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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信號和FSK信號的接收發(fā)送、信息顯示和存儲，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方面。該方案具有良好的靈活性、可升級性等特點(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，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間將會有更大的市場。
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信號接收發(fā)送電路、FSK信號接收發(fā)送電路、存儲器電路、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）信號和DTMF（雙音多頻）信號進(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、DTMF信號、FSK信號發(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信號的物理通道，實(shí)現(xiàn)DTMF和FSK信號的發(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存儲器用來存儲程序代碼、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（短消息中心到短消息終端）采用半雙工頻移鍵控FSK信號調(diào)制方式；上行信號（短消息終端到短消息中心）采用DTMF信號模式或FSK信號調(diào)制方式。上行信號采用的方式由當(dāng)?shù)胤⻊?wù)器決定，而DTMF信號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碼是短消息中心號碼的基礎(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。終端不主動發(fā)送內(nèi)容給服務(wù)器，即使終端的主動服務(wù)申請，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的通信通道，提供數(shù)據(jù)成幀、差錯控制和流量控制等。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序，對數(shù)據(jù)包進(jìn)行糾錯并對出錯數(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)對物理層的控制以及對數(shù)據(jù)包的自動接收和存儲功能。
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)后仍然出錯時，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，目前僅使用十六進(jìn)制01一種消息特片號，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，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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