短消息電話數(shù)據(jù)鏈技術(shù)分析論文(全文)

1、短消息電話數(shù)據(jù)鏈技術(shù)分析論文隨著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(yīng)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?nèi)粘Ｉ畹脑S多方面。但你不沒(méi)有想過(guò)有一天用家里的固定電話來(lái)發(fā)送中文短消息呢？這樣的愿望很快就要實(shí)現(xiàn)。ZG電信已在、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(guó)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XX短信已經(jīng)開(kāi)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(chǎng)。本文提及的短消息電話是在能接收來(lái)電顯示的一般電話基礎(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LC

2、D電路和微操縱器電路組成。通過(guò)電話線與支持固定XX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)通信的操縱技術(shù)。系統(tǒng)構(gòu)成系統(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納半雙工通訊方式，通過(guò)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，采納交互操作方式。短消息電話除了具有一般電話的通話功能外，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

3、發(fā)送和接收及電話的通信功能；W78E58P單片機(jī)為操縱中心，協(xié)調(diào)和操縱各模塊正常工作；SST28SF02存儲(chǔ)器用來(lái)存儲(chǔ)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(tǒng)正常運(yùn)動(dòng)提供內(nèi)存；LCD顯示器和鍵盤(pán)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(xiě)的編程可直接到目標(biāo)機(jī)的RM中運(yùn)行；此外，PS2接口電路使得用戶(hù)可以利用PC機(jī)鍵盤(pán)進(jìn)行中英文輸入。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）采納半雙工頻移鍵控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）采納DTMF信號(hào)模式或FSK信號(hào)

4、調(diào)制方式。上行信號(hào)采納的方式由當(dāng)?shù)胤?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(lái)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(hù)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(guò)程如下：首先建立物理鏈接通路，然后與交換機(jī)建立一般話音通道，接著通過(guò)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(guò)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(kāi)始，即終端通過(guò)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

5、通過(guò)服務(wù)器發(fā)出服務(wù)訪問(wèn)命令后遞交的。數(shù)據(jù)鏈路層數(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(wú)傳輸差錯(cuò)的通信通道，提供數(shù)據(jù)成幀、差錯(cuò)操縱和流量操縱等。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(yǔ)音通路的操縱、電話的來(lái)電顯示和通話等功能；在數(shù)據(jù)操縱方面，完成數(shù)據(jù)包的組包和解包，操縱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)操縱方面，解析應(yīng)用層的命令，實(shí)現(xiàn)對(duì)物理層的操縱以及對(duì)數(shù)據(jù)包的自動(dòng)接收和存儲(chǔ)功能。數(shù)據(jù)鏈路層的協(xié)議短消息電話中數(shù)據(jù)鏈路層采納的差錯(cuò)操縱類(lèi)似于停止等待協(xié)議，并采納重發(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

6、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(kāi)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(jiàn)CTSI協(xié)議，對(duì)于短消息電話（終端）本身來(lái)說(shuō)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(lèi)型，指明信息內(nèi)容的類(lèi)型，根據(jù)協(xié)議規(guī)定分為一般類(lèi)型和特別類(lèi)型，終端根據(jù)不同的類(lèi)型進(jìn)行相應(yīng)的處理；消息長(zhǎng)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

7、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(zhǎng)度不大于254字節(jié)；校驗(yàn)和，用于數(shù)據(jù)傳送過(guò)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）也是終端對(duì)SMC的FSK數(shù)據(jù)的響應(yīng)信息包，主要采納了非編碼方式，此種返回信息包目前只用于信息下載指令

8、中，用于描述指令的解釋執(zhí)行情況，具體內(nèi)容詳見(jiàn)協(xié)議；上行DMTF上行信息包（非編碼方式）是終端對(duì)SMC的指令響應(yīng)，具體的信令如表1所示。表1數(shù)據(jù)鏈路層上行DTMF上行信令包的格式名稱(chēng)作用組成含義CS的CK設(shè)備響應(yīng)DTMF當(dāng)終端收到CS音后，發(fā)DTMF音，表示確認(rèn)FSK包的CK數(shù)據(jù)糾錯(cuò)DTMFD1數(shù)據(jù)傳送正確DTMFD0數(shù)據(jù)傳送錯(cuò)誤數(shù)據(jù)鏈路層的電話功能短消息電話的鏈路層要實(shí)現(xiàn)電話功能，因此基本的電話功能都由鏈路層和物理處理，主要分為：來(lái)電顯示功能、短消息數(shù)據(jù)包的接收、連接到服務(wù)器、基本的電話通話功能和按鍵撥號(hào)功能。同時(shí)要配合電話不同功能的界面顯示。來(lái)電顯示功能和短消息數(shù)據(jù)包的接收都是對(duì)FSK數(shù)據(jù)包

9、的解析，兩者的不同之處在于具體的數(shù)據(jù)格式：來(lái)電顯示數(shù)據(jù)是在第一聲和第二聲振鈴之間傳過(guò)來(lái)的FSK數(shù)據(jù)，而短消息數(shù)據(jù)包是在建立了短消息通信通道后在線路上傳輸?shù)腇SK數(shù)據(jù)包。這里主要針對(duì)符合Bell202標(biāo)準(zhǔn)的FSK來(lái)電顯示信號(hào)進(jìn)行闡述。FSK來(lái)電顯示信號(hào)數(shù)據(jù)包有兩種格式：?jiǎn)沃剖叫畔ㄈ掌?、時(shí)間、電話號(hào)碼、姓名。在第一聲與第二聲振鈴之間將數(shù)據(jù)包解析，并將日期、時(shí)間、電話號(hào)碼等信息在LCD上顯示，實(shí)現(xiàn)來(lái)電顯示功能。連接到服務(wù)器，由軟件操縱電話機(jī)摘機(jī)、撥號(hào)到服務(wù)器，服務(wù)器機(jī)響應(yīng)撥號(hào)，建立物理通道的連接。當(dāng)服務(wù)器摘機(jī)并發(fā)出回應(yīng)信號(hào)CS音，在規(guī)定時(shí)間內(nèi)終端回應(yīng)DTMF的“”信號(hào)，與服務(wù)器建立數(shù)據(jù)通路，進(jìn)行

10、數(shù)據(jù)包交互通信。然后解析服務(wù)器的數(shù)據(jù)，執(zhí)行服務(wù)器下行的指令，與用戶(hù)進(jìn)行交互?；镜碾娫捦ㄔ捁δ芎桶存I撥號(hào)功能是一部電話必須具備的功能，主要由電路硬件完成。鏈路層主要操縱液晶顯示與之相配合的操作界面。當(dāng)用電話撥號(hào)時(shí)，屏幕弱出電話撥號(hào)界面，有按鍵按下時(shí)操縱發(fā)送和相應(yīng)的DTMF音，同時(shí)在屏幕上顯示按下的按鍵值。在電話處于通話狀態(tài)時(shí)，屏幕顯示相應(yīng)的界面，提示用戶(hù)通話時(shí)間及撥入或撥出電話的號(hào)碼等信息。數(shù)據(jù)鏈路層中的操縱技術(shù)數(shù)據(jù)鏈路層的數(shù)據(jù)操縱技術(shù)數(shù)據(jù)鏈路層的數(shù)據(jù)分為上行和下行數(shù)據(jù)，本系統(tǒng)中將其分開(kāi)處理，上行數(shù)據(jù)在主函數(shù)中循環(huán)調(diào)用處理，而下行數(shù)據(jù)在中斷中處理。上行數(shù)據(jù)包處理流程圖如圖3所法。對(duì)數(shù)據(jù)的處理是

11、在主函數(shù)中，因此可有適當(dāng)?shù)牡却脱舆t，但必須在協(xié)議規(guī)定的時(shí)間內(nèi)完成對(duì)數(shù)據(jù)包的處理，它對(duì)時(shí)間的要求不如中斷對(duì)時(shí)間要求那么苛刻。因?yàn)樯蟼鲾?shù)據(jù)包的過(guò)程是終端主動(dòng)上載數(shù)據(jù)信息，鏈路層對(duì)數(shù)據(jù)包的多少十分清楚，而且在服務(wù)器接收到數(shù)據(jù)包后，肯定應(yīng)答數(shù)據(jù)說(shuō)明數(shù)據(jù)包傳輸是否正確，而服務(wù)器應(yīng)答數(shù)據(jù)包是下行數(shù)據(jù)在中斷中處理。因此，在上傳一個(gè)數(shù)據(jù)包后可以等待服務(wù)器的應(yīng)答信號(hào)，以確定是否要重發(fā)當(dāng)前數(shù)據(jù)包。整個(gè)處理過(guò)程主要應(yīng)當(dāng)處理好與中斷服務(wù)程序的配合，以及用戶(hù)界面的操作，操縱相對(duì)比較簡(jiǎn)單。下行數(shù)據(jù)包處理流程如圖4所示，處理過(guò)程比較復(fù)雜。由于服務(wù)器隨時(shí)都有呼叫終端的可能性，使得下行數(shù)據(jù)傳輸具有隨機(jī)性。因此這種情況最適于在

12、中斷中進(jìn)行處理。中斷處理又有其自身的特點(diǎn)，如中斷函數(shù)不能進(jìn)行參數(shù)傳遞并且沒(méi)有返回值；中斷函數(shù)中調(diào)用其他函數(shù)時(shí)，被調(diào)用函數(shù)所使用的寄存器組必須與中斷函數(shù)相同等。這就決定了中斷函數(shù)中的處理技術(shù)與主函數(shù)中的處理技術(shù)相比受到了很大的限制。中斷函數(shù)首先對(duì)鏈路層各個(gè)狀態(tài)下的超時(shí)定時(shí)器進(jìn)行處理，當(dāng)有定時(shí)器超時(shí)時(shí)，根據(jù)協(xié)議規(guī)定進(jìn)行相應(yīng)的超時(shí)處理，通常的處理是操縱終端掛機(jī)；數(shù)據(jù)包處理過(guò)程中，與物理層建立循環(huán)隊(duì)列緩沖區(qū)，每10毫秒中斷時(shí)從緩沖區(qū)中取數(shù)據(jù)，如果緩沖區(qū)中有數(shù)據(jù)則連續(xù)地取出數(shù)據(jù)直到隊(duì)列中的數(shù)據(jù)取完，而當(dāng)循環(huán)隊(duì)列緩沖區(qū)沒(méi)有數(shù)據(jù)時(shí)，則直接退出中斷，等待下次中斷再進(jìn)行取數(shù)據(jù)處理；按協(xié)議規(guī)定方式從物理層中取出完

13、整數(shù)據(jù)包后，通過(guò)校驗(yàn)和對(duì)數(shù)據(jù)包進(jìn)行校驗(yàn)，如果數(shù)據(jù)包傳輸不正確，則向服務(wù)器應(yīng)答“D0”，請(qǐng)求服務(wù)器重發(fā)，當(dāng)數(shù)據(jù)包傳輸正確時(shí)，則向服務(wù)器應(yīng)答“D1”，發(fā)完應(yīng)答數(shù)據(jù)后將終端置于接收數(shù)據(jù)狀態(tài)并啟動(dòng)重發(fā)超時(shí)定時(shí)器。中斷處理數(shù)據(jù)過(guò)程中，要與主函數(shù)進(jìn)行配合在液晶屏上顯示用戶(hù)提示信息。另外在中斷函數(shù)中最好不進(jìn)行液晶以及FLSH存儲(chǔ)器的操作，因類(lèi)容易導(dǎo)致函數(shù)的雙重調(diào)用，這是由中斷處理的自身特點(diǎn)決定的。數(shù)據(jù)鏈路層的電話功能操縱技術(shù)短消息電話中數(shù)據(jù)鏈路層的操縱技術(shù)包括對(duì)各種電話功能的操縱，例如按鍵、摘機(jī)、掛機(jī)、重?fù)堋⒚馓岬入娫捁δ艿能浖δ芏荚阪溌穼訉?shí)現(xiàn)。由于電話功能的操縱不是本文的論述重點(diǎn)，在此僅以摘機(jī)撥打電話過(guò)程為例。在掛機(jī)狀態(tài)下，當(dāng)鏈路層檢測(cè)到摘機(jī)信號(hào)時(shí)，鏈路層操縱液晶顯示撥出電話界面，然后在中斷中檢測(cè)按鍵并將按鍵值以DTMF信號(hào)發(fā)送到交換機(jī)，同時(shí)界面顯示用戶(hù)按下的按鍵值。而話音信號(hào)處理主要由物理電路和交換機(jī)來(lái)完成，當(dāng)檢測(cè)到掛機(jī)信號(hào)時(shí)，鏈路層操縱終端進(jìn)行軟件掛機(jī)，對(duì)使用時(shí)的變量進(jìn)行初始化，回到掛機(jī)狀態(tài)，完成了電話的撥號(hào)、通話和掛機(jī)的過(guò)程。其它的電話功能主要根據(jù)實(shí)際操作中的需要進(jìn)行相應(yīng)的處理，包括鏈路層中對(duì)FLSH存儲(chǔ)器的操作這些過(guò)程，主要注意與其他程序模塊的配合以及符合實(shí)際處理的需求。此方案的短消息電