移动卫星通信中的传真业务

朱礼勇

摘 要：文章在分析和论述G3传真通信技术和移动卫星通信技术的基础上，对移动卫星通信中传真数据业务进行研究，并提出了一种基于无线卫星信道的电路域传真业务实现方案。

关键词：传真；卫星通信；信关站；电路域

无线传真是传统PSTN有线传真的重要扩展和补充，其为用户提供了一种更方便和快捷的传真手段，目前被广泛应用于政府机关、军队、武警、公安、林牧渔以及移动商务等领域，并被作为山区、湖泊、近海和偏远地区等区域传真业务覆盖的有效解决手段[1]。

现有无线传真业务利用移动通信网电路域数据传输能力实现对G3传真的承载，及与PSTN网G3传真的互通。受限于芯片和设备厂家对传真功能的支持，目前只有GSM和CDMA2000网络提供正式商用的无线传真业务，且在实际使用中存在成功率低、覆盖范围不够广、受地理条件限制、不支持语音和传真交替等问题。

移动卫星通信（以下简称“卫星通信”）具有通信距离远、覆盖范围大、不受地理条件限制、通信频带宽、灵活方便等特点，使农村偏远地区、抗灾救援、军队、边防、海域等场合的通信成为可能，可解决目前地面无线传真覆盖范围有限的问题。本文提出的移动卫星通信中的传真业务解决方案支持语音和传真交替业务[2]。

1 G3传真

国际电报电话咨询委员会（International Telegraph andTelephone Consultative Committee，CCITT）根据传真传输一页A4文件所需要的时间和采取的频带节省措施将传真机划分为4类，即一类机、二类机、三类机和四类机。其中G3（Group 3）传真机属于三类机，是数字化传真通信设备。由于G3传真质量高、速度快、传真机成本低，已成为PSTN和移动通信网中应用最广泛的传真技术。

G3传真技术遵循ITU-T的T.4和T.30规范。T.4规定了G3传真文件编码格式；T.30规定了G3的通信规程，该通信规程是上层传输协议，协议本身不保证数据可靠传输。

完整的G3传真通信过程分为5个阶段。A阶段：呼叫建立阶段，B阶段：报文前过程、C阶段：报文过程，D阶段：报文后过程，E阶段：呼叫释放。在传真通信过程中，信令和数据传输交替进行[3]。

2 移动卫星通信传真的实现技术

本文介绍的卫星通信传真业务利用电路域卫星信道实现对G3传真的承载，以及与PSTN网G3传真的互通。简单来说分为两个大的阶段，即电路域通话建立阶段和传真报文阶段。

2.1 传真业务结构

卫星通信情况下，进行传真业务的系统结构如图1所示。

移动卫星终端中集成一个传真适配器模块，传真适配器模块与本地传真机遵循T.30通信规程，移动卫星终端通过其与传真机进行控制信令、传真业务数据包和话音包的交互。

移动卫星通信网络提供对G3传真业务的无线承载通道，并通过MSC完成与PSTN网之间数据格式和传输协议的转换。

2.2 传真业务流程

移动卫星通信传真业务包括两种情况，一是两台移动卫星终端之间进行的传真业务，另一是移动卫星终端和与PSTN连接的传真机之间的传真业务[4]。

移动终端与移动终端之间的传真业务流程如图2所示。

（1）传真机FAX1摘机，拨号。

（2）传真适配器模块FA1向终端A发送ATD指令，终端A向网络侧发起语音呼叫。

（3）被叫传真机FAX2摘机应答，传真适配器模块FA2向终端B发送ATA指令，终端B向网络侧发起语音应答，此时双方可进行正常的语音通话，话音速率为2.4/4.0 kbps；

注：若传真机FAX2是自动接听，则由于FAX2话筒未摘，双方不能进行语音通话，此时FAX2默认进入传真业务模式，等待对端的CNG信号。

（4）按下传真机FAX1的传真开始按钮，其发出CNG信号经FAl和終端A到达对端传真机FAX2，FAX2回复CED信号，当网络侧检测到CED信号后，会向终端A和B分别下发无线承载重配置（RB RECONFIGURATION）信令，终端收到该信令后，发起信道切换，切换到传真信道，并回复RB RECONFIGURATION COMPLETE信令，此时传真通道便建立起来了，传真信道可支持9.6 kbps速率的传真数据业务。

（5）两端传真适配器与传真机各自进行本地训练，训练成功后，接收端FAX2发送CFR到发送端FAX1，FAX1接收到CFR后进入传真报文阶段。

（6）传真报文结束后，发送端传真机FAX1发送DCN，网络侧检测到DCN后，会向终端A和B分别下发无线承载重配置（RB RECONFIGURATION）信令，终端收到该信令后，发起信道切换，切换到语音信道，并回复RBRECONFIGURATION COMPLETE信令，此时如果两端都未挂机，可进行语音通话。

（7）语音通话拆链阶段，可分为主叫先挂断和被叫先挂断两种情况，被叫先挂断情况在图2中以斜体表示。

主叫或被叫在传真过程开始前挂机时，直接向对方发送挂机消息，不再进行传真流程；在传真过程开始后挂机时，传真流程继续，传真收发结束后，直接向对方发送挂机消息，不再进入语音通话阶段。

3 传真业务过程需考虑的问题

按照上述传真业务流程进行设计时，有几个问题需要重点考虑[5-6]。

（1）由于卫星链路的长时延，传真机、传真适配器、移动卫星终端和网络间信令的交互时间需要结合T.30通信规程固有的定时器加以统筹考虑。

（2）卫星链路的无线信道环境可能不太理想，需考虑无线卫星信道的抗干扰等问题。

（3）在无线通信网络传输传真业务数据包时，需要重点设计数据包校验、ARQ以及数据包的排序等问题。

（4）无线卫星信道在话音信道和传真信道间切换的问题，如何保证切换的成功率。

（5）传真适配器与传真机的兼容问题，由于目前G3传真机制造商较多，故而传真机的兼容问题是必须要考虑的。

4 结语

相比现有利用地面移动通信网的无线传真业务覆盖范围不够广、受地理条件限制、不支持语音和传真交替等方面，本文提出的移动卫星通信的传真业务实现方案具有较为明显的优势。

针对本文提出的移动卫星通信中传真业务实现方案目前仅支持速率9.6 kbps的情况，需要考虑改进支持更高速率的传真业务，譬如目前应用较广泛的14.4 kbps速率的传真机；另由于移动卫星通信信道的环境比较复杂，要保证传真性能的稳定性，需要提高移动卫星终端抗干扰能力，这些是以后我们的研究和改进方向。相信随着我们国家移动卫星通信的发展，会让基于移动卫星通信的传真业务变得更加简单、方便、快捷和可靠。

[参考文献]

[1]彭巍.无线传真业务的实现技术及演进方向[J].2010年中国国际信息通信展览会，2010 （19）：42-47.

[2]刘爱军，吕海寰.低速卫星信道中三类传真业务的实现[J]屯信科学，1996 （10）：42-45.

[3]孙伟明，袁三男.移动卫星多路复用器中的传真业务[J]电信快报，1999 （11）：24-27.

[4]孙家泽CDMA无线模拟传真的设计和实现[D].西安：西安电子科技大学，2006.

[5]张志鹏网络传真业务的研究与实现[D]上海：复旦大学，2009.

[6]黄华山.浅谈卫星通信的应用发展现状[J].科技创新导报，2014 （25）：81-82.