一种飞机数字音频系统的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及飞机数字音频系统，并且尤其涉及包括超过一个音频设备和超过一个无线电设备的数字音频系统。
【背景技术】
[0002]在已知飞机音频系统中，使用头戴设备的发射音频消息的操作者，从发布该消息到在该头戴设备中听到他自己的声音应该有少于约20ms的延迟，以致发射该消息到外部的无线电回发通常被认为是侧音的“回声消息”。
[0003]操作者头戴设备中的侧音的接收满足两种功能:不使其混乱(让他如同不使用头戴设备时那样听到自己的声音)，和确认该音频消息正在被无线电正确地发射到外部。
[0004]假如该无线电没有在发射，那么该侧音不被回发，并且侧音的缺失允许操作者被告知无线电没有在发射。
[0005]使用本地侧音来减少飞行员建立无线通信所花费的时间的飞机音频系统也是已知的。
[0006]在管理超过一个音频设备和超过一个无线电设备并且在向前和返回路径的总和中具有大于20ms的延迟的已知的飞机数字音频系统中，来自无线电的侧音的分布不允许操作者在没有混乱的情况下说话，因为他听到他自己的延迟的声音。
[0007]本发明就是要解决该问题。
【发明内容】
[0008]本发明的目的是提供一种以超过20ms的音频传输延迟工作的飞机数字音频系统，其允许操作者接收有品质的和可靠的侧音音频。
[0009]通过包括一个或多个音频设备和一个或多个无线电设备的系统实现该目的。每个无线电设备包括发射/接收模拟音频消息的装置，并且已经安装在数字音频系统的终端(下文称无线电-终端)附近，该终端被连接到包括数字消息管理单元和数字信号处理器的数字网络。每个音频设备包括麦克风、用于发射模拟音频消息的离散信号的致动器和用于接收模拟音频消息的头戴设备，并且已经被安装在数字音频系统的终端(下文称音频-终端)附近，该终端包括数字消息管理单元和数字信号处理器，所述数字消息管理单元具有适于生成由麦克风发布的模拟音频消息的侧音、并且当音频-终端从无线电-终端接收用于所述侧音的激活/去激活命令时激活/去激活向所述头戴设备的发送的计算机程序。
[0010]有益地，在具有大于20ms延迟的数字音频系统中，相对于生成模拟音频消息的时间，侧音的激活/去激活命令在小于120ms的时间内被音频-终端接收。另一方面，一旦接收到激活命令，随着传输持续时间，侧音在小于20ms的时间内由头戴设备接收。然后，在成功传输的情况下，与在激活命令的等待时间期间(少于120ms)流逝的音频消息部分的侧音的损失这方面无关，实现了操作者在少于20ms的时延内听到自己声音的目标。
[0011]有益地，所述侧音随所述无线电设备的接收电位计(recept1n potent1meter)中设置的音量而被产生。
[0012]在一个实施例中，无线电-终端的数字信号处理器包括用于当无线电设备的接收线路中的音频信号的功率电平超过/没有超过预设电平时，向音频-终端发射激活/去激活的所述命令的计算机程序。因此，正是无线电设备的返回信号的监测结果决定所述命令的发布。
[0013]在一个实施例中，无线电-终端的数字信号处理器包括用于当无线电设备的传输线路中没有音频信号时，向音频-终端发射去激活命令的计算机程序。因此，所述传输线路被监测以检测数字音频系统自身中的差错。
[0014]在其他实施例中是用于特定配置的数字音频系统的预期改型，例如
[0015]-两个操作者使用相同的无线电同时发射。
[0016]-无线电同步音。
[0017]-PA (乘客地址)振铃音。
[0018]-同时传输
[0019]通过以下本发明的详细描述和所附权利要求书结合附图，按照本发明的数字音频系统的其他期望的特性和优点会变得显而易见。
【附图说明】
[0020]图1a和Ib是示出了本领域已知的数字音频系统的主要组件的原理图。示出了音频设备、无线电设备，及靠近它们安装的连接到数字网络的音频和无线电终端。
[0021]图2为按照本发明的属于数字音频系统的音频设备和靠近其安装的无线电终端的原理图。
[0022]图3为示出了按照本发明的在数字音频系统中侧音的生成和传输的原理图。
【具体实施方式】
[0023]如图1a和Ib所示，已知的飞机数字音频系统包括，一方面，具有安装在每个音频设备附近的音频-终端27的一个或多个音频设备11，另一方面，具有安装在每个无线电设备47附近的无线电-终端45的一个或多个无线电设备47。所述音频-终端27和无线电-终端45被连接到数字网络15，在此用于控制系统的音频消息和数据消息两者被发射。
[0024]音频设备11包括由飞机操作者操控的装置，例如麦克风21、与消息的发射有关的PTT( “按下说话”)离散信号的致动器23、和头戴设备25。
[0025]音频-终端27包括执行涉及管理数字消息的任务的几个组件。
[0026]这些组件包括:
[0027]-调节单元29、35，用于对来自麦克风21的模拟音频信号和发送至头戴设备25的模拟音频信号进行放大和阻抗调整。
[0028]-转换器A/D31和转换器D/A31，用于执行将由麦克风21发射的模拟信号转换为数字信号和将发送到头戴设备25的数字信号转换为模拟信号。
[0029]-数字消息管理单元37，它可以是FPGA(现场可编程门阵列)，除了以可配置的尺寸的包分组从对应于由麦克风21发射的消息的音频信号的A/D转换得到的数字帧以外，对由致动器23发送的信号或从数字信号处理器39接收的命令执行消息管理任务。
[0030]-数字信号处理器39，它通过网络接口，执行数字信号和命令的处理以检验和发送数字音频消息到数据网络15。
[0031]无线电设备47包括用于发射/接收模拟音频消息的装置。
[0032]无线电-终端45包括用于执行涉及管理数字消息的任务的若干组件。这些组件，与音频设备11的音频-终端27中的类似，包括数字信号处理器59、数字消息管理单元57、用于对来自无线电设备47的发射/接收装置的模拟音频信号和来自麦克风21的模拟音频信号执行放大和阻抗调整的调节单元53，51、和转换器A/D49和转换器D/A49，用于执行将来自无线电设备47的发射/接收装置的模拟音频信号转换为数字信号和将来自麦克风21的数字信号转换为模拟信号。
[0033]对应于由麦克风21发射的音频消息的数字音频信号在无线电-终端45的数字信号处理器59上被接收，并被发送到数字消息管理单元57，该数字消息管理单元管理该信号与其他信道接收的其他信号的混合以及来自从数字信号处理器59接收的命令的PTT传输离散信号的激活。在D/A转换器49中转换为模拟信号并且在调节单元51中放大和阻抗调整之后，该消息到达无线电设备47的发射/接收装置，该消息从该发射/接收装置被发射到其目的地。
[0034]另一方面，来自无线电设备47的返回模拟信号，在调节单元53中放大和阻抗调整之后，在A/D转换器49中被转换为数字信号，并且到达数字消息管理单元57和数字信号处理器59，数字信号处理器59将该数字信号发送到数字网络15。
[0035]无线电设备47的模拟消息发射/接收装置包括发射机61、控制单元65、接收机63、天线67和开关69，并且被安排以致当音频消息传输成功时，开关69允许将传输线路71的信号添加到接收线路73。对应的音频消息到达确认该消息的传输的音频设备的操作者的头戴设备25。因此，当传输成功时，由接收线路73发送正被发射的消息的侧音。假如传输失败，开关69关闭，所述侧音不会出现在接收线路73上，它的缺失会警告音频设备11的操作者。
[0036]在如所描述的数字音频系统中的延迟时间可以使之不允许使用无线电设备47来操作，因为侧音不能在接收线路73上以足够短的延迟被接收。这将音频系统中的信号延迟限制为每条路径小于10ms，这在如在某种飞机数字音频系统上出现的包括若干传输设备和若干通信服务的数字音频系统中很难实现。
[0037]为了解决该问题，本发明提出了当音频-终端27从邻近无线电设备47的无线电-终端45接收时，在邻近音频设备11的音频-终端27中生成侧音，并且把它发送到头戴设备25，其中该消息发送命令确认所述音频消息成功传输。该侧音应当以对应于无线电设备47的接收电位计的音量，在头戴设备25中被听到。因此，保持侧音与无线电返回消息对应的原理，无线电返回消息的音量由无线电的电位计控制。
[0038]因此，按照本发明，基于在无线电设备47上的侧音的检测来生成本地侧音。假如出现通过无线电设备的成功传输，则本地侧音的生成和以良好音频质量将其发送到操作者的头戴设备25就被激活，而不需要要求处理器负载的任何复杂信号处理，如下面所讨论的。在通过无线电设备的不成功传输的情况下，该侧音没有被发送，告诉操作者传输有问题。
[0039]为此目的，在按照本发明的包括如图2所示的音频设备11和音频-终端27和图Ib所示的无线电-终端45和无线电设备47的数字音频系统中，无线电-终端27的数字消息管理单元37包括用于发送所述侧音到头戴设备25的计算机程序，所述无线电-终端45的数字消息管理单元57包括用于检测该音频消息是否已经被无线电设备47的发射/接收装置发射或没有发射的计算机程序，并且所述音频-终端27和所述无线电-终端45的数字信号处理器39，59包括用于发送命令到数字消息管理单元37以在成功传输的情况下激活发送侧音到头戴设备25和在相反情况下去激活该发送的计算机程序。
[0040]激活命令的初始化序列遵照如下的方案(见图3)。
[0041]步骤80指示由音频设备11的操作者致动PTT离散信号的致动器23，该PTT离散信号到达音频-终端27的数字消息管理单元37并触发无线电-终端45上的侧音检测机制。
[0042]在步骤81，数字消息管