阮寧君 （長(zhǎng)江大學(xué)電子信息學(xué)院，湖北 荊州434023）

孟秀麗 （中原石油勘探局地球物理勘探公司，河南 濮陽(yáng)457001）

王 憶 （上海浦東華油實(shí)業(yè)有限責(zé)任公司陽(yáng)光物業(yè)管理分公司，上海200122）

近些年來，數(shù)字通訊系統(tǒng)發(fā)展迅速，要求正確無(wú)誤地傳輸大量數(shù)字化信令和信息[1]。由于頻移鍵控（Frequency shift keying，F(xiàn)SK）技術(shù)具有實(shí)現(xiàn)容易、抗衰減和抗噪性能較強(qiáng)的特點(diǎn)，因而其在數(shù)字通訊系統(tǒng)領(lǐng)域被廣泛使用。為此，筆者利用FSK技術(shù)進(jìn)行了數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)的設(shè)計(jì)。

1 總體通訊協(xié)議框圖及工作流程

商品查詢機(jī)和語(yǔ)音平臺(tái)服務(wù)器之間的信令及數(shù)據(jù)通信框圖如圖1所示。從圖1可以看出系統(tǒng)通訊流程，即首先由商品查詢機(jī)向語(yǔ)音平臺(tái)服務(wù)器發(fā)出一個(gè)建立通信通道的請(qǐng)求，語(yǔ)音平臺(tái)服務(wù)器收到請(qǐng)求并應(yīng)答，通信通道建立成功，然后商品查詢機(jī)往語(yǔ)音平臺(tái)發(fā)送經(jīng)過FSK調(diào)制的數(shù)據(jù)信息，平臺(tái)收到數(shù)據(jù)處理并回送相應(yīng)的FSK數(shù)據(jù)信息和語(yǔ)音[2]，最后商品查詢機(jī)給語(yǔ)音服務(wù)器發(fā)送掛機(jī)信號(hào)，整個(gè)通訊流程完成。

圖1 系統(tǒng)通訊流程總體框圖

2 數(shù)據(jù)鏈路的建立

2.1 由商品查詢終端發(fā)起的呼叫

由商品查詢機(jī)摘機(jī)呼叫語(yǔ)音平臺(tái)服務(wù)器，觸發(fā)TS1。語(yǔ)音平臺(tái)服務(wù)器響應(yīng)商品查詢機(jī)的呼叫，發(fā)送CAS音，觸發(fā)TS2。商品查詢機(jī)在TS1內(nèi)收到語(yǔ)音平臺(tái)服務(wù)器發(fā)送來的CAS音，然后發(fā)送DTMF“A”即CAS＿ACK到語(yǔ)音平臺(tái)服務(wù)器[3]。語(yǔ)音平臺(tái)服務(wù)器在TS2內(nèi)收到終端發(fā)送來的CAS＿ACK。上述過程說明數(shù)據(jù)鏈路建立成功。

由商品查詢機(jī)摘機(jī)呼叫語(yǔ)音平臺(tái)服務(wù)器，觸發(fā)TS1。語(yǔ)音平臺(tái)服務(wù)器響應(yīng)商品查詢機(jī)的呼叫，發(fā)送CAS音，觸發(fā)TS2。在TS2內(nèi)收不到商品查詢機(jī)發(fā)送的CAS＿ACK，重發(fā)CAS音觸發(fā)TS2。連續(xù)3次收不到查詢終端回的CAS＿ACK，語(yǔ)音平臺(tái)服務(wù)器終止服務(wù)，釋放連接。商品查詢機(jī)在TS1內(nèi)沒有收到語(yǔ)音平臺(tái)服務(wù)器發(fā)送來的CAS音，就掛機(jī)。上述過程說明終端建立鏈路建立失敗。

2.2 由語(yǔ)音平臺(tái)服務(wù)器 （Server）發(fā)起的呼叫

由語(yǔ)音平臺(tái)服務(wù)器呼叫商品查詢機(jī)，在判斷商品查詢機(jī)摘機(jī)后啟動(dòng)TD1。商品查詢機(jī)摘機(jī)響應(yīng)語(yǔ)音平臺(tái)服務(wù)器呼叫，觸發(fā)TS1。語(yǔ)音平臺(tái)服務(wù)器發(fā)送CAS音，觸發(fā)TS2。商品查詢機(jī)在TS1內(nèi)收到語(yǔ)音平臺(tái)服務(wù)器發(fā)送來的CAS音，然后發(fā)送DTMF“A”即CAS＿ACK到語(yǔ)音平臺(tái)服務(wù)器。語(yǔ)音平臺(tái)服務(wù)器在TS2內(nèi)收到查詢終端發(fā)送來的CAS＿ACK，上述過程說明數(shù)據(jù)鏈路建立成功。

由語(yǔ)音平臺(tái)服務(wù)器呼叫商品查詢機(jī)，判斷商品查詢機(jī)摘機(jī)后，觸發(fā)TD1。商品查詢機(jī)摘機(jī)響應(yīng)語(yǔ)音平臺(tái)服務(wù)器呼叫，觸發(fā)TS1。語(yǔ)音平臺(tái)服務(wù)器往商品查詢機(jī)發(fā)送CAS音，觸發(fā)TS2。在TS2內(nèi)收不到商品查詢機(jī)發(fā)送的CAS＿ACK，重發(fā)CAS音觸發(fā)TS2。連續(xù)3次收不到查詢終端回的CAS＿ACK，語(yǔ)音平臺(tái)服務(wù)器終止服務(wù)，釋放連接。商品查詢機(jī)在TS1內(nèi)沒有收到語(yǔ)音平臺(tái)服務(wù)器發(fā)送來的CAS音，就掛機(jī)。上述過程說明終端建立鏈路建立失敗。

3 數(shù)據(jù)交互格式

語(yǔ)音平臺(tái)服務(wù)器與商品查詢機(jī)之間的數(shù)據(jù)交換包括數(shù)據(jù)包頭、數(shù)據(jù)和校驗(yàn)位。具體格式如下[4]：HEAD＋TLEN＋CMD＋VOICE＋DATALEN＋DATA＋CRC。HEAD為數(shù)據(jù)包頭 （1個(gè)字節(jié)），上行數(shù)據(jù)固定0x87，下行數(shù)據(jù)用0x84；TLEN代表數(shù)據(jù)包長(zhǎng)度 （1個(gè)字節(jié)），不包含CRC長(zhǎng)度；CMD代表數(shù)據(jù)命令部分 （1個(gè)字節(jié)），取值范圍為1～37；VOICE代表語(yǔ)音提示時(shí)長(zhǎng) （1個(gè)字節(jié)），以秒為單位的語(yǔ)音提示時(shí)長(zhǎng)，如果沒有語(yǔ)音提示，取0x00（上行數(shù)據(jù)固定取值0x00）；DATALEN代表數(shù)據(jù)體長(zhǎng)度（1個(gè)字節(jié)），取值范圍為0～249；DATA為數(shù)據(jù)體 （0～249個(gè)字節(jié)）；CRC代表校驗(yàn)位 （2個(gè)字節(jié)），計(jì)算方法是從數(shù)據(jù)包HEAD到數(shù)據(jù)體DATA的最后一個(gè)字節(jié)的累加和，取最后2個(gè)字節(jié)。

從商品查詢機(jī)到語(yǔ)音平臺(tái)的數(shù)據(jù)可用FSK調(diào)制，調(diào)制后的FSK信號(hào)以相位表示碼元。數(shù)據(jù)分為引導(dǎo)頭和數(shù)據(jù)包，例如商品查詢機(jī)發(fā)送到語(yǔ)言平臺(tái)服務(wù)器的數(shù)據(jù)如下：

對(duì)以上數(shù)據(jù)進(jìn)行分析 （以下數(shù)據(jù)均為十六進(jìn)制）：

引導(dǎo)頭部分：5e-55-55-55-55-55-55-d5；數(shù)據(jù)包頭部分：0x87；數(shù)據(jù)長(zhǎng)度部分：0x25；數(shù)據(jù)命令部分：0xf；語(yǔ)音提示時(shí)長(zhǎng)：0x00；數(shù)據(jù)體長(zhǎng)度部分：0x02；數(shù)據(jù)體部分為：30-34-31-39-64-64-34-65-62-34-66-61-34-63-35-65-61-64-35-37-37-37-62-30-35-33-61-30-34-37-66-32；數(shù)據(jù)CRC部分計(jì)算為：0x9，0xc5。

從上述數(shù)據(jù)交互過程可以看出，除了協(xié)商的數(shù)據(jù)包的格式外，還增加了循環(huán)冗余校驗(yàn) （見圖2），從而提高了數(shù)據(jù)傳輸?shù)男屎涂煽啃浴?/p>

圖2 循環(huán)冗余校驗(yàn)

4 結(jié) 語(yǔ)

FSK技術(shù)在通信領(lǐng)域中起到了不可忽視的作用，利用它作為商品查詢的數(shù)據(jù)通信手段，在其基礎(chǔ)上增加自定義的數(shù)據(jù)協(xié)議格式和循環(huán)冗余校驗(yàn)算法，可以提高數(shù)據(jù)傳輸?shù)男屎涂煽啃浴?/p>

[1]Caputo R.CISCO分組語(yǔ)音與數(shù)據(jù)集成技術(shù)[M].孫義 譯.北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2000.

[2]樊昌信，張甫翊，徐炳祥，等.通信原理[M].北京：國(guó)防工業(yè)出版社，2001.

[3]余成波.信號(hào)與系統(tǒng)[M].北京：清華大學(xué)出版社，2008.

[4]魏權(quán)齡.數(shù)據(jù)包絡(luò)分析[M].北京：科學(xué)出版社，2004.