双向CATV网中控制信曾的传送

2 通信信令方式

由于CATV网络系统中众多的终端用户，采用一一"点名"的主从结构通信方式会使得整个通信周期太长。同时，在该网络用户中，大多通信事件的发起者应该是终端用户而不是数据处理中心，而且在众多用户中，在某一时刻真正需要传输数据的用户不可能很多。正因为大多通信事件的发起者是终端用户，我们何不采用随机信息上行的方案?考虑到以上各种因素，我们决定采用类似于无线集群通信的通信信令--ALOHA方式。

ALOHA信令是Motor01a公司专为无线集群通信设定的控制信道通信协议，主要是针对于一个中心控制台对众多的手机用户且事件发起者为终端用户的情况， 其核心内容是随机访问协议。随机访问协议的宗旨是:

◇控制解决终端用户上行信号的碰撞问题

◇使终端用户的通信信息最快地上行；

◇确保可靠性；

◇在通信繁忙时也能保证通信有效。

当然，ALOHA控制信令的内容比较复杂，我们只采用了其中的基本原理，并做了一定的修改，以适用本系统的应用环境。下面介绍其实现原理。

数据采集中心一直有信号向下发送，所发FFSK信号分成三类：

①空闲信令。该类信号一直下行，它是一种与终端约定的协议，表示紧接着的一段时间是采集卡接收终端初始上行信号的多个时间间隙。一时间间隙表示一帧终端上行信号所需的时间长度。空闲信令本身包括空闲指令码+时间间隙数值。时间间隙数值表示紧接着的时间间隙的个数，它不是一个固定的数值。这个数据应该随着系统终端个数的多少和系统所要传输量数据多少进行最优化的设计；同时，也要随着采集卡收到要求信息交互的终端数的多少而变化。只有进行这样的变化，才能保证 ALOHA随机访问协议的宗旨。根据前面硬件的设计，终端的上行信号的发射电路在平时是无电停振状态。当它要发射信号时，应给它的起振时间约为10 ms， 因此这一时间间隙应包括起振时间。

②应答信号。当采集卡收到终端的上行信息时，立刻给出应答信号。此应答信号包含终端地址。

③交互信令。给出应答信号后，采集卡还对信号进行分析，对于需要进一步交互的信息内容，立刻在空闲信令及时间间隙后跟上交互信令，同时跟上一帧的时间间隙以接收上行信号。交互信令也是由两个部分组成：交互指令码和需交互的终端地址。当在交互信令的时间间隙得到上行信号时也需给出应答信号。当收到上行的结束信号时，取消该地址的交互信令。

终端所发FFSK信号分成两类：

① 申请上行信号。终端控制板一直通过外部中断口对数据中心采集卡的下行空闲信令进行检测。当它有数据需要上行时，根据下行的空闲信令所得的时刻与现在这一刻进行比较判断，在下一时间间隙立刻发射数据。信号发送后立刻检测采集卡的应答信号，在一定时间内若无应答信号，则说明刚才的上行信号没有被采集卡检测到，需要再一次发送申请上行信号。一般而言，数据中心得不到数据是因为有两个或两个以上的用户"同抢"时隙。这样，再一次发射信息就要采用随机发射方式：根据本机的一随机数发生函数得到一单字节随机数，除以时间间隙数，得一随机余数。该随机余数即为本次申请上行信号发送所占的时间间隙。之所以要有一随机数的发生函数，是因为采集卡的下行空闲信令之后的时间间隙的个数有限，为了有效地防止多个终端用户再一次同时发送上行信号而互相干扰。若还不成功，就需要根据信息的重要程度不同进行不同的处理：报警型就要重复刚才的过程，直到收到应答信号为止；一般的信息只需重复一定次数，若还不成功就可放弃。对于那些需进-步信息交互的内容， 终端单片机对采集卡的下行信号进行进一步检测，当检测到交互信令时，就进行下一步的信息交互。申请上行信号由两部分组成:终端地址和真正上行信息。

②交互上行信号。检测到交互信令时，终端就可以发送交互的上行信号了。一帧交互上行信号可根据实际需要设计得与一帧申请上行信号不-样长。当信息交互完毕时，终端发送结束信息，以便采集卡收回该终端的交互信令时序。由于下行的交互信令中包含地址内容，因此交互上行信号只有信息内容。为了数据输送的可检验，数据的传送通过CRC校验。

采用上述通信方式，通过试验数据传送既快又好，即使碰到多个用户"同抢"的情况也能将信息顺利上达。

3 软件设计

在完成硬件设计和确定通信原理后，收发软件设计中，最主要的是怎样把握时间间隙的计算。通过时间的延迟是可以达到这样的目的，但这样做要实现多样的延时，在实际试验中既不利于实现也不准确。我们采用的方法是：对芯片T35470，通过计算FFSK接收解调时钟输出RTM脚的脉冲个数来达到计时的目的。因为，此脚一直产生1．2 kHz的方波，一个脉冲时间为0．83 ms。比如，在终端每次发送信息前应起振振荡线路，时间约为10 ms。我们就可以通过计l 2个脉冲来达到延时的目的。下行信号留出的每个时间间隙都应包括这1 2个脉冲的时间。实际上，随机函数也是通过计RTM脚脉冲的方式来实现的，这样也便于随机时隙的计算。

前已述及在外部中断服务子程序中，单片机对采集卡的空闲信号一直都在采集， 中断就是由RTM脚脉冲引起的，在此服务子程序中也实现对RTM脉冲计数并实现随机函数。采集卡和终端的通信程序流程如图2、图3所示。