無外乎是在現(xiàn)有VOIP產品的基礎上加裝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)無線橋接來達到對現(xiàn)有VOIP產品無線升級的目的,。

　　2 AR1688 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備,，它是面向用戶連接Internet網絡,，為用戶提供各種業(yè)務的用戶端設備。雖然可以將普通模擬話機當作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IP通信,，可以充分利用IP網絡的各種優(yōu)勢；同時,，終端分擔了網關的部分功能,，使得網絡功能配置更加靈活，這是傳統(tǒng)的有線設計方法,。本升級方案思想是采用基于AR1688芯片設計的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功能的無線橋接設備,，它解決了傳統(tǒng)VOIP設備從有線升級到無線注冊到SIP服務器的問題,。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)網的連接,。在采用88W80lO WIFI模組橋接后,，VOIP設備通過它連接到無線AP路由器，再通過互聯(lián)網注冊到SIP服務器,。

 　　3  AR1688 VOIP話機無線升級的硬件設計

　　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構,；高線性內置式功率為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,；低功耗設計及先進的電源管理模式；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的標準；降低了材料成本,，簡化了板級布線設計,，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,；硬件設計緊湊,，減小了空間尺寸。

　　3.2 88W8510的特點和優(yōu)勢

　　88W8510 內置嵌人式ARM946S-E處理器內核,；內置天線采用分集接收技術,；對于WEP和80211i AES加密以及CCM信息認證，內置硬件加密引擎；支持802.11eQoS質量服務保證,；可選配MII或PCI外部接口,；集成了采用VCT技術的 10／100M快速以太網MAC及PHY接口；支持高級安全認證專用的802.1X安全口協(xié)議,；256腳TFBGA封裝,，尺寸儀17 mm×17 mm。

　　88W8510 的優(yōu)勢在于：88W8510芯片組是802.11g解決方案,，同時兼容802.11b協(xié)議,；接收范圍大，連接魯棒性好,，減少了信息的丟失,；收發(fā)性能高,、范圍廣,；在低功耗設計的基礎上，集成了盡可能多的功能,；可同時連接更多的無線終端,，無需降低無線的吞吐性能；可保證傳輸?shù)臄?shù)據(jù),、音頻,、視頻數(shù)據(jù)的連續(xù)和穩(wěn)定性；可外接多口路由器和外部系統(tǒng)總線,；提供連接電纜故障診斷方法,；為改進在公共環(huán)境下的安全性，添加了更多的身份認證機構,；引腳兼容Marvell產品中使用802.11b協(xié)議的AP和網關芯片,，方便802.11b和802.11g間的切換。

　　3.3硬件設計

　　88W8510 WIFI橋接原理圖如圖3所示,。

　　基于AR1688芯片設計的VOIP語音終端連接到無線AP路由器,，其中最關鍵的就是88WS010和88W8510構成的基于WLAN 802.11g／b的AP和網關芯片組，88W8510與88W8010芯片的組合是高性價比的802.11g接入點／網關解決方案,，消除了用于有線基礎設施連接的外部CPU和快速以太網端口,，大幅降低了總體成本。該芯片組的WLAN內部結構如圖4所示,。

　　4 AR1688 VOIP話機無線升級的軟件設計

　　Marvell公司對使用88W8510芯片組的客戶提供如下支持：板級設計參考,；板級固件Bootloader設計；相關軟件設計,；診斷工具,；運行于eCos和μClinux環(huán)境下的SDK。

　　運行環(huán)境如下：

　　系統(tǒng)環(huán)境eCos

　　CPUARM946S-E

　　調試接口JTAG

　　開發(fā)工具Marvell AP31_SDK_2.19S或以上版本

　　軟件方案的結構如圖5所示。

　　產品實現(xiàn)功能如下：802.11g／b掃描,；SSID網絡設置,；WPA／WPA2、WEP(128位)／WEP(64位)安全模式參數(shù)設置,。

　　結語

　　本方案采用可編程芯片AR1688,，以及88W8010和88W8510 WIFI芯片組，實現(xiàn)了VOIP話機的無線升級,。經過實際測試,，終端在40 m內可以實現(xiàn)無誤碼通信，通話質量優(yōu)良,、運行穩(wěn)定,、靈活方便。與基于其他技術的同類方案相比,，本方案具有低成本,、低功耗等優(yōu)點。