Schmid內(nèi)話甚高頻信號(hào)電平值測(cè)試方法與分析

陳坤豪

摘要：在Schmid內(nèi)話系統(tǒng)中，Radio板卡負(fù)責(zé)甚高頻語音信號(hào)的接人。Radio板卡的電平值設(shè)置是決定甚高頻通信質(zhì)量的重要因素。本文通過測(cè)試實(shí)驗(yàn)，提出了一套有效的甚高頻語音信號(hào)電平值的測(cè)試方法。該方法利用內(nèi)話席位、內(nèi)話主機(jī)、Radio板卡、IDF線架和音頻表搭建測(cè)試環(huán)路。通過對(duì)Radio板卡的電平值的設(shè)置和測(cè)試環(huán)路對(duì)信號(hào)電平值的測(cè)量，分析實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)得到Radio板卡電平設(shè)置值與實(shí)際信號(hào)電平值的數(shù)學(xué)表達(dá)式。該測(cè)試方法不但能幫助現(xiàn)場(chǎng)維護(hù)人員設(shè)置理想電平值參數(shù)，確保甚高頻通信的質(zhì)量，而且能準(zhǔn)確分析Radio板卡的好壞，提高現(xiàn)場(chǎng)維護(hù)維修能力。

關(guān)鍵詞：Schmid；甚高頻語音；Radio板卡；電平值；測(cè)試方法

中圖分類號(hào)：TP393 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1009-3044（2018）06-0012-02

1引言

現(xiàn)階段，語音交換系統(tǒng)是搭建民航空中交通管制地空無線通信和地面有線通信的重要橋梁，方便管制員地/空通信及地/地通信。Schmid內(nèi)話系統(tǒng)作為現(xiàn)行空管系統(tǒng)的主流內(nèi)話系統(tǒng)，在中南各地空管分局站占據(jù)著重要位置，發(fā)揮著重要的作用。那么如何保證系統(tǒng)安全可靠的運(yùn)行，是每個(gè)通導(dǎo)人員必須考慮的問題。2 Schmid內(nèi)話系統(tǒng)的介紹

2 Schmid內(nèi)話的組成

Schmid內(nèi)話系統(tǒng)由4個(gè)主要部分組成：服務(wù)器組件、接口卡組件、操作席位、系統(tǒng)管理終端。其中，服務(wù)器組件與接口卡組件由E1線進(jìn)行連接，服務(wù)器組件與操作席位是通過E1線進(jìn)行環(huán)形結(jié)構(gòu)連接，服務(wù)器組件與操作席位是通過網(wǎng)線進(jìn)行連接。

2.1Schmid內(nèi)話應(yīng)用技術(shù)

Schmid內(nèi)話系統(tǒng)采用最先進(jìn)的2.048 Mbit/s CEPT PCM標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)線傳輸技術(shù)。系統(tǒng)包含強(qiáng)大的微處理器、數(shù)字信號(hào)處理器及快速的無阻塞交換組件。系統(tǒng)支持基于數(shù)字信號(hào)處理的高級(jí)的無線頻率管理功能，如最佳信號(hào)選擇和最佳發(fā)射機(jī)選擇等，以保證有效的空/地通訊。ICS 200/60系統(tǒng)采用全數(shù)字化設(shè)計(jì)，并在通訊服務(wù)器和操作席位間提供智能分布式通訊，可實(shí)現(xiàn)快速的無線和有線通道轉(zhuǎn)換性能以及高可靠性的故障平穩(wěn)降級(jí)功能。

2.2湛江Schmid內(nèi)話的可用業(yè)務(wù)配置

湛江Schmid內(nèi)話系統(tǒng)共有32塊Radio板卡，每塊Radio板卡可以接入2路甚高頻信號(hào)，最多可以引接64路甚高頻信號(hào)。為了更好地利用Radio板卡的性能，我們必須對(duì)Radio板卡進(jìn)行詳細(xì)的電平值測(cè)試，選出最優(yōu)的配置參數(shù)，提高業(yè)務(wù)的保障能力。為了保障甚高頻業(yè)務(wù)的正常運(yùn)行，技術(shù)保障部門應(yīng)定期對(duì)系統(tǒng)中的Radio板塊進(jìn)行電平值測(cè)試。通過實(shí)驗(yàn)測(cè)試的方式驗(yàn)證Radio板塊的正常性，最大限度的保障在用板卡的正常性。

3 Radio板卡電平值測(cè)試簡(jiǎn)介

3.1甚高頻信號(hào)的傳輸

甚高頻信號(hào)是由一對(duì)TX線、一對(duì)RX線、PTT線和接地線組成。TX是管制員發(fā)話輸出到甚高頻電臺(tái)的信號(hào)，而RX則是甚高頻電臺(tái)輸出到內(nèi)話的信號(hào)。當(dāng)管制員按下手柄發(fā)話，PTT信號(hào)從正電壓變成接地，觸發(fā)發(fā)射甚高頻動(dòng)作，管制員的聲音就能從TX線經(jīng)過內(nèi)話交換系統(tǒng)，最后從Radio板卡輸出到無線電電臺(tái)發(fā)射。Radio板塊電平值測(cè)試包括發(fā)射電平值測(cè)試和接收電平值測(cè)試。發(fā)射電平值測(cè)試是利用音頻表在席位OCU輸入信號(hào)，通過不斷調(diào)節(jié)軟件TX level，在Radio板卡處用音頻表接收信號(hào)。而接收電平值測(cè)試正好相反，在Radio板卡處利用音頻表輸入信號(hào)，通過不斷調(diào)節(jié)軟件RX level，用音頻表在席位OCU接收信號(hào)。

3.2甚高頻語音信號(hào)的標(biāo)準(zhǔn)

因?yàn)槿税l(fā)話的聲音是在一定的范圍內(nèi)，如何調(diào)節(jié)內(nèi)話系統(tǒng)甚高頻的TX level和RX level，使飛機(jī)和管制員都能聽得到清晰的聲音就尤為重要。通過Radio板卡電平值測(cè)試，能直觀地看到輸入、輸出電平值的大小，調(diào)整合適的參數(shù)就能保持良好的聲音輸入和輸出，保證地空通信的質(zhì)量。根據(jù)《民用航空空中交通管制語音通信交換系統(tǒng)技術(shù)規(guī)范》中模擬無線通信接口指標(biāo)，發(fā)射音頻電平和接收音頻電平的范圍為-37dbm到0dbm。本文中采用的語音測(cè)試信號(hào)，均滿足規(guī)章標(biāo)準(zhǔn)。

4甚高頻語音電平值測(cè)試儀器儀表準(zhǔn)備

Schmid內(nèi)話系統(tǒng)，從席位OCU中Headset接口中引出TX、RX線，方便音頻表的信號(hào)輸入輸出。另外，需要準(zhǔn)備兩個(gè)音頻表，分別用來對(duì)音頻信號(hào)輸入和輸出。音頻表的輸入和輸出范圍應(yīng)能滿足測(cè)試的要求，量程要求至少為-60dbm～+20dbm。表1所示為schmid內(nèi)話OCU Headset接口線序，線序采用標(biāo)準(zhǔn)8芯水晶頭端的標(biāo)準(zhǔn)。

5甚高頻語音發(fā)射電平值測(cè)試

5.1發(fā)射電平值測(cè)試方法

圖1為Radio板塊發(fā)射電平測(cè)試框圖，音頻表1設(shè)置一個(gè)測(cè)試信號(hào)作為OCU Headset口的TX，按下PTT后，測(cè)試信號(hào)經(jīng)過OCU到達(dá)主機(jī)進(jìn)行信號(hào)處理，再通過Radio板卡輸出信號(hào)，這時(shí)Radio板塊的TX通過IDF線架接到音頻表2的接收端。從音頻表2讀取的數(shù)值是Radio板塊的發(fā)射電平值，也即甚高頻語音發(fā)射電平值。

5.2發(fā)射電平值測(cè)試數(shù)據(jù)

通過設(shè)置schmid內(nèi)話軟件中Radio板卡的TX level數(shù)值和測(cè)試信號(hào)的大小，得出下列以下數(shù)據(jù)，如表2所示：

6甚高頻語音接收電平值測(cè)試

6.1接收電平值測(cè)試方法

圖2為Radio板塊接收電平測(cè)試框圖，音頻表2設(shè)置一個(gè)測(cè)試信號(hào)從其發(fā)送端接線到IDF線架的RX，測(cè)試信號(hào)經(jīng)過Radio板塊到達(dá)主機(jī)進(jìn)行信號(hào)處理，再通過OCU輸出信號(hào)，這時(shí)OCU的RX接到音頻表1的接收端。因?yàn)镺CU席位面板的音量大小調(diào)節(jié)也會(huì)影響接收電平的大小，這里統(tǒng)一把音量調(diào)到6格（總共12格），從音頻表1讀取的數(shù)值就是甚高頻語音接收電平值。

6.2接收電平值測(cè)試數(shù)據(jù)

通過設(shè)置schmid內(nèi)話軟件中Radio板卡的RX level數(shù)值和測(cè)試信號(hào)的大小，得出下列以下數(shù)據(jù)，如表3所示：

7分析數(shù)據(jù)

7.1數(shù)據(jù)的直角坐標(biāo)圖

根據(jù)測(cè)試數(shù)據(jù)，將TX1、TX level數(shù)據(jù)和RX1、RX level數(shù)據(jù)制作直角坐標(biāo)系如圖3和圖4所示：

7.2分析數(shù)據(jù)結(jié)果

由TX和TXlevel電平值坐標(biāo)圖可得出，TX和TXlevel為一元一次方程的數(shù)學(xué)表達(dá)式，設(shè)TX為Y，TX level為x，輸入的測(cè)試信號(hào)電平值為M，可得出公式：

Y=X+M+32 公式（1）

由RX和RX level電平值坐標(biāo)圖可得出，RX和RX level為一元一次方程的數(shù)學(xué)表達(dá)式，設(shè)RX為Y，RX level為X，輸入的測(cè)試信號(hào)電平值為M，可得出公式：

Y=-X-M-32 公式（2）

注：本次測(cè)試接收電平，內(nèi)話音量按6格接收。

7.3根據(jù)測(cè)試數(shù)據(jù)可得出結(jié)論

1）根據(jù)公式（1），TX和TX level是一個(gè)線性的關(guān)系，斜率K=1，在輸入音頻信號(hào)一定時(shí)，TX level參數(shù)越大，輸出信號(hào)越大；

2）根據(jù)公式（2），RX和RX level是一個(gè)線性的關(guān)系，斜率K=-1，在輸入音頻信號(hào)一定時(shí)，RXlevel參數(shù)越大，輸出信號(hào)越??；

3）根據(jù)公式（1），當(dāng)管制員反映頻率發(fā)話聲音小時(shí)，可調(diào)大TX level參數(shù)，使聲音電平值變大；

4）根據(jù)公式（2），當(dāng)管制員反映頻率接收聲音小時(shí)，可調(diào)小RXlevel參數(shù)，使聲音電平值變大；

5）根據(jù)公式（1）、（2），當(dāng)測(cè)試值與理論值相差較大時(shí)，可判定該板卡異常，需更換板卡恢復(fù)。

8結(jié)語

Sehmid內(nèi)話是湛江主用語音交換系統(tǒng)，業(yè)務(wù)范圍主要是使用甚高頻對(duì)空指揮和使用電話對(duì)地協(xié)調(diào)。本文通過研究系統(tǒng)軟件甚高頻TX level、RX level參數(shù)對(duì)甚高頻語音信號(hào)的增益或者衰減情況，總結(jié)出了一套電平值測(cè)試評(píng)估方法。該方法通過搭建測(cè)試環(huán)路，收集測(cè)試數(shù)據(jù)并進(jìn)行詳細(xì)分析，得出軟件甚高頻TX level和RX level參數(shù)與實(shí)際甚高頻語音輸出接收電平的確定數(shù)學(xué)關(guān)系。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明該測(cè)試評(píng)估方法能有效幫助設(shè)備維護(hù)人員更好的調(diào)整參數(shù)，保證內(nèi)話系統(tǒng)甚高頻信號(hào)的通信質(zhì)量。在實(shí)際運(yùn)用中，需要與現(xiàn)場(chǎng)使用的甚高頻信號(hào)相結(jié)合，把信號(hào)弱的頻率加大電平值，而信號(hào)強(qiáng)的頻率則減小電平值，保證管制員與機(jī)組的高質(zhì)量通話。同時(shí)，當(dāng)測(cè)試結(jié)果與理論值相差較大時(shí)，可判斷該無線電板卡故障，需更換板卡恢復(fù)正常服務(wù)。最后，希望本文能對(duì)維護(hù)同類設(shè)備的同行們有所幫助。