中国民用航空西北地区空中交通管理局 陕西省西安市 710082
摘要：近年来，我国民航事业发展迅速，航空总流量的迅速增加已导致航空交通状况逐渐混乱，必须使用地对空通信为航空器提供指导，以确保航行安全。借助于VolIP技术，可以构建VHF通信系统以确保稳定可靠的操作，但是它也具有语音质量不太高的缺点。在此基础上，本文综合了VoIP技术的相关定义，对基于VoIP技术的VHF通信系统进行了简单分析，综合影响语音质量的因素，讨论了如何提高系统的语音质量。
关键词：VoIP技术；VHF通信系统；话音质量
引言
在中国民用航空领域，其高频（VHF）通信系统起着非常重要的作用，并且与空中交通指挥工作的内容有关。在基于VoIP技术的VHF通信系统中，IP网络主要用于完成语音信息内容的传输，可以显著减少潜在的常见故障点总数，减少维护人员的工作量，提高利用率。然而，在特定的应用中，需要提高系统软件的语音质量，并且经常出现间歇性的语音丢帧的问题，可能威胁到飞行的安全性。
1 VoIP技术的相关概念
VoIP技术的全称是Voice over Internet Protocol。简而言之，它是互联网电话，解决了脉冲信号后，数据信息可以以wpe数据包的形式在IP网络中实时传输。此类技术的更大优势在于，它通常可以使用网络与世界IP互连的环境，并且可以提供更丰富、更全面的服务项目。在传统的电话交换电源电路中，网络带宽通常为64kbit/s，而IP电话仅需要6-9kbit/s即可确保相同的通信质量。因此，随着VoIP技术的应用，通信系统可以合理地节省网络。与仿真技术可以传输的呼叫总数相比，同一路径上的带宽值得一提，VoIP本身使用开放的系统架构，即使它来自不同制造商的产品，也可以根据特定要求连接各种终端。
2 VoIP-VHF通信系统中影响话音质量的因素
2.1丢包
IP语音在网络上传输，是基于分组交换能力的传输互联网。它最初旨在传输数据和信息，适合传输所有业务流程，并且能在VoIP通信中使用Spectrum的UDP协议传输语音数据包，因此语音数据信息很可能在IP网络传输的整个过程中丢失。传输分组丢失的平面图如图1所示：（a）该图是语音扬声器传输的初始语音波形；（b）数字是解决方案后将在TP网络中传输的语音序列；（c）该图显示了协调员接收到的语音序列，并且在传输系统软件之后一部分语音序列丢失了；（d）图片是恢复后的语音波形。连续的语音丢失会导致呼叫的语音质量下降，并且在严重丢包的情况下会被监听。此人无法理解对方在说什么。数据包丢失主要由以下三个原因引起：请求超时丢失，网络延迟和传输路由损坏。数据包丢失分为三种类型：轻微丢失，轻度中度丢失和中度到重度丢失。民航语音通信系统规定丢包率不超过％5。请求超时数据包丢失：由于IP数据包在网络上的传输路径是任意的，因此为了更好地防止数据信息的无限循环，在转换IP数据包时将设置较大的生存时间。当IP数据包在网络中的存在时间超过其最大生存时间时，该IP数据包将丢失，但实际上该数据包没有到达目标站点。这种IP数据包丢失是请求超时丢包。网络延迟：IP网络传输即将断开。当在计算机设备之间传输数据文件时，很可能在长队列中等待路由器的TP数据包太多，这超出了中间设备的数据信息缓存文件。一旦发生网络延迟，丢包的可能性就很高。传输数据包丢失：IP数据文件传输的整个过程必须经过许多传输机械和设备。当中间传输机械设备或中间连接路径发生常见故障时，将导致传输路径上的数据包丢失。在民航VoIP通信系统中，中间设备很多，传输包丢失的可能性很高。
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图1 传输丢包示意图
2.2时延
时间延迟是指模拟信号从语音扬声器到听众经过的时间。在语音通信系统中，时间延迟是一个非常关键的问题，它也是考虑通信系统优缺点的关键指标值。因为语音数据信号需要在解析推送终端，无线信道传输以及协调器解析之后经过一定的时间量，所以无法仅通过操作来防止时间延迟。ITU-T的TG114提案明确指出，语音通信系统的单方面延迟不应超过400 ms。延迟分为两种类型：传输延迟，解析延迟和打包延迟。解决时间延迟：语音数据信号经过诸如推入端的协调器的采样，定量分析，编号以及编码和解码之类的处理时间。它与系统软件选择的编码和解码优化算法以及CPU的速度有关。不同的优化算法可解决不同的延迟。ITU-T明确提出的G729提案要求时延不超过10毫秒，而G732.1提案要求时延不超过30毫秒。协调器可以根据缓存文件管理器来消除抖动，并且缓存的整个过程还将改善分辨率延迟。打包延迟：在VoIP通信系统中，语音数据信息是根据IP网络传输的，号码解析后的语音数据帧基于RTP Hohhot（12字节），UDP Hohhot（8字节）的添加和IP呼和浩特（20字节）封装到IP数据包中，将语音数据信息帧封装到IP数据包中的时间就是数据包延迟。
3基于VoIP技术的VHF通信系统语音质量增强对策
3.1丢包问题解决措施
与其他问题相比，丢包问题在基于VoIP技术的VHF通信系统中更为普遍，危害也更大。如果一天中发生数据包丢失，则很可能导致所有语音信息内容丢失，从而损害通话音质。基于此，技术人员必须进一步加强对丢包问题的科学分析，并采取措施进行处理。从现阶段开始，有两种通用的方法和技术来解决干包丢失的问题。一种是丢包修复，主要用于推送端。简而言之，它基于通信系统的推送端口。对语音数据信息的丢包问题进行严格控制，以减少和消除丢包系统对语音质量的危害。在特定的应用中，较常见的丢包修复技术可以分为信息冗余丢包修复技术和非信息冗余丢包修复技术。前者主要是前向纠错技术。基本概念是：语音键入→A / D转换→压缩编码→IP打包→冗余编码→互联网传输→冗余解码→IP拆包→解压解码→D / A转换→语音输出，后者是典型的交织技术基本概念是基于对通信系统推端和协调器的数量优化算法的改进，来解决减少数据包丢失的问题。与采用信息冗余修复丢失报文的技术相比，这种技术在数据信息传输的整个过程中不易造成冗余，剩余的信息内容不会增加通信系统的传输网络带宽。它可以完成对突发事件的持续响应。应该合理地处理由分组引起的降低语音呼叫的语音质量的问题，但是在特定的应用中，必须处理延迟问题。第二个是去包补偿，主要是针对协调器，并且要注意通信系统协调器的数据信息的丢失。该软件包执行合理的操作以促进语音质量的提高。在手包补偿补偿技术的具体应用中，主要应用了人耳系统的屏蔽效果。对于协调器丢失的数据信息，选择相似的数据信息进行补偿，隐藏丢失的数据信息，减少数据信息包丢失的问题对 VHF通信系统语音质量所产生危害。
3.2时延问题解决措施
时间延迟将引起诸如回声和语音阻塞的问题。在严重情况下，此类问题可能立即损害语音通信的质量，必须由技术人员高度重视。在处理延迟问题时，可以针对不同情况采用不同的解决方案。例如，对于回声问题，可以在系统软件中升级相应的回声消除控制模块；对于语音掩蔽问题，可以引入半双工通信方法来解决该问题。
结语
总而言之，建立基于VoIP技术的VHF通信系统可以减少潜在的常见故障总数，减少维护人员的工作量，并提高网络带宽利用率。但是，它受数据包丢失和延迟等因素的影响，语音质量需要提高。因此，技术人员必须对其高频通信系统语音质量的因素进行深入分析，并采取针对性的解决方案和对策，以提高通信系统的语音质量，以确保运输的安全，促进我国发展。
参考文献：
[1]高照盼.以VoIP技术为基础的民航甚高频通信系统分析[J].数字化用户，2019（19）.
[2]马凯.VoIP在空管通信设备中的应用分析[J].指挥信息系统与技术，2020，11（04）：104-108.
[3]许智杰.民航空管甚高频地空通信系统与语音交换系统的协同VoIP化发展[J].电子测试，2019（14）.
[4]周阳.VoIP技术在甚高频地空通信系统中的应用研究[J].科学技术创新，2020（34）：86-87.