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基于無線雙工通信系統(tǒng)分組數(shù)據(jù)傳輸?shù)奶接?/h1>
2021-03-16 08:40:52王心量
通信電源技術(shù) 2021年19期
關(guān)鍵詞:系統(tǒng)

王心量

(山信軟件股份有限公司 萊蕪自動化分公司,山東 濟南 271104)

0 引 言

無線雙工通信系統(tǒng)在提升數(shù)據(jù)傳輸效率,改善話音、報文、傳真以及數(shù)據(jù)傳輸質(zhì)量等方面發(fā)揮著至關(guān)重要的作用。但是,數(shù)據(jù)終端要想實現(xiàn)數(shù)據(jù)通信功能,則需要配置移動臺和移動終端的數(shù)字接口。在這一背景之下,設(shè)計研發(fā)人員需要開發(fā)出一種新型的適配器,以規(guī)避單工數(shù)字接口的弊端,進而實現(xiàn)快速適配流程,為各項分組數(shù)據(jù)傳輸創(chuàng)造一個安全、高效且穩(wěn)定的傳輸環(huán)境。

1 無線雙工通信系統(tǒng)數(shù)據(jù)傳輸資源概述

由于無線雙工通信系統(tǒng)的概念較為抽象,因此在理解和分析這一概念時,可以將其比作一個電話交換網(wǎng),所有數(shù)據(jù)的傳輸過程都需要在這一網(wǎng)絡(luò)當中完成,如圖1所示。

圖1 無線雙工通信系統(tǒng)數(shù)據(jù)傳輸資源

無線雙工通信系統(tǒng)類似典型的電話交換網(wǎng),這一網(wǎng)絡(luò)既能夠支持有線電話終端和無線電話終端,同時也能夠支持數(shù)據(jù)終端通信。從圖1可以看出,無線雙工通信系統(tǒng)的信令結(jié)構(gòu)為數(shù)據(jù)傳輸提供了擴展升級的基礎(chǔ),由主叫端上行信令決定工作模式,而下行信令則告知被呼端工作模式。這種工作模式能夠有效區(qū)分出語音、報文、傳真與數(shù)據(jù)信息,推進通信系統(tǒng)的數(shù)字化發(fā)展進程[1]。

2 無線雙工通信系統(tǒng)分組數(shù)據(jù)傳輸體系結(jié)構(gòu)與關(guān)鍵技術(shù)要點

2.1 結(jié)構(gòu)組成

無線雙工通信系統(tǒng)分組數(shù)據(jù)傳輸體系結(jié)構(gòu)主要由中心臺、移動臺以及指揮中心局域網(wǎng)3部分組成,其中移動臺數(shù)量多達數(shù)十個,這樣能夠滿足區(qū)域通信需求。而無線雙工通信系統(tǒng)的自治邊界為移動臺和中心臺互聯(lián)網(wǎng)控制器到單工網(wǎng)與信息分發(fā)系統(tǒng)的路由、中心臺多網(wǎng)網(wǎng)關(guān)到指定專線或撥號網(wǎng)的第1路數(shù)字口適配器的路由[2]。移動臺數(shù)據(jù)通信與話音通信功能的實現(xiàn)完全依靠于雙工單路數(shù)字接口,中心臺則利用兩路數(shù)字接口來實現(xiàn)數(shù)據(jù)通信。另外,移動臺與中心臺本地用戶的數(shù)據(jù)通信主要利用事先指定的無線交換機數(shù)字接口完成數(shù)據(jù)通信過程,在與非本地用戶進行數(shù)據(jù)通信時,可以通過靜態(tài)路由來完成[3]。

2.2 互聯(lián)網(wǎng)協(xié)議結(jié)構(gòu)設(shè)計

無線雙工通信系統(tǒng)的互聯(lián)網(wǎng)協(xié)議結(jié)構(gòu)主要包括物理層、鏈路層、網(wǎng)絡(luò)層、傳輸層以及應(yīng)用層,由于接口不同,因此每一層承擔的功能也不同。無線雙工通信系統(tǒng)互聯(lián)網(wǎng)協(xié)議結(jié)構(gòu)如圖2所示。

圖2 無線雙工通信系統(tǒng)互聯(lián)網(wǎng)協(xié)議結(jié)構(gòu)

商業(yè)應(yīng)用標準支持該系統(tǒng)互聯(lián)網(wǎng)的所有路由器,同時也支持多種主機-終端應(yīng)用,其中包括計算機與通信終端。從圖2可以看出,邊界網(wǎng)關(guān)協(xié)議版本4(Border Gateway Protocol-4,BGP-4)主要是為互聯(lián)網(wǎng)提供外部尋由策略,與其相連的路由器與網(wǎng)關(guān)交換路由信息均由該協(xié)議提供,并且可以在互聯(lián)網(wǎng)控制器與多網(wǎng)網(wǎng)關(guān)內(nèi)執(zhí)行操作行為[4]。互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)被分成多重自主系統(tǒng),該互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)可以使用靜態(tài)路由,但由于靜態(tài)路由與網(wǎng)絡(luò)拓撲結(jié)構(gòu)無法兼容,因此需要利用開放最短路徑協(xié)議,使靜態(tài)與動態(tài)路由結(jié)合在一起,這樣才能保證其他層結(jié)構(gòu)的正常運行。簡單網(wǎng)絡(luò)管理協(xié)議第2版(Simple Network Management Protocol version 2,SNMPv2)一般用于傳輸控制協(xié)議/網(wǎng)際協(xié) 議(Transmission Control Protocol/Internet Protocol,TCP/IP)、X.25、綜合業(yè)務(wù)數(shù)字網(wǎng)(Integrated Services Digital Network,ISDN),通過用戶數(shù)據(jù)報協(xié)議(User Datagram Protocol,UDP),網(wǎng)絡(luò)管理站可以共享主機、路由器、網(wǎng)關(guān)、打印機等節(jié)點的信息,進而對這些節(jié)點設(shè)備的運行狀態(tài)進行有效監(jiān)控。另外,為了實現(xiàn)公共數(shù)據(jù)網(wǎng)、地域通信網(wǎng)以及單工無線電數(shù)據(jù)網(wǎng)的互聯(lián),可以利用RS-232C接口來支持RS449適配轉(zhuǎn)換。

2.3 適配器技術(shù)

無線雙工通信系統(tǒng)的傳輸速率一般為16 kb/s,支持該系統(tǒng)的互聯(lián)網(wǎng)遠距離傳輸速率應(yīng)當在9.6 kb/s以下,短波單工網(wǎng)速率保持在2.4 kb/s,這就需要對速率進行適配,以保證分組數(shù)據(jù)能夠順暢傳輸。通常情況下,該系統(tǒng)的移動臺適配器主要提供6個接口,接口類型分別為移動終端單工數(shù)字接口、雙工數(shù)字接口、與多網(wǎng)網(wǎng)關(guān)連接的RS422數(shù)據(jù)接口、傳真機接口、遙控話機接口以及模擬話接口。其中,遙控話機接口與模擬話接口主要應(yīng)用于話音業(yè)務(wù),同時兼顧模擬話與數(shù)字話的轉(zhuǎn)換功能,而前4個接口主要應(yīng)用于非話音業(yè)務(wù)。另外,適配器本身具有自動撥號連續(xù)、誤碼率測試、搜尋優(yōu)質(zhì)空閑時隙、速率適配、數(shù)據(jù)糾錯處理、單雙工控制以及話音優(yōu)先等多項功能,因此在該系統(tǒng)中應(yīng)用適配器能夠進一步提升數(shù)據(jù)傳輸速度,并有效改善話音傳輸質(zhì)量[5]。

2.4 互聯(lián)網(wǎng)控制器技術(shù)

互聯(lián)網(wǎng)控制器兼?zhèn)渚W(wǎng)絡(luò)路由器的功能,它可以為協(xié)議轉(zhuǎn)換提供可編程接口,同時也可以為單工電臺、信息分發(fā)系統(tǒng)、地域通信網(wǎng)電路等提供接口點,能夠支持單一鏈路、多鏈接傳輸通路、互聯(lián)交換機以及數(shù)據(jù)通信[6]。

3 無線雙工通信系統(tǒng)分組數(shù)據(jù)傳輸存在的主要問題

3.1 缺少數(shù)字接口

目前,無線通信技術(shù)已經(jīng)日漸成熟,但是在數(shù)字技術(shù)快速發(fā)展的背景下,移動臺各種數(shù)據(jù)的傳輸缺少移動終端數(shù)字接口,以至于數(shù)據(jù)模擬信號無法完成傳輸過程。為了解決這一問題,設(shè)計研發(fā)人員需要開發(fā)一種新型的適配器來匹配無線雙工系統(tǒng)的接口功能。另外,由于無線雙工數(shù)據(jù)網(wǎng)以及干線節(jié)點網(wǎng)的電路交換網(wǎng)共同構(gòu)成互聯(lián)網(wǎng),這就需要研發(fā)出一種互聯(lián)網(wǎng)控制器,以保證互聯(lián)網(wǎng)協(xié)議實現(xiàn)相互轉(zhuǎn)換,這樣才能解決分組數(shù)據(jù)傳輸受阻的問題[7]。

3.2 限制低速調(diào)制解調(diào)器的接入

根據(jù)接口規(guī)范的要求,數(shù)據(jù)傳輸通道的速率一般為16 kb/s,除了話音業(yè)務(wù)以外,其他業(yè)務(wù)所產(chǎn)生的數(shù)據(jù)都需要在該通道上面完成傳輸與交換。但是,目前所使用的無線雙工通信系統(tǒng)中心臺的無線交換機只有常規(guī)接口,而沒有提供數(shù)字口功能,雖然數(shù)字口作為備用角色出現(xiàn),卻無法解決分組數(shù)據(jù)的傳輸問題,因此需要選擇高速調(diào)制解調(diào)器才能滿足兩個終端通信鏈路的通信要求。在這種情況下,系統(tǒng)中心臺要想實現(xiàn)數(shù)據(jù)傳輸,無線交換機應(yīng)當配置數(shù)字接口板,進而為用戶提供數(shù)字接口,這樣一來,話音與數(shù)據(jù)傳輸可以分別使用兩個傳輸通道進行數(shù)據(jù)傳輸。例如,每一個有線用戶為一個時隙,那么無線交換機應(yīng)當同時提供4路4線數(shù)據(jù)接口,這就避免了多組數(shù)據(jù)共用同一接口的問題,而且數(shù)據(jù)傳輸速度也將大幅提升[8]。

4 解決無線雙工通信系統(tǒng)分組數(shù)據(jù)傳輸問題的有效策略

4.1 優(yōu)化系統(tǒng)結(jié)構(gòu)

通過分析無線雙工通信系統(tǒng)中分組數(shù)據(jù)傳輸效果的影響因素,技術(shù)人員首先需要對系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)功能予以優(yōu)化。由于該系統(tǒng)主要由中心臺、移動臺以及指揮中心局域網(wǎng)等結(jié)構(gòu)組成,因此可以結(jié)合這些結(jié)構(gòu)的具體應(yīng)用功能,為其提供雙工單路數(shù)字接口。設(shè)置這一接口以后,各項分組數(shù)據(jù)的傳輸與話音通信能夠?qū)崟r保持同步傳輸狀態(tài),指揮中心局域網(wǎng)以及信息分發(fā)網(wǎng)之間能夠建立一種空間互聯(lián)關(guān)系,進而疏通分組數(shù)據(jù)的傳輸通道。同時,無線交換機的第一路數(shù)字接口應(yīng)當是專用數(shù)據(jù)外線口,這一接口應(yīng)當利用配電線路自動化遠方終端(Line Terminal Unit,LTU)撥號與專線建立起連接關(guān)系。通過結(jié)構(gòu)性能的優(yōu)化,無線雙工通信系統(tǒng)分組數(shù)據(jù)的傳輸路徑更加順暢,傳輸穩(wěn)定性與安全性更高[9]。

4.2 實時把控傳輸關(guān)鍵節(jié)點

由于該系統(tǒng)移動臺適配器有6個接口,因此在系統(tǒng)運行過程中,需要對每一個接口的工作模式予以有效區(qū)分,使接口功能與分組數(shù)據(jù)傳輸功能相匹配。首先應(yīng)當確定移動終端是否能夠接收到工作模式信令,通常采用接口設(shè)備摘機或者信號檢測的方法來實現(xiàn),然后根據(jù)相對應(yīng)的下行工作模式信令對相應(yīng)接口功能予以測試,以驗證適配器的自動撥號與移動終端的數(shù)字信令是否能夠完成交換過程,這樣才能夠確定無線雙工通信系統(tǒng)是否處于正常工作狀態(tài)。另外,由于互聯(lián)網(wǎng)控制器在該系統(tǒng)中的合理運用,使得同步與異步數(shù)據(jù)的終端設(shè)備能夠正常運轉(zhuǎn),進而可以對分組數(shù)據(jù)進行分發(fā),這就為數(shù)據(jù)的穩(wěn)定傳輸提供了強大的技術(shù)支持[10]。

5 結(jié) 論

無線雙工通信系統(tǒng)能夠?qū)崿F(xiàn)話音、報文、傳真以及數(shù)據(jù)等通信業(yè)務(wù),不僅在軍事領(lǐng)域被普遍推廣和應(yīng)用,而且在科研、航天等領(lǐng)域也得到廣泛應(yīng)用。隨著無線通信技術(shù)與數(shù)字技術(shù)的迅猛發(fā)展,對移動通信業(yè)務(wù)中數(shù)據(jù)傳輸?shù)姆€(wěn)定性也提出了更高的要求,在這一背景下,設(shè)計研發(fā)人員在熟練掌握無線雙工通信系統(tǒng)工作原理的同時,應(yīng)當積極借鑒和汲取先進的技術(shù)經(jīng)驗與成功案例,并不斷對系統(tǒng)結(jié)構(gòu)功能予以優(yōu)化和改進,進而為社會各領(lǐng)域的移動通信業(yè)務(wù)創(chuàng)設(shè)一個更加安全與穩(wěn)定的數(shù)據(jù)傳輸環(huán)境。

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