于 濤

(沈陽(yáng)飛機(jī)設(shè)計(jì)研究所，遼寧 沈陽(yáng) 110035)

對(duì)于大規(guī)模的綜合試驗(yàn)環(huán)境，其組織復(fù)雜，需要在控制端對(duì)全環(huán)境的試驗(yàn)人員進(jìn)行指揮，提高全局控制能力。對(duì)于多任務(wù)、多團(tuán)隊(duì)工作并行、工作區(qū)域不固定的情況而言，需要多節(jié)點(diǎn)的語(yǔ)音通信系統(tǒng)，保證任何團(tuán)隊(duì)的任何成員在任何地點(diǎn)都可加入本團(tuán)隊(duì)的通信分組，且組間通信互不干擾。語(yǔ)音通信系統(tǒng)設(shè)計(jì)為基于數(shù)據(jù)分發(fā)服務(wù)的語(yǔ)音通信系統(tǒng)。拋開傳統(tǒng)的音頻模擬信號(hào)，通過基于訂閱發(fā)布機(jī)制網(wǎng)絡(luò)技術(shù)進(jìn)行語(yǔ)音信號(hào)的控制和傳輸，增強(qiáng)語(yǔ)音信號(hào)的傳輸準(zhǔn)確性，降低干擾。

近年來，孫樹忠[1]完成了基于軟交換的專網(wǎng)語(yǔ)音通信系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)；鐘斌等[2]完成了基于以太網(wǎng)的串行數(shù)字語(yǔ)音通信系統(tǒng)設(shè)計(jì)；李強(qiáng)等[3]完成了基于局域網(wǎng)的語(yǔ)音通信實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與應(yīng)用，實(shí)現(xiàn)了在局域網(wǎng)條件下音頻的采集、編碼和快速傳輸；羅敏順等[4]完成了基于FPGA對(duì)DDS進(jìn)行編程開發(fā)；呂品[5]完成了安全系統(tǒng)中加密解密功能和數(shù)據(jù)發(fā)布訂閱功能的聯(lián)合研究；羅鵬[6]將DDS作為網(wǎng)絡(luò)中間件，實(shí)現(xiàn)多節(jié)點(diǎn)分布式聯(lián)合仿真；黃亮[7]完成了RSA密碼基本運(yùn)算工具的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)。

將語(yǔ)音通信消息轉(zhuǎn)化成數(shù)字信號(hào)通過DDS網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行傳輸與監(jiān)控，國(guó)內(nèi)尚未有研究先例及工程應(yīng)用，本文著重對(duì)語(yǔ)音通信系統(tǒng)的功能模塊設(shè)計(jì)進(jìn)行闡述，介紹系統(tǒng)中的關(guān)鍵技術(shù)與工程實(shí)際應(yīng)用。

在對(duì)DDS網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行研究的基礎(chǔ)上，首先對(duì)語(yǔ)音通信系統(tǒng)的信息傳輸與采集過程進(jìn)行前瞻性研究，前期著重研究所開發(fā)的系統(tǒng)與DDS網(wǎng)絡(luò)的耦合性，以及嵌入式系統(tǒng)運(yùn)行DDS數(shù)據(jù)收發(fā)程序的穩(wěn)定性和硬件的兼容性，待技術(shù)研究成熟后，深入探索語(yǔ)音通信系統(tǒng)的硬件設(shè)計(jì)方案和軟件功能的實(shí)現(xiàn)。

本文采用DDS網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行試驗(yàn)室語(yǔ)音傳輸，可極大地提高仿真網(wǎng)絡(luò)的利用率，通過對(duì)通信網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行配置，可實(shí)現(xiàn)以下設(shè)計(jì)需求。

① 通過發(fā)布訂閱機(jī)制實(shí)現(xiàn)發(fā)送端與接收端數(shù)據(jù)解耦，可實(shí)現(xiàn)任意節(jié)點(diǎn)同時(shí)發(fā)布和接收；

② 保證通信效率，降低通信延遲；

③ 通過對(duì)發(fā)布訂閱系統(tǒng)域進(jìn)行部署，可實(shí)現(xiàn)同一網(wǎng)絡(luò)上不同組通信互不干擾；

④ 通過接口管理和通信接口庫(kù)技術(shù)，實(shí)現(xiàn)通信管理和記錄；

⑤ 定制通信系統(tǒng)的監(jiān)控和統(tǒng)計(jì)服務(wù)。

1 系統(tǒng)總體方案

1.1 方案概述

語(yǔ)音通信系統(tǒng)由通信控制臺(tái)、通信終端、組網(wǎng)設(shè)備、公用模塊和互操作協(xié)議5部分組成。系統(tǒng)架構(gòu)如圖1所示。

圖1 語(yǔ)音通信系統(tǒng)系統(tǒng)架構(gòu)

1.2 系統(tǒng)工作流程

語(yǔ)音通信系統(tǒng)包括以下互操作流程。

① 終端認(rèn)證登錄流程。用戶通過輸入數(shù)據(jù)ID，進(jìn)行認(rèn)證登錄。系統(tǒng)對(duì)終端的合法性進(jìn)行認(rèn)證，對(duì)合法用戶進(jìn)行登錄許可與在線記錄，同時(shí)屏蔽非法用戶。

② 終端分組流程。動(dòng)態(tài)對(duì)終端進(jìn)行分組。

③ 終端分組對(duì)話流程。同一組內(nèi)成員可隨時(shí)發(fā)起一對(duì)多的對(duì)話。

④ 終端狀態(tài)監(jiān)控流程。終端信息周期上報(bào)控制臺(tái)，完成狀態(tài)監(jiān)視?？刂婆_(tái)根據(jù)狀態(tài)信息與終端預(yù)設(shè)信息的比較結(jié)果，進(jìn)行容錯(cuò)處理。

⑤ 控制臺(tái)廣播流程?？刂婆_(tái)發(fā)起對(duì)所有在線終端的廣播對(duì)話。該功能對(duì)于終端為強(qiáng)制執(zhí)行。

⑥ 控制臺(tái)終端對(duì)話流程。控制臺(tái)發(fā)起對(duì)單個(gè)在線終端的對(duì)話。該功能對(duì)終端強(qiáng)制執(zhí)行。

1.3 DDS通信網(wǎng)絡(luò)

DDS是以數(shù)據(jù)為中心的分布式的發(fā)布/訂閱數(shù)字通信技術(shù)，能夠應(yīng)用于大型分布式仿真結(jié)點(diǎn)間的數(shù)據(jù)通信，具有以下特征。

① 靈活且適應(yīng)性強(qiáng)，支持自動(dòng)發(fā)現(xiàn)新的或過期的終端應(yīng)用程序；

② 低開銷；

③ 數(shù)據(jù)傳輸可靠；

④ 帶寬利用率高；

⑤ 支持一對(duì)一、一對(duì)多、多對(duì)一、多對(duì)多的通信[8]；

⑥ 可根據(jù)網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)靈活配置底層傳輸特性[9]。

2 通信控制臺(tái)設(shè)計(jì)

2.1 功能概述

本子系統(tǒng)具有如下功能。

① 對(duì)所有在線通信終端設(shè)備進(jìn)行廣播；

② 完成對(duì)通信終端設(shè)備節(jié)點(diǎn)的動(dòng)態(tài)添加、刪除、修改；

③ 動(dòng)態(tài)建立、刪除、修改會(huì)話群，會(huì)話群之間通信互不干擾，每個(gè)會(huì)話群能夠動(dòng)態(tài)添加、刪除通信終端節(jié)點(diǎn)；

④ 分類記錄、管理通信信息，并能夠?qū)?shí)時(shí)信息上傳至綜合數(shù)據(jù)管理平臺(tái)，支持隨時(shí)提取，播放音頻信息的功能；

⑤ 對(duì)終端節(jié)點(diǎn)進(jìn)行監(jiān)視(狀態(tài)管理)與控制(許可、禁用、禁言、開啟和關(guān)閉等)。

2.2 功能設(shè)計(jì)

通信控制臺(tái)軟件由UI模塊、認(rèn)證服務(wù)模塊、業(yè)務(wù)服務(wù)模塊和數(shù)據(jù)庫(kù)模塊4個(gè)模塊以及數(shù)據(jù)總線、音頻輸入輸出、混音、AES加解密4個(gè)公用模塊組成。

(1) UI模塊。

其主要功能包括：完成畫面組織、系統(tǒng)應(yīng)用信息的畫面顯示與刷新；完成用戶鼠標(biāo)、鍵盤操作；系統(tǒng)監(jiān)控，包括電源與網(wǎng)絡(luò)監(jiān)視信息的采集和控制命令的發(fā)布。

(2) 認(rèn)證服務(wù)模塊。

根據(jù)數(shù)據(jù)庫(kù)預(yù)存內(nèi)容，對(duì)終端用戶提供認(rèn)證服務(wù)。

(3) 業(yè)務(wù)服務(wù)模塊。

根據(jù)數(shù)據(jù)庫(kù)內(nèi)容，向終端用戶提供綜合通信平臺(tái)互操作協(xié)議服務(wù)。

(4) 數(shù)據(jù)庫(kù)模塊。

提供建立、加載SQLite數(shù)據(jù)庫(kù)功能；提供數(shù)據(jù)庫(kù)內(nèi)數(shù)據(jù)項(xiàng)的增刪改查服務(wù)；對(duì)數(shù)據(jù)文件進(jìn)行保存、備份。

3 通信終端設(shè)計(jì)

3.1 功能概述

本子系統(tǒng)具有如下功能。

① 能夠完成本地音頻的提取、發(fā)送；

② 能夠接收網(wǎng)絡(luò)音頻數(shù)據(jù)，進(jìn)行混音與播放；

③ 能夠隨時(shí)關(guān)閉、開啟設(shè)備；

④ 支持通信控制臺(tái)的監(jiān)視、管理與控制功能；

⑤ 能夠通過組網(wǎng)設(shè)備與通信控制臺(tái)建立連接。

3.2 硬件設(shè)計(jì)

通信終端殼體采用鋁合金外殼，強(qiáng)度高，通過蓋板加工散熱凸臺(tái)與屏幕微處理器貼合，并于側(cè)面開排風(fēng)口，利于散熱，通信終端子系統(tǒng)主要由主控板、電源板、顯示板、轉(zhuǎn)接板和耳麥組成，系統(tǒng)原理框圖如圖2所示。

圖2 通信終端原理框圖

主控板采用64位四核ARM Cortex-A53微處理器，運(yùn)行嵌入式操作系統(tǒng)，對(duì)系統(tǒng)執(zhí)行邏輯和音頻信號(hào)進(jìn)行處理；供電板和主控板通過接插件直接扣接，將交換機(jī)輸出的48 V電信號(hào)轉(zhuǎn)成5 V直流電信號(hào)，為整個(gè)通信終端供電；顯示板和主控板通過轉(zhuǎn)接板和兩根排線完成連接，實(shí)現(xiàn)觸摸式操作。系統(tǒng)與以太網(wǎng)之間的數(shù)據(jù)信號(hào)通過網(wǎng)線直接接入主控板的RJ45網(wǎng)口，系統(tǒng)與用戶之間的語(yǔ)音信號(hào)通過主控板的USB接口與耳麥連接，通信終端實(shí)物如圖3所示。

圖3 通信終端實(shí)物圖

3.3 軟件設(shè)計(jì)

通信終端子系統(tǒng)主要完成本地音頻數(shù)據(jù)的采集和發(fā)送，網(wǎng)絡(luò)音頻數(shù)據(jù)的接收、混音與播放，支持會(huì)話管理服務(wù)器的監(jiān)視、管理與控制功能，軟件架構(gòu)如圖4所示。

圖4 通信終端軟件架構(gòu)圖

各模塊的功能設(shè)計(jì)如下。

(1) 用戶UI模塊。

本模塊向用戶顯示終端設(shè)備信息、終端用戶會(huì)話信息、系統(tǒng)運(yùn)行狀態(tài)等系統(tǒng)信息，除此之外，還向用戶提供終端設(shè)備參數(shù)設(shè)置、控制臺(tái)服務(wù)請(qǐng)求等功能。

(2) 認(rèn)證服務(wù)模塊。

本模塊向控制臺(tái)提供用戶認(rèn)證信息，為用戶登錄/注銷功能提供用戶信息認(rèn)證結(jié)果。認(rèn)證流程如圖5所示。

圖5 系統(tǒng)認(rèn)證流程

① 終端請(qǐng)求認(rèn)證：在用戶登錄系統(tǒng)階段，獲取用戶信息，向服務(wù)器發(fā)送認(rèn)證請(qǐng)求并獲取認(rèn)證結(jié)果；

② 控制臺(tái)命令認(rèn)證：運(yùn)行過程中接受服務(wù)器認(rèn)證命令，認(rèn)證通過系統(tǒng)繼續(xù)運(yùn)行，認(rèn)證失敗系統(tǒng)主動(dòng)退出登錄狀態(tài)。

(3) 業(yè)務(wù)命令處理模塊。

本模塊負(fù)責(zé)通信終端與控制臺(tái)系統(tǒng)之間業(yè)務(wù)方面命令/請(qǐng)求消息的通信，解析并處理控制臺(tái)命令消息，打包發(fā)送終端系統(tǒng)對(duì)控制臺(tái)的請(qǐng)求。

(4) 系統(tǒng)狀態(tài)管理模塊。

本模塊對(duì)終端系統(tǒng)運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行控制管理，終端系統(tǒng)運(yùn)行狀態(tài)分為初始狀態(tài)、空閑狀態(tài)、分組會(huì)話、服務(wù)會(huì)話和廣播會(huì)話，本模塊為終端系統(tǒng)各狀態(tài)提供統(tǒng)一狀態(tài)控制接口，響應(yīng)服務(wù)器控制命令或界面操作請(qǐng)求，從而控制系統(tǒng)狀態(tài)切換，各狀態(tài)分別負(fù)責(zé)該狀態(tài)的系統(tǒng)功能。各狀態(tài)功能及實(shí)現(xiàn)的接口設(shè)計(jì)如下。

① 初始狀態(tài)：完成系統(tǒng)用戶界面創(chuàng)建，音頻設(shè)備連接監(jiān)測(cè)，網(wǎng)絡(luò)連接監(jiān)測(cè)，啟動(dòng)系統(tǒng)狀態(tài)上報(bào)功能；

② 空閑狀態(tài)：創(chuàng)建系統(tǒng)業(yè)務(wù)通信對(duì)象，啟動(dòng)控制臺(tái)命令接收處理功能；

③ 分組會(huì)話狀態(tài)：創(chuàng)建分組會(huì)話通信對(duì)象，進(jìn)行分組會(huì)話語(yǔ)音交換；

④ 服務(wù)會(huì)話狀態(tài)：創(chuàng)建服務(wù)會(huì)話通信對(duì)象，進(jìn)行服務(wù)會(huì)話語(yǔ)音交換；

⑤ 廣播會(huì)話命令：創(chuàng)建廣播會(huì)話通信對(duì)象，進(jìn)行廣播會(huì)話語(yǔ)音交換。

(5) 系統(tǒng)狀態(tài)上報(bào)模塊。

本模塊向控制臺(tái)實(shí)時(shí)發(fā)送終端系統(tǒng)運(yùn)行狀態(tài)信息。

(6) 音頻設(shè)備管理模塊。

本模塊用于管理和控制終端系統(tǒng)可使用的音頻設(shè)備，包括USB音頻設(shè)備、藍(lán)牙音頻設(shè)備。

4 組網(wǎng)設(shè)備設(shè)計(jì)

本子系統(tǒng)主要完成如下功能：提供物理位置與IP地址的一致性；PoE(Power over Ethernet,以太網(wǎng)供電)授電；異構(gòu)子系統(tǒng)的數(shù)據(jù)適配；網(wǎng)絡(luò)健康監(jiān)控。

組網(wǎng)設(shè)備用于承載整個(gè)語(yǔ)音通信系統(tǒng)數(shù)據(jù)傳輸以及終端授電，硬件由PoE交換機(jī)組成，軟件由域名參與者、數(shù)據(jù)發(fā)布模塊、數(shù)據(jù)接收模塊以及數(shù)據(jù)接收接口組成。

① 數(shù)據(jù)發(fā)布模塊。提供數(shù)據(jù)發(fā)送功能，向網(wǎng)絡(luò)發(fā)送用戶數(shù)據(jù)；提供數(shù)據(jù)發(fā)送服務(wù)質(zhì)量(Quality of Service,QoS)管理；提供發(fā)送數(shù)據(jù)的適配。

② 數(shù)據(jù)接收模塊。提供數(shù)據(jù)接收功能，從網(wǎng)絡(luò)接收用戶數(shù)據(jù)；提供數(shù)據(jù)接收QoS管理；提供接收數(shù)據(jù)的適配。

③ 數(shù)據(jù)發(fā)送/接收接口。

④ 域參與者。提供自組網(wǎng)功能；提供QoS服務(wù)。

5 公用模塊設(shè)計(jì)

5.1 功能概述

本子系統(tǒng)主要功能如下：提供動(dòng)態(tài)高效加密解密功能；將多路音頻信息進(jìn)行軟件混音，合成單路音頻信息播放；采集音頻信息。

5.2 加密模塊

通信過程中的加密主要是采用密碼的方式，在數(shù)字通信中主要利用計(jì)算機(jī)采用加密法，改變負(fù)載信息的數(shù)碼結(jié)構(gòu)。語(yǔ)音信息傳輸過程中的加密方式主要為RSA加密算法，RSA加密算法的來源是1978年李維斯特等提出的一種“由已知加密密鑰推導(dǎo)出解密密鑰在計(jì)算上是不可行的密碼體制”，RSA密碼算法的安全性是基于大整數(shù)因式分解的困難性，它的安全性同模數(shù)的長(zhǎng)度成正比[10]，在通信終端設(shè)計(jì)中將RSA算法與計(jì)算機(jī)傳輸?shù)臄?shù)字信號(hào)相結(jié)合，將數(shù)字信息進(jìn)行加密傳輸，起到防止竊聽通信數(shù)據(jù)的作用。RSA加密子模塊算法設(shè)計(jì)如下。

① 隨機(jī)選取兩個(gè)不相等的質(zhì)數(shù)p和q；

② 計(jì)算p和q的乘積n=p×q；

③ 計(jì)算n的歐拉函數(shù)φ(n)=φ(p×q)=φ(p)×φ(q)；

④ 隨機(jī)選擇一個(gè)整數(shù)e，滿足1

⑤ 計(jì)算e對(duì)于φ(n)的模反元素d，即使得ed≡1(modφ(n))；

⑥ 將n和e封裝成公鑰，n和d封裝成私鑰，完成語(yǔ)音信息的發(fā)送加接收解密過程。

通信終端將音頻數(shù)字信號(hào)進(jìn)行加密處理，之后通過DDS網(wǎng)絡(luò)中間件進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)傳輸，數(shù)據(jù)接收端將接收到的DDS網(wǎng)絡(luò)信息在本地進(jìn)行解密處理，并最終將數(shù)字信號(hào)轉(zhuǎn)換成音頻信號(hào)進(jìn)行播放。

5.3 混音模塊

本模塊將不同來源的音頻數(shù)據(jù)整合成一路音頻數(shù)據(jù)，參與混音的音頻數(shù)據(jù)幀在數(shù)據(jù)格式、采樣頻率和數(shù)據(jù)幀長(zhǎng)度上始終保持一致。

5.4 音頻采集播放模塊

本模塊由音頻采集子模塊和音頻播放子模塊構(gòu)成，提供音頻數(shù)據(jù)的采集、發(fā)送、接收、播放功能。

音頻采集子模塊提供從音頻設(shè)備采集數(shù)據(jù)和發(fā)送的功能，音頻數(shù)據(jù)采集過程可暫停、恢復(fù)和停止。

音頻播放子模塊提供從網(wǎng)絡(luò)接收音頻數(shù)據(jù)并使用音頻播放設(shè)備播放音頻數(shù)據(jù)的功能，音頻數(shù)據(jù)播放過程可暫停、恢復(fù)和停止。

6 互操作通信設(shè)計(jì)

6.1 功能概述

本子系統(tǒng)主要功能如下：支持系統(tǒng)工作流程中的各種操作；支持系統(tǒng)監(jiān)控流程中的信息獲取。

6.2 互操作協(xié)議

綜合通信平臺(tái)互操作協(xié)議分為3種模式。

(1) 命令/響應(yīng)。

本模式包含以下過程。

① 重新認(rèn)證過程。在通信過程中管理人員會(huì)啟用/禁用用戶，無(wú)論用戶許可狀態(tài)是在禁用到啟用的變化之中或反之，均會(huì)發(fā)生重新認(rèn)證過程。

② 分組過程。通信控制臺(tái)修改用戶分組信息，將會(huì)導(dǎo)致終端進(jìn)入分組過程。終端收到分組命令后，根據(jù)分組命令內(nèi)容，重新配置分組，包括重新生成密鑰，為組內(nèi)成員分配音頻資源等。

③ 通信控制臺(tái)開始對(duì)話過程。通信控制臺(tái)開始用戶對(duì)話時(shí)，進(jìn)入此過程。終端收到此命令，將會(huì)創(chuàng)建通信控制臺(tái)對(duì)話資源，進(jìn)而可以與通信控制臺(tái)進(jìn)行對(duì)話。

④ 通信控制臺(tái)結(jié)束對(duì)話過程。通信控制臺(tái)結(jié)束對(duì)話時(shí)，進(jìn)入此過程。終端收到此命令后，將會(huì)關(guān)閉對(duì)話，并且安全釋放所有對(duì)話資源。

⑤ 通信控制開始廣播過程。通信控制臺(tái)開始廣播時(shí)，進(jìn)入此過程。終端收到此命令后，將會(huì)開始接收廣播，并且創(chuàng)建廣播資源。

⑥ 通信控制臺(tái)結(jié)束廣播過程。通信控制臺(tái)結(jié)束廣播時(shí)，進(jìn)入此過程。終端收到此命令后，將會(huì)關(guān)閉接收廣播，并且安全釋放所有資源。

(2) 請(qǐng)求/答復(fù)。

該模式用于以下3種場(chǎng)景。

① 請(qǐng)求認(rèn)證過程。通信終端在開機(jī)登錄時(shí)或收到重新認(rèn)證命令時(shí)，進(jìn)入此過程。通信終端在收到認(rèn)證請(qǐng)求的答復(fù)后，根據(jù)答復(fù)結(jié)果驅(qū)動(dòng)自身狀態(tài)機(jī)工作。

② 請(qǐng)求分組信息過程。通信終端如果收到認(rèn)證請(qǐng)求的答復(fù)后，答復(fù)內(nèi)容為“成功”時(shí)進(jìn)入此流程。通信終端在收到分組請(qǐng)求的答復(fù)后，根據(jù)答復(fù)內(nèi)容驅(qū)動(dòng)自身狀態(tài)機(jī)工作。

③ 請(qǐng)求對(duì)話過程。通信終端向控制臺(tái)發(fā)起對(duì)話請(qǐng)求時(shí)，進(jìn)入此過程。通信終端在收到對(duì)話請(qǐng)求的答復(fù)后，根據(jù)答復(fù)內(nèi)容驅(qū)動(dòng)自身狀態(tài)機(jī)工作。

(3) 上報(bào)。

該模式由通信終端上報(bào)自身狀態(tài)信息，便于通信控制臺(tái)進(jìn)行監(jiān)控。通信控制臺(tái)收到上報(bào)信息后，根據(jù)上報(bào)狀態(tài)與本地?cái)?shù)據(jù)庫(kù)保存狀態(tài)進(jìn)行比較，決定刷新狀態(tài)或進(jìn)入異常處理。

6.3 通信實(shí)例

對(duì)語(yǔ)音通信系統(tǒng)進(jìn)行使用測(cè)試，測(cè)試條件及內(nèi)容包含以下方面。

(1) 應(yīng)用場(chǎng)景。

對(duì)于語(yǔ)音通信系統(tǒng)的測(cè)試采用“邊使用，邊測(cè)試”的方法，即在實(shí)際應(yīng)用的條件下對(duì)系統(tǒng)開展可靠性和魯棒性測(cè)試。由于在大型試驗(yàn)場(chǎng)所試驗(yàn)過程中，例如飛機(jī)全系統(tǒng)試驗(yàn)場(chǎng)所中，液壓試驗(yàn)團(tuán)隊(duì)、航電試驗(yàn)團(tuán)隊(duì)等不同試驗(yàn)團(tuán)隊(duì)同時(shí)開展工作，互不干擾，且同一試驗(yàn)團(tuán)隊(duì)進(jìn)行不同試驗(yàn)工作的物理位置和工作時(shí)間也不盡相同，因此具體應(yīng)用場(chǎng)景應(yīng)包括多人通話、多組通話、同一賬號(hào)更換通信終端登錄和長(zhǎng)時(shí)間通話(8 h不間斷)。

使用語(yǔ)音通信系統(tǒng)進(jìn)行大型試驗(yàn)場(chǎng)所分組語(yǔ)音通信的典型流程如圖6所示。

圖6 語(yǔ)音通信系統(tǒng)典型使用流程

(2) 試驗(yàn)環(huán)境。

實(shí)際使用條件下，將100臺(tái)語(yǔ)音通信系統(tǒng)通信終端按照使用需求分布于占地1500 m2的二層試驗(yàn)場(chǎng)地，在系統(tǒng)使用過程中，試驗(yàn)場(chǎng)地內(nèi)同步開展大型數(shù)字化或半物理試驗(yàn)，大量強(qiáng)弱電設(shè)備同時(shí)運(yùn)轉(zhuǎn)。

(3) 試驗(yàn)設(shè)備。

被測(cè)設(shè)備包括通信控制臺(tái)、通信終端、耳麥，參試設(shè)備為DDS網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)采集計(jì)算機(jī)。

(4) 試驗(yàn)準(zhǔn)備。

啟動(dòng)通信控制臺(tái)并開啟通信服務(wù)，根據(jù)實(shí)際使用需求建立用戶，并根據(jù)使用場(chǎng)景進(jìn)行用戶分組，在需要進(jìn)行語(yǔ)音通信的通信終端上進(jìn)行用戶登錄。

(5) 通信實(shí)現(xiàn)。

系統(tǒng)默認(rèn)使用常規(guī)通話，即組內(nèi)任何一名成員進(jìn)行語(yǔ)音輸出，其他成員均能夠收聽到；若通過通信終端對(duì)組內(nèi)成員進(jìn)行呼叫，則可實(shí)現(xiàn)組內(nèi)一對(duì)一私密通話；若通過通信終端對(duì)通信控制臺(tái)進(jìn)行呼叫，則可實(shí)現(xiàn)與通信控制臺(tái)的音頻通話，通信控制臺(tái)此時(shí)會(huì)有彈窗提示。

(6) 試驗(yàn)數(shù)據(jù)與結(jié)果。

通過DDS訂閱網(wǎng)絡(luò)上經(jīng)過數(shù)字轉(zhuǎn)換的語(yǔ)音信息，對(duì)其進(jìn)行監(jiān)控，并統(tǒng)計(jì)出DDS可靠信息傳輸丟包率與誤碼率均為0。系統(tǒng)可根據(jù)應(yīng)用需求實(shí)現(xiàn)組內(nèi)通話、組內(nèi)一對(duì)一通話和呼叫通信控制臺(tái)等功能。根據(jù)使用人員主觀感受得出結(jié)論，語(yǔ)音通信系統(tǒng)通話清晰、無(wú)雜音。

7 結(jié)束語(yǔ)

采用基于數(shù)據(jù)分發(fā)服務(wù)的語(yǔ)音通信系統(tǒng)設(shè)計(jì)，實(shí)現(xiàn)了通過控制臺(tái)的配置，語(yǔ)音通信終端實(shí)時(shí)采集用戶語(yǔ)音，將低失真率和數(shù)字語(yǔ)音按組、按策略實(shí)時(shí)分發(fā)并還原，使得大面積分布在各區(qū)域的試驗(yàn)參試人員能夠靈活、及時(shí)、準(zhǔn)確地溝通，為大型試驗(yàn)場(chǎng)所實(shí)時(shí)分組溝通提供支撐。