Вот несколько указателей. Прежде всего, пока вы используете NAudio 1.5, нет необходимости в дополнительном WaveFormatConversionStream - метод Read Mp3FileReader возвращает PCM.
Однако вы не получите 8 кГц, поэтому вам нужно сначала пересчитать его. WaveFormatConversionStream может сделать это, хотя он использует встроенное преобразование частоты дискретизации Windows ACM, которое, похоже, плохо фильтрует входящий звук, поэтому могут возникнуть артефакты сглаживания.
Кроме того, вы обычно читаете больше блоков, чем два байта за раз, поскольку декодеру MP3 необходимо декодировать кадры по одному (ресемплер также захочет работать с блоками большего размера). Я бы попробовал читать байты не менее 20 мс за раз.
Ваше использование BitConverter.ToInt16 подходит для получения значения 16-битного семпла, но имейте в виду, что MP3, скорее всего, стереофонический, с левым и правым семплами. Вы уверены, что ваш телефон ожидает стерео.
Наконец, я рекомендую сделать WAV-файл мю-закона в качестве первого шага, используя WaveFileWriter. Затем вы можете легко прослушать его в проигрывателе Windows Media и проверить, что вы отправляете на свой программный телефон именно то, что и хотели.