本发明属于宇航通信领域，尤其涉及一种在轨语音处理系统。
背景技术：
宇航通信是指以宇宙飞行器或天体为对象的无线电通信。包括宇宙飞行器(又称“航天器”或“空间飞行器”)之间的通信、地球站与宇宙飞行器之间的通信，以及地面上地球站之间通过宇宙飞行器转发或反射进行的通信。宇航通信系统是一种由各种通信形式组合而成的系统，用以完成复杂的跟踪定位、遥测遥控、通信、电视等任务。使用的频段为超长波到毫米波和激光。对该通信的设备的要求也极高。广泛应用于卫星、载人飞船、空间站、航天飞机，各种行星和星际探测器，以及各种宇航测控通信网等场合，完成通信、导航测地定位、侦察、气象观测、地球资源探测等任务。
在早期载人航天飞行器的语音通信业务中，通信链路数量不多，语音带宽比较单一，并且只局限单个飞行器的天地音频通信业务，仅能够满足天地基本语音交流要求。
随着航天飞行器通信带宽的增加，通信链路的增多，空间以太网的发展，以及多飞行器组合和宇航员在轨家居体验的实际使用需求，现有的语音通信存在功能上的局限性，存在难以协调多条语音通信线路的缺陷，因此需要一种在轨语音处理系统，来实现完成在轨飞行器组合语音通信集中处理功能，能够适应不同带宽信道提供不同压缩比例的语音编解码方式，以及基于空间站以太网实现飞行器组合内部语音终端通信与管理等音频服务业务。
技术实现要素：
本发明的技术目的是提供一种在轨语音处理系统包括：数字混音处理模块、语音处理模块、网络通信处理模块；
数字混音处理模块分别与语音处理模块、网络通信处理模块信号连接，用于对语音处理模块和网络通信处理模块产生的数字语音信息进行实时数字混音，并反馈数字混音后的语音信号，以实现语音通话；
语音处理模块至少包括天地链路语音处理子模块、头戴语音处理子模块，用于与地面、宇航员头戴进行双向语音通信，其中，基于增强型多带激励压缩编解码ambe或先进音频编解码压缩编解码acc或语音脉冲编码调制pcm对其接收的数字语音信息执行不同链路语音带宽条件下的语音编解码；
网络通信处理模块与数字混音处理模块信号连接，用于将经数字混音后的网络终端的数据发送至通信网；以及将通信网传输的数字混音后的网络终端的数据信号输入至天地链路语音处理子模块进行语音编解码。
其中，增强型多带激励压缩编解码ambe的压缩数据码速率为2kbps～8kbps，先进音频编解码压缩编解码acc的压缩数据码速率最高为128kbps，语音脉冲编解码调制编解码pcm的音频采样频率为32khz，量化位数为16bit。
进一步优选地，语音处理模块还包括舱外语音处理子模块、与其它飞行器语音处理子模块；
天地链路语音处理子模块，用以将外部输入的dpsk调制信号解调，完成多链路ambe编解码和aac编解码，实现天地链路间不同链路语音带宽条件下的语音通信业务；
头戴语音处理子模块用以与宇航员头戴设备进行双向语音通信；
舱外语音处理子模块用以与舱外通信设备进行数字语音信号的双向语音通信；
与其它飞行器语音处理子模块用以与其它飞行器之间进行双向语音通信。
其中，网络通信处理模块包括网络数据处理子模块、网络终端管理子模块；
网络数据处理子模块用以实现语音数据实时传输的协议处理、外部的网络语音终端的网络语音信号的数据处理；
网络终端管理子模块用以实现对外部的网络语音终端接入状态的控制、管理与维护功能。
进一步优选地，还包括加解密模块，加解密模块与天地链路语音处理子模块信号连接，用于对天地链路语音处理子模块中的数字语音信号进行数据加解密处理。
进一步优选地，还包括电源模块，电源模块用于将外部电源转化为在轨语音处理系统所需的内部电源。
进一步优选地，还包括经总线与外部信号连接的遥测遥控模块，用于接收并执行外部发送的遥控指令，以及监控并反馈在轨语音处理系统的各项参数。
进一步优选地，还包括时钟模块，时钟模块用于为在轨语音处理系统提供内部时钟和绝对时间。
本发明由于采用以上技术方案，使其与现有技术相比具有以下的优点和积极效果：
1)本发明设置了语音处理模块，涵盖多种带宽信道需求下不同语音信号的通信需求，具备多种编解码方式以及不同编解码速率，以同时处理多种语音信号；
2)本发明设置了数字混音处理模块，能对多链路语音信息进行实时数字混音，并可通过1553b总线对各通道的音频参数进行实时控制和实时监测；
3)本发明设置了网络通信处理模块，实现与网络语音终端之间的管理和维护，实现对网络语音终端的注册认证、维护更新、授权、注销等操作。
附图说明
通过阅读下文优选实施方式的详细描述，各种其他的优点和益处对于本领域普通技术人员将变得清楚明了。附图仅用于示出优选实施方式的目的，而并不认为是对本发明的限制。
图1为本发明的一种在轨语音处理系统的结构示意图。
具体实施方式
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对照附图说明本发明的具体实施方式。显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图，并获得其他的实施方式。
为使图面简洁，各图中只示意性地表示出了与本发明相关的部分，它们并不代表其作为产品的实际结构。另外，以使图面简洁便于理解，在有些图中具有相同结构或功能的部件，仅示意性地绘示了其中的一个，或仅标出了其中的一个。在本文中，“一个”不仅表示“仅此一个”，也可以表示“多于一个”的情形。
以下结合附图和具体实施例对本发明提出的一种在轨语音处理系统作进一步详细说明。根据下面说明和权利要求书，本发明的优点和特征将更清楚。
参看图1，本实施例提供一种在轨语音处理系统，包括：数字混音处理模块、语音处理模块、网络通信处理模块；
数字混音处理模块分别与语音处理模块、网络通信处理模块信号连接，用于对语音处理模块和网络通信处理模产生的数字语音信息进行实时数字混音，并反馈数字混音后的语音信号，以实现语音通话；
语音处理模块至少包括天地链路语音处理子模块、头戴语音处理子模块等，用于与地面、飞行器舱外、宇航员头戴等进行双向语音通信，其中，基于增强型多带激励压缩编解码ambe或先进音频编解码压缩编解码acc或语音脉冲编码调制pcm对其接收的数字语音信息执行不同链路语音带宽条件下的语音编解码；
网络通信处理模块与数字混音处理模块连接，用于对网络终端数据进行数字混音并将混音后语音数据发送至通信网；以及将通过通信网传输的天地链路语音信号连接至天地链路语音处理子模块进行语音编解码。
现对本实施例进行详细说明：
参看图1，在本实施中，语音处理模块包括天地链路语音处理子模块、头戴语音处理子模块、舱外语音处理子模块、与其它飞行器语音处理子模块；
天地链路语音处理子模块可以完成2kbps、4kbps、8kbps三种编解码速率的增强型多带激励压缩编解码ambe，也可以完成编解码速率为128kbps的先进音频编解码压缩编解码acc，此外还可以完成对各链路数据的分复接，最后，还能完成对输入的dpsk调制信号进行解调，解调步骤包括限幅保护、带通滤波、载波提取锁相、信号整形、码同步和帧同步等过程。
头戴语音处理子模块用以与宇航员头戴设备进行双向语音通信，头戴语音处理子模块包括信号调理电路和模数、数模转换电路。具体地，信号调理电路使用一款可驱动无限大容性负载的运算放大器电路实现对输入输出的模拟音频信号进行信号调理。具体地，上述模数、数模转换电路采用16位精度、32khz采样率的ad/da转换器。
舱外语音处理子模块用以与舱外通信设备进行数字语音信号的双向语音通信，实现了与舱外宇航员语音对话功能，舱外语音处理子模块包括信号调理电路和模数、数模转换电路。具体地，该信号调理电路使用一款可驱动无限大容性负载的运算放大器电路实现对输入输出的模拟音频信号进行信号调理。具体地，上述模数、数模转换电路采用16位精度、32khz采样率的ad/da转换器。
与其它飞行器语音处理子模块用以与其它飞行器进行数字语音信号的双向语音通信，实现与其它飞行器之间的增强型多带激励(ambe)压缩编解码。
网络数据处理子模块对外经航天器内部通信网连接网络语音终端，该通信网具备网络接口、链路层协议处理和网络协议栈等网络数据处理功能，其中，通信网的应用层采用rtp协议进行传输，协议符合rfc3550和rfc3551标准，rtp载荷为符合iso/iec13818-7标准的aac音频编码数据；通信网的传输层采用udp协议，符合rfc768标准；通信网的网络层采用ip协议传输，符合rfc791标准；通信网的数据链路层和物理层符合ieee802.3u规范的100base-tx标准。
网络终端管理子模块用以控制网络数据处理子模块，以实现上述网络数据处理子模块与网络语音终端之间的维护通信，控制网络语音终端的注册、维护、注销，通过网络语音终端对在轨语音处理系统的状态进行查询，和控制网络语音终端接入通话的功能。
数字混音处理模块利用基于dsp芯片实现多通道音频串行接口，同时，根据遥测遥控模块所提供的音频参数指令，对各链路音量、接入与否等音频参数的动态控制，从而实现实时数字混音，反馈数字混音后的语音信号，以实现语音通话。
参看图1，较优地，在本实施例中，还包括加解密模块，加解密模块与天地链路语音处理子模块信号连接，加解密模块用于对天地链路语音处理子模块中的数字语音信号进行加解密处理，加解密模块上预留密钥注入接口，并且支持通过1553b总线实现在轨密钥数据维护和更换。
参看图1，较优地，还包括电源模块，电源模块用于将外部电源转化为在轨语音处理系统所需的内部电源。
在本实施例中，电源模块给本实施例中的其它模块提供电源，将设备外部输入的一次电源转换成本系统所需的二次电源，通过抗浪涌启动电路、emi滤波器和dc-dc变换器，输出稳定、低纹波的各模块所需的二次电源。为增加本实施例系统冗余可靠性，外部电源提供两套电源供电，电源模块对这两套电源供电进行电气隔离，并能实现单独加电和共同加电情况。电源模块放置在在轨语音处理系统的底层，减少空间辐照对电源模块可能产生的影响，系统采用金属外壳，搭接电阻小于10mω，与整个飞行器接地良好。
参看图1，较优地，还包括遥测遥控模块，用于接收并执行外部发送的遥控指令，以及监控并反馈在轨语音处理系统的各项参数。
在本实施例中，遥测遥控模块与本实施例中的各模块信号连接，用以对各模块的遥测参数通过1553b总线传输至外部，如飞行器的控制面板；此外，还可以通过1553b总线将控制指令信息输入至遥测遥控模块，从而调整本实施例中各模块的运行参数，包括各链路音量、接入与否等音频参数。遥测遥控模块基于1553b总线，通过区分不同的远程终端子地址区分数据类型是遥测信息还是指令信息。具体地，对本实施例中各模块的处理器及逻辑电路采用“遥控指令复位”措施，当出现空间单粒子状态翻转时，能对软硬件进行自动复位。进一步地，本实施例内部的逻辑电路由fpga实现，对于sram型fpga，配置回读重配置电路，一旦检测到fpga发生单粒子翻转，从prom存储器中读取并重新加载配置信息。
较优地，还包括时钟模块，时钟模块用于为在轨语音处理系统提供内部时钟及绝对时间。在本实施例中，时钟模块与本实施例中的其它模块信号连接并提供时钟信号，时钟模块包括内时钟电路、外时钟倍频电路及内外时钟切换电路。具体地，内时钟电路由各种规格的晶体振荡器组成；外时钟倍频电路为一个锁相环电路，提供外时钟锁相倍频功能；内外时钟切换电路实现外时钟检波及内外工作时钟自动优选功能，对外时钟与内时钟工作状态进行自主切换。当外时钟有效时，本实施例中的时钟信号由外时钟倍频电路提供；当外时钟无效时，本实施例中的时钟信号由内时钟电路提供；时钟模块还可根据网络进行信息校时，更新当前的绝对时间。
较优地，本实施例还包括具有抗辐射等级的元器件，对于没有抗辐指标的元器件，采取抗辐射措施。进一步地，本实施例中的大发热器件直接安装于底层机壳上，提供良好的散热环境。此外，印制板上大部分器件发热功率低，利用热传导方式进行散热已经能够满足产品的热设计要求。
上面结合附图对本发明的实施方式作了详细说明，但是本发明并不限于上述实施方式。即使对本发明作出各种变化，倘若这些变化属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则仍落入在本发明的保护范围之中。