CN112040069A - 空管语音多信道自动测试系统 - Google Patents

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谢来阳
肖炎荣
周至凯
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Abstract

本发明提供空管语音多信道自动测试系统，包括硬件控制盒、测试软件、无线电综合测试仪、接口卡、测试电脑，测试电脑安装有应用软件、无线电综合测试仪驱动程序。本发明借助先进的R&S CMA180无线电综合测试仪，结合配套自主研发的软硬件，可以应用于空管内话、甚高频电台等设备语音通路的自动测试，突破了常规语音测试主要是针对单席位、单信道、单设备的限制，最大可以扩展到10个通道，减少人为干预，提升测试的准确性、可靠性以及工作效率，可根据设备特点进行选择配置，提供更加丰富的测试手段，有效保障空管地空通信设备的安全可靠运行，具有较高的应用价值以及经济效益。

Description

空管语音多信道自动测试系统
技术领域
本发明涉及民航空管地空通信系统设备的可靠性自动测试技术领域，尤其涉及空管语音多信道自动测试系统。
背景技术
目前，针对民航空管语音交换系统(内话系统)的测试方法，通常最为简单的测试方法是：通过在语音交换系统管制席位界面，选通对应的无线电信道，人为利用音频表或无线电综合测试仪、耳麦、无线电语音接口检测发射和接收语音是否正常、音频幅度、PTT按键是否正常触发、是否静音或有杂音等，但是这类人工测试方法效率极其低下。
针对空管甚高频系统测试方法，通常利用无线电综合测试仪产生1KHz标准音频接入发射机遥控接口，触发PTT信号使发射机产生已解波，通过接收机解调输出1KHz音频输入给综测仪，测试语音质量。另外在测试中，发现不合格时要清楚记录并标识出对应的故障原因，若由于人工操作记录出现失误，将会导致记录数据出错，不利于后期的故障统计、维修处理。
传统的内话及甚高频设备语音测试主要是针对单席位、单信道、单设备，采用无线电综合测试仪或音频表对相关参数进行测量，所有仪表操作、数据记录都要人工进行，时间长、效率低、工作量大，而且容易出现误差及失误。由于民航空管通信系统设备都是24小时不停机连续运行，对系统可靠性要求非常高，因此特别在多信道、长时间测试方面，一直缺乏有效的方法和手段。
发明内容
为了克服现有技术的不足，本发明的目的在于提供空管语音多信道自动测试系统，突破了常规语音测试主要是针对单席位、单信道、单设备的限制，最大可以扩展到10个通道，减少人为干预，提升测试的准确性、可靠性以及工作效率。
本发明提供空管语音多信道自动测试系统，包括硬件控制盒、测试软件、无线电综合测试仪、接口卡、测试电脑，所述测试电脑安装有应用软件、无线电综合测试仪驱动程序，所述测试电脑通过所述接口卡与所述硬件控制盒、所述无线电综合测试仪连接；
所述测试电脑启动所述测试软件后自动控制搜索无线电综合测试仪和所述硬件控制盒，根据测试要求配置所述无线电综合测试仪对应音频信号源参数以及调用所述硬件控制盒对应信道；
所述无线电综合测试仪的音频信号由对应信道接口输出标准正弦波给测试的内话或甚高频设备语音输入接口，对所述硬件控制盒返回的信号进行音频信号检测产生分析数据，并将所述分析数据固定时间间隔输出所述测试软件，自动记录保存所有测试数据并形成测试报告；
所述硬件控制盒对应信道输入接口输入语音经过内话或甚高频设备处理后的结果，根据软件控制自动切换到下一个通道再进行测试直到所有信道测试完毕。
进一步地，所述硬件控制盒包括机框、电路底板、语音PTT信号接口面板、通信控制数据接口；所述电路底板固定在所述机框内，所述电路底板与所述语音PTT信号接口面板、所述通信控制数据接口连接；所述无线电综合测试仪的音频输出端产生音频信号给所述语音PTT信号接口面板，再从所述语音PTT信号接口面板依次送给相关的信道进行语音信号切换，相关的信道卡通过第一接口进行语音信号输入输出，通过第二接口输出PTT信号，所述通信控制数据接口用于转为USB接口后与所述测试电脑进行连接控制。
进一步地，所述硬件控制盒还包括信号继电器矩阵，所述信号继电器矩阵与所述信道连接，作为所述信道通路的切换开关。
进一步地，所述硬件控制盒还包括直流转换供电模块，用于将220V交流电转换为24V直流源。
进一步地，所述无线电综合测试仪的对应信道接口、所述硬件控制盒对应信道输入接口、所述第一接口均为BNC接口。
进一步地，所述通信控制数据接口为DB9针串行接口。
进一步地，所述语音PTT信号接口面板对应信道为10路，通过所述测试软件设置1～10路，所述信道的信号幅度范围为0.1～2V，发射、接收时间间隔设置为30秒～1小时，发射、接收时长设置为2秒～120秒。
进一步地，所述无线电综合测试仪的音频信号由对应信道接口输出1KHz标准正弦波，所述测试报告内容包括收发时间、时长和语音验证结果。
进一步地，空管语音多信道自动测试系统与被测内话系统形成环路，用于验证语音信号是否状态一致。
进一步地，所述测试软件为audio IO test v100测试软件，所述无线电综合测试仪为R&S CMA180无线电综合测试仪，所述接口卡为GPIB接口卡，所述应用软件为NI软件。
相比现有技术，本发明的有益效果在于：
本发明提供空管语音多信道自动测试系统，借助先进的R&S CMA180无线电综合测试仪，结合配套自主研发的软硬件，可以应用于空管内话、甚高频电台等设备语音通路的自动测试，突破了常规语音测试主要是针对单席位、单信道、单设备的限制，最大可以扩展到10个通道，减少人为干预，提升测试的准确性、可靠性以及工作效率，可根据设备特点进行选择配置，提供更加丰富的测试手段，有效保障空管地空通信设备的安全可靠运行，具有较高的应用价值以及经济效益。
民航内话系统的入网许可测试以及大型系统的安装调试，需要进行为期一个月时间的可靠性测试，24小时不停机对多个无线语音通道进行连续不间断的语音测试，本发明有效解决了入网测试无许可证设备又要模拟实际使用环境下压力饱和测试，检测内话系统的稳定性、可靠性、安全性，所有语音信号均有高精度的仪表产生及测试，且自动记录数据生成测试报告，也保证了测试数据的准确与真实有效。
上述说明仅是本发明技术方案的概述，为了能够更清楚了解本发明的技术手段，并可依照说明书的内容予以实施，以下以本发明的较佳实施例并配合附图详细说明如后。本发明的具体实施方式由以下实施例及其附图详细给出。
附图说明
此处所说明的附图用来提供对本发明的进一步理解，构成本申请的一部分，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：
图1为本发明的空管语音多信道自动测试系统框图；
图2为本发明的发射测试信号流程框图；
图3为本发明的接收测试信号流程框图；
图4为本发明的硬件控制盒电路原理图；
图5为本发明的应用软件audio IO test v100界面示意图；
图6为本发明的运行测试的程序执行流程图。
具体实施方式
下面，结合附图以及具体实施方式，对本发明做进一步描述，需要说明的是，在不相冲突的前提下，以下描述的各实施例之间或各技术特征之间可以任意组合形成新的实施例。
空管语音多信道自动测试系统，如图1所示，包括硬件控制盒、测试软件、无线电综合测试仪、接口卡、测试电脑，测试电脑安装有应用软件、无线电综合测试仪驱动程序，测试电脑通过接口卡与硬件控制盒、无线电综合测试仪连接；优选的，测试软件为audio IOtest v100测试软件，无线电综合测试仪为R&S CMA180无线电综合测试仪，接口卡为GPIB接口卡，应用软件为NI软件。
测试电脑启动测试软件后自动控制搜索无线电综合测试仪和硬件控制盒，保证根据测试要求配置无线电综合测试仪对应音频信号源参数以及调用硬件控制盒对应信道；
无线电综合测试仪的音频信号由对应信道BNC接口输出1KHz标准正弦波给测试的内话或甚高频设备语音输入接口，语音经过内话或甚高频设备处理后输出到硬件控制盒对应信道输入BNC接口，再返回无线电综合测试仪进行音频信号检测产生分析数据，无线电综合测试仪的分析数据固定时间间隔输出给audioIO test v100测试软件。当一个信道测试时间完成，硬件控制盒会根据软件控制自动切换到下一个通道再进行测试直到所有信道测试完毕，系统控制进入下一个循环重复测试。所有音频测试源信号由无线电综合测试仪产生和经空管内话、甚高频系统处理输出的音频由无线电综合测试仪测试分析，自动记录保存所有测试数据并形成测试报告。
在一实施例中，语音PTT信号接口面板对应的发射、接收通道为10路，数量可通过测试软件选择设置1～10路；发射、接收通道信号幅度范围0.1～2V可设置；发射、接收时间间隔可设置30秒～1小时；发射、接收时长范围可设置，时长配置2秒～120秒可调；具有语音验证功能，测试系统与被测内话形成一个环路，验证语音信号是否状态一致；测试报告内容包括收发时间、时长和语音验证结果。
将空管语音多信道自动测试系统应用于内话系统测试，发射信号流程框图如图2所示，测试系统的测试电脑通过测试软件控制无线电综合测试仪产生标准1KHz、幅度可调的音频信号和相应的PTT信号(低电平触发)，通过内话系统席位接口，触发内话席位发送语音信号，根据设定的时长、时间间隔，经过内话系统内部处理后从线架端TX位置输出，就可以验证输出的信号的频率、幅度等参数。由测试系统产生多路1KHz、幅度可调的音频信号，通过内话系统对应线架的无线电通道接口，根据设定的时长、时间间隔，经过内话系统后从席位接口输出，进入测试系统，验证输出信号，如图3所示。
在一实施例中，硬件控制盒包括机框、电路底板、语音PTT信号接口面板、通信控制数据接口；电路底板固定在机框内，电路底板与语音PTT信号接口面板、通信控制数据接口连接；如图4所示，无线电综合测试仪的音频输出端(AFOUT端)产生一对600Ω平衡线路音频信号给语音PTT信号接口面板，再从语音PTT信号接口面板依次送给相关的CH1至CH10信道进行语音信号切换，相关的信道卡通过2个BNC接口进行语音信号输入输出，通过另外一个接口端子输出PTT信号，通信控制数据接口为DB9针串行接口，转为USB接口后与测试电脑进行连接控制。
在一实施例中，硬件控制盒内部采用信号继电器矩阵作为CH1至CH10通路切换开关。电源供电采用220V交流电，内部再通过直流转换供电模块产生所需+24V直流源。
如图5所示，空管语音多信道自动测试系统的软件开发基于美国NI公司的LabWindows CVI开发平台，在设计阶段利用LabWindows CVI的硬件配置助手、综合调试工具以及交互式执行功能来运行各项功能，使得这些领域的开发流水线化，使用内置的测量库，可以迅速的开发出复杂的应用程序。应用软件audioIO test v100界面各部分功能描述如下：图5中第二行最右边的方形按钮表示测试通道选择与指示；图5中“Interval”测试周期选择，可选择范围：30秒～1小时；图5中“Continue”每个通道单次测试时间，与通道数的乘积应小于测试周期；图5中“AF Volt”测试电压幅度控制，可选范围：0.5-6伏(频率固定为1KHz)；图5中“AF Volt”右侧的显示栏为测试概况显示栏，显示各被测通道统计数据；图5中“Continue”下方的显示栏为测试状态实时显示栏，显示被测通道的各项测试数据；图5中“Report”为调出需要查看的测试报告；图5中“Clear”为清除测试概况显示栏和测试状态实时显示栏中显示的内容；图5中“RUN”为运行或者停止测试；图5中“Timer Control”为系统定时，用于控制测试正常运行；图5中“Exit”为退出测试界面。
运行测试的程序执行流程图如图6所示，包括相应的参数设置、保存，运行的状态调整根据测试需要进行。其中,由于无线电综合测试仪具有比较强大的测试数据处理功能，可对每组测试数据的有效性及可靠性进行分析。因此，当检测到某个通道的测量质量有下降趋势时，可以做出相应的动作，确保测试更加稳定可靠。
本发明提供空管语音多信道自动测试系统，借助先进的R&S CMA180无线电综合测试仪，结合配套自主研发的软硬件，可以应用于空管内话、甚高频电台等设备语音通路的自动测试，突破了常规语音测试主要是针对单席位、单信道、单设备的限制，最大可以扩展到10个通道，减少人为干预，提升测试的准确性、可靠性以及工作效率，可根据设备特点进行选择配置，提供更加丰富的测试手段，有效保障空管地空通信设备的安全可靠运行，具有较高的应用价值以及经济效益，已经成功应用于多个空管内话系统的入网可靠性测试，具有较高的应用价值以及经济效益。
民航内话系统的入网许可测试以及大型系统的安装调试，需要进行为期一个月时间的可靠性测试，24小时不停机对多个无线语音通道进行连续不间断的语音测试，本发明有效解决了入网测试无许可证设备又要模拟实际使用环境下压力饱和测试，检测内话系统的稳定性、可靠性、安全性，所有语音信号均有高精度的仪表产生及测试，且自动记录数据生成测试报告，也保证了测试数据的准确与真实有效。
以上，仅为本发明的较佳实施例而已，并非对本发明作任何形式上的限制；凡本行业的普通技术人员均可按说明书附图所示和以上而顺畅地实施本发明；但是,凡熟悉本专业的技术人员在不脱离本发明技术方案范围内，利用以上所揭示的技术内容而做出的些许更动、修饰与演变的等同变化，均为本发明的等效实施例；同时,凡依据本发明的实质技术对以上实施例所作的任何等同变化的更动、修饰与演变等，均仍属于本发明的技术方案的保护范围之内。

Claims (10)

1.空管语音多信道自动测试系统，其特征在于：包括硬件控制盒、测试软件、无线电综合测试仪、接口卡、测试电脑，所述测试电脑安装有应用软件、无线电综合测试仪驱动程序，所述测试电脑通过所述接口卡与所述硬件控制盒、所述无线电综合测试仪连接；
所述测试电脑启动所述测试软件后自动控制搜索无线电综合测试仪和所述硬件控制盒，根据测试要求配置所述无线电综合测试仪对应音频信号源参数以及调用所述硬件控制盒对应信道；
所述无线电综合测试仪的音频信号由对应信道接口输出标准正弦波给测试的内话或甚高频设备语音输入接口，对所述硬件控制盒返回的信号进行音频信号检测产生分析数据，并将所述分析数据固定时间间隔输出所述测试软件，自动记录保存所有测试数据并形成测试报告；
所述硬件控制盒对应信道输入接口输入语音经过内话或甚高频设备处理后的结果，根据软件控制自动切换到下一个通道再进行测试直到所有信道测试完毕。
2.如权利要求1所述的空管语音多信道自动测试系统，其特征在于：所述硬件控制盒包括机框、电路底板、语音PTT信号接口面板、通信控制数据接口；所述电路底板固定在所述机框内，所述电路底板与所述语音PTT信号接口面板、所述通信控制数据接口连接；所述无线电综合测试仪的音频输出端产生音频信号给所述语音PTT信号接口面板，再从所述语音PTT信号接口面板依次送给相关的信道进行语音信号切换，相关的信道卡通过第一接口进行语音信号输入输出，通过第二接口输出PTT信号，所述通信控制数据接口用于转为USB接口后与所述测试电脑进行连接控制。
3.如权利要求2所述的空管语音多信道自动测试系统，其特征在于：所述硬件控制盒还包括信号继电器矩阵，所述信号继电器矩阵与所述信道连接，作为所述信道通路的切换开关。
4.如权利要求2所述的空管语音多信道自动测试系统，其特征在于：所述硬件控制盒还包括直流转换供电模块，用于将220V交流电转换为24V直流源。
5.如权利要求2所述的空管语音多信道自动测试系统，其特征在于：所述无线电综合测试仪的对应信道接口、所述硬件控制盒对应信道输入接口、所述第一接口均为BNC接口。
6.如权利要求2所述的空管语音多信道自动测试系统，其特征在于：所述通信控制数据接口为DB9针串行接口。
7.如权利要求2所述的空管语音多信道自动测试系统，其特征在于：所述语音PTT信号接口面板对应信道为10路，通过所述测试软件设置1～10路，所述信道的信号幅度范围为0.1～2V，发射、接收时间间隔设置为30秒～1小时，发射、接收时长设置为2秒～120秒。
8.如权利要求1所述的空管语音多信道自动测试系统，其特征在于：所述无线电综合测试仪的音频信号由对应信道接口输出1KHz标准正弦波，所述测试报告内容包括收发时间、时长和语音验证结果。
9.如权利要求1所述的空管语音多信道自动测试系统，其特征在于：空管语音多信道自动测试系统与被测内话系统形成环路，用于验证语音信号是否状态一致。
10.如权利要求1所述的空管语音多信道自动测试系统，其特征在于：所述测试软件为audioIO test v100测试软件，所述无线电综合测试仪为R&S CMA180无线电综合测试仪，所述接口卡为GPIB接口卡，所述应用软件为NI软件。
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