Signaaliprosessorin hyödyntäminen mobiilin laitteen Internet-puheluohjelmistoissa

Abstract

Tässä diplomityössä etsitään ja määritellään optimaalinen ohjelmistoarkkitehtuuri reaaliaikaisen puheenkoodauksen mahdollistamiseksi mobiilin laitteen Internet-puheluohjelmistossa. Arkkitehtuurille asetettiin vaatimus, jonka mukaan puhelu ja siihen liittyvä puheen reaaliaikaisuus ei saa rajoittaa tai liikaa kuormittaa laitteen muuta toiminnallisuutta.

Työssä käytetty mobiili laite tarjoaa mahdollisuuden hyödyntää kahta prosessoria. Toinen prosessoreista on tarkoitettu yleisille käyttöjärjestelmille sekä ohjelmistoille ja toinen signaalinkäsittelyoperaatioille. Suunniteltu arkkitehtuuri yhdistää näiden kahden prosessorin toiminnallisuuden ja mahdollistaa reaaliaikaisen puheenkoodauksen (sekä toisto että äänitys) mobiliisissa laitteessa.

Arkkitehtuuri toteutettiin ja sen suorituskykyä arvioitiin erilaisilla mittauksilla ja parametreilla. Havaittiin, että toteutus suoriutuu erinomaisesti sille asetetuista vaatimuksista. Todettiin myös, että käytettäessä ainoastaan laitteen yhtä prosessoria reaaliaikavaatimus ei täyty. Tämä johtuu puhekoodekin matemaattisesta kompleksisuudesta ja laitteen rajoitetuista ominaisuuksista.

Työn aikana jätettiin kaksi patenttihakemusta.

In this thesis, an optimal software architecture is studied and defined for enabling a real-time speech coding scheme in an Internet telephony application of a mobile terminal. According to a requirement set for the architecture, a phone call and the related real-time speech coding shall not limit or overload other functionality of the terminal.

The mobile terminal utilized in this thesis provides a potential to take advantage of the efficiency of a dual core processor. One of the processors is designed for general purpose operating systems, and the other one for signal processing operations. The designed software architecture combines the functionality of these processors and enables real-time speech coding (both playback and capture) in the device.

The architecture was implemented and its performance was evaluated with different measurements and parameters. It was observed that the implementation outperforms the requirements set. It was also confirmed that the performance of the general purpose processor is inadequate for real-time operations with the chosen speech coder/decoder.

Two patent applications were filed by the author during the writing of this thesis.