Schmid內話甚高頻信號電平值測試方法與分析

陳坤豪

摘要：在Schmid內話系統(tǒng)中，Radio板卡負責甚高頻語音信號的接人。Radio板卡的電平值設置是決定甚高頻通信質量的重要因素。本文通過測試實驗，提出了一套有效的甚高頻語音信號電平值的測試方法。該方法利用內話席位、內話主機、Radio板卡、IDF線架和音頻表搭建測試環(huán)路。通過對Radio板卡的電平值的設置和測試環(huán)路對信號電平值的測量，分析實驗數(shù)據(jù)得到Radio板卡電平設置值與實際信號電平值的數(shù)學表達式。該測試方法不但能幫助現(xiàn)場維護人員設置理想電平值參數(shù)，確保甚高頻通信的質量，而且能準確分析Radio板卡的好壞，提高現(xiàn)場維護維修能力。

關鍵詞：Schmid；甚高頻語音；Radio板卡；電平值；測試方法

中圖分類號：TP393 文獻標識碼：A 文章編號：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內話系統(tǒng)作為現(xiàn)行空管系統(tǒng)的主流內話系統(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)安全可靠的運行，是每個通導人員必須考慮的問題。2 Schmid內話系統(tǒng)的介紹

2 Schmid內話的組成

Schmid內話系統(tǒng)由4個主要部分組成：服務器組件、接口卡組件、操作席位、系統(tǒng)管理終端。其中，服務器組件與接口卡組件由E1線進行連接，服務器組件與操作席位是通過E1線進行環(huán)形結構連接，服務器組件與操作席位是通過網線進行連接。

2.1Schmid內話應用技術

Schmid內話系統(tǒng)采用最先進的2.048 Mbit/s CEPT PCM標準數(shù)據(jù)線傳輸技術。系統(tǒng)包含強大的微處理器、數(shù)字信號處理器及快速的無阻塞交換組件。系統(tǒng)支持基于數(shù)字信號處理的高級的無線頻率管理功能，如最佳信號選擇和最佳發(fā)射機選擇等，以保證有效的空/地通訊。ICS 200/60系統(tǒng)采用全數(shù)字化設計，并在通訊服務器和操作席位間提供智能分布式通訊，可實現(xiàn)快速的無線和有線通道轉換性能以及高可靠性的故障平穩(wěn)降級功能。

2.2湛江Schmid內話的可用業(yè)務配置

湛江Schmid內話系統(tǒng)共有32塊Radio板卡，每塊Radio板卡可以接入2路甚高頻信號，最多可以引接64路甚高頻信號。為了更好地利用Radio板卡的性能，我們必須對Radio板卡進行詳細的電平值測試，選出最優(yōu)的配置參數(shù)，提高業(yè)務的保障能力。為了保障甚高頻業(yè)務的正常運行，技術保障部門應定期對系統(tǒng)中的Radio板塊進行電平值測試。通過實驗測試的方式驗證Radio板塊的正常性，最大限度的保障在用板卡的正常性。

3 Radio板卡電平值測試簡介

3.1甚高頻信號的傳輸

甚高頻信號是由一對TX線、一對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的信號，而RX則是甚高頻電臺輸出到內話的信號。當管制員按下手柄發(fā)話，PTT信號從正電壓變成接地，觸發(fā)發(fā)射甚高頻動作，管制員的聲音就能從TX線經過內話交換系統(tǒng)，最后從Radio板卡輸出到無線電電臺發(fā)射。Radio板塊電平值測試包括發(fā)射電平值測試和接收電平值測試。發(fā)射電平值測試是利用音頻表在席位OCU輸入信號，通過不斷調節(jié)軟件TX level，在Radio板卡處用音頻表接收信號。而接收電平值測試正好相反，在Radio板卡處利用音頻表輸入信號，通過不斷調節(jié)軟件RX level，用音頻表在席位OCU接收信號。

3.2甚高頻語音信號的標準

因為人發(fā)話的聲音是在一定的范圍內，如何調節(jié)內話系統(tǒng)甚高頻的TX level和RX level，使飛機和管制員都能聽得到清晰的聲音就尤為重要。通過Radio板卡電平值測試，能直觀地看到輸入、輸出電平值的大小，調整合適的參數(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)技術規(guī)范》中模擬無線通信接口指標，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試信號，均滿足規(guī)章標準。

4甚高頻語音電平值測試儀器儀表準備

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

5甚高頻語音發(fā)射電平值測試

5.1發(fā)射電平值測試方法

圖1為Radio板塊發(fā)射電平測試框圖，音頻表1設置一個測試信號作為OCU Headset口的TX，按下PTT后，測試信號經過OCU到達主機進行信號處理，再通過Radio板卡輸出信號，這時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)射電平值測試數(shù)據(jù)

通過設置schmid內話軟件中Radio板卡的TX level數(shù)值和測試信號的大小，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試

6.1接收電平值測試方法

圖2為Radio板塊接收電平測試框圖，音頻表2設置一個測試信號從其發(fā)送端接線到IDF線架的RX，測試信號經過Radio板塊到達主機進行信號處理，再通過OCU輸出信號，這時OCU的RX接到音頻表1的接收端。因為OCU席位面板的音量大小調節(jié)也會影響接收電平的大小，這里統(tǒng)一把音量調到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接收電平值測試數(shù)據(jù)

通過設置schmid內話軟件中Radio板卡的RX level數(shù)值和測試信號的大小，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)的直角坐標圖

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

7.2分析數(shù)據(jù)結果

由TX和TXlevel電平值坐標圖可得出，TX和TXlevel為一元一次方程的數(shù)學表達式，設TX為Y，TX level為x，輸入的測試信號電平值為M，可得出公式：

Y=X+M+32 公式（1）

由RX和RX level電平值坐標圖可得出，RX和RX level為一元一次方程的數(shù)學表達式，設RX為Y，RX level為X，輸入的測試信號電平值為M，可得出公式：

Y=-X-M-32 公式（2）

注：本次測試接收電平，內話音量按6格接收。

7.3根據(jù)測試數(shù)據(jù)可得出結論

1）根據(jù)公式（1），TX和TX level是一個線性的關系，斜率K=1，在輸入音頻信號一定時，TX level參數(shù)越大，輸出信號越大；

2）根據(jù)公式（2），RX和RX level是一個線性的關系，斜率K=-1，在輸入音頻信號一定時，RXlevel參數(shù)越大，輸出信號越小；

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

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

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

8結語

Sehmid內話是湛江主用語音交換系統(tǒng)，業(yè)務范圍主要是使用甚高頻對空指揮和使用電話對地協(xié)調。本文通過研究系統(tǒng)軟件甚高頻TX level、RX level參數(shù)對甚高頻語音信號的增益或者衰減情況，總結出了一套電平值測試評估方法。該方法通過搭建測試環(huán)路，收集測試數(shù)據(jù)并進行詳細分析，得出軟件甚高頻TX level和RX level參數(shù)與實際甚高頻語音輸出接收電平的確定數(shù)學關系。實驗結果表明該測試評估方法能有效幫助設備維護人員更好的調整參數(shù)，保證內話系統(tǒng)甚高頻信號的通信質量。在實際運用中，需要與現(xiàn)場使用的甚高頻信號相結合，把信號弱的頻率加大電平值，而信號強的頻率則減小電平值，保證管制員與機組的高質量通話。同時，當測試結果與理論值相差較大時，可判斷該無線電板卡故障，需更換板卡恢復正常服務。最后，希望本文能對維護同類設備的同行們有所幫助。