不同傳輸設(shè)備對(duì)內(nèi)話系統(tǒng)比選器模塊的影響研究

胡自立

【摘要】? ? 討論了比選器的基本原理與不同工作模式。在兩種不同甚高頻傳輸設(shè)備的影響下，同一內(nèi)話系統(tǒng)中接收信令的電壓下降值產(chǎn)生了明顯差異。進(jìn)而必須改變比選器SVM（臺(tái)站比選模塊）模塊工作方式以匹配不同的傳輸設(shè)備。

【關(guān)鍵字】? ? 比選器? ? 傳輸設(shè)備? ? 接收信令? ? 電壓

Abstract：Discussed the basic principle and different working modes of the voter. Under the influence of two different VHF （Very High Frequency） transmission equipment， the voltage drop value of receiving signaling in the same VCS （Voice Communication System） has an obvious difference. So it is necessary to change the working mode of the voter SVM （Site Voter Module） to match different transmission equipment.

Key Words： voter; transmission equipment; receiving signaling; voltage

引言：

民航事業(yè)一直保持著高速發(fā)展的形勢(shì)，扇區(qū)劃分逐漸變多，投入使用的頻率逐步增加，越來(lái)越多的臺(tái)站投入建設(shè)。為適應(yīng)越來(lái)越高的數(shù)據(jù)量，新型的網(wǎng)絡(luò)傳輸設(shè)備不斷投入使用。但由于傳輸設(shè)備間本身工作原理存在差異，因此對(duì)比選器的信號(hào)引接存在潛在的影響差異，該差異對(duì)于靠電壓降起控的SQ信令尤為明顯[1]。因此如何在比選器端做出調(diào)整，以適應(yīng)不同的傳輸設(shè)備，成為亟待解決的問題。

一、比選器的必要性及工作原理

1.1 比選器的必要性

對(duì)于大型民航區(qū)域管制中心而言，內(nèi)話系統(tǒng)本身容量巨大，且在不斷進(jìn)行擴(kuò)容，使得接入頻率數(shù)量越來(lái)越多，每個(gè)頻率為保障多重覆蓋，在相應(yīng)扇區(qū)內(nèi)的臺(tái)站接入也很多[2]。但考慮成本因素及系統(tǒng)容量，在應(yīng)急內(nèi)話部分，往往采用比選器對(duì)同一頻率的多個(gè)臺(tái)站信號(hào)進(jìn)行比選，選出當(dāng)前質(zhì)量最好的一路信號(hào)，再送入內(nèi)話系統(tǒng)，可節(jié)約大量板卡資源，并相對(duì)保障通信質(zhì)量[3]。

1.2 比選器的工作原理

本文以美國(guó)JPS的SNV-12比選器設(shè)備為例。圖1為本文論述的比選器。該系統(tǒng)主要由CIM（控制接口模塊）、CPM（控制處理模塊）、SVM（臺(tái)站比選模板）以及電源模塊組成。SNV-12在同一頻率下，最多接入12個(gè)塊SVM板對(duì)應(yīng)12個(gè)臺(tái)站信號(hào)，并從這些臺(tái)站中選擇輸入信號(hào)質(zhì)量最好的一個(gè)臺(tái)站，作為比選結(jié)果送到內(nèi)話端。對(duì)甚高頻系統(tǒng)調(diào)幅（AM）或高頻（HF）系統(tǒng)來(lái)說(shuō)，使用SNR（信噪比）進(jìn)行比選，即以SNR最優(yōu)的信號(hào)為比選的結(jié)果。每個(gè)SVM測(cè)量接收機(jī)輸出話音信號(hào)中的信號(hào)和噪音幅度，采用數(shù)字信號(hào)處理技術(shù)獨(dú)立計(jì)算SNR，并將信號(hào)質(zhì)量信息上傳到CPM模塊。CPM模塊通過內(nèi)部總線向各SVM模塊請(qǐng)求并接收SNR、噪音電平、COR（載波控制信號(hào)）狀態(tài)和話音存在信息，并基于以上信息進(jìn)行信號(hào)比選。

二、比選器SVM模塊的工作模式

SNV-12中的SVM模塊首先判斷系統(tǒng)是否接收到了信號(hào)，之后進(jìn)行比選。該判斷主要基于COR信號(hào)狀態(tài)來(lái)實(shí)現(xiàn)，COR是一種接收機(jī)輸出的信號(hào)，用以明確指示是否收到載波或信號(hào)。SVM模塊上的開關(guān)可以組合出4種不同的方法來(lái)通知比選器是否存在有效信號(hào)，不同的SVM模塊可以選擇不同的COR方式。以下為4種可選模式：

導(dǎo)頻音模式：接收機(jī)在靜噪狀態(tài)下將一個(gè)導(dǎo)頻音信號(hào)插入到接收機(jī)Rx輸出中作為控制音，當(dāng)接收機(jī)收到信號(hào)停止靜噪時(shí)將該控制音去掉。一旦SVM模塊檢測(cè)到控制音丟失，即判斷對(duì)應(yīng)的接收機(jī)收到信號(hào)。SVM模塊支持1950 Hz 和2175 Hz 的導(dǎo)頻音。在采用該模式時(shí)，需另外添加導(dǎo)頻音產(chǎn)生器，因此實(shí)際工作中考慮到設(shè)備穩(wěn)定性及成本因素，并未采用該工作模式。

物理連線模式：接收機(jī)均有一個(gè)接收控制信號(hào)，即SQ信令。可以將SQ信號(hào)線直接連接到相對(duì)應(yīng)SVM模塊連接器的對(duì)應(yīng)針腳上。該信號(hào)通常是低電平有效，實(shí)際使用時(shí)為邏輯電平低于2.5V時(shí)有效。該模式是現(xiàn)行民航內(nèi)話系統(tǒng)最常用的模式。

無(wú)靜噪接收模式：在該方式下運(yùn)行時(shí)，類似于接收電臺(tái)關(guān)閉靜噪，持續(xù)的背噪導(dǎo)致SVM模塊判斷接收機(jī)一直都存在話音輸出。SVM模塊上的UNSQ指示燈常亮，若該頻率下所有板卡均選擇該模式，則SNV-12總會(huì)比選出一路信號(hào)最好接收信號(hào)而不管接收機(jī)是否真正收到信號(hào)，即比選器會(huì)相當(dāng)于處于常收狀態(tài)。采用該模式時(shí)，會(huì)引起內(nèi)話端相應(yīng)信道持續(xù)接收背景噪音，且會(huì)導(dǎo)致記錄儀端持續(xù)記錄噪音數(shù)據(jù)，增大系統(tǒng)負(fù)擔(dān)，因此該模式也未作為當(dāng)前民航系統(tǒng)主流模式。

話音激活模式：SVM模塊通過一種電平敏感檢測(cè)規(guī)則的算法，檢測(cè)是否接收到有一定規(guī)律的音頻信號(hào)，若有則判斷為有用話音信號(hào)，以此激活SVM模塊進(jìn)行比選。在該模式下，不需要使用SQ信令進(jìn)行激活。

SVM模塊如圖2所示：工作模式通過SW2撥碼開關(guān)進(jìn)行控制，該開關(guān)具體功能如表1所示。

工作模式通過SW2撥碼開關(guān)進(jìn)行控制，該開關(guān)具體功能如表1所示。

其中23位置的組合結(jié)果如表2所示。

在內(nèi)話系統(tǒng)中，SVM模塊常規(guī)選擇物理連線模式，即信令激活的模式，SW2的2和3號(hào)位置分布撥碼為ON和OFF。若采用話音激活模式，則5與6號(hào)位置表示話音激活門限，如表3所示。

三、傳輸設(shè)備對(duì)比選器的影響

本文主要對(duì)比的兩個(gè)傳輸設(shè)備為華為FA16 HONET與瑞斯康達(dá)RC3000-15（E）。設(shè)備連接方式如圖3所示，此處只討論接收模式。

當(dāng)比選器SVM模塊采用物理連線模式時(shí)，在電臺(tái)端由傳輸設(shè)備提供SQ電壓，在內(nèi)話端由內(nèi)話提供SQ電壓，均約為22V[4]。此時(shí)使用華為設(shè)備時(shí)，比選器正常起控，但使用瑞斯康達(dá)設(shè)備時(shí)，比選器無(wú)法起控，即SVM模塊未檢測(cè)到SQ信令激活，UNSQ指示燈也未正常亮。

在比選器端進(jìn)行電壓測(cè)試，在采用華為設(shè)備作為傳輸時(shí)，SQ電壓在接收到信號(hào)時(shí)，下降至0V;采用瑞斯康達(dá)設(shè)備作為傳輸時(shí)，SQ電壓在接收到信號(hào)時(shí)，只下降到3V。而比選器采用該模式時(shí)，需電壓下降至2.5V以下時(shí)，才能正常激活信令，因此當(dāng)采用瑞斯康達(dá)設(shè)備作為傳輸時(shí)，比選器無(wú)法采用物理連線模式正常起控。此處信令起控的判斷標(biāo)準(zhǔn)為絕對(duì)電壓需下降到2.5V的閾值之下，而非相對(duì)電壓降，即并非以電壓的變化值作為判定標(biāo)準(zhǔn)。

當(dāng)在系統(tǒng)中剔除比選器，直接將內(nèi)話系統(tǒng)與傳輸設(shè)備相連接時(shí)，采用華為設(shè)備與瑞斯康達(dá)設(shè)備均可通過SQ信令正常起控內(nèi)話端。但測(cè)試電壓值可知，通過瑞斯康達(dá)傳輸之后的SQ電壓在起控時(shí)，依然只有3V，而信號(hào)通過在華為傳輸設(shè)備后，SQ電壓依然為0V。由此可以判斷，該電壓降差異的產(chǎn)生因素為信號(hào)通過不同的傳輸設(shè)備導(dǎo)致。至于電壓不需要下降至0V，內(nèi)話端也能正常起控，與內(nèi)話無(wú)線板卡的起控電壓有關(guān)，經(jīng)測(cè)試當(dāng)SQ電壓下降至10V以下時(shí)，內(nèi)話端板卡即可正常起控，這一點(diǎn)本身與比選器SVM板有差異[5]。SQ信令本身只是邏輯電壓變化的判定方式，在不同的系統(tǒng)中，對(duì)該電壓閾值的要求不同，系統(tǒng)的判定標(biāo)準(zhǔn)因此不同，這是造成面對(duì)不同傳輸設(shè)備時(shí)，內(nèi)話端與比選器端結(jié)果差異的主要原因。系統(tǒng)中的邏輯判斷在對(duì)應(yīng)板卡中的模擬芯片內(nèi)完成，SCHMID中為4-wire無(wú)線板，比選器中為SVM板，判斷的電壓閾值均在出廠時(shí)寫好，不易改變，因此在實(shí)際工作中只能通過改變其他條件來(lái)與之匹配，使得系統(tǒng)工作在正常狀態(tài)。測(cè)試時(shí)，內(nèi)話系統(tǒng)為SCHMID 200/60，無(wú)線板卡為SZ 810 010 4-wire。

因此，在使用瑞斯康達(dá)設(shè)備傳輸甚高頻信號(hào)，且要通過比選器時(shí)，比選器SVM板應(yīng)采用話音激活的方式，信令激活的方式電壓值不足以使得SVM模塊正常起控。而采用華為的傳輸設(shè)備，話音激活與信令激活均可正常實(shí)現(xiàn)。但若采用話音激活時(shí)，將不再適合使用比選器的比選轉(zhuǎn)發(fā)功能，因?yàn)槿艟€路上的噪音恰巧滿足話音判定條件，進(jìn)而激活了SVM模塊，該噪音將會(huì)被比選器誤認(rèn)為是話音信息，并通過比選轉(zhuǎn)發(fā)功能從臺(tái)站發(fā)射機(jī)轉(zhuǎn)發(fā)出去，造成對(duì)應(yīng)頻率噪音干擾并占用信道。若能采用信令激活的方式，則該方式優(yōu)先級(jí)最高，實(shí)際起控方式的選擇應(yīng)視現(xiàn)場(chǎng)具體條件而定。

四、結(jié)束語(yǔ)

為匹配民航事業(yè)的高速發(fā)展，甚高頻與雷達(dá)臺(tái)站等基礎(chǔ)建設(shè)速度加快，信號(hào)傳輸設(shè)備的種類也將會(huì)更加多樣化。當(dāng)采用不同的傳輸設(shè)備時(shí)，必將對(duì)列如比選器的民航設(shè)備產(chǎn)生難于預(yù)估的影響。因此，在引入新的傳輸設(shè)備進(jìn)行信號(hào)傳輸時(shí)，需要對(duì)傳輸設(shè)備本身以及傳輸?shù)陌l(fā)射端與接收端設(shè)備進(jìn)行全方位的測(cè)試，并根據(jù)實(shí)際情況做出相應(yīng)調(diào)整，使各節(jié)點(diǎn)均工作在最佳狀態(tài)。

參? 考? 文? 獻(xiàn)

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