衛星通信終端話音接入車通的分析

薛曉飛，白雪楊

(中國電子科技集團公司第二十八研究所，江蘇南京210007)

0 引言

衛星動中通的應用，主要包括數據和話音2個方面，其中話音通信受外部環境影響較大，針對不同裝載平臺的話音通信應用需要進行相應的處理。對于裝甲等平臺，車輛行駛噪音大，顛簸劇烈，不能夠直接使用衛星通信終端話音，需要將衛星通信終端話音接入車通，解決抗噪、多乘員共享和話音轉接等問題［1］。

衛星通信終端的話音通常不能夠直接接入車通，本文在分析衛星通信終端話音和車通的基礎上，重點研究了不同衛星通信終端話音接入車通需要解決的問題和實現方法。

1 衛星通信終端話音分析

衛星通信終端的話音包括模擬話音和數字話音，模擬話音又包括二線話音和四線話音等［2］，數字話音包括IP話音等。

1.1 二線話音

二線話音的收信號和發信號耦合在一對雙絞線上，連線使用方便，但抗干擾差。二線話音的主要應用是二線撥號話音，通過撥號建立不同終端之間的話音連接。電話機是典型的二線撥號話音終端，能夠通過程控交換機和其他電話機互聯，進行撥號和接聽。

衛星通信終端的二線話音口主要也都是二線撥號話音，通過外接電話機實現衛星話音通信。在車輛行駛中使用時，由于運動和背景噪音的影響，使用電話機進行話音通信很不方便且受外界干擾大，需要接入到車通，通過車通頭盔進行話音通信。二線話音接入車通需要解決收發信號分離、阻抗匹配和電平調節等問題［3］。

1.2 四線話音

四線話音的收信號和發信號使用2對雙絞線，收發話音獨立，話音的耦合干擾幾乎不存在。可以連接四線手柄或四線話音終端，進行話音通信，但需要通過其他手段來進行話音通道的建立和終止。

衛星通信終端的四線話音口主要是連接四線手柄或通話組頭盔，通過衛星終端設備的面板進行話音通信的控制。通過通話組頭盔可以克服車輛行駛中運動顛簸和背景噪音的影響，但不能滿足車內多個乘員使用，也需要接入車通，實現話音的共享。四線話音接入車通需要解決阻抗匹配和電平調節等問題。

1.3 IP話音

IP話音采用以太網數據通道傳輸數字編碼話音，收發話音完全沒有干擾，使用靈活，但對帶寬和時延要求較高。需要使用符合相應協議標準的IP話音終端，通過會話控制信令進行話音通信連接，通過話音傳輸協議進行話音通信，并根據需要采用必要的話音壓縮編解碼。

衛星通信終端的IP話音接口為以太網口，通過局域網以太網交換機等連接IP話音終端。IP話音克服了二線話音和四線話音存在的耦合干擾、阻抗匹配等問題，但還存在多個乘員無法使用的問題，也有接入車通的必要。IP話音接入車通需要解決協議封裝解析和編碼轉換等問題。

2 車通分析

車通屬于車內通話系統，用于車輛上多個乘員的內部話音通信和對外話音通信，可以克服裝甲等車輛行駛運動以及背景噪音等的影響［4］。車通內部一般都采用總線互聯，包括基于時隙的2 M/10 M令牌環總線、100 M/1 000 M以太網總線和光纖環總線等。根據對外的話音接口是模擬還是數字，可以把車通分為模擬車通和數字車通。

2.1 模擬車通

模擬車通主要采用基于時隙的令牌環總線，對內對外的話音接口主要是模擬接口，用來連接車通頭盔等。車通單元盒將模擬話音進行采樣編碼后在相應的時隙進行發送，同時從相應的時隙接收并量化成模擬信號。雖然對模擬話音進行了編碼，但沒有壓縮和協議封裝，而且對時隙有嚴格的要求，只能在車通內部使用。

2.2 數字車通

數字車通主要采用以太網或光纖總線，對內的話音接口主要還是模擬接口，對外則主要提供數字接口，以減少話音模數轉換帶來的損失，同時提高對外話音連接的靈活。車通單元盒將模擬話音進行采樣編碼后，根據需要進行壓縮，然后按照一定的協議標準進行封包，以分組的方式進行話音數據發送和接收。由于采用分組數據，話音可以在車通內部交換，也可以直接和外部交換，但需要所有的話音終端都遵循統一的協議標準。

3 話音接入設計

3.1 模擬話音接入

模擬話音可以通過模擬車通或數字車通的模擬話音口實現接入。將衛星通信終端的二線電話和四線話音接入到車通，需要研制專門的模擬話音接入裝置，解決阻抗匹配、二四線變換、電平調節和話音檢測等問題。

3.1.1 話音接入方式

衛星通信終端的模擬話音到車通的連接方式如圖1所示。衛星通信終端的二線電話和四線話音連接到專門研制的話音接入裝置，話音接入裝置通過車通的電臺接口盒接入車通，實現衛星通信模擬話音到車通乘員盒和中心盒的共享，同時通過電臺接口盒還能夠實現到其他通信方式的轉發。

圖1 模擬話音接入連接方式圖

3.1.2 話音接入裝置設計

話音接入裝置對外接口包括二線電話接口、衛星四線話音接口和車通電臺口，內部電路包括阻抗匹配電路、二四線變換電路、電平調節電路、選擇電路、加法電路和話音檢測電路。通過車通的電臺口將衛星終端的二線電話話音和四線話音接入到車通，該裝置的電路組成框圖如圖2所示。

圖2 模擬話音接入車通的電路框圖

二線電話接口、衛星四線話音接口和車通電臺口都有各自的阻抗，通過相應的接口阻抗匹配電路來連接不同的接口。不同的話音接口的電平輸入輸出范圍也不同，通過相應的電平匹配電路來調節電平使得各個接口的電平輸出滿足要求。針對多個衛星通信終端的話音，還需要能夠進行選擇，通過選擇電路來實現;另外，要實現衛星通信終端話音到電臺話音的自動轉信，必須能夠給車通電臺口提供PTT信號，通過話音檢測電路判斷當前是否話音有效。

衛星通信終端的二線電話話音中的收和發是混在一起的，而車通電臺口話音的收和發是分開的，需要通過二四線變換電路實現二線話音到四線話音的耦合;變換電路同時導致車通電臺口的發信號會耦合到車通電臺口的收信號中，車通電臺口的收信號用來控制電臺的發射，所以必須將這種耦合度盡可能降低，防止電臺收發的混亂，具體通過側音抵消匹配電路來實現［5］。二四線變換電路的設計如圖3所示。

圖3 二四線變換電路的設計圖

3.1.3 實現結果

衛星二線電話接入車通時，將衛星二線電話接到話音接入裝置的二線電話口，通過二四線變換電路實現話音收發信號的分路，再通過相應的電平調節電路和阻抗匹配電路實現到車通電臺口信號的轉接，最后通過車通電臺口接入車通，實現衛星通信終端二線電話到車通的接入。

衛星四線話音接入車通時，將衛星四線話音接到話音接入裝置的四線話音口，通過相應的電平調節電路和阻抗匹配電路實現到車通電臺口信號的轉接，最后通過車通電臺口接入車通，實現衛星通信終端四線話音到車通的接入。

衛星通信終端話音通過話音接入裝置的加法電路，能夠實現衛星二線電話和四線話音到車通的同時接入。

衛星通信終端話音接入到車通后，通過對車通單元進行一定的設置就可以將衛星話音共享給車通上的各個乘員，同時也解決了噪音干擾的問題;另外通過話音接入裝置的側音抵消電路和話音檢測電路，能夠向車通電臺口提供準確的PTT控制信號，結合車通的電臺轉信功能，能夠實現衛星通信終端話音到其他無線通信話音的自動轉信。

3.2 IP話音接入

IP話音通過數字車通的以太網口實現接入。將衛星通信終端IP話音接入到數字車通，需要比較兩者所使用的數字話音標準是否一致。如果一致，則可以直接接入，否則需要研制專門的數字話音協議轉換軟件或設備，分別對IP話音通信的會話控制協議和傳輸協議進行解析和映射［6］。

衛星通信終端的IP話音到車通的連接方式如圖4所示。衛星通信終端的IP話音通過局域網交換設備，經過必要的協議轉換后連接到車通中心盒，實現衛星通信話音的共享應用。

圖4 數字話音接入連接方式圖

4 結束語

對衛星通信終端話音和車通進行了分析，并以衛星通信終端的模擬話音接入車通為重點進行了設計。可以看到，IP話是話音通信發展的方向，只要遵循統一的協議標準，基于IP的衛星通信終端話音到車通的接入就非常容易。嚴格遵循相關協議標準，規范統一IP話音通信的實現，將是非常重要和有意義的工作。

［1］ 張義武，盧曉勇，葉磊.動中通在裝甲指控系統中的應用分析［J］.無線電工程，2009(1):22-24.

［2］ 張同須.話音VSAT衛星通信系統在公用電話網中的應用［J］.電信工程技術與標準化，1995(1):37-43.

［3］ 顧永紅，倪煒.衛星通信終端中話音接口電路的設計［J］.無線通信技術，2004(1):57-60.

［4］ 黃知褒.車通控制器網絡系統設計［D］.南京理工大學，2008.

［5］ 陳演平.指揮調度通信系統中的二/四線變換技術［J］.交通部上海船舶運輸科學研究所學報，2000(1):3-7.

［6］ (美)戴維森.VOIP技術架構(第2版)［M］.北京:人民郵電出版社，2008.