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短消息電話中數(shù)據(jù)鏈路層的控制技術(shù)
摘要：系統(tǒng)采用Winbond的W78E58P單片機(jī)為控制中心，處理DIMF信號(hào)和FSK信號(hào)的接收發(fā)送、信息顯示和存儲(chǔ)，并依據(jù)CTSI協(xié)議與服務(wù)器通信。著重論述鏈路層的控制技術(shù)，包括數(shù)據(jù)控制和電話控制兩個(gè)方面。該方案具有良好的靈活性、可升級(jí)性等特點(diǎn)。隨著中文短消息的逐步為大家熟知，短消息的使用越來越多，使用量越來越大，應(yīng)用范圍也越來越廣。中文短消息正以其特有的快捷和方便，影響人們?nèi)粘Ｉ畹脑S多方面。但你不沒有想過有一天用家里的固定電話來發(fā)送中文短消息呢？這樣的愿望很快就要實(shí)現(xiàn)。中國電信已在北京、上海、廣州等城市推出此項(xiàng)業(yè)務(wù)，相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)也已經(jīng)出臺(tái)，中興、貝爾等國內(nèi)大型通信公司推出了支持中文短消息傳遞的服務(wù)器，固網(wǎng)短信已經(jīng)開始進(jìn)入百姓生活，短消息電話在今后的一段時(shí)間將會(huì)有更大的市場。
本文提及的短消息電話是在能接收來電顯示的普通電話基礎(chǔ)上實(shí)現(xiàn)的。本系統(tǒng)主要由DMTF信號(hào)接收發(fā)送電路、FSK信號(hào)接收發(fā)送電路、存儲(chǔ)器電路、顯示LCD電路和微控制器電路組成。通過電話線與支持固定網(wǎng)短消息業(yè)務(wù)的服務(wù)器連接，實(shí)現(xiàn)短消息的傳輸。本文著重從數(shù)據(jù)鏈路層探討有關(guān)數(shù)據(jù)通信的控制技術(shù)。
1 系統(tǒng)構(gòu)成
1.1 系統(tǒng)的硬件組成
短消息電話是指具有短消息發(fā)送和接收功能的電話。短消息服務(wù)器和短消息電話之間采用半雙工通訊方式，通過FSK（頻移鍵控）信號(hào)和DTMF（雙音多頻）信號(hào)進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸，采用交互操作方式。短消息電話除了具有普通電話的通話功能外，還有中文顯示、信息存儲(chǔ)、DTMF信號(hào)、FSK信號(hào)發(fā)送接收等功能。短消息電話的功能框圖如圖1所示。
各模塊的功能如下：CMX605、CMX602模塊與電話機(jī)電路提供了DTMF和FSK信號(hào)的物理通道，實(shí)現(xiàn)DTMF和FSK信號(hào)的發(fā)送和接收及電話的通信功能；W78E58P單片機(jī)為控制中心，協(xié)調(diào)和控制各模塊正常工作；SST28SF02存儲(chǔ)器用來存儲(chǔ)程序代碼、用戶輸入的信息以及短消息中心傳送的消息；62256為系統(tǒng)正常運(yùn)動(dòng)提供內(nèi)存；LCD顯示器和鍵盤掃描電路實(shí)現(xiàn)人機(jī)交互，提供友好操作界面；為了調(diào)試方便，增加了與PC串口的接口電路，使得編寫的編程可直接到目標(biāo)機(jī)的RAM中運(yùn)行；此外，PS2接口電路使得用戶可以利用PC機(jī)鍵盤進(jìn)行中英文輸入。
1.2 系統(tǒng)的信號(hào)流程
短消息系統(tǒng)主要是在話音頻率內(nèi)傳送數(shù)據(jù)消息，下行信號(hào)（短消息中心到短消息終端）采用半雙工頻移鍵控FSK信號(hào)調(diào)制方式；上行信號(hào)（短消息終端到短消息中心）采用DTMF信號(hào)模式或FSK信號(hào)調(diào)制方式。上行信號(hào)采用的方式由當(dāng)?shù)胤⻊?wù)器決定，而DTMF信號(hào)模式又分為編碼方式和非編碼方式，由具體的短消息協(xié)議確定。
短消息電話接收短消息建立在來電顯示號(hào)碼是短消息中心號(hào)碼的基礎(chǔ)上；發(fā)送短消息是在用戶設(shè)定了短消息中心號(hào)碼之后，所發(fā)送的信息發(fā)送到所設(shè)定的短消息中心。通信過程如下：首先建立物理鏈接通路，然后與交換機(jī)建立普通話音通道，接著通過中心號(hào)碼與短消息中心建立信息通道，短消息中心和短消息終端就可以通過消息包進(jìn)行交互式通信。
短消息電話與服務(wù)器的信息交互都由服務(wù)器發(fā)送CTSI命令開始，即終端通過解釋、執(zhí)行CTSI命令并回送返回值的方式進(jìn)行交互。終端不主動(dòng)發(fā)送內(nèi)容給服務(wù)器，即使終端的主動(dòng)服務(wù)申請(qǐng)，也是通過服務(wù)器發(fā)出服務(wù)訪問命令后遞交的。
2 數(shù)據(jù)鏈路層
2.1 數(shù)據(jù)鏈路層的功能
數(shù)據(jù)鏈路層提供可靠的數(shù)據(jù)傳送，主要是將有噪聲的物理信道變成無傳輸差錯(cuò)的通信通道，提供數(shù)據(jù)成幀、差錯(cuò)控制和流量控制等。短消息電話中的鏈路層在電話通信方面，要實(shí)現(xiàn)對(duì)電話語音通路的控制、電話的來電顯示和通話等功能；在數(shù)據(jù)控制方面，完成數(shù)據(jù)包的組包和解包，控制終端和短消息中心交互時(shí)序，對(duì)數(shù)據(jù)包進(jìn)行糾錯(cuò)并對(duì)出錯(cuò)數(shù)據(jù)包進(jìn)行重發(fā)處理；在電話機(jī)控制方面，解析應(yīng)用層的命令，實(shí)現(xiàn)對(duì)物理層的控制以及對(duì)數(shù)據(jù)包的自動(dòng)接收和存儲(chǔ)功能。
2.2 數(shù)據(jù)鏈路層的協(xié)議
短消息電話中數(shù)據(jù)鏈路層采用的差錯(cuò)控制類似于停止等待協(xié)議，并采用重發(fā)機(jī)制保障終端和服務(wù)器在偶然的故障后仍有機(jī)會(huì)保持連接。數(shù)據(jù)鏈路層完成了規(guī)定次數(shù)的重發(fā)后仍然出錯(cuò)時(shí)，服務(wù)器則斷開與終端的連接。
數(shù)據(jù)鏈路層的上行FSK數(shù)據(jù)包和下行FSK數(shù)據(jù)包格式如圖2所示，一個(gè)鏈路層FSK數(shù)據(jù)包包括六部分：同步引導(dǎo)串，由82bit交替的“01”加8bit“1”構(gòu)成，具體參見CTSI協(xié)議，對(duì)于短消息電話（終端）本身來說只要讀到至少50bit交替出現(xiàn)的“01”以及同步結(jié)束字符后，即可以認(rèn)為同步建立；消息類型，指明信息內(nèi)容的類型，根據(jù)協(xié)議規(guī)定分為一般類型和特殊類型，終端根據(jù)不同的類型進(jìn)行相應(yīng)的處理；消息長度，指消息特征號(hào)的字節(jié)數(shù)（=1）加消息層信息內(nèi)容的字節(jié)數(shù)；信息特征號(hào)，目前僅使用十六進(jìn)制01一種消息特片號(hào)，其余保留以利于拓展新的電信業(yè)務(wù)；消息層信息內(nèi)容，由消息層負(fù)責(zé)解析，包含一條CTSI操作命令，最大長度不大于254字節(jié)；校驗(yàn)和，用于數(shù)據(jù)傳送過程中的糾錯(cuò)，取值為該數(shù)據(jù)包中除同步引導(dǎo)串值外的所有字節(jié)的和，按256取模，再取補(bǔ)后得到的值。
由于終端還可以DTMF形式上送數(shù)據(jù)，因此DTMF數(shù)據(jù)包又分為：編碼格式的DTMF上行命令響應(yīng)信息包、非編碼格式的DTMF上行命令響應(yīng)信息包和非編碼格式的DTMF上行信息包。上行DTMF命令響應(yīng)消息包（編碼方式）是終端對(duì)SMC的FSK數(shù)據(jù)的響應(yīng)信息包；上行DTMF命令響應(yīng)信息包（非編碼方式
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