基于民航VoIP-VHF系统的设计在话音质量增强方面的研究

发布时间：2020-08-08 09:04

【摘要】：我国空域广阔、机场众多,机场与航空器的数量急剧增长,目前空中运输在新现代交通运输中占的比重越来越大,大型机场旅客的每年吞吐量都在千万人次。由于空域是有限的,所以空中交通管制中不可避免的需要大幅度缩小航空器的间隔,使得空中交通管制方式也由原来的程序管制方式逐步转变为雷达指引管制,这就实现了航空器飞行间隔的缩短,同时在有限的时间内实现对更多航空器的管制,与此同时对VHF地空通信系统的安全保障性能提出了极高的要求,也形成了空中交通管制部门对地空通信系统的极度依赖,同时也意味着更大的安全保障压力。一旦发生事故或事故征候,会对航空器的飞行造成严重的影响,甚至危及航空器中人员的生命安全。更具有安全与服务优势的新型的基于VoIP技术支持的民航通信逐渐走入人们的视野,但大规模使用中也存在着一些不可忽视的问题。为实现基于VoIP技术的民航VHF通信系统能满足对地空通信的要求,保证系统的正常运行的前提下,实现对系统话音质量的评估与改善,本文首先研究了VoIP技术中的关键技术和协议,研究构建VoIP网络系统所需要的关键要素,在这基础上设计出基于VoIP-VHF系统结构,对系统所需以及实现方法进行分析。随后,对传统VHF通信系统与VoIP-VHF通信系统的信号类型,流程以及特点进行对比分析,提出了将VoIP-VHF电台接入EM传输模式的语音通信系统的设想。然后,在测试平台搭建实现的基础上,分析如何对VoIP-VHF通信系统的接收/发射话音参数指标进行测试,如何在最大程度减少人为因素影响的前提下对话音进行量化评估。最后,分析如何采用编码技术改善VoIP-VHF通信系统中的丢包情况,解决话音质量问题,减少丢包对系统通信质量的影响。本论文研究结果表明,VoIP-VHF电台与EM传输模式的语音通信系统的匹配是可以实现的,并成功在其基础上搭建了作为测试的小型的关于民航VoIP-VHF通信系统平台,通过平台完成了对VoIP-VHF通信系统的接收/发射话音参数指标进行测试和对话音质量的量化评估,参数指标与量化指标均符合民航地空通信安全标准。采用综合编码技术确实可以改善VoIP-VHF通信系统中的丢包情况,通过对综合编码仿真程序的编写,在Matlab软件中实现综合编码方法的仿真,验证了本论文所提出的方法能有效的改善VoIP-VHF通信系统的话音质量,减少丢包对系统的影响。本文还只是提出了一些初步的想法,做了一些简单的工作,VoIP-VHF通信技术是一个复杂的技术,需要综合考虑的因素很多,本文所做的工作在解决问题上还是相对的理想化与单一化,所以在未来VoIP-VHF设备在民航大规模投入使用的时候,还会有更多的问题需要思考与解决,希望本论文的研究结果能对日后VoIP-VHF设备在民航大规模投入使用的时候具有一定的理论与实用价值。
【学位授予单位】：西安电子科技大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2019
【分类号】：V355.1;TN912.35
【图文】：

图 2.2VoIP 的基本处理过程关协议及特点分析关技术协议的作用在于使网络与设备之间的用户能够进行交互，域网都可以在此协议基础上实现语音通信。信令技术有助于保障及质量，普遍运用到 H.323 和 SIP。H.323 协议呼叫以及控制信令接收器 模数转换器 压缩编码器 IP分装/发送器播放器数模转换器解压缩解码器IP解包/接收器分组网络

图 2.4 H.323 系统及组件图 2.5 H.323 终端结构网关等同于其他网络与 IP 网络之间的 桥梁 ，它转换各种音频传输格式通信格式，其本质在于电路交换和分组交换之间协议转换。网关连接 PSternet / Intranet 网络，网关一侧连接 Internet，另一侧连接到 PSTN[18]。经过音频I/O设备视频I/O设备数据设备系统控制用户接口音频编/解码器G.711G、G.729A图像编/解码器H.261、H.263数据接口T.120通信控制H.245呼叫控制H.225.0RAS控制H.225.0接收路径延迟（RTP/RTCP）H.225.0层系统控制

图 2.7 H.323 协议栈终端 H.323 中最重要的功能在于系统控制，并将终端操作的所有信号提取出来。.225.0 对媒体流的分组形式以及同步的控制在不是 QoS 分组形式的网络中进行描，控制传输，数据和视频流以及用于格式化的音频流以便于接入网络接口[22]。另外，据流、控制流、音频流与视频流，同时用于补偿来自网络接口的报文消息。 H.225.0完成了序列号功能，逻辑成帧，检测和纠正错误的功能。在转换 H.245 期间，编码器/解码器接受视频比特率，图片格式和选项算法。如您想支持更多不同类型的图像格式，则需要 H.323 终端支持图像分辨率和帧速率不称的操作。在数据会议这样的情景下，使用 H.245 进行处理数据会议可实现文件传输，图像输，视频会议，应用程序共享，文件静态数据库访问。通过使用 IP 协议栈，将 IP 协议和 TCP 相结合，完成连接传输定位机制。传输的可靠性保证了，保证数据包的流量的可控性传输的，连续性和准确性。但会导致传延迟和网络带宽消耗。当呼叫信令信道时，在 TCP 传输方式下，使用 H.245 和 T.120

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本文编号：2785353