趙大偉

摘要：短波電臺(tái)適用于對(duì)帶寬要求不高的語(yǔ)音通信，一般不會(huì)用于進(jìn)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(tái)的可靠的文件傳輸方式，可以通過短波電臺(tái)進(jìn)行較大文件的傳輸，擴(kuò)展了短波電臺(tái)的應(yīng)用范圍。

關(guān)鍵詞：短波電臺(tái) 短波通信 文件傳輸

1.短波電臺(tái)通信簡(jiǎn)述

短波電臺(tái)包括發(fā)信機(jī)，天線調(diào)諧器和電源，以單工方式通信，同時(shí)只能發(fā)送或者只能接收，且由于帶寬的限制，發(fā)送時(shí)有明顯的時(shí)延。為避免發(fā)信機(jī)過熱，需要設(shè)置最大持續(xù)發(fā)送時(shí)長(zhǎng)。短波電臺(tái)默認(rèn)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(tái)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(lái)與電臺(tái)交互，它控制電臺(tái)操作，讓電臺(tái)發(fā)送數(shù)據(jù)，接收來(lái)自電臺(tái)的數(shù)據(jù)。SCM設(shè)計(jì)了軟件機(jī)制，以允許通過電臺(tái)來(lái)發(fā)送較大量的文件數(shù)據(jù)。

2.短波控制模塊工作機(jī)制

2.1分片規(guī)則

SCM發(fā)送大文件時(shí)，根據(jù)帶寬進(jìn)行分片，形成發(fā)送隊(duì)列，其中分片的大小要求電臺(tái)能夠一次發(fā)送完成。每個(gè)分片中內(nèi)容為{發(fā)送方ID，接收方ID， 當(dāng)前分片號(hào)，總的分片數(shù)，響應(yīng)指示，分片數(shù)據(jù)，CRC校驗(yàn)值}。

其中ID用于標(biāo)識(shí)身份;分片號(hào)用于接收方實(shí)現(xiàn)組包還原功能。

響應(yīng)指示為1，說(shuō)明需要接收方的響應(yīng)，此時(shí)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(duì)應(yīng)的分片號(hào)，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(cè)到其中包含失敗列表，則應(yīng)重發(fā)其中的分片。最后一個(gè)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(cuò)機(jī)制，接收方檢測(cè)CRC錯(cuò)誤就認(rèn)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(dāng)電臺(tái)收到了數(shù)據(jù)后，直接發(fā)送到SCM，后者進(jìn)行協(xié)議處理。

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

2.3 狀態(tài)機(jī)描述

默認(rèn)開始狀態(tài)是電臺(tái)可接收狀態(tài)。

2.4 發(fā)送流程

下圖描述了一個(gè)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(duì)數(shù)據(jù)分片形成發(fā)送隊(duì)列。

3.SCM向短波電臺(tái)發(fā)送使能發(fā)送命令。

4.SCM通過定時(shí)器TmrEnb不斷檢測(cè)電臺(tái)。某個(gè)時(shí)刻檢測(cè)到電臺(tái)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(duì)列中讀取分片1，發(fā)送到電臺(tái)。設(shè)置定時(shí)器TmrSnd 等待發(fā)送完成。

7.SCM將發(fā)送進(jìn)度告知應(yīng)用。

8.TmrSnd超時(shí)，SCM從發(fā)送隊(duì)列中取出下個(gè)分片2進(jìn)行發(fā)送。

9.SCM將發(fā)送進(jìn)度告知上層應(yīng)用。

10.重復(fù)上述步驟，某個(gè)時(shí)刻應(yīng)發(fā)送分片號(hào)為N，若當(dāng)前電臺(tái)的持續(xù)發(fā)送分片數(shù)達(dá)到了閾值，應(yīng)需要響應(yīng)。設(shè)置該分片的響應(yīng)標(biāo)志，發(fā)送分片。設(shè)置TmrSnd等待發(fā)送完成。

11.TmrSnd超時(shí)后，認(rèn)為第N個(gè)分片發(fā)送完成了，應(yīng)等待響應(yīng)。此時(shí)給電臺(tái)發(fā)送關(guān)閉發(fā)送命令，讓電臺(tái)進(jìn)入到接收狀態(tài)。

12.電臺(tái)進(jìn)入到接收狀態(tài)后，接收到了響應(yīng)報(bào)文，發(fā)送到SCM。

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

14.控制模塊檢測(cè)到發(fā)送隊(duì)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(dāng)發(fā)送最后一個(gè)分片時(shí)，必須設(shè)置響應(yīng)標(biāo)志。將它交付到電臺(tái)進(jìn)行發(fā)送。設(shè)置TmrSnd，等待發(fā)送完成。

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

21.電臺(tái)進(jìn)入接收狀態(tài)后，從空口接收到了接收方的響應(yīng)報(bào)文，發(fā)送到SCM。

22.SCM檢測(cè)報(bào)文。如果是正確的響應(yīng)報(bào)文，則更新發(fā)送隊(duì)列內(nèi)容。如果發(fā)送隊(duì)列為空，認(rèn)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(tái)從空口接收?qǐng)?bào)文，并經(jīng)串口發(fā)送到SCM。SCM判斷數(shù)據(jù)的有效性，無(wú)效將直接丟棄。

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

步驟2：檢測(cè)分片中的響應(yīng)指示，如果為0，則暫時(shí)存儲(chǔ)，流程結(jié)束。如果為1，表示需要響應(yīng)，此時(shí)SCM要求電臺(tái)進(jìn)入發(fā)送狀態(tài)。并設(shè)置定時(shí)器TmrEnb，周期檢測(cè)電臺(tái)是否發(fā)送就緒。

步驟3：當(dāng)檢測(cè)到短波電臺(tái)發(fā)送就緒后，SCM構(gòu)造響應(yīng)報(bào)文，如果發(fā)現(xiàn)有分片的CRC校驗(yàn)失敗或者序號(hào)丟失，則構(gòu)建響應(yīng)報(bào)文中的失敗列表以包含該分片序號(hào)，然后將該響應(yīng)報(bào)文經(jīng)電臺(tái)發(fā)送。設(shè)置TmrSnd等待發(fā)送結(jié)束。TmrSnd超時(shí)后，SCM控制短波電臺(tái)進(jìn)入接收狀態(tài)。

4 總結(jié)

短波電臺(tái)的特點(diǎn)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(tái)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。

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