趙大偉

摘要：短波電臺適用于對帶寬要求不高的語音通信，一般不會用于進行數(shù)據(jù)量較大的文件傳輸。本文提出了一種基于短波電臺的可靠的文件傳輸方式，可以通過短波電臺進行較大文件的傳輸，擴展了短波電臺的應(yīng)用范圍。

關(guān)鍵詞：短波電臺 短波通信 文件傳輸

1.短波電臺通信簡述

短波電臺包括發(fā)信機，天線調(diào)諧器和電源，以單工方式通信，同時只能發(fā)送或者只能接收，且由于帶寬的限制，發(fā)送時有明顯的時延。為避免發(fā)信機過熱，需要設(shè)置最大持續(xù)發(fā)送時長。短波電臺默認情況下只能接收數(shù)據(jù)，如果要發(fā)送數(shù)據(jù)，需要通過串口向電臺發(fā)激活發(fā)送的指令，成功后才能發(fā)送數(shù)據(jù)。

PC上的短波控制模塊（Shortwave Control Module， SCM）通過串口來與電臺交互，它控制電臺操作，讓電臺發(fā)送數(shù)據(jù)，接收來自電臺的數(shù)據(jù)。SCM設(shè)計了軟件機制，以允許通過電臺來發(fā)送較大量的文件數(shù)據(jù)。

2.短波控制模塊工作機制

2.1分片規(guī)則

SCM發(fā)送大文件時，根據(jù)帶寬進行分片，形成發(fā)送隊列，其中分片的大小要求電臺能夠一次發(fā)送完成。每個分片中內(nèi)容為{發(fā)送方ID，接收方ID， 當前分片號，總的分片數(shù)，響應(yīng)指示，分片數(shù)據(jù)，CRC校驗值}。

其中ID用于標識身份;分片號用于接收方實現(xiàn)組包還原功能。

響應(yīng)指示為1，說明需要接收方的響應(yīng)，此時接收方應(yīng)向發(fā)送方發(fā)送響應(yīng)消息，其中攜帶了它對應(yīng)的分片號，以前接收分片失敗的失敗列表;發(fā)送方收到響應(yīng)后，如果檢測到其中包含失敗列表，則應(yīng)重發(fā)其中的分片。最后一個分片一定是攜帶響應(yīng)指示的。

分片的數(shù)據(jù)是業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)。CRC支持糾錯機制，接收方檢測CRC錯誤就認為接收失敗。

2.2 SCM操作描述

需要配置的工作參數(shù)：帶寬、最大持續(xù)發(fā)送分片數(shù)MaxNum、串口波特率。

當電臺收到了數(shù)據(jù)后，直接發(fā)送到SCM，后者進行協(xié)議處理。

當PC的應(yīng)用層需要發(fā)送文件時，首先通過內(nèi)部接口將文件內(nèi)容發(fā)送到SCM。SCM對文件分片得到分片隊列，并使能電臺的發(fā)送功能，成功后將一個分片發(fā)送到短波電臺，并設(shè)置定時器（TmrSnd）等待發(fā)送完成。TmrSnd超時后繼續(xù)發(fā)送下個分片并重設(shè)TmrSnd。若干次后，如果連續(xù)發(fā)送分片數(shù)達到了MaxNum，讓電臺進入接收狀態(tài)，可以接收數(shù)據(jù)了。

2.3 狀態(tài)機描述

默認開始狀態(tài)是電臺可接收狀態(tài)。

2.4 發(fā)送流程

下圖描述了一個完整的發(fā)送方的流程。

1.上層應(yīng)用向SCM發(fā)送文件數(shù)據(jù)。

2.SCM根據(jù)配置參數(shù)，對數(shù)據(jù)分片形成發(fā)送隊列。

3.SCM向短波電臺發(fā)送使能發(fā)送命令。

4.SCM通過定時器TmrEnb不斷檢測電臺。某個時刻檢測到電臺發(fā)送狀態(tài)就緒。

5.SCM向上層應(yīng)用發(fā)送消息，告知開始發(fā)送。

6.SCM從發(fā)送隊列中讀取分片1，發(fā)送到電臺。設(shè)置定時器TmrSnd 等待發(fā)送完成。

7.SCM將發(fā)送進度告知應(yīng)用。

8.TmrSnd超時，SCM從發(fā)送隊列中取出下個分片2進行發(fā)送。

9.SCM將發(fā)送進度告知上層應(yīng)用。

10.重復上述步驟，某個時刻應(yīng)發(fā)送分片號為N，若當前電臺的持續(xù)發(fā)送分片數(shù)達到了閾值，應(yīng)需要響應(yīng)。設(shè)置該分片的響應(yīng)標志，發(fā)送分片。設(shè)置TmrSnd等待發(fā)送完成。

11.TmrSnd超時后，認為第N個分片發(fā)送完成了，應(yīng)等待響應(yīng)。此時給電臺發(fā)送關(guān)閉發(fā)送命令，讓電臺進入到接收狀態(tài)。

12.電臺進入到接收狀態(tài)后，接收到了響應(yīng)報文，發(fā)送到SCM。

13.SCM檢測接收方ID，如果是自己，根據(jù)該響應(yīng)更新發(fā)送隊列內(nèi)容;否則拋棄。

14.控制模塊檢測到發(fā)送隊列非空，需要繼續(xù)發(fā)送。

下面步驟15同步驟3，步驟16同步驟4，步驟17同6， 步驟18同7.

19.當發(fā)送最后一個分片時，必須設(shè)置響應(yīng)標志。將它交付到電臺進行發(fā)送。設(shè)置TmrSnd，等待發(fā)送完成。

20.TmrSnd超時，SCM發(fā)送關(guān)閉命令給電臺，要求進入接收狀態(tài)。

21.電臺進入接收狀態(tài)后，從空口接收到了接收方的響應(yīng)報文，發(fā)送到SCM。

22.SCM檢測報文。如果是正確的響應(yīng)報文，則更新發(fā)送隊列內(nèi)容。如果發(fā)送隊列為空，認為數(shù)據(jù)全部發(fā)送完成，通知上層應(yīng)用發(fā)送完成。

3數(shù)據(jù)接收方的流程

短波電臺從空口接收報文，并經(jīng)串口發(fā)送到SCM。SCM判斷數(shù)據(jù)的有效性，無效將直接丟棄。

步驟1：SCM從電臺接收到分片后，此時檢測多個分片的接收情況。如果檢測到接收到了所有的分片，則將分片組織為一個完整的數(shù)據(jù)包，發(fā)送到上層應(yīng)用。

步驟2：檢測分片中的響應(yīng)指示，如果為0，則暫時存儲，流程結(jié)束。如果為1，表示需要響應(yīng)，此時SCM要求電臺進入發(fā)送狀態(tài)。并設(shè)置定時器TmrEnb，周期檢測電臺是否發(fā)送就緒。

步驟3：當檢測到短波電臺發(fā)送就緒后，SCM構(gòu)造響應(yīng)報文，如果發(fā)現(xiàn)有分片的CRC校驗失敗或者序號丟失，則構(gòu)建響應(yīng)報文中的失敗列表以包含該分片序號，然后將該響應(yīng)報文經(jīng)電臺發(fā)送。設(shè)置TmrSnd等待發(fā)送結(jié)束。TmrSnd超時后，SCM控制短波電臺進入接收狀態(tài)。

4 總結(jié)

短波電臺的特點是不利于較大文件數(shù)據(jù)傳輸?shù)?，本文介紹了一種技術(shù)方案，可以通過短波電臺發(fā)送較大的文件數(shù)據(jù)，在一定程度上拓展了其應(yīng)用范圍。

參考文獻

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[2]《淺談短波在通信領(lǐng)域的發(fā)展以及應(yīng)用》，岳慧平等，《科技創(chuàng)新導報》2012年第10期。