摘要：地面與飛船之間的話音通信是載人航天通信系統的關鍵組成部分。結合USB話音系統的組成和信息流程，提出了一種基于全態模擬器的新型通信回路檢測方法。通過全態模擬器構成的天地話音通信回路能很好的檢測整個載人航天通信系統的工作情況，并且能單獨的經常性的檢測單個測控站話音系統的工作情況，以確保話音回路暢通無阻，為載人航天任務的順利完成提供重要保障。
關鍵詞：USB系統；話音通信；數字保密機；全態模擬器

0 引言
載人航天是我國前所未有的宏大系統工程。天地話音通信系統是載人航天通信系統的關鍵組成部分。天地話音通信的主要任務是完成飛船與地面指揮系統間的話音通信。在天地話音傳輸中，我國采用的主要手段是利用天地S頻段統一測控通信系統(USB)的數傳信道傳送天地下行(飛船至地面)話音，利用發射機和高功放傳送上行(地面至飛船)話音。
載人航天天地通信的上、下行話音通道工作狀態的好壞將直接影響到整個任務的成功與否。但由于飛船和地面通信系統的結構復雜，如何能在飛船未上天以及未載人條件下，尋找適當的測試方法，對整個天地話音通信系統尤其是地面通信網絡各個環節是非常重要的。對測控站而言，現階段主要采取任務前的天地通信聯調，進行天地話音通信鏈路檢查和測試，以確認系統的正確性。但在天地通信聯調中線纜連接較多，連接方式變換較快，沒有具體操作規范和注意事項，容易造成崗位人員誤操作，影響天地通信聯調順利進行。同時天地通信聯調次數有限，也影響天地話音通信系統檢查和測試。這就需要規范聯調中操作，并且要尋求一種新方法能經常性檢測USB分系統話音通信鏈路工作情況。

1 USB天地話音通信系統分析
1．1 神舟任務中的天地USB通信回路
USB天地話音通信系統包括北京天地通信指控中心、USB測控通信站和飛船USB測控通信系統的相關設備。位于北京航天指控中心的天地通信指控中心對天地話音進行統一管理，一方面它負責對指揮員話音進行分配，同時匯集接收飛船下傳的宇航員話音。USB測控通信站分別在一定區域內負責與飛船的通信聯系。天地通信指控中心再通過衛星通信線路和地面傳輸線路與各USB測控通信站之間建立通信信息，借助USB測控站與飛船建立天地話音傳輸信道。其回路示意如圖1所示。

1．2 USB天地話音通信信息流程
神舟任務中，USB話音通信作為天地通信的主要技術手段。其信息傳遞過程如下：
上行模擬話音在天地通信指控中心，送USB話音保密機，形成上行數字話音，之后數字話音信號途徑DDN專網分送對應通信測站，測站將上行數字話音調制后在飛船覆蓋范圍內發送至飛船，飛船USB系統接收信號并解調，去密，譯碼，恢復話音信息。
下行兩路話音經過USB話音保密機，形成下行數字話音，與其他測控信息一起，經USB信道向下發送至測控通信站，USB站將含有話音的支路數據送北京中心，經中心計算機系統解包，將其中下行數字話音送監控中心，之后解密、譯碼還原出話音，并將話音送監聽、監視和記錄單元。
其系統連接如圖2所示，圖中A為上行話音信號，B為下行話音信號。

2 USB話音通信上行鏈路檢查
USB數字話音保密機用于飛船宇航員與地面指揮員之間的雙向話音通信，是實施天地話音測試的一個關鍵設備，完成話音信號的數字化編解碼、加解密、復分接等功能。
USB保密機一共有十個接口，其中有一個上行和兩個下行模擬接口，上行單路模擬話音經編碼、加密，形成話音數據，從USB保密機上行數字接口輸出；下行2路模擬話音分別從兩個模擬接口接入，經編碼形成兩路話音數據，加密，并交叉復接，合成話音數據，從USB保密機下行數據接口輸出。
2．1 USB數字保密機檢查
USB保密機利用本身具有的自環檢查功能，檢查保密機系統內部環路是否正常，再設置工作狀態，檢查保密機工作情況，其連接如圖3所示。

話音經話筒到保密機內部經采樣、量化、編碼，生成標準的PCM碼，同時產生發送數據所需要的時鐘，通過內部數據線將發送數據直接返回保密機，在保密機解調部分將PCM碼恢復成語音信號通過耳機送出，可以通過判斷語音信號的質量來判斷保密機的工作狀態。
2．2 USB發射機話音終端檢查
USB發射機話音終端作為載人航天天地通信的上行話音的必經通道，其工作狀態的好壞將直接影響到整個任務的成功與否，所以要對其工作狀態進行檢驗，其連接如圖4所示。