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DM196-MAP無線調制解調器及其在模擬集群網(wǎng)絡中進行數(shù)據(jù)傳輸?shù)膽?/h1>

上海正華電子高科技工程有限公司

2002/12/13 0:16:00

摘 要：本文介紹DM196-MAP無線集群調制解調器的原理和特點，并給出它在350M公安集群網(wǎng)絡中進行綜合信息交換的一個應用實例。該實例綜合使用無線調制解調技術、GIS信息技術、多路接入技術、Client/Server結構的數(shù)據(jù)庫應用技術和 嵌入式系統(tǒng)終端技術，并結合Map27協(xié)議控制技術，在公安模擬集群網(wǎng)絡上實現(xiàn)高達9600bps的數(shù)傳速率，使在模擬集群系 統(tǒng)上開展多種數(shù)據(jù)通信業(yè)務成為可能。 關鍵詞：集群網(wǎng)絡 無線通信 Map27協(xié)議 無線調制解調器 1 引言 基于模擬集群系統(tǒng)實現(xiàn)數(shù)傳有兩種方式：一種方式是利用集群電臺本身所支持的MAP27協(xié)議在控制信道上傳輸短數(shù)據(jù),數(shù)據(jù)速 率只有1200bps，只適合傳送一些短數(shù)據(jù)。由于該方式占用集群系統(tǒng)的控制信道，在數(shù)據(jù)業(yè)務量大時容易造成系統(tǒng)擁塞；另一種方式是借助調制解調器利用集群系統(tǒng)的語音信道傳輸數(shù)據(jù)。 DM196-MAP無線調制解調器是上海正華電子高科技工程有限 公司專為無線集群系統(tǒng)設計的內嵌MAP27協(xié)議的調制解調器，它完成數(shù)字信號與集群電臺的模擬語音信號之間的調制解調變換。利用DM196-MAP無線調制解調器通過集群電臺的語音信道傳輸數(shù)據(jù)具有以下優(yōu)點： ·數(shù)據(jù)速率高：數(shù)據(jù)速率最高可達9600bps，滿足公安移動數(shù)據(jù)傳輸?shù)亩喾N數(shù)據(jù)業(yè)務需要； ·支持長數(shù)據(jù)包：數(shù)據(jù)包長可以達到2Kbytes； ·信道使用情況：使用無線集群系統(tǒng)的某一個語音信道，不會影響集群系統(tǒng)TSC對其他移動用戶通信請求的響應； ·通信高可靠性：該MODEM具備信道速率自適應和出錯自動反饋重發(fā)ARQ等功能，確保在惡劣的移動環(huán)境中無誤地 進行數(shù)據(jù)傳輸； ·內嵌MAP27協(xié)議：具有自動撥號功能 ·標準存取控制接口：為上層軟件提供統(tǒng)一的存取控制接口API，方便應用軟件的開發(fā) 2 DM196-MAP無線集群調制解調器 DM196-MAP無線集群調制解調器（以下簡稱DM196-MAP）是上海正華電子高科技工程有限公司開發(fā)，用于在無線模擬集群系統(tǒng) 上傳輸數(shù)據(jù)的高度集成化、軟件化和智能化無線數(shù)據(jù)通信終端產(chǎn)品。該產(chǎn)品是采用數(shù)字信號處理（DSP）、先進的數(shù)據(jù)通信技 術和SMT貼片焊接生產(chǎn)，具有高技術性能和可靠性。 2.1 系統(tǒng)結構 如圖1，DM196-MAP可以分為五個功能模塊： 1) 調制/解調模塊-- 數(shù)據(jù)的調制解調； 2) MAP27協(xié)議模塊--實現(xiàn)MAP27三層協(xié)議，管理集群電臺； 3) GPS擴展模塊--將GPS定位信息送給MMC控制模塊； 4) 統(tǒng)一存取控制模塊--提供統(tǒng)一的數(shù)據(jù)和管理應用接口； 5) MMC管理模塊--管理其他模塊。 2.2 調制/解調模塊 硬件是由高速ADSP2181子系統(tǒng)、通信控制CPU子系統(tǒng)、數(shù)據(jù)存儲及控制、輸入輸出電路等組成。它采用DSP軟件實現(xiàn)了多項先進的通信技術：正交解調技術、自適應均衡技術、交織GF(256)Reed-Solomon碼前向糾錯 （FEC）和ARQ-CRC技術等。 2.3 MAP27協(xié)議簡介 MAP27(Mobile Access Protocol for MPT1327 equipment)協(xié)議是由國際UADG組織制定的集群電臺與數(shù)據(jù)終端之間本地通信的接口規(guī)范。該協(xié)議規(guī)定了基于MPT1327和MPT1343數(shù)字信令系統(tǒng)的語音呼叫、短數(shù)據(jù)傳輸 等功能實現(xiàn)的存取控制接口和終端設備網(wǎng)絡層。 2.3.1 MAP27分層協(xié)議 MAP27協(xié)議參照ISO七層協(xié)議標準，定義了三個層次：物理層(physical interface)、數(shù)據(jù)鏈路層(data link protocol)和網(wǎng)絡層(network protocol)，其它幾個層沒有使用。 ·物理層電氣特性遵循CCITTR EC V.28標準，使用RS-232C的物理連接。 數(shù)據(jù)鏈路層定義數(shù)據(jù)在集群電臺(RU)和數(shù)據(jù)終端(DTE)之間的幀交換過程。 ·數(shù)據(jù)鏈路層有三種類型的幀：LR (link request)鏈接請求，LT(link transfer)鏈接傳輸和LA(link acknowledge)鏈接應答。 數(shù)據(jù)鏈路層還 負責CRC錯誤檢測。 ·網(wǎng)絡層定義網(wǎng)絡層數(shù)據(jù)設備間以MPT1327和MPT1343協(xié)議為基礎的數(shù)據(jù)傳輸，包括：語音呼叫（VOICE ）、調制 解調器（MODEM）呼叫、狀態(tài)信息(STATUS)、短數(shù)據(jù)（SST）信息、長數(shù)據(jù)（MST）信息和呼叫轉移（Diversion）等。 2.3.2 MAP27協(xié)議應用 在無線集群系統(tǒng)網(wǎng)絡環(huán)境下，通過MAP27協(xié)議，可以讓數(shù)據(jù)終端（DTE）控制集群電臺(RU)進行語音呼叫和短數(shù)據(jù)發(fā)送等。支持MAP27協(xié)議的數(shù)據(jù)終端可以是普通的計算機，也可以是嵌入式系統(tǒng)。 DM196-MAP正是內嵌MAP協(xié)議的嵌入式系統(tǒng)。它利用其內部的管理模塊管理MAP27模塊、調制解調模塊、GPS模塊、統(tǒng)一存取控制接口。 2.4 DM196-MAP技術特點 ·內嵌MAP27協(xié)議，用于集群通信 ·支持所有符合MAP27協(xié)議的模擬集群電臺，如Tait、Kenwood等集群電臺 ·自動撥號和自動應答 ·支持單發(fā)、組發(fā)和廣播 ·利用電臺語音信道，不占用控制信道 ·數(shù)據(jù)傳輸速率高達9600bps ·數(shù)據(jù)分包傳輸,每包1-2000字節(jié) ·通過控制信道發(fā)送用戶狀態(tài)數(shù)據(jù)和短數(shù)據(jù) ·提供統(tǒng)一的數(shù)據(jù)和管理應用接口API ·信道速率自適應，根據(jù)信道質量自動在9600/7200/4800bps速率檔自適應調整 ·檢錯自動反饋重發(fā)CRC-ARQ ·采用自適應均衡技術 ·格狀編碼調制（TCM）壓縮數(shù)據(jù)帶寬 ·交織GF(256)Reed-Solomon碼前向糾錯 3 DM196-MAP在350M公安集群網(wǎng)絡中進行綜合信息交換 3.1 系統(tǒng)目標 該系統(tǒng)實現(xiàn)信息查詢功能、信息廣播與指揮命令發(fā)布功能、信息交換功能與傳送GPS定位信息功能。信息查詢功能包括全國犯罪信息中心（CCIC）信息查詢，戶政信息查詢，治安信息查詢，交管信息查詢、發(fā)布等。如全國犯罪信息中心（CCIC）信息查詢：輸入身份證或姓名、年齡的組合條件，查詢結果包括以下要素：人員編號、姓名、性別、出生日期、身份證號、戶籍地址等。 3.2 系統(tǒng)組成 圖2給出了350M公安集群網(wǎng)絡移動數(shù)據(jù)查詢系統(tǒng)的系統(tǒng)構造圖。整個系統(tǒng)可以被分為三個子系統(tǒng)：移動查詢設備中心站子系統(tǒng)移動查詢設備車載子系統(tǒng)和移動查詢設備手持子系統(tǒng)。 3.2.1 無線鏈路的實現(xiàn) 系統(tǒng)的無線鏈路由各個子系統(tǒng)中的集群電臺（車載或手持）和DM196-MAP實現(xiàn)，DM196-MAP內部實現(xiàn)交織GF(256)Reed-Solomon碼前向糾錯和CRC技術，確保鏈路數(shù)據(jù)傳輸?shù)目煽啃?。傳輸一幀?shù)據(jù)的過程采用應答握手和ARQ方式，保證數(shù)據(jù)傳輸?shù)恼_性和完整性。 3.2.2 中心站子系統(tǒng) 中心站子系統(tǒng)包括（多路）信道接入部分、通信中央控制單元和數(shù)據(jù)服務器、指揮中心通信工作站以及一個（或多個）GIS工作站。如圖3所示： 信道接入部分由多個集群車載臺和DM196-MAP構成，用于支持多路查詢請求的同時接入。信道接入部分支持RS232C接口，可通過PC機上的多串口卡方便的進行連接。它的機柜被設計成模塊式，可在查詢業(yè)務增加時方便地予以擴容。 通信中央控制單元由PC系統(tǒng)構成，該PC與局域網(wǎng)中的數(shù)據(jù)服務器和GIS工作站相連，可以同時接受多路查詢請求，對查詢請求進行排隊，提交給查詢服務器進行處理；同時還對查詢服務器的查詢結果進行分路，交給相應的電臺發(fā)送下去。 通信中央控制單元同時還完成防火墻和分級權限管理的功能，對非法的查詢要求進行過濾；同時對用戶的查詢請求進行權限管理，系統(tǒng)管理員可以分配和修改各用戶的查詢權限。 指揮中心通信工作站在通信/指揮管理軟件的支持下，可以對特定巡邏警車或警員發(fā)布指揮或行動命令；可接收巡邏警車或警員的現(xiàn)場情況報告；同時向下廣播重要的公安信息，如通緝令、會議通知等。 在局域網(wǎng)中的GIS工作站可進行GIS信息管理，可以顯示巡邏警車或警員的位置信息。 3.2.3 車載子系統(tǒng) 車載子系統(tǒng)包括集群車載電臺、DM196-MAP和嵌入式PC系統(tǒng)。 集群車載臺采用公安局已有的350 MHz集群車載臺，可支持話音通信和數(shù)據(jù)通信。車載PC采用嵌入式PC系統(tǒng)，裝備在警用巡邏車上，是移動查詢系統(tǒng)的信息終端設備。主要性能如下： ① 主CPU為Intel? 奔騰處理器，主頻為350M； ② 運行WIN95/WINCE操作系統(tǒng)； ③ 在移動查詢軟件的支持下，完成信息查詢輸入、查詢結果顯示和存儲； ④ 支持電子郵件的編寫和收發(fā)； ⑤ 能接收指揮中心發(fā)布的行動命令和行動方案； ⑥ 能接收中心廣播的重要信息，如通緝令、會議通知等； ⑦ 在外接的數(shù)碼攝相頭的支持下，可以將現(xiàn)場圖片發(fā)回指揮中心； ⑧ 在合適的設備支持下，也能提供指紋輸入及查詢； ⑨ 車載PC要求適合警車安裝、具有很強的抗震性、寬的工作溫度范圍； ⑩ 軟件的界面友好，適合于在移動情況下方便地操作。 3.2.4 手持子系統(tǒng) 移動查詢設備手持子系統(tǒng)包括集群手持電臺、DM196-MAP和用戶終端設備PDA。集群手持臺采用公安局已有的350 MHz集群手持臺，可支持話音通信和數(shù)據(jù)通信。用戶終端設備PDA的功能與車載的用戶終端設備基本相同。 手持式PC（或PDA）主要性能如下 ① 采用WINCE（或Linux） 操作系統(tǒng)，支持手寫輸入； ② 在移動查詢軟件的支持下，完成信息查詢輸入、查詢結果顯示和存儲； ③ 支持電子郵件的編寫和收發(fā)； ④ 能接收指揮中心發(fā)布的行動命令和行動方案； ⑤ 能接收中心廣播的重要信息，如通緝令、會議通知等； 3.2.5 軟件實現(xiàn) DM196-MAP提供提供統(tǒng)一的存取控制接口API，可方便的進行應用開發(fā)。DM196-MAP支持RS232C標準的通訊，參照OSI 七層協(xié)議棧標準，定義DM196-MAP與計算機(或PDA)的三層接口協(xié)議： ·物理層 - 按RS232C標準，使用TXD、RXD、GND和CTS 四根信號線，38400bps，8位數(shù)據(jù)，1位停止位，無校驗位； ·鏈路層 - 規(guī)定幀格式，保證應用層數(shù)據(jù)的正確傳輸； ·應用<

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