0 引言

　　VoIP（Voice over Internet Protocol）簡而言之就是將模擬聲音訊號（Voice）數(shù)字化，以數(shù)據(jù)封包（Data Packet）的型式在 IP 數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò) （IP Network）上做實時傳遞。 VoIP的優(yōu)勢是能廣泛地采用Internet和IP互連的環(huán)境，提供比傳統(tǒng)業(yè)務(wù)更多、更好的服務(wù)。 VoIP可以在IP網(wǎng)絡(luò)上便宜的傳送語音、傳真、視頻、和數(shù)據(jù)等業(yè)務(wù)，如統(tǒng)一消息、虛擬電話、虛擬語音/傳真郵箱、查號業(yè)務(wù)、Internet呼叫中心、Internet呼叫管理、電視會議、電子商務(wù)、傳真存儲轉(zhuǎn)發(fā)和各種信息的存儲轉(zhuǎn)發(fā)等。

　　VoIP（Voice over Internet Protocol）是一種以IP電話為主，并推出相應(yīng)的增值業(yè)務(wù)的技術(shù)。 VoIP的優(yōu)勢是能廣泛地采用Internet和IP互連的環(huán)境，提供比傳統(tǒng)業(yè)務(wù)更多、更好的服務(wù)。VoIP相對比較便宜。為什么？ VoIP電話不過是互聯(lián)網(wǎng)上的一種應(yīng)用。網(wǎng)絡(luò)電話不受管制。因此，從本質(zhì)上說，VoIP電話與電子郵件，即時訊息或者網(wǎng)頁沒有什么不同，它們均能在經(jīng)過了互聯(lián)網(wǎng)連接的機器間進行傳輸。這些機器可以是電腦，或者無線設(shè)備，比如手機或者掌上設(shè)備等等。 為什么VoIP服務(wù)有些要收錢，有些卻？ VoIP服務(wù)不僅能夠溝通VoIP用戶，而且也可以和電話用戶通話，比如使用傳統(tǒng)固話網(wǎng)絡(luò)以及無線手機網(wǎng)絡(luò)的用戶。對這部分通話，VoIP服務(wù)商必須要給固話網(wǎng)絡(luò)運營商以及無線通訊運營商支付通話費用。

　　隨著3G和WIFI網(wǎng)絡(luò)的快速普及和發(fā)展，無線VOIP的應(yīng)用也越來越受到關(guān)注，VOIP話音通信技術(shù)通過與新型無線寬帶的結(jié)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(wù)的方式。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(zhuǎn)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(wǎng)絡(luò)。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(fù)雜的語音編解碼算法和網(wǎng)絡(luò)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(shè)計中使用高性能的處理器。為了構(gòu)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(wǎng)絡(luò)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(zhì)量、更低的成本。集成DC／DC變換提供電壓；支持24.577 6MHz晶振及片內(nèi)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(shè)計，提高了系統(tǒng)穩(wěn)定性。

　　目前，針對已使用的有線網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的無線升級，有相當(dāng)多的解決方案，無外乎是在現(xiàn)有VOIP產(chǎn)品的基礎(chǔ)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(chǎn)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(shè)備，它是面向用戶連接Internet網(wǎng)絡(luò)，為用戶提供各種業(yè)務(wù)的用戶端設(shè)備。本升級方案思想是采用基于AR1688芯片設(shè)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(shè)備，它解決了傳統(tǒng)VOIP設(shè)備從有線升級到無線注冊到SIP服務(wù)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(wǎng)的連接。在采用88W80lO WIFI模組橋接后，VOIP設(shè)備通過它連接到無線AP路由器，再通過互聯(lián)網(wǎng)注冊到SIP服務(wù)器。

3  AR1688 VOIP話機無線升級的硬件設(shè)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(jié)構(gòu)；高線性內(nèi)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(shè)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(biāo)準(zhǔn)；降低了材料成本，簡化了板級布線設(shè)計，并提供的安裝尺寸，提高了性能，省略了聲表面帶通濾波器的使用，降低了成本；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(shè)計緊湊，減小了空間尺寸。

3.2 88W8510的特點和優(yōu)勢

　　88W8510 內(nèi)置嵌人式ARM946S-E處理器內(nèi)核；內(nèi)置天線采用分集接收技術(shù)；對于WEP和80211i AES加密以及CCM信息，內(nèi)置硬件加密引擎；集成了采用VCT技術(shù)的 10／100M快速以太網(wǎng)MAC及PHY接口；支持安全專用的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；可同時連接更多的無線終端，無需降低無線的吞吐性能；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，添加了更多的身份機構(gòu)；引腳兼容Marvell產(chǎn)品中使用802.11b協(xié)議的AP和網(wǎng)關(guān)芯片，方便802.11b和802.11g間的切換。

3.3 硬件設(shè)計

　　88W8510 WIFI橋接原理圖如圖3所示。

　　基于AR1688芯片設(shè)計的VOIP語音終端連接到無線AP路由器，其中關(guān)鍵的就是88WS010和88W8510構(gòu)成的基于WLAN 802.11g／b的AP和網(wǎng)關(guān)芯片組，88W8510與88W8010芯片的組合是高性價比的802.11g接入點／網(wǎng)關(guān)解決方案，消除了用于有線基礎(chǔ)設(shè)施連接的外部CPU和快速以太網(wǎng)端口，大幅降低了總體成本。該芯片組的WLAN內(nèi)部結(jié)構(gòu)如圖4所示。

4 AR1688 VOIP話機無線升級的軟件設(shè)計

　　Marvell公司對使用88W8510芯片組的客戶提供如下支持：板級設(shè)計參考；板級固件Bootloader設(shè)計；相關(guān)軟件設(shè)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(diào)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(jié)構(gòu)如圖5所示。

　　產(chǎn)品實現(xiàn)功能如下：802.11g／b掃描；SSID網(wǎng)絡(luò)設(shè)置；WPA／WPA2、WEP（128位）／WEP（64位）安全模式參數(shù)設(shè)置。

結(jié)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(jīng)過實際測試，終端在40 m內(nèi)可以實現(xiàn)無誤碼通信，通話質(zhì)量優(yōu)良、運行穩(wěn)定、靈活方便。與基于其他技術(shù)的同類方案相比，本方案具有低成本、低功耗等優(yōu)點。