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1、短波自适应数据通信协议设计 摘要:本文根据短波信道的时变特性,基于链路控制层对短波自适应数据通信协议进行设计,协议采用了半双工ARQ协议的设计方式,设计了链路控制层的帧结构,详细的描述了建链、数传、拆链和状态转移的方法。 关键词:短波;链路控制层;协议;半双工 1链路控制层协议简介 链路控制层负责监督数据终端之间的信息流动。链路控制层首先要解决数据格式问题,数据通常组成帧加以传输。链路层要控制数据传输的启止,检测传输是否正确、当发现错误时请求对方重发。链路层还要解决流量控制问题,以提高链路的传输效率。本文的链路控制层协
2、议是参考X.25、HDLC等协议的有关部分构造的,主要用于半双工方式下的点对点的联接。 2链路控制层的帧结构 链路控制层的协议数据单元,或者叫作帧,是构成链路控制层协议的基础。本文中的协议数据单元是由字节(字符)序列构成的,每个字节有各自的作用和含义。为了区分帧的开始和结束,本文采取了按事先约定的长度分帧的思路。即每帧的第1个字节是这一帧的标志,根据这个标志就可以判断帧的类型和长度。为了保证在这个标志识别出错时,不致因为分帧错误造成连锁反应,协议作出如下规定:某一帧必须连续的传送,在同一传输方向上,相邻两帧之间必须间隔适当的
3、时间;这样分帧错误只会影响到当前帧。按照功能不同,链路控制层的帧一共分为三类:控制帧、信息帧、应答帧(错误图样帧和确认帧)。下面分别介绍它们的功能和构成。 2.1控制帧 控制帧是主站向从站发送的命令、从站的应答或请求,用于数据连路的建立、维护及流量控制。控制帧由两部分组成:帧头和地址。帧头部分为由标志部分和代号部分组成,其中十六进制数“C”示控制帧的标志,十六进制数“X”代表不同控制信息。地址部分由发送地址和接收地址构成。 2.2信息帧 信息帧是数据的载体,同时隐含地规定了FEC层传送数据时的速率和方式,信息帧由三部分组
4、成:帧头、地址、负载部分。帧头部分为由标志部分和代号部分组成。其中十六进制数“1”示信息帧的标志。SN(SendNumber,发送方序号)为信息帧的序号,交替取0或者1,区分先后发送的信息帧是否为同一帧,用于支持信息帧和应答帧之间的停等重发协议。“X”是信息帧的代号,代表不同的速率信息,同时隐含的约定了FEC层对信息帧的处理方式,具体见表1: 地址部分由发送地址和接收地址构成,8比特可以容纳256个地址。负载部分:由N个数据包构成,每个数据包由:包号、数据体、CRC校验3部分组成,如表2所示: 包号部分对数据包7比特的代号(
5、1比特保留),同时记录这一包数据在数据缓冲区中的位置,包号采取模128循环记数,同时也与数据在文件中的位置相关。数据体部分是从文件中读取(或将写入文件)的内容。校验部分是对前面M+1字节的CRC校验,用于检错。 2.3应答帧(错误图样帧) 应答帧主要用于对信息帧的应答,起到流量控制和收发同步的作用。应答帧分为两种:错误图样帧和确认帧。错误图样帧在接收方发现校验出错的数据包时使用,可以把出错数据包在信息帧中的位置通知发送方。错误图样帧不仅是错误图样的载体,同时带有与信息帧对应的速率信息。错误图样帧由四部分组成:帧头、地址、错
6、误图样和校验部分,如表3所示: 帧头部分为由标志部分和代号部分组成,其中十六进制数“2”示错误图样帧的标志。RN(ReceiveNumber,接收方序号)为应答帧的序号,交替取0或者1,区分先后发送的应答帧是否为同一帧,用于支持信息帧和应答帧之间的停等重发协议。错误图样帧代号“X”代表的取值范围、含义与信息帧代号的相同,并且在收发过程中对应。地址部分由发送地址和接收地址构成,8比特可以容纳256个地址;错误图样部分携带32比特的错误图样,当错误图样不足32比特时,可以用重复的方式不足32比特。校验部分仅仅是对错误图样的校验,用
7、于防止错误图样传输出错。 2.4确认帧 在信息帧中所有的数据包接收完全正确的情况下,接收方发出确认帧对信息帧进行应答。确认帧可以看作是对包含“全对错误图样”的错误图样帧的简化,有提高效率和可靠性的作用。为了实现的方便,确认帧利用了控制帧的结构,在FEC层用发送控制帧的方法发送,因此确认帧可以看作是特殊的控制帧。具体结果如表4: 帧头部分为由标志部分和代号部分组成,其中十六进制数“C”示控制帧的标志。RN(ReceiveNumber,接收方序号)为应答帧的序号,交替取0或者1,区分先后发送的应答帧是否为同一帧,用于支持信息帧
8、和应答帧之间的“停等”重发协议。地址部分由发送地址和接收地址构成,8比特可以容纳256个地址。 3建链、数传、拆链和状态转移 数传的过程,一般可以分为建链、数传、拆链三个阶段;在不同的阶段,接收方和发送方分别处于不同的状态,双方分别从一个状态转向另一个状态,
