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短消息電話中數據鏈路層的控制技術
摘要：系統采用Winbond的W78E58P單片機為控制中心，處理DIMF信號和FSK信號的接收發送、信息顯示和存儲，并依據CTSI協議與服務器通信。著重論述鏈路層的控制技術，包括數據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。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，影響人們日常生活的許多方面。但你不沒有想過有一天用家里的固定電話來發送中文短消息呢？這樣的愿望很快就要實現。中國電信已在北京、上海、廣州等城市推出此項業務，相關標準也已經出臺，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器，固網短信已經開始進入百姓生活，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上實現的。本系統主要由DMTF信號接收發送電路、FSK信號接收發送電路、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短消息業務的服務器連接，實現短消息的傳輸。本文著重從數據鏈路層探討有關數據通信的控制技術。
1 系統構成
1.1 系統的硬件組成
短消息電話是指具有短消息發送和接收功能的電話。短消息服務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）信號進行數據傳輸，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模塊與電話機電路提供了DTMF和FSK信號的物理通道，實現DTMF和FSK信號的發送和接收及電話的通信功能；W78E58P單片機為控制中心，協調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為系統正常運動提供內存；LCD顯示器和鍵盤掃描電路實現人機交互，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接口電路使得用戶可以利用PC機鍵盤進行中英文輸入。
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上；發送短消息是在用戶設定了短消息中心號碼之后，所發送的信息發送到所設定的短消息中心。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行交互式通信。
短消息電話與服務器的信息交互都由服務器發送CTSI命令開始，即終端通過解釋、執行CTSI命令并回送返回值的方式進行交互。終端不主動發送內容給服務器，即使終端的主動服務申請，也是通過服務器發出服務訪問命令后遞交的。
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。短消息電話中的鏈路層在電話通信方面，要實現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序，對數據包進行糾錯并對出錯數據包進行重發處理；在電話機控制方面，解析應用層的命令，實現對物理層的控制以及對數據包的自動接收和存儲功能。
2.2 數據鏈路層的協議
短消息電話中數據鏈路層采用的差錯控制類似于停止等待協議，并采用重發機制保障終端和服務器在偶然的故障后仍有機會保持連接。數據鏈路層完成了規定次數的重發后仍然出錯時，服務器則斷開與終端的連接。
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CTSI協議，對于短消息電話（終端）本身來說只要讀到至少50bit交替出現的“01”以及同步結束字符后，即可以認為同步建立；消息類型，指明信息內容的類型，根據協議規定分為一般類型和特殊類型，終端根據不同的類型進行相應的處理；消息長度，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，目前僅使用十六進制01一種消息特片號，其余保留以利于拓展新的電信業務；消息層信息內容，由消息層負責解析，包含一條CTSI操作命令，最大長度不大于254字節；校驗和，用于數據傳送過程中的糾錯，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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