基于通用数据网络的机载音频系统技术方案

本发明专利技术公开了基于通用数据网络的机载音频系统，该系统包括数字音频接口转换单元、音频控制单元和通用数据网络；所述通用数据网络采用双通道冗余备份的AFDX(ARINC664)航空专用以太网络，由2台通用数据网络交换机及多个接入设备ARINC664终端搭建而成，实现所有机载音频数据上网传输；所述数字音频接口转换单元和音频控制单元分别通过各自的ARINC664终端连接所述通用数据网络，以实现机载音频控制、音频管理数字化传输和处理。本发明专利技术采用通用数据网络，构建了基于通用数据网络的机载音频系统构架，填补了国内的技术空白，且本发明专利技术实现了机载所有音频上网，减少了音频线缆，整个系统易维护。

【技术实现步骤摘要】
基于通用数据网络的机载音频系统
本专利技术涉及航空无线电通信
，具体涉及基于通用数据网络的机载音频系统。
技术介绍
目前，我国主要国产民机包括C919、鲲龙AG600、ARJ21等，在通用数据网络的应用及数字音频传输和处理方面，以航电系统中的通信导航监视系统的音频系统为代表进行分析：C919：采用了基于AFDX(ARINC664)技术的通用数据网络，未实现基于通用数据网络的数字音频传输和处理，相比B787还有一定的技术差距，且通用数据网络和音频传输处理的相关机载系统设备均由国外供应商提供，但国内供应商积累了深厚的通用数据网络应用工程经验。鲲龙AG600：未采用基于AFDX技术的通用数据网络设计，但国内供应商电科航电实现了鲲龙AG600机载音频系统设备的国产化配套和适航研制，打破了国外供应商在民机数字音频传输和处理方面的技术封锁和适航产品垄断。ARJ21：ARJ21是我国首架正式交付航空公司投入运营的国产运输类飞机，同样未采用基于AFDX技术的通用数据网络设计，且相关系统设备暂未实现国产化配套。即目前国产大型民机C919、ARJ21、AG600等都没有采用基于通用数据网络的音频系统架构，国内也没有基于通用数据网络的机载音频管理设备和音频控制设备。
技术实现思路
为了填补在国内大型民机基于通用数据网络的机载音频系统空白，本专利技术提供了基于通用数据网络的机载音频系统，该系统是一种面向未来先进民机的以AFDX(ARINC664)总线为骨干网络的机载数字音频系统，所有的机载音频进行数字化后上网传输和处理，机载音频控制、音频管理实现数字化，同时前舱的调谐数据、状态数据实现数字化传输和处理。本专利技术是研究机载音频接口转换单元、音频控制单元的先导条件。本专利技术通过下述技术方案实现：基于通用数据网络的机载音频系统，该系统包括数字音频接口转换单元、音频控制单元和通用数据网络；所述通用数据网络采用双通道冗余备份的ARINC664航空专用以太网络，由2台通用数据网络交换机及多个接入设备ARINC664终端搭建而成，实现所有机载音频数据上网传输；所述数字音频接口转换单元和音频控制单元分别通过各自的ARINC664终端连接所述通用数据网络，以实现机载音频控制、音频管理数字化传输和处理。优选的，该系统支持4台音频接口转换单元接入，所述数字音频接口转换单元包括ARINC664接口控制与转换模块、音频传输控制模块、音频处理模块、离散数据管理模块、模拟音频接口模块、A429接口模块、设备自检模块和电源模块，且所述ARINC664接口控制与转换模块、音频传输控制模块、音频处理模块、离散数据管理模块、模拟音频接口模块、A429接口模块、设备自检模块和电源模块均集成在母板上。优选的，所述数字音频接口转换单元完成ARINC664与A429数字音频、模拟音频数据、选呼、PTT数据之间的数据转换；采集VHF语音信号及选呼信号、HF语音及选呼信号、SATCOM语音信号、导航音频信号、飞行内话和服务内话信号，并将其数字化、语音编码处理；接收所述通用数据网络的数字音频信号，经过语音解码、数字转模拟后发送到通信电台；实现通信音频、导航音频、飞行内话和服务内话的管理功能以及选呼译码功能。优选的，所述导航音频信号包括MMR电台、INR电台和DME电台的音频信号。优选的，该系统支持3台音频控制单元接入，所述音频控制单元包括导光面板LP、音频控制模块ACM、音频处理模块APU、音频传输模块ATU、网络管理模块NMS、防雷模块PLU、设备自检模块BITE、电源模块S、ARINC664终端模块AES和音频接口模块AIF。优选的，所述导光面板LP提供人机操作界面；所述音频控制模块ACM完成对导光面板LP的控制响应及处理；所述音频处理模块APU完成音频的采集以及驱动、音频数字化、音频编解码、音频混音和告警音生成；所述音频传输模块ATU完成数字音频数据的传输处理；所述网络管理模块NMS完成ARINC664网络相关配置管理；所述防雷模块PLU完成设备各信号与对外接口的连接，并为信号提供雷电防护；设备自检模块BITE实现设备的自检功能；所述ARINC664终端模块AES提供ARINC664网络驱动，实现所述通用数据网络数据的收发；所述音频接口模块AIF提供模拟信号接口及离散信号接口。优选的，该系统还包括2台远程数据接口单元，所述远程数据接口单元通过ARINC664终端连接所述通用数据网络，完成网络非音频数据与ARINC664数据的互转，并实现无线电通信设备和无线电导航设备的调谐数据、状态数据和健康数据的数字化传输和处理。优选的，该系统还包括IMA平台、显控单元、综合监视系统、音频存储单元和客舱音频接口单元，所述IMA平台、显控单元、综合监视系统、音频存储单元和客舱音频接口单元分别通过各自的ARINC664终端连接所述通用数据网络。本专利技术具有如下的优点和有益效果：1、本专利技术采用AFDX(ARINC664)通用数据网络，构建了基于通用数据网络的机载音频系统构架，填补了国内的技术空白，且本专利技术采用综合模块化航空电子IMA平台、开放式系统构架及工业标准接口，系统具备灵活可扩充、智能识别及展示的能力；本专利技术实现了机载所有音频上网，减少了音频线缆，整个系统易维护。2、本专利技术采用通用数据网络，航空电子设备网络化，设备软件可配置；本专利技术系统功能共享计算机及输入输出资源，终端即插即用，允许使用通用硬件及软件包，及工业标准测试工具。3、本专利技术后期扩展可支持多种远程接入入网方式，可自主接入异构、混合复杂网络；扩展可支持ARINC429/WIFI/4G/5G等多种总线模式和方式的音频接入和输出，满足机上人员音频应用需求。附图说明此处所说明的附图用来提供对本专利技术实施例的进一步理解，构成本申请的一部分，并不构成对本专利技术实施例的限定。在附图中：图1为本专利技术第一实施例的系统架构示意图。图2为本专利技术的数字音频接口转换单元原理框图。图3为本专利技术的音频控制单元原理框图。图4为本专利技术第二实施例的系统架构示意图。图5为本专利技术第三实施例的系统架构示意图。图6为本专利技术的系统软件架构。具体实施方式为使本专利技术的目的、技术方案和优点更加清楚明白，下面结合实施例和附图，对本专利技术作进一步的详细说明，本专利技术的示意性实施方式及其说明仅用于解释本专利技术，并不作为对本专利技术的限定。实施例1本实施例提出了基于通用数据网络的机载音频系统，该机载音频系统的构建基于通用数据网络的音频系统架构，满足所有机载音频数据上网传输的需求。系统硬件架构如图1所示，该系统包括数字音频接口转换单元、音频控制单元和通用数据网络；所述通用数据网络采用双通道冗余备份的AFDX(ARINC664)航空专用以太网络，由2台通用数据网络交换机及多个接入设备AFDX(ARINC664)终端搭建而成，实现所有机载音频数据上网传输；所述数字音频接口转换单元和音频控制单元分别通过各自的AFDX(ARINC664)终端连接所述通用数据网络，以实现机载音频控制、音频管理数字化传输和处理。本实施例中，该系统支持4台音频接口转换单元接入，所述数字音频接口转换单元完成AFDX(ARINC664)与A429数字音频、模拟音频数据、选呼、PTT数据之间的数据转换；采集VHF语音信号及选呼信号、H本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.基于通用数据网络的机载音频系统，其特征在于，该系统包括数字音频接口转换单元、音频控制单元和通用数据网络；所述通用数据网络采用双通道冗余备份的ARINC664航空专用以太网络，由2台通用数据网络交换机及多个接入设备ARINC664终端搭建而成，实现所有机载音频数据上网传输；所述数字音频接口转换单元和音频控制单元分别通过各自的ARINC664终端连接所述通用数据网络，以实现机载音频控制、音频管理数字化传输和处理。

【技术特征摘要】
1.基于通用数据网络的机载音频系统，其特征在于，该系统包括数字音频接口转换单元、音频控制单元和通用数据网络；所述通用数据网络采用双通道冗余备份的ARINC664航空专用以太网络，由2台通用数据网络交换机及多个接入设备ARINC664终端搭建而成，实现所有机载音频数据上网传输；所述数字音频接口转换单元和音频控制单元分别通过各自的ARINC664终端连接所述通用数据网络，以实现机载音频控制、音频管理数字化传输和处理。2.根据权利要求1所述的基于通用数据网络的机载音频系统，其特征在于，该系统支持4台音频接口转换单元接入，所述数字音频接口转换单元包括ARINC664接口控制与转换模块、音频传输控制模块、音频处理模块、离散数据管理模块、模拟音频接口模块、A429接口模块、设备自检模块和电源模块，且所述ARINC664接口控制与转换模块、音频传输控制模块、音频处理模块、离散数据管理模块、模拟音频接口模块、A429接口模块、设备自检模块和电源模块均集成在母板上。3.根据权利要求2所述的基于通用数据网络的机载音频系统，其特征在于，所述数字音频接口转换单元完成ARINC664与A429数字音频、模拟音频数据、选呼、PTT数据之间的数据转换；采集VHF语音信号及选呼信号、HF语音及选呼信号、SATCOM语音信号、导航音频信号、飞行内话和服务内话信号，并将其数字化、语音编码处理；接收所述通用数据网络的数字音频信号，经过语音解码、数字转模拟后发送到通信电台；实现通信音频、导航音频、飞行内话和服务内话的管理功能以及选呼译码功能。4.根据权利要求3所述的基于通用数据网络的机载音频系统，其特征在于，所述导航音频信号包括MMR电台、INR电台和DME电台的音频信号。5.根据权利要求4所述的基于通用数据网络的机...

【专利技术属性】
技术研发人员：罗斌，刘天华，崔凯，苟江，
申请(专利权)人：中电科航空电子有限公司，
类型：发明
国别省市：四川,51