不同传输设备对内话系统比选器模块的影响研究

胡自立

【摘要】    讨论了比选器的基本原理与不同工作模式。在两种不同甚高频传输设备的影响下，同一内话系统中接收信令的电压下降值产生了明显差异。进而必须改变比选器SVM（台站比选模块）模块工作方式以匹配不同的传输设备。

【关键字】    比选器    传输设备    接收信令    电压

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：

民航事业一直保持着高速发展的形势，扇区划分逐渐变多，投入使用的频率逐步增加，越来越多的台站投入建设。为适应越来越高的数据量，新型的网络传输设备不断投入使用。但由于传输设备间本身工作原理存在差异，因此对比选器的信号引接存在潜在的影响差异，该差异对于靠电压降起控的SQ信令尤为明显[1]。因此如何在比选器端做出调整，以适应不同的传输设备，成为亟待解决的问题。

一、比选器的必要性及工作原理

1.1 比选器的必要性

对于大型民航区域管制中心而言，内话系统本身容量巨大，且在不断进行扩容，使得接入频率数量越来越多，每个频率为保障多重覆盖，在相应扇区内的台站接入也很多[2]。但考虑成本因素及系统容量，在应急内话部分，往往采用比选器对同一频率的多个台站信号进行比选，选出当前质量最好的一路信号，再送入内话系统，可节约大量板卡资源，并相对保障通信质量[3]。

1.2 比选器的工作原理

本文以美国JPS的SNV-12比选器设备为例。图1为本文论述的比选器。该系统主要由CIM（控制接口模块）、CPM（控制处理模块）、SVM（台站比选模板）以及电源模块组成。SNV-12在同一频率下，最多接入12个块SVM板对应12个台站信号，并从这些台站中选择输入信號质量最好的一个台站，作为比选结果送到内话端。对甚高频系统调幅（AM）或高频（HF）系统来说，使用SNR（信噪比）进行比选，即以SNR最优的信号为比选的结果。每个SVM测量接收机输出话音信号中的信号和噪音幅度，采用数字信号处理技术独立计算SNR，并将信号质量信息上传到CPM模块。CPM模块通过内部总线向各SVM模块请求并接收SNR、噪音电平、COR（载波控制信号）状态和话音存在信息，并基于以上信息进行信号比选。

二、比选器SVM模块的工作模式

SNV-12中的SVM模块首先判断系统是否接收到了信号，之后进行比选。该判断主要基于COR信号状态来实现，COR是一种接收机输出的信号，用以明确指示是否收到载波或信号。SVM模块上的开关可以组合出4种不同的方法来通知比选器是否存在有效信号，不同的SVM模块可以选择不同的COR方式。以下为4种可选模式：

导频音模式：接收机在静噪状态下将一个导频音信号插入到接收机Rx输出中作为控制音，当接收机收到信号停止静噪时将该控制音去掉。一旦SVM模块检测到控制音丢失，即判断对应的接收机收到信号。SVM模块支持1950 Hz 和2175 Hz 的导频音。在采用该模式时，需另外添加导频音产生器，因此实际工作中考虑到设备稳定性及成本因素，并未采用该工作模式。

物理连线模式：接收机均有一个接收控制信号，即SQ信令。可以将SQ信号线直接连接到相对应SVM模块连接器的对应针脚上。该信号通常是低电平有效，实际使用时为逻辑电平低于2.5V时有效。该模式是现行民航内话系统最常用的模式。

无静噪接收模式：在该方式下运行时，类似于接收电台关闭静噪，持续的背噪导致SVM模块判断接收机一直都存在话音输出。SVM模块上的UNSQ指示灯常亮，若该频率下所有板卡均选择该模式，则SNV-12总会比选出一路信号最好接收信号而不管接收机是否真正收到信号，即比选器会相当于处于常收状态。采用该模式时，会引起内话端相应信道持续接收背景噪音，且会导致记录仪端持续记录噪音数据，增大系统负担，因此该模式也未作为当前民航系统主流模式。

话音激活模式：SVM模块通过一种电平敏感检测规则的算法，检测是否接收到有一定规律的音频信号，若有则判断为有用话音信号，以此激活SVM模块进行比选。在该模式下，不需要使用SQ信令进行激活。

SVM模块如图2所示：工作模式通过SW2拨码开关进行控制，该开关具体功能如表1所示。

工作模式通过SW2拨码开关进行控制，该开关具体功能如表1所示。

其中23位置的组合结果如表2所示。

在内话系统中，SVM模块常规选择物理连线模式，即信令激活的模式，SW2的2和3号位置分布拨码为ON和OFF。若采用话音激活模式，则5与6号位置表示话音激活门限，如表3所示。

三、传输设备对比选器的影响

本文主要对比的两个传输设备为华为FA16 HONET与瑞斯康达RC3000-15（E）。设备连接方式如图3所示，此处只讨论接收模式。

当比选器SVM模块采用物理连线模式时，在电台端由传输设备提供SQ电压，在内话端由内话提供SQ电压，均约为22V[4]。此时使用华为设备时，比选器正常起控，但使用瑞斯康达设备时，比选器无法起控，即SVM模块未检测到SQ信令激活，UNSQ指示灯也未正常亮。

在比选器端进行电压测试，在采用华为设备作为传输时，SQ电压在接收到信号时，下降至0V;采用瑞斯康达设备作为传输时，SQ电压在接收到信号时，只下降到3V。而比选器采用该模式时，需电压下降至2.5V以下时，才能正常激活信令，因此当采用瑞斯康达设备作为传输时，比选器无法采用物理连线模式正常起控。此处信令起控的判断标准为绝对电压需下降到2.5V的阈值之下，而非相对电压降，即并非以电压的变化值作为判定标准。

当在系统中剔除比选器，直接将内话系统与传输设备相连接时，采用华为设备与瑞斯康达设备均可通过SQ信令正常起控内话端。但测试电压值可知，通过瑞斯康达传输之后的SQ电压在起控时，依然只有3V，而信号通过在华为传输设备后，SQ电压依然为0V。由此可以判断，该电压降差异的产生因素为信号通过不同的传输设备导致。至于电压不需要下降至0V，内话端也能正常起控，与内话无线板卡的起控电压有关，经测试当SQ电压下降至10V以下时，内话端板卡即可正常起控，这一点本身与比选器SVM板有差异[5]。SQ信令本身只是逻辑电压变化的判定方式，在不同的系统中，对该电压阈值的要求不同，系统的判定标准因此不同，这是造成面对不同传输设备时，内话端与比选器端结果差异的主要原因。系统中的逻辑判断在对应板卡中的模拟芯片内完成，SCHMID中为4-wire无线板，比选器中为SVM板，判断的电压阈值均在出厂时写好，不易改变，因此在实际工作中只能通过改变其他条件来与之匹配，使得系统工作在正常状态。测试时，内话系统为SCHMID 200/60，无线板卡为SZ 810 010 4-wire。

因此，在使用瑞斯康达设备传输甚高频信号，且要通过比选器时，比选器SVM板应采用话音激活的方式，信令激活的方式电压值不足以使得SVM模块正常起控。而采用华为的传输设备，话音激活与信令激活均可正常实现。但若采用话音激活时，将不再适合使用比选器的比选转发功能，因为若线路上的噪音恰巧满足话音判定条件，进而激活了SVM模块，该噪音将会被比选器误认为是话音信息，并通过比选转发功能从台站发射机转发出去，造成对应频率噪音干扰并占用信道。若能采用信令激活的方式，则该方式优先级最高，实际起控方式的选择应视现场具体条件而定。

四、结束语

为匹配民航事业的高速发展，甚高频与雷达台站等基础建设速度加快，信号传输设备的种类也将会更加多样化。当采用不同的传输设备时，必将对列如比选器的民航设备产生难于预估的影响。因此，在引入新的传输设备进行信号传输时，需要对传输设备本身以及传输的发射端与接收端设备进行全方位的测试，并根据实际情况做出相应调整，使各节点均工作在最佳状态。

参  考  文  献

[1]张煜昊.关于Vanguard路由器与RAD PCM设备E&M接口互联问题的研究[J].信息通信，2018（04）：137-139.

[2]夏梅森.关于采用比选器实现解决甚高频盲区覆盖问题的探讨[J].電子世界，2019（02）：89-90.

[3]艾雨，张翀.使用SNV-12外部比选器实现VHF多重覆盖信号接入的研究[J].电子世界，2019（16）：47-48.

[4]张建杰.使用E&M信令传输甚高频（VHF）信号详析[J].空中交通管理，2009（03）：30-33.

[5]史存虎.4线E&M接口在民航VHF通信中的应用[J].空中交通管理，2010（06）：16-18.