CN110636060A - 一种民用飞机可靠实时无线语音传输方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种民用飞机可靠实时无线语音传输方法，先将无线通信的频段2n等分，并对每个等分频段按顺序编号，节点i使用i和i+n频段通信，然后对数字语音数据进行处理，在发送端，获取数字信息，增加序号、校验码等信息后打包成数据包并复制成两份，语音通信网络节点获取可用的两个发送频段，无线通信模块将两份相同的数据包从对应的两个频段传输到无线链路上，在接收端，数据包拆包后校验数据完整性，然后按照数据融合算法进行数据选择。本发明的有益之处在于：根据频段范围及机务人员数量对频段等分，并通过两个互不干扰的频段同时传输两份相同的语音数据包，在接收端对数据包进行融合处理，有效保证了数字语音无线传输的实时性和可靠性。

Description

一种民用飞机可靠实时无线语音传输方法
技术领域
本发明涉及一种无线语音传输方法，具体涉及一种民用飞机可靠实时无线语音传输方法，属于数字语音无线传输技术领域。
背景技术
对于民用飞机而言，客舱内部通信数据系统(Cabin Intercommunication DataSystem，CIDS)是必不可少的，其可以实现机内各个乘员之间以及乘员与地面之间及时有效的通信。
以最常见的A320系列飞机为例，其CIDS主要包括中央控制部件(DIRECTORS)和解码编码组件(Decoder Encoder Units，DEU)，其中，解码编码组件又包括A型编码解码组件(DEUA)和B型编码解码组件(DEU B)，DEUA是用来控制2个扬声器、3个旅客服务组件和4排客舱灯光的，DEU B是用来控制后乘务员面板或附加乘务员面板、应急电源供给组件、滑梯压力、乘务员话筒、乘务员指示面板、排水口(DRAIN MAST)加热管理的，DIRECTORS通过2条顶线对(TOP LINE)、2条中线对(MIDDLE LINE)分别与DEUA、DEU B相连，将相应的指令和信息传输给相关客舱设备，TOP LINE和MIDDLE LINE的实物形式是双绞线对，DEU B接线盒连到两条MIDDLE LINE中的一条，飞机一侧(左侧、右侧)的MIDDLE LINE连接着飞机同一侧上的每个DEU B。
中国专利CN103533191A公开了一种基于飞机应用的机内成员通信方法与设备，其中，参照图1，该通信设备包括有8组乘员通信装置1、1个通信控制器2和通信线缆3，三者相结合构成一个整体，乘员通信装置1又由1个音频控制器11、1个面板12盒、1副送/受话器13和通信线缆3组成，面板盒12和送/受话器13各自经通信线缆3与音频控制器11相互连接。该通信设备整体连接工作状态是：8组乘员通信装置1供8位乘员使用，乘员通过操作乘员通信装置1的面板盒12选择工作模式，且根据需要可随时切换，音频控制器11根据指令建立与其它乘员通信装置1或通信控制器2的呼叫联络，当呼叫建立后，乘员便可通过送/受话器13实现乘员间的内部通话或与外界的通信联络。通信控制器2控制各乘员与外部通信设备之间的信息交换及系统的参数配置。
通过上面的两个例子可知，现有的CIDS主要是以通信线缆作为语音的传输介质，采用的仍是传统的有线传输方式。
由于CIDS以通信线缆作为语音的传输介质，所以安装时需要布置专用线缆。布线不仅增加了飞机的重量，而且还提高了飞机制造商的成本，相应的也提高了运营商及乘客的成本。
另外，使用通信线缆作为语音的传输介质时，通信设备的安装位置相对固定，这就大大降低了通信设备使用的便捷性及灵活性。
无线通信既可以减轻民用飞机的重量，又可以降低飞机制造商的成本，同时还可以提高通信设备使用的便捷性及灵活性，使用无线通信替代部分现有的有线通信是未来航空制造业的发展方向之一。而如何实现数字语音的实时、可靠传输，是无线通信的核心。
4.2GHz-4.4GHz频段是国际电信联盟(ITU)规定的可用于民用飞机机内无线通信的频段，经研究，该频段可与机内现有电子设备互不干扰。数字语音无线通信技术是实现客舱内机务人员通话由有线通信变为无线通信的技术手段，但由于数字语音通信中存在数模/模数转换、4.2GHZ-4.4GHz频段易被机舱物品遮挡等因素，所以会造成语音数据传输延迟、丢包等问题，传统数字语音无线通信方式无法满足传输延迟低于5ms的要求(延迟5ms内，人耳无法分辨，可认为是实时传输)。
发明内容
为解决现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种可有效保证在电磁环境及物理空间复杂的条件下数字语音无线传输的实时性和可靠性的民用飞机可靠实时无线语音传输方法。
为了实现上述目标，本发明采用如下的技术方案：
一种民用飞机可靠实时无线语音传输方法，该传输方法是一种对数字语音数据进行处理的方法，处理的流程包括：发送端处理流程、接收端处理流程，其特征在于，在对数字语音数据进行处理之前，先将无线通信的频段进行2n等分，并对每个等分频段按顺序依次进行编号，节点i使用i和i+n频段进行通信，i＝0,1,2，......，n-1，其中，n是语音通信网络节点容量，之后对数字语音数据进行处理，其中：
发送端处理流程如下：
(1a)AD模块将语音的模拟信号转换为数字信息；
(2a)数据处理模块获取数字信息，增加包括序号、校验码在内的信息后打包成数据包，并将数据包复制成两份；
(3a)语音通信网络节点根据自身节点ID获取可用的两个发送频段，无线通信模块将两份相同的数据包从对应的两个频段传输到无线链路上；
接收端处理流程如下：
(1b)数据处理模块判断接收到的数据包的数量，如果接收到一个数据包，则转步骤(2b)，如果同时接收到两个数据包，则转步骤(4b)；
(2b)数据处理模块校验接收到的数据，如果数据校验错误，则丢弃数据包，结束，如果数据校验正确，则转步骤(3b)；
(3b)数据处理模块判断接收到的数据包的序号，如果接收到的数据包的序号等于上一数据包的序号，则将数据包递交应用层，DA模块将数据包还原为语音，结束，否则丢弃数据包，结束；
(4b)数据处理模块校验接收到的两个数据包，如果两个数据包都无错误，则转步骤(5b)，如果两个数据包均错误，则将两个数据包全丢弃，将错误情况上报应用层，结束，如果只有一个数据包错误，则将校验正确的数据包递交应用层，DA模块将数据包还原为语音，结束；
(5b)数据处理模块判断接收到的两个数据包的序号，如果包序号一致，则将其中一个数据包递交应用层，DA模块将数据包还原为语音，结束，如果包序号不一致，则选择数据包的序号等于上一数据包的序号+1的数据包，将其递交应用层，DA模块将数据包还原为语音，结束。
前述的民用飞机可靠实时无线语音传输方法，其特征在于，使用4.2GHz-4.4GHz频段进行无线通信。
前述的民用飞机可靠实时无线语音传输方法，其特征在于，语音通信网络节点容量n＝10。
本发明的有益之处在于：根据频段范围及飞机客舱机务人员数量对频段进行等分，并通过两个互不干扰的频段同时传输两份相同的语音数据包，在接收端对数据包进行融合处理，所以在电磁环境及物理空间复杂的条件下，有效保证了数字语音无线传输的实时性和可靠性。
附图说明
图1是现有的通信设备的整体构成及其连接工作状态示意图；
图2是4.2GHz-4.4GHz频段分配图；
图3是数字语音数据处理流程图。
具体实施方式
以下结合附图和具体实施例对本发明作具体的介绍。
本发明提供的民用飞机可靠实时无线语音传输方法，是一种对数字语音数据进行处理的方法，处理的流程包括：发送端处理流程、接收端处理流程。
一、发送端处理流程
在本发明中，我们使用4.2GHz-4.4GHz频段，该频段是国际电信联盟(ITU)规定的可用于民用飞机机内无线通信的频段。假设语音通信网络节点容量是n，我们根据频段范围(200MHz)及语音通信网络节点容量，对4.2GHz-4.4GHz频段进行2n等分，并对每个等分频段按顺序依次进行编号，节点i使用i和i+n频段进行通信，i＝0,1,2，......，n-1。
在本具体实施例中，我们假设n＝10，对4.2GHz-4.4GHz频段进行了20等分，并对每个等分频段用0到19按顺序依次进行了编号，每个等分频段的编号如图2所示，其中，节点0使用0和10频段进行通信，节点1使用1和11频段进行通信，节点2使用2和12频段进行通信，依此类推。
参照图3，发送端处理流程具体如下：
(1a)模数转换模块(AD模块)将语音的模拟信号转换为数字信息；
(2a)数据处理模块获取数字信息，增加序号、校验码等信息后打包成数据包，并将数据包复制成两份；
(3a)语音通信网络节点根据自身节点ID获取可用的两个发送频段，一个频段与自身节点ID相同，另外一个频段是自身节点ID加语音通信网络节点容量n，无线通信模块将两份相同的数据包从对应的两个频段传输到无线链路上。
二、接收端处理流程
接收端接收数据包，对数据包进行拆包，并校验数据完整性，然后按照数据融合算法进行数据选择，参照图3，接收端处理流程具体如下：
(1b)数据处理模块判断接收到的数据包的数量，如果接收到一个数据包，则转步骤(2b)，如果同时接收到两个数据包，则转步骤(4b)；
(2b)数据处理模块校验接收到的数据，如果数据校验错误，则丢弃数据包，结束，如果数据校验正确，则转步骤(3b)；
(3b)数据处理模块判断接收到的数据包的序号，如果接收到的数据包的序号等于上一数据包的序号，则将数据包递交应用层，数模转换模块(DA模块)将数据包还原为语音，结束，否则丢弃数据包，结束；
(4b)数据处理模块校验接收到的两个数据包，如果两个数据包都无错误，则转步骤(5b)，如果两个数据包均错误，则将两个数据包全丢弃，将错误情况上报应用层，结束，如果只有一个数据包错误，则将校验正确的数据包递交应用层，数模转换模块(DA模块)将数据包还原为语音，结束；
(5b)数据处理模块判断接收到的两个数据包的序号，如果包序号一致，则将其中一个数据包递交应用层，数模转换模块(DA模块)将数据包还原为语音，结束，如果包序号不一致，则选择数据包的序号等于上一数据包的序号+1的数据包，将其递交应用层，数模转换模块(DA模块)将数据包还原为语音，结束。
由于我们在发送端通过两个互不干扰的频段同时传输两份相同的语音数据包，并在接收端对数据包进行了融合处理，所以在电磁环境及物理空间复杂的条件下，本发明提供的方法有效保证了数字语音无线传输的实时性和可靠性。
需要说明的是，上述实施例不以任何形式限制本发明，凡采用等同替换或等效变换的方式所获得的技术方案，均落在本发明的保护范围内。

Claims (3)

1.一种民用飞机可靠实时无线语音传输方法，该传输方法是一种对数字语音数据进行处理的方法，处理的流程包括：发送端处理流程、接收端处理流程，其特征在于，在对数字语音数据进行处理之前，先将无线通信的频段进行2n等分，并对每个等分频段按顺序依次进行编号，节点i使用i和i+n频段进行通信，i＝0,1,2，......，n-1，其中，n是语音通信网络节点容量，之后对数字语音数据进行处理，其中：
发送端处理流程如下：
(1a)AD模块将语音的模拟信号转换为数字信息；
(2a)数据处理模块获取数字信息，增加包括序号、校验码在内的信息后打包成数据包，并将数据包复制成两份；
(3a)语音通信网络节点根据自身节点ID获取可用的两个发送频段，无线通信模块将两份相同的数据包从对应的两个频段传输到无线链路上；
接收端处理流程如下：
(1b)数据处理模块判断接收到的数据包的数量，如果接收到一个数据包，则转步骤(2b)，如果同时接收到两个数据包，则转步骤(4b)；
(2b)数据处理模块校验接收到的数据，如果数据校验错误，则丢弃数据包，结束，如果数据校验正确，则转步骤(3b)；
(3b)数据处理模块判断接收到的数据包的序号，如果接收到的数据包的序号等于上一数据包的序号，则将数据包递交应用层，DA模块将数据包还原为语音，结束，否则丢弃数据包，结束；
(4b)数据处理模块校验接收到的两个数据包，如果两个数据包都无错误，则转步骤(5b)，如果两个数据包均错误，则将两个数据包全丢弃，将错误情况上报应用层，结束，如果只有一个数据包错误，则将校验正确的数据包递交应用层，DA模块将数据包还原为语音，结束；
(5b)数据处理模块判断接收到的两个数据包的序号，如果包序号一致，则将其中一个数据包递交应用层，DA模块将数据包还原为语音，结束，如果包序号不一致，则选择数据包的序号等于上一数据包的序号+1的数据包，将其递交应用层，DA模块将数据包还原为语音，结束。
2.根据权利要求1所述的民用飞机可靠实时无线语音传输方法，其特征在于，使用4.2GHz-4.4GHz频段进行无线通信。
3.根据权利要求2所述的民用飞机可靠实时无线语音传输方法，其特征在于，语音通信网络节点容量n＝10。
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