AT指令集在衛(wèi)星通信中的應(yīng)用

AT 命令集是由賀氏公司(Hayes)發(fā)明，賀氏公司起初是一家生產(chǎn)撥號(hào)調(diào)制解調(diào)器的公司，而 AT 命令集最初的用途正是為了控制撥號(hào)調(diào)制解調(diào)器，其控制協(xié)議采用文本格式，且每條指令以 AT 打頭，AT 指令集因此得名。隨著技術(shù)的不斷進(jìn)步，低速的撥號(hào)調(diào)制解調(diào)器逐步開始滿足不了高帶寬、高速率的應(yīng)用需求，因此逐步被市場(chǎng)所淘汰。賀氏公司也在這一技術(shù)升級(jí)換代的浪潮中所消失。但是 AT 指令卻得以保存，其后，當(dāng)時(shí)幾家主要的移動(dòng)電話生產(chǎn)商諾基亞、摩托羅拉、HP和愛立信基于賀氏AT指令加以延伸擴(kuò)展，針對(duì)移動(dòng)電話中的 GSM模塊控制，研制出了一套完整的 AT 指令。由此，之后GSM 07.05標(biāo)準(zhǔn)、GSM07.07標(biāo)準(zhǔn)均將AT指令納入其中。并且工業(yè)上常用PDU、GPRS控制等也均采用AT 指令來進(jìn)行實(shí)際的控制。因此，AT 指令也成為了這些產(chǎn)品的事實(shí)標(biāo)準(zhǔn)。

ATCoP，是 AT Command Processor的縮寫，它是負(fù)責(zé)軟件實(shí)現(xiàn) AT 指令的模塊，我們對(duì) AT 指令的新增和修改都是通過 AT 命令處理器來實(shí)現(xiàn)的。其具體流程為 ：當(dāng) AT 命令處理器接收到串口的 AT 命令，進(jìn)行相應(yīng)的解析工作，并根據(jù)具體的解析結(jié)果去 AT 命令表查找是否存在對(duì)應(yīng)的處理選項(xiàng)，若找到對(duì)應(yīng)的項(xiàng)，則繼續(xù)執(zhí)行相應(yīng)的處理過程，并在處理結(jié)束后將得到的響應(yīng)數(shù)據(jù)返回到串口，具體如圖《AT命令處理器的實(shí)現(xiàn)架構(gòu)》所示。SIO數(shù)據(jù)預(yù)處理模塊的主要工作是將串口收到的AT命令先進(jìn)行一個(gè)數(shù)據(jù)預(yù)處理，同時(shí)，將預(yù)處理所產(chǎn)生的非中斷(null-terminated)命令行發(fā)送給 AT 命令解析模塊。AT 命令解析模塊對(duì)傳送來的非中斷(null-terminated)命令行進(jìn)行解析，并將每一個(gè)非中斷命令行映射成一個(gè) token 結(jié)構(gòu)，并將此token結(jié)構(gòu)放入到隊(duì)列中，形成 AT命令表，等待AT命令處理模塊進(jìn)行查找調(diào)用。AT命令處理模塊處理AT命令時(shí)，對(duì)AT命令表中的token結(jié)構(gòu)逐一進(jìn)行查找，如果查找到匹配選項(xiàng)，則繼續(xù)執(zhí)行具體的處理函數(shù)，并將此token結(jié)構(gòu)刪除。AT命令響應(yīng)產(chǎn)生模塊主要是格式化解析AT命令產(chǎn)生的響應(yīng)數(shù)據(jù)，并將此格式化的響應(yīng)傳送給數(shù)據(jù)終端設(shè)備(Data Terminal Equipment ：數(shù)據(jù)終端設(shè)備)。AT命令處理器的容錯(cuò)機(jī)制為 ：一次只進(jìn)行一條AT指令的處理，并且如果AT命令存在錯(cuò)誤，在SIO 數(shù)據(jù)預(yù)處理模塊就會(huì)給出一個(gè)錯(cuò)誤響應(yīng)，并產(chǎn)生一個(gè)錯(cuò)誤代碼，不再對(duì)其進(jìn)行處理。常規(guī)的衛(wèi)星移動(dòng)通信系統(tǒng)主要由衛(wèi)星、衛(wèi)星天線、功放及射頻模塊、信道模塊以及用戶組成。其中，地面站網(wǎng)絡(luò)管理控制中心(Network Control Center，NCC)負(fù)責(zé)對(duì)整個(gè)衛(wèi)星網(wǎng)內(nèi)的各衛(wèi)星地面站設(shè)備進(jìn)行入網(wǎng)、退網(wǎng)、建立衛(wèi)星業(yè)務(wù)通道、各種業(yè)務(wù)流程等進(jìn)行統(tǒng)一的管理控制。衛(wèi)星地面站設(shè)備包括衛(wèi)星控制信道、衛(wèi)星業(yè)務(wù)信道、射頻及功放設(shè)備、衛(wèi)星收發(fā)天線等。它負(fù)擔(dān)著整個(gè)衛(wèi)星業(yè)務(wù)的業(yè)務(wù)流程控制，業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)采集、調(diào)制解調(diào)等工作。

衛(wèi)星控制信道主要負(fù)責(zé)整個(gè)衛(wèi)星地面站設(shè)備的入網(wǎng)、退網(wǎng)等控制信令的傳輸控制，衛(wèi)星業(yè)務(wù)信道負(fù)責(zé)對(duì)需要發(fā)送的衛(wèi)星業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)或者衛(wèi)星話音數(shù)據(jù)進(jìn)行加密、調(diào)制解調(diào)成射頻信號(hào)傳輸給射頻設(shè)備，或者對(duì)接收到的射頻信號(hào)進(jìn)行調(diào)制解調(diào)、解密轉(zhuǎn)變成衛(wèi)星業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)或話音數(shù)據(jù)。射頻設(shè)備以及衛(wèi)星收發(fā)天線主要負(fù)責(zé)對(duì)經(jīng)過信道處理的衛(wèi)星數(shù)據(jù)進(jìn)行發(fā)送或者接收對(duì)端傳輸來的衛(wèi)星射頻信號(hào)。當(dāng)衛(wèi)星地面站設(shè)備1的衛(wèi)星用戶1想和衛(wèi)星地面站設(shè)備 N 的用戶 N 進(jìn)行衛(wèi)星通信時(shí)，用戶1通過衛(wèi)星電話終端或者衛(wèi)星數(shù)據(jù)終端進(jìn)行衛(wèi)星業(yè)務(wù)發(fā)起，這時(shí)，衛(wèi)星控制信道將對(duì)業(yè)務(wù)發(fā)起的控制信令進(jìn)行處理，通過地面站網(wǎng)絡(luò)管理控制中心，為兩個(gè)衛(wèi)星地面站設(shè)備建立空中鏈路業(yè)務(wù)通道，之后兩個(gè)地面站的用戶就可以進(jìn)行需要的業(yè)務(wù)通信了。

當(dāng)通信結(jié)束時(shí)，一方用戶進(jìn)行掛機(jī)操作，衛(wèi)星控制終端將會(huì)發(fā)起業(yè)務(wù)結(jié)束控制信令，拆除兩個(gè)衛(wèi)星地面站設(shè)備之間的衛(wèi)星鏈路。通過前面的簡(jiǎn)介可以知道，在整個(gè)衛(wèi)星移動(dòng)通信過程中，由于衛(wèi)星通信天生的時(shí)延等特性，要進(jìn)行正常的衛(wèi)星業(yè)務(wù)通信，對(duì)每個(gè)衛(wèi)星地面站設(shè)備的入退網(wǎng)管控、話音或者衛(wèi)星數(shù)據(jù)流程的發(fā)起、結(jié)束，衛(wèi)星業(yè)務(wù)鏈路的建立、拆除等控制流程起著至關(guān)重要的作用，因此這里我們將簡(jiǎn)單可靠的 AT 指令集引入，作為衛(wèi)星移動(dòng)通信系統(tǒng)的控制協(xié)議。這里我們將衛(wèi)星控制信道稱之為 AT命令解析器(AT Command Processor，AP)，將衛(wèi)星業(yè)務(wù)信道稱之為信道處理器(Channel Processor，CP)在衛(wèi)星控制信道中使用 AT 指令來進(jìn)行具體對(duì)本地面站設(shè)備的的控制與解析、對(duì)衛(wèi)星業(yè)務(wù)流程的發(fā)起管理與結(jié)束、以及對(duì) CP 的設(shè)置與查詢等指令。在 CP 中主要接收來自 AP 的一些參數(shù)的設(shè)置與查詢命令，以及根據(jù)來自 AP 的 AT 指令進(jìn)行業(yè)務(wù)通信的具體流程