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短消息電話(huà)中數據鏈路層的控制技術(shù)
摘要：系統采用Winbond的W78E58P單片機為控制中心，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CTSI協(xié)議與服務(wù)器通信。著(zhù)重論述鏈路層的控制技術(shù)，包括數據控制和電話(huà)控制兩個(gè)方面。該方案具有良好的靈活性、可升級性等特點(diǎn)。隨著(zhù)中文短消息的逐步為大家熟知，短消息的使用越來(lái)越多，使用量越來(lái)越大，應用范圍也越來(lái)越廣。中文短消息正以其特有的快捷和方便，影響人們日常生活的許多方面。但你不沒(méi)有想過(guò)有一天用家里的固定電話(huà)來(lái)發(fā)送中文短消息呢？這樣的愿望很快就要實(shí)現。中國電信已在北京、上海、廣州等城市推出此項業(yè)務(wù)，相關(guān)標準也已經(jīng)出臺，中興、貝爾等國內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(kāi)始進(jìn)入百姓生活，短消息電話(huà)在今后的一段時(shí)間將會(huì )有更大的市場(chǎng)。
本文提及的短消息電話(huà)是在能接收來(lái)電顯示的普通電話(huà)基礎上實(shí)現的。本系統主要由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(guò)電話(huà)線(xiàn)與支持固定網(wǎng)短消息業(yè)務(wù)的服務(wù)器連接，實(shí)現短消息的傳輸。本文著(zhù)重從數據鏈路層探討有關(guān)數據通信的控制技術(shù)。
1 系統構成
1.1 系統的硬件組成
短消息電話(huà)是指具有短消息發(fā)送和接收功能的電話(huà)。短消息服務(wù)器和短消息電話(huà)之間采用半雙工通訊方式，通過(guò)FSK（頻移鍵控）信號和DTMF（雙音多頻）信號進(jìn)行數據傳輸，采用交互操作方式。短消息電話(huà)除了具有普通電話(huà)的通話(huà)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(huà)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(huà)機電路提供了DTMF和FSK信號的物理通道，實(shí)現DTMF和FSK信號的發(fā)送和接收及電話(huà)的通信功能；W78E58P單片機為控制中心，協(xié)調和控制各模塊正常工作；SST28SF02存儲器用來(lái)存儲程序代碼、用戶(hù)輸入的信息以及短消息中心傳送的消息；62256為系統正常運動(dòng)提供內存；LCD顯示器和鍵盤(pán)掃描電路實(shí)現人機交互，提供友好操作界面；為了調試方便，增加了與PC串口的接口電路，使得編寫(xiě)的編程可直接到目標機的RAM中運行；此外，PS2接口電路使得用戶(hù)可以利用PC機鍵盤(pán)進(jìn)行中英文輸入。
1.2 系統的信號流程
短消息系統主要是在話(huà)音頻率內傳送數據消息，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信號調制方式。上行信號采用的方式由當地服務(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(huà)接收短消息建立在來(lái)電顯示號碼是短消息中心號碼的基礎上；發(fā)送短消息是在用戶(hù)設定了短消息中心號碼之后，所發(fā)送的信息發(fā)送到所設定的短消息中心。通信過(guò)程如下：首先建立物理鏈接通路，然后與交換機建立普通話(huà)音通道，接著(zhù)通過(guò)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(guò)消息包進(jìn)行交互式通信。
短消息電話(huà)與服務(wù)器的信息交互都由服務(wù)器發(fā)送CTSI命令開(kāi)始，即終端通過(guò)解釋、執行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)送內容給服務(wù)器，即使終端的主動(dòng)服務(wù)申請，也是通過(guò)服務(wù)器發(fā)出服務(wù)訪(fǎng)問(wèn)命令后遞交的。
2 數據鏈路層
2.1 數據鏈路層的功能
數據鏈路層提供可靠的數據傳送，主要是將有噪聲的物理信道變成無(wú)傳輸差錯的通信通道，提供數據成幀、差錯控制和流量控制等。短消息電話(huà)中的鏈路層在電話(huà)通信方面，要實(shí)現對電話(huà)語(yǔ)音通路的控制、電話(huà)的來(lái)電顯示和通話(huà)等功能；在數據控制方面，完成數據包的組包和解包，控制終端和短消息中心交互時(shí)序，對數據包進(jìn)行糾錯并對出錯數據包進(jìn)行重發(fā)處理；在電話(huà)機控制方面，解析應用層的命令，實(shí)現對物理層的控制以及對數據包的自動(dòng)接收和存儲功能。
2.2 數據鏈路層的協(xié)議
短消息電話(huà)中數據鏈路層采用的差錯控制類(lèi)似于停止等待協(xié)議，并采用重發(fā)機制保障終端和服務(wù)器在偶然的故障后仍有機會(huì )保持連接。數據鏈路層完成了規定次數的重發(fā)后仍然出錯時(shí)，服務(wù)器則斷開(kāi)與終端的連接。
數據鏈路層的上行FSK數據包和下行FSK數據包格式如圖2所示，一個(gè)鏈路層FSK數據包包括六部分：同步引導串，由82bit交替的“01”加8bit“1”構成，具體參見(jiàn)CTSI協(xié)議，對于短消息電話(huà)（終端）本身來(lái)說(shuō)只要讀到至少50bit交替出現的“01”以及同步結束字符后，即可以認為同步建立；消息類(lèi)型，指明信息內容的類(lèi)型，根據協(xié)議規定分為一般類(lèi)型和特殊類(lèi)型，終端根據不同的類(lèi)型進(jìn)行相應的處理；消息長(cháng)度，指消息特征號的字節數（=1）加消息層信息內容的字節數；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)；消息層信息內容，由消息層負責解析，包含一條CTSI操作命令，最大長(cháng)度不大于254字節；校驗和，用于數據傳送過(guò)程中的糾錯，取值為該數據包中除同步引導串值外的所有字節的和，按256取模，再取補后得到的值。
由于終端還可以DTMF形式上送數據，因此DTMF數據包又分為：編碼格式的DTMF上行命令響應信息包、非編碼格式的DTMF上行命令響應信息包和非編碼格式的DTMF上行信息包。上行DTMF命令響應消息包（編碼方式）是終端對SMC的FSK數據的響應信息包；上行DTMF命令響應信息包（非編碼方式
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