机载电台话音质量评估方法研究与应用

机载电台话音质量评估方法研究与应用
文章对话音质量进行量化分析，利用语音识别技术，结合专家打分，形成一套话音质量的评判方法，可以实现对话音质量的好坏进行评估，并在某型直升机上得到很好的验证。

标签：机载电台；话音质量；定量分析；语音识别
Abstract：In this paper，the voice quality is analyzed quantitatively，and a set of evaluation methods of voice quality is formed by using speech recognition technology and expert scoring，which can be used to evaluate the voice quality and be well verified in a certain helicopter.
Keywords：airborne radios；voice quality；quantitative analysis；voice recognition
1 概述
随着通信系统技术的不断发展，任务执行能力也越来越重要，越来越综合，通信系统性能参数多，设计复杂，要求严格，如何通过试飞对通信系统功能性能、任务执行能力等进行全面考核和验证，是值得全面考虑、深入研究的问题。

我国通信系统话音质量评估技术还处于初级阶段，没有成熟的评估方法，为了能够客观并具有针对性的话音质量进行评估，本文依某型直升机平台开展了机载电台话音质量评估技术的研究[2]。

2 话音信号质量等级的划分
通信距离是机载电台的一个重要考核指标，对通信距离是否能达到要求，主要在于在规定距离内塔台是否能够清晰辨别飞行员的语音信号。

所以，需要在一定范围内对直升机传出的语音信号质量进行评估。

话音质量是评定通信设备或话音传输系统传输质量的指标。

话音质量的主要品质特征参数有清晰度、可懂度等[6]。

2.1 话音清晰度
话音清晰度是指听音人正确收听到被传送的、相互无联系的音节占总发送音节的百分数，用Bq表示。

对汉语而言，习惯上称为“单字清晰度”，单字清晰度分为5个质量等级，其等级标准见表1。

国外军用通信一般要求话音清晰度应在75%以上
2.2 话音可懂度
话音可懂度是指听音人听懂被传送的、相互无联系的汉语句子占总发送句子的百分数，用Bk表示。

话音可懂度分为5个质量等级，其等级标准见表2。

国外军事通信一般要求话音可懂度应在85%以上
2.3 辨识发音人时间
辨识发音人时间是指听音人根据收听到的话音正确识别发音人所需的时间，用Ts表示。

辨认时间分为5个质量等级，其等级标准见表3。

国外军用通信一般要求在30s内能辨认出发音人。

2.4 话音质量等级标准
話音质量是话音清晰度、话音可懂度和辨识发音人时间的综合，因此，话音信号的好坏主要由话音质量表现出来，话音质量大致分为5个等级，军用通信一般要求话音信号质量等级应在三级以上，等级标准见表4。

3 语音信号评估
在无法满足信号足够强的条件下，用下式计算通信距离：
PR=PT-20logf（MHz）-20logd（km）-LT-LR+GT+GR-LTX filter-32.4 （3-1）
其中PR为接收机灵敏度（非AM模式下不大于-104dBm，AM模式下不大于-106dBm），PT为发射机功率，d为通信距离，f为工作频率，LT为机上馈线损耗，LR为地面馈线损耗，LTX filter为机上发滤波器损耗，LRX filter为机上收滤波器损耗，GT为机载天线增益，GR为地面天线增益[1]。

以某型直升机为例，该直升机有效通信距离为500Km，受地球曲面的影响，直升机在飞行高度为3000m时，信号的传输效果最好。

经过模拟计算，在同一飞行高度下，可以看出，该型直升机话音质量与飞行距离成反比；在通信距离一定时，可以看出，随着飞行高度的增加，话音质量越来越好。

为便于衡量话音质量的好坏，我们选举数码1、2、3、4、5、6、7、8、9、0这十个数，分别读为Yāo（幺）、liǎng（两）、sān（三）、sì（四）、wǔ（五）、liù（六）、guǎi（拐）、bā（八）、gōu（勾）、dòng（洞），选任意四个为一组，经过多次训练，根据不同的话音质量，把话音效果分为5个等级，为确定等级的划分标准，将主观评价的认为因素降至最低，声音样本判读之前，成立话音质量判读小组，判读组成员由至少3名有话音质量评判资质的人员组成。

声音样本选定后，使用同一认可的判读机器，以最佳方式显示。

在直升机拉距试飞时，选择直升机由近距向远距试飞，每飞到一定距离，向塔台报告任意四个数字，若塔台显示话音质量在三级以上，则继续向远离塔台的方向试飞，直至塔台显示话音质量在三级以下，则此时的距离即为直升机电台有效通信距离。

如图1所示。

4 结束语
本文从直升机拉距工程需要出发，对机载地台话音质量进行评估，该方法通过一系列试飞验证，其性能指标满足要求，该方法现实可行，同时可以扩展到战斗机、运输机等其他机型，对后续相关工作具有一定的现实指导作用。

参考文献：
[1]杨胜学，吴志军.机载超短波电台通信距离近问题的分析与排除[J].山东：科技经济导刊，2017：18-19.
[2]王新岱，杨付正.话音质量的主观评估估计方法的研究[J].北京：电视技术，2013（8）：81-83.
[3]潘昌信，等.通信原理[M].北京：国防工业出版社出版社，2013.
[4]丁瑾，钟涛.话音质量的一种新的评价方法[J].北京：北京邮电法学学报，2013.
[5]高雪.语音识别技术在人机交互中的应用研究[J].北京：北方工业大学学报，2017.
[6]GJB2763-1996标准名称：通信设备话音质量等级标准与评测方法[S].
[7]王敏妲.语音识别技术的研究与发展[J].北京：微型机与应用，2009.。