（通信与信息系统专业论文）短消息业务应用系统.pdf

摘要 随着g s m 移动通信网络的迅速普及和竞争的开益激烈，新技术和新业务 的丌发和应用就已经提到了十分重要的位置。短消息服务业务( s h o r tm e s s a g e s e r v i 。e 一一s m s ) 作为g s m 网络的一种基本业务，已经得到了越来越多的重 视，基于这种业务的各种应用也蓬勃发展起来。本文首先在研究g s m 短消息 协议的基础上，通过分析短消息协议各层提供的服务及短消息的处理过程， 设计完成了基于g m 3 6 0 调制解调器的各种应用的短消息业务应用系统，包括 短消息发送接收功能、数据库、查询应用、邮件提醒应用及监控应用，进而 通过实际测试数据分析短消息业务应用系统的各种性能，最后详细介绍了短 消息业务的发展趋势。 关键词：短消息业务g m 3 6 0 调制解调器 g s m a b s t r a c t w i t ht h e r a p i dg r o w t ha n dt h em o r ec o m p e t i n go fg s mm o b i l en e t w o r k ，t h e d e v e l o p m e n ta n dt h ea p p l i c a t i o no fn e wt e c h n o l o g ya n dn e ws e r v i c ea r em e n t i o n e dt o t h em o s ti m p o r t a n tp l a c e s h o r tm e s s a g es e r v i c ei sb e c o m i n gm o r ea n dm o r ei m p o r t a n t a sak i n do fg s mb a s i cs e r v i c e t h ea p p l i c a t i o no ft h i ss e r v i c eh a sg r o w nm o r e v i g o r o u st h a ne v e rb e f o r e t h i sp a p e rf i r s ta n a l y z e st h es h o r tm e s s a g ep r o t o c o la n d t h e p r o c e d u r eo f s h o r tm e s s a g ep r o c e s s i n g t h e nd e s i g n i n gt h ea p p l i c a t i o ns y s t e mo fs h o r t m e s s a g es e r v i c eb a s e do ng m 3 6 0m o d e m ，w h i c hi n c l u d e ss e n d i n ga n dr e c e i v i n gs h o r t m e s s a g e 、i n q u i r i n gd a t a b a s e 、a l e r t i n ge m a i la n dm o n i t o r i n g a f t e rt h i s ，t h eq u a l i t i e so f t h i ss y s t e ma r ea n a l y z e dt h r o u g ht h ep r a c t i c a lt e s td a t a f i n a l l yt h ed e v e l o p i n gt e n d e n c y o fs h o r tm e s s a g es e r v i c ei si n t r o d u c e d k e y w o r d s ： s h o r t m e s s a g e s e r v i c eg m 3 6 0m o d e mg s m 第章绪论 第一章绪论 1 1 引言 现代社会已进入信息时代，在各种信息技术中，信息的传输即通信起着 支撑作用。由于人类社会生活对通信的需求越来越高，世界各国都在致力于 现代通信的开发。 移动通信是现代通信技术中不可缺少的部分。顾名思义，移动通信就是 通信双方至少有方在运动状态中进行信息交换j 。真正的移动通信技术的 发展从2 0 世纪2 0 年代开始的，其代表是美国供警察使用的车载无线电系统， 是工作在2 m h z 的专用移动通信系统，不能与公网联接。2 0 世纪4 0 年代开 始建立公用移动通信系统。2 0 世纪6 0 年代，移动通信实现了无线频道的自 动选择和与公众电话网的自动拨号接续，并开拓了15 0m h z 和4 5 0m h z 工 作频段，从而形成了移动通信的无线传输、信道管理及移动交换技术。由于 通信数字化的进展和市场对移动通信容量的巨大需求，2 0 世纪8 0 年代中期， 蜂窝移动通信从第一代模拟蜂窝移动通信系统发展为第二代数字蜂窝移动 通信系统( g s m ) ，其工作频段为9 0 0m h z 18 0 0m h z l i “。 我国公众移动通信1 9 8 8 年用户不足1 2 万，经过十几年的发展，2 0 0 1 年第一季度用户数以达7 5 0 0 万，成为全球第二大网。在数字蜂窝移动网络 g s m 迅速普及和竞争的日益激烈下， 了十分重要的位置。短消息服务业务 新技术祁新业务的开发应用已经提到 ( s m s ) 作为g s m 网络的一种基本业 务，已经得到了越来越多的重视，基于这种业务的各种应用也蓬勃发展起来。 1 2 短消息服务业务( s m s ) s m s ，s h o r tm e s s a g i n gs e r v i c e 短消息服务，这个术语最早出现在8 0 年 代初期，但一直到了9 0 年代早期才开始进入商用市场，并且一直到1 9 9 9 年， 该业务才在世界各国迅速蔓延，并持续爆炸性的增长趋势，它可以通过手机 等移动设备发送文本型消息。短消息服务业务与话音传输及传真一样同为 g s m 数字蜂窝移动通信网络提供的主要电信业务，是一种在移动网络上传 送简短信息的无线应用。它通过短消息业务中心完成短消息的储存和转寄过 程。世界上第一条短信息是19 9 2 年在英国v o d a f o n e 的g s m 网络上通过p c 向移动电话发送成功的。 短消息服务业务与无线寻砰相比，它的优点主要表现在：更有效、更安 短消息业务应用系统 全、透明度更高：传送信息量大：双向信息传送；支持的用户数量多。目前， 中国移动通信集团公司已将短消息服务业务看成是基本的电信业务，在所推 出的“移动梦网”计划中，主要依托的就是短消息业务。短消息服务业务在 过去的几年内阻空前的速度高速发展。在欧洲，每月的短信息流通量已经突 破3 0 亿条的记录。据统计，欧洲国家的大部分移动用户每月花费在s m s 上 的费用要远远高于他们使用语音服务的费用。在德国，英国和意大利，s m s 是一项非常普遍的移动服务，特别在年轻人市场，s m s 的使用仍然保持不断 的上升趋势。 1 3 短消息业务应用系统 短消息业务应用系统利用g s m 短消息平台作为数据传输通道，实现用 户之间的信息传递，系统主要包括点到点短消息业务和广播短消息业务。点 到点短消息业务即通过m o ( m s 发起短信业务) 和m t ( m s 终止短信业务) 将一条短信从一个实体发送到指定目的地址的业务；广播短消息业务指将一 条短信对特定用户群实行群发的业务。通过短消息业务服务系统可以完成数 据查询等服务，同时可以与i n t e r n e t 网络互连，方便操作人员对网络业务的 实时监控。 短消息业务应用系统的最终目的适应用于企业，为企业信息的进一步开 放提供一个访问渠道，同时有利于企业内部工作自动化和提高工作效率。 1 4 本文研究的主要内容 研究课题来源于西安邮电学院与北京f e s c o 下属公司开发关于短消息 业务在现代信息社会中应用的合作项目。在分析短消息协议基础上通过利用 g s m 调制解调器g m 3 6 0 的功能结构，设计了短消息服务业务的应用系统软 件。本文具体的研究工作分为以下几个步骤： 1 ：分析e t s ig s m0 3 4 0 数字蜂窝短消息点对点协议。 2 ：分析g s m 移动网络不同发起端( m t m o ) 的短消息处理过程。 3 ：分析g s m 调制解调器g m 3 6 0 的功能结构和基于g m 3 6 0 的短消息协 议编码机制。 4 ：根据g m 3 6 0 接口标准设计符合短消息点对点协议的短消息发送，接收模 块。 5 ：分析数据库及其访问技术实现短消息业务应用系统的s q ls e r v e r 数 据库。 第一章绪论 6 ：分析简单邮件传输协议，设计短消息业务服务系统的邮件到达提醒应 用模块。 7 ：实现短消息业务应用系统的产品查询模块。 8 ：分析监控器功能，实现短消息业务应用系统的监控模块。 9 ：设计实现短消息业务应用系统基于定位的浏览器。 1 0 ：利用g s m 网络对短消息业务应用系统进行系统测试，对系统时延、系 统容量、用户竞争、系统效率进行性能评估。 1 1 ：介绍短消息业务( s m s ) 的发展趋势。 本系统的开发和运行环境为： 硬件：小型局域网 g m 3 6 0 调制解调器 软件：操作系统 w i n d o w sn ts e r v e r w o r k s t a t i o n 开发工具 v i s u a lb a s i c6 0 短消息业务应用系统 第二章g s m 数字蜂窝通信系统点到点短消息协议 2 。1 短消息协议结构 短消息协议的理论分析主要来自g s m 标准，即e t s ig s m0 3 3 8 5 1 、 g s m 0 4 1 1 2 1 。图2 1 1 为g s m 的短消息协议结构： r 一一r 一 1竺! !i i竺! l 短消息应用层s m a lff 短消息甲继层s m r l 短消息中继宴件b 短消息中继协议匕参 短消息中继实体 控制管理了| 层c l j 短消息摔制实体b 短消息控制协议。套 短消息控制实体 移动管理子层m m 无线资源管理了层r r m 图21 1g s m 短消息协议层 一短消息传送层( s m t l ) 服务 短消息传送层s m t l 为短消息应用层s m a l 提供服务，使得s m a l 能 够向对等实体发送、接收短消息，并接收早前请求传送的短消息的有关报告。 为了跟踪、区分这些消息和报告，s m a l 和s m t l 之间垂直通信的原语包含 有短消息识别s m i ，这是和原语相关的消息参考号。该s m i 并被s m t l 映 射到短消息中继层s m r l 。实体之间水平通信并不携带s m i ，因此对于一条 短消息，它在收发两侧m s s c ( 移动台短消息中心) 或s c m s 的短消息 识别号s m i 可以是不同的。例如s c 向m s l 发送消息a ，这是s c 发送的第 4 条消息，前面3 条是发送给其它m s 的，因此s m i = 4 ，而这是m s l 接收到 的第l 条消息，因此在m s 侧s m i = i 。 s m t l 层对s m a l 层的用户短消息数据进行封装并添加相应的地址、 控制信息后，形成s m t l 层的t p d u ( 协议数据单元) 。其中的用户数据单 元部分称为t p d u 。t p d u 携带来自s m a l 的用户短消息，可能仅包含短消 息本身，也可能除短消息外，还包含用户数据头t p d uh e a d e r 。短消息本 身有7 b i t 、8 b i t 和1 6 b i t3 种编码方式，例如汉字、阿拉伯文字即采用1 6 b i t 第二章g s m 数字蜂窝通信系统点到点短消息协议 编码，拉丁字母采用7 b i t 编码。根据编码方式的不同，以及是否有用户数据 头开销，t p u d 能携带的最大短消息长度是不同的。 ( 1 ) 没有数据头开销时，t p u d 域中短消息的最大长度为1 4 0 字节，即7 b i t 编码方式下1 6 0 个字符，g b i t 编码方式下1 4 0 个字符，1 6 b i t 编码方式下 7 0 个字符。 ( 2 ) 有数据头开销时，t p u d 域中能携带的最大短消息长度分别如下： 采用无压缩8 b i t 数据编码时，最大长度为1 3 4 1 4 0 6 字节，6 字节开销。 采用无压缩g s m 缺省7 b i t 编码时，最大长度为1 5 3 1 6 0 7 字符，7 字节 开销。 采用1 6 b i t 无压缩u s c 2 编码时，最大长度为6 7 1 4 0 6 ，t 2 字符，6 字节开 销。由于u s c 2 字符不能被从中分开，因此，如果用户数据头是奇数字 节时，因为奇一奇= 偶2，所以整个t p u d 域的最大长度为1 3 9 字 节。 一条级联起来的无压缩短消息的最大长度为3 9 0 】52 5 515 3 个缺省字符， 3 4 i7 02 5 5j 3 4 个字节或j7 0 8 52 5 56 7 个u c s 2 字符，即应用层s m a l 允许键入的一条最长消息长度，根据g s m 标准规定，它至多被分为2 5 5 条短消息发出。 二短消息中继层( s m r l ) 服务 s m r l 层为s m t l 提供服务，使得s m t l 能向对端实休发送t p d u ，接 收t p d u 和所请求传送t p d u 的有关报告。为了能够跟踪识别t p d u ，s m t l 和s m r l 之间的原语包含有s m i 。s m r l 层对t p d u 进行封装，添加地址、 控制信息后形成自己的协议数据单元r p d u 。其中r p d u 的用户数据部分 r pu s e rd a t a 携带了s m t l 层的协议数据单元t p d u ，t p d u 的最大长度为 2 3 3 字节。在s m r l 层定义了s m r 实体。s m r 对等实体之间利用s m l l 提 供的服务相互通信。 三短消息低层( s m l l ：控制管理、移动管理、无线资源管理子层) 服务 s m l l 层构成控制管理子层c m 向s m r l 层提供服务以支持短消息业 务。c m 层的短消息服务由称为s m c 的短消息控制实体进行控制。不同短 消息控制实体s m c 通过t i ( t r a n s a c t i o ni d e n t i f i e r )的不同取值来识别。 m s 侧的s m c 通过对等协议短消息业务控制协议s m c p 与移动交换中 一山m s c 或s g s n 侧的s m c 进行通信。s m c 实体之间的通信协议数据单元 称为c p d u ，c p d u 其中的用户数据部分( c pu s e rd a t a ) 携带了s m r l 层的 数据单元r p d u ，r p d u 的最大长度为2 4 8 字节。 c m 子层的数据单元c p d u 经过m m 子层、r r m 子层的协议鉴别后， 送入l a y e r 2 一一数据链路层的帧结构中封装。来自c m 子层的最大c p d u 短消息业务应用系统 长度为2 5 1 字节。然后l a y e r 2 的每个数据帧经过卷积编码、交织，形成一 个4 5 6 b i t 的数据块b l o c k ，在l a y e r l 一一物理层的信道上发送，连续占用4 个t d m a 帧的b u r s t 发送。 2 2短消息数据单元封装 短消息业务不占用话音通信的信道，它与话音传输及传真一样，同为 g s m 数字蜂窝移动通信网所提供的主要电信业务。它通过无线控制信道进 行传输，经短消息业务中心完成存储和前转功能，每个短消息的信息量限制 为1 4 0 个八位组。 一短消息自上而下的数据封装过程 短消息应用层 短消息传送层 短消息巾继层 控制管理 l 1 图2 2 1短消息数据单元的封装过程 二数据单元p d u 的格式 p d u 相当一个数据包，它由构成短消息( s m s ) 的信息组成，作为一 种数据单元，它必须包含源目的地址、保护时间、数据格式、协议类型和 正文。p d u 的结构根据短消息是由移动终端发起或以移动终端为目的地而 不同，因此根据本系统所用的g m 3 6 0 模块，当由移动终端发起时，p d u 的 格式为： 第二章g s m 数字蜂窝通信系统点到点短消息协议 s m s c l p d u t y p e m rl d aip i d i d c s f v p i u d l f u d 2 1 2 字节、i2 - - 1 2 字节 l e n f o r m a tn u m b e rj l e n ff o r m a 丁fn u m b e r 8 1 国内 9 l 国际 8 1 国内 9 1 国际 图2 2 2 移动终端发送p d u 格式( m o ) 同理，当由移动终端结束时，p d u 的格式为下图： s m s c ：p d ut y p ej o a l p i djd c s js c t s l u d l 1 u d l e nf o r m a t in u m b e ri l e n lf o r m a t ln u m b e r 8 1 国内 9 】国际 8 1 国内 9 i 国际 圈2 2 3 移动终端接收p d u 格式( m t ) s m s c 代表短消息业务中心地址：l e n 是用十进制表示的短消息业务中心 地址长度，f o r m a t 代表采用的标准格式，n u m b e r 表示所使用的短消息 业务中心地址码。其编码规则如下，其中不足之处用“f ”代表，本系统所 用代码为“+ 8 6 1 3 8 0 0 2 9 0 5 0 0 ”，则编码方式为“0 8 9 1 8 + 1 6 8 3 0 0 9 2 5 0 0 0 ”。 p d u v y p e 占据一个字节，以十六进制表示时“1 1 ”表示由移动终端发起， 当由移动终端结束时，其中字节第三位m m s 由短消息业务中心设置，代 表是否还有信息发送到相同的手机。 m r 用于指示输出p d u 格式的短消息，在g m 3 6 0 模块中用十六进制“0 0 ” 表示。 d a o a 分别代表目的地址和源地址：l e n 用于代表手机号码的长度，区 别于s m s c 中的长度表示，此时一个数字代表一个长度，f o e m a t 同 s m s c 中的意义一样，n u m b e r 是手机号码。其编码规则如下，其中不 足之处用“f ”代表，假设出移动终端发起，目的号码为“1 3 6 0 9 1 1 5 0 0 9 ”， 则编码方式为“0 8 9 1 3 1 0 6 1 9 5 1 0 0 f 9 ”。 p i d 代表协议指示，表示发送信息的类型以便于短消息中心寻找正确的 路由，在g m 3 6 0 模块中用十六进制“0 0 ”表示。 d c s 指明用户信息的编码规则：“0 0 ”表示用户信息u d 用7 比特编码格 8 短消息业务应用系统 式，只适用于英文信息，这也是短消息中心的默认编码方式；在本系统 中同时采用u n i c o d e 编码方式，其十六进制代码为“0 a ”。 v p 表示用户信息在业务中心保存的有效时间。其运算法则为下表所示： v p ( 十进制1 表2 2 1v p 有效值算法 j o 1 4 3( v p + 1 ) + 5 m n 间隔( 晟高为1 2 h o u r s ) 1 4 4 1 6 7 1 2 h o u r s + ( v p - 1 4 3 ) 3 0 r a i n 一间隔( 1 2 5 h o u r s 至2 4 h o u r s ) 1 6 8 1 9 6 ( v p - 1 6 6 ) + 1 d a y 一间隔( 2d a y s 至3 0d a y s ) 1 9 7 2 5 5 ( v p 一1 9 2 ) + 1w e e k - 间隔( 5w e e k s 至6 3w e e k s ) u d l 代表用户数据的长度，根据g s m0 3 4 0 的规定，用户数据最长为1 4 0 字节( 8 比特) 。 u d 代表具体的用户信息，在本系统中用u n i c o d e 编码表示。 s c t s 表示了信息到达短信息业务中心的时问。 三短消息协议各层的数据单元( p d u ) 类型 r 1 ) s m t l 层协议数据单元( p d u ) 的类型 s m s d e l i v e r ，s c 到m s 传送的短消息 s m s d e l i v e r r e p o r t ，传送失败原因 s m s s u b m i t ，传送m s 到s c 的短消息 s m s s u b m i t _ r e p o r t ，传送失败原因 s m s s 1 、a t u s r e p o r t ，从s c 到m s 传送状态报告 s m s c o m m a n d ，从m s 向s c 传送命令 ( 2 ) s m r l 层的协议数据单元( p d u ) 的类型 r p m o ，d a t a从m s 向s c 发送t p d u r p m t - d a t a 从s c 向m s 发送t p d u r p s m m e m o r y - a v a i l a b l e r p a c k对前三者的应答 r p e r r o r r p a l e r t s c ( 3 ) s m r 实体之间利用c m 连接互相通信 s m r 实体与c m 子层的s m c 实体之间存在一个功能上的一一对应关系。 s m r 实体之间规定了四种消息：r p d a t a 、r p - s m m a 、r p a c k 、 r p e r r o r 。s m c 实体之间存在三种消息：c p - d a t a 、c p a c k 、c p e r r o r 。 第二二童g s m 数字蜂窝通信系统点到点短消息协议 ( 4 ) 移动台( m s ) 进行短消息传送示意图 通过对下图2 2 4 关于短消息传送的示意图，可_ 以看出短消息协议各层 数据单元的传送过程以及所包含的参数 。 s m es c + s m h 短消息识别标志s r i ： 状态指示标志t s c a ：短消息业务中心地址 r p ：路由信息标志+ m t i ：消息类型标志吖p f ：有效时间格式标志 图2 2 ，4 移动台( m s ) 侧短消息协议处理示意图 2 3 不同发起端( m t m o ) 的短消息处理过程 g s m 系统使用类似o s i 协议模型的简化协议，包括物理层( l 1 ) 、数据 链路层( l 2 ) 和应用层( l 3 ) 。l 1 是协议模型最底层，提供物理媒介传输 比特流所需的全部功能。l 2 保证正确传递消息及识别单个呼叫。在g s m 系 统中，无线接口( u m ) 上的l 1 和l 2 分别是t d m a 帧和l a p d m 协议。在 短消息业务应用系统 网络侧。a b i s 接口和a 接口使用的l 1 均为e 1 传输方式，l 2 分别为l a p d 和m t p 协议。在u m 接口，m s 每次呼叫时都有一个l 1 和l 2 层的建立过 程，在此基础上再与网络侧建立l 3 上的通信。在网络测( a 和a b i s 接口) ， 其l i 和l 2 ( s c c p 除外) 始终处于连接状态。l 3 层的通信消息按阶段和 功能的不同，分为无线资源管理( r r m ) 、移动性管理( m m ) 和呼叫控制 ( c m ) 三部分。具体的协议模型l i 叫见下图所示： u m 接ua b i s 接口a 接 j b t sb s cm s c 图2 3 1 协议模型 在无线接口协议中，有一个呼叫控制管理子层( c m ) 。c m 的功能是： 应用户的要求，在用户之间建立连接，并能维持和释放这些呼叫。s m s 就 是属于c m 层的附加功能。g s m 系统的话音或数据传送，都是按照一定的 规程建立、释放和管理的，而s m s 是g s m 中唯一不要求建立端端业务 路径的业务。简单地讲，g s m 系统的通讯信道分为话音( 或数据) 信道和 控制信道，s m s 是通过控制信道来实现的。 一短消息传送的网络结构 g s m 标准中定义的点对点短消息业务使得短消息能在移动台和短消息 服务中心之间传递。这些服务中心是通过称为短消息业务网关s m s g m s c ( 或短消息业务互联网关s m s i w m s c ) 的特定m s c 同g s m 网络联系的。 用于短消息传送的主要网络结构如图2 3 2 所示，其中一个短消息中心s c 可咀被连接到几个不同的公共陆地移动网络p l m n 或被连接到属于同一个 p l m n的几个不同的移动交换中心m s c ( 或网关 s m s o m s c s m s i w m s c ) ；s m e 代表短消息实体，是接收或发送短消息s m 第二章g s m 数字蜂窝通信系统点到点短消息协议 的实体，可以位于固定网络中、短消息业务中心s c 或移动台m s 。 g s m 网络 图2 3 2短消息传送的主要网络结构图 m s 与m s c v l r 的短消息控制协议s m c p 是个简单的协议，它由 一个包含三种消息类型的命令应答规程组成，即c p d a t a 、c p a c k 、 c p e r r o r ，它基本上是以发送等待的交替方式工作的。s m c p 的c p 数据 不包括短消息本身，它是些上层协议的确认或是差错报告。短消息中继协 议s m r p 包括参考管理和寻址。它是m s 和s m s c 之间网络功能的b s s 部 分协议。s m r p 协议与m a p h 协议在m s c v l r 内交互工作。s m r p 协议 中定义了三种消息报文：携带报文( r p d a t a ) 、传送确认( r e a c k ) 、指标一 个差错( r p e r r o r ) 。通过s m r p 协议产生的一个字节报文消息参考使报文 消息互相相关，从而使得在这一层次上可以并行发送或接收不同的消息报 文。寻址是由在s m r p 的r p d a t a 报文消息中加入目的地址( 对于一个移 动台发出的消息) 或起始地址( 对于一个呼叫移动台的消息) 来完成的。 m s c v l r 对来自s m r p 和m a p h 的消息互相比照转换，对m s 与s m s c 相连的m s c 之间的短消息及其确认进行中继传送。 在无线接口( u m ) 上，消息传送的低层协议使用包括在t c h 8 或s a c c h 上的一个确认模式s a p l 3 ( 业务接入点识别符) 链路，并要求采用专用的消息 传递协议，即s m t p 短消息传递协议，它让用户做的是设置一个短消息的 有效期。过期后，服务中心不再试图发送此消息，而是销毁它。这条链路再 用a b i s 接口上的中继协议和a 接口上的d t a p ( 直接转移应用单元) 协议将消 息传送到m s c 。 二移动台成功发送短消息的处理过程( m o ) 当一个移动用户想发送短消息时，要预先正确设置好短消息业务中心 科一一fj磊壬鳖| | 丢季塑一零 磊一 短消息业务应用系统 s c 的电话号码，即+ 8 6 1 3 8 0 m i m 2 m 3 5 0 0 ( m 1 m 2 m 3 为地区码) ，然后通过移 动台或与移动台相连接的p c 机编辑短消息，输入被叫用户电话号码，才能 将短消息发出。 短消息的传输要求在移动台和m s c 之间建立信令连接，如果没有这一 信令连接，则无法完成传输，其完成方法同其他通信一样建立路径。消息本 身的传递要求在无线路径上建立专用的链路层连接，即s a p l 3 连接，并要求 采用专用的消息传递协议，即s m t p 短消息传递协议，它让用户做的是设 置一个短消息的有效期。过期后，服务中心不再试图发送此消息，而 是销毁它。如下图所示：移动台发送短消息的过程首先是m s 在无线信令链 路上将s m s c 的电话号码，被叫用户号码，短消息的内容等信息送到当前访 问的m s c v l r 内。m s c v l r 根据v l r 内存储的用户数据检查用户是否具 有短消息业务功能。若有，再根据s m s c 的电话号码，将短消息送到s m s 关口站，再由s m s 关口站送到s m s c 内，由s m s c 暂时贮存起来。s m s c 收到短消息后会向m s 回送短消息已发送成功的确认信息。 s c 图2 3 3移动台成功发送短消息到短消息中心s c 三移动台成功接收短消息的处理过程( m t ) 短消息中心s c 接收到各种用户发来的短消息后，要选定适当的路由将 短消息发给被叫用户，当s c 要向g s m 用户发短消息时，它先要建立一条包 第二章g s m 数字蜂窝通信系统点到点短消息协议 i3 含各种有用于接收者的信息( s m t p s m s d e l i v e r ) 。这条信息中包含短消息 内容、原发者的识别符号及s c 收到该短消息的时间。与移动台发送短消息 相似s m t p s m s d e l i v e r 消息将在各种接口上传送。s c 把这条消息传给 与中心相连的关口站，关口站根据被叫用户的m s i s d n 号向相关的h l r 查 询( h l r e n q l ，查询是通过用于短消息的m a p c s e n d r o u t i n g i n f o 消息 报文来实现的。h l r 将查询结果送给关口站，查询结果消息中包含被叫用 户正访问的m s c v l r 的7 号信令地址的m a p c s e n d r o u t i n o i n f o 短消 息结果的消息报文( 亦可包含用户此时不可及采用的拒绝消息报文) 。关口站 用该地址消息向用户拜访的m s c v l r 传递消息，再由m s c 建立必要的信 令连接后将短消息传递给m s 移动台。向m s 传送了的短消息并不需要用户 介入，消息可自动存于s i m 卡内，直到用户读完以后认为不再有用时将其 删除。存在s i m 卡内的短消息不会因移动台电源关闭而丢失，它可以通过 任一移动台读出该消息。在g s m 第一阶段，发向没有空余存储空间的s i m 卡的短消息将丢失。在第二阶段，规定了一种能使移动台进行粗略流量控制 的机制，它可在存贮器满时指示网络或相反地在短消息又可被接收时指示网 络。通信过程如下图所示。 图2 3 4短消息通过m s c s g s n 成功发送给手机用户 四移动台不可及处理过程 s m s 由几个与提交或接收相关的服务要素组成，如：有效期( 在将短消 一 短消息业务应用系统 息成功送达用户前s m s c 需要保证的储存时间) ，优先性。此外，短消息还 提供提交消息的时间、告诉移动台是否还有更多消息要发送，以及还有多少 条消息要发送等。为了提高短消息业务的服务质量使用户更满意，在移动台 处于不可及的情况下，要让消息不丢失，并采取措施尽快把消息传给用户。 传送的消息如没有确认，s m s c 在一段时间内可以将其保存，一旦用户恢复 与网络的联系，短消息可由s m s c 立即传送给用户。 移动台不可及的隋况可以分成三种：( 1 ) h l r 本身已知道该m s 为不可及。 ( 2 ) h l r 本身不知道。要到该m s 访问的m s c v l r 才知道。f 3 ) 一直要等到 m s c 向m s 发送短消息失败后才发现该m s 为不可及。 h l r 中为每个用户保存着一张表格用来记录一组短消息业务中心的地 址，这些短消息中心都保留着向该用户传送失败的短消息。当m s c 收到了短 消息但m s 为不可及使消息无法发送时，m s c 要向s m s 关口站送出传送失 败的消息( e r r o rr e p o r t i n g ) ，作为对m a p hf o r w a r ds h o r tm e s s a g e 消 息的应答；然后s m s 关口站收到以后，一方面向s m s c 发送传送失败的报告， 另一方面向h l r 发送更新( m a p cs e tm e s s a g ew a i t i n gd a t a ) 消息要求h l r 更新其为每个用户保存的投递失败的表格，h l r 回送更新确认( m a p cs e t m e s s a g ew a i t i n gd a t a a c k n o w l e d g e ) 消息给s m s 关口站作为确认。同时，该 用户拜访的m s c v l r 会将v l r 内的用户数据加入”消息等待( m e s s a g e w a i t i n g ) ”的标志，表示该用户有短消息等候。 第三章g m 3 6 0 调制解调器 第三章g m 3 6 0 调制解调器 调制解调器是用来在通信设施上进行发送和接收数据。直到7 0 年代调 制解调器还被归为非智能型设备，因为它们不能基于计算机或终端操作员 发出的请求完成不同的操作。随着微处理器技术与随机访问存储器( r a m ) 、 只读存储器( r o m ) 和可擦除及可编程只读存储器( e p r o m ) 在调制解调 器电路板上的应用，为调制解调器增加了智能功能。 随着社会的发展，人们的活动范围越来越广，信息交流越来越频繁， g s m 调制解调器的出现给g s m 的发展注入了新的活力。g s m 调制解调器 ( g m 3 6 0 ) 基于g s m 无线通信网络，改变了传统以话音为主的通信手段， 打开了g s m 数据通信与应用的大门。通过g m 3 6 0 移动终端可以完成点到 点之间的通信，同时可以基于g s m 网络的短消息业务( s m s ) 功能使数据 终端设备d t e 和g m 3 6 0 相连构成信息服务中心，便于信息的传送。 3 1 g m 3 6 0 功能结构介绍 g m 3 6 0 是由t e l l t a l 公司推出的短消息接收模块，模块将复杂的g s m 无 线通讯技术全部包藏起来，用户不需了解移动通讯细节就能方便地使用。 一g m 3 6 0 功能结构 易用型模块的使用尤为简单，只需将用串口线将其连到计算机或用户自 己的设备，接通电源即可使用。其功能如图3 1 1 所示。 l r f ：j 睦l z ：l i 。一 _ _ _ 。_ _ _ _ _ rc p uj e 兰s 蔓r a 蓝i i 竺二自! 竺兰竺竺f 【 、”l 一一一 l g p s n n i f 厂 r s 一2 3 2 r _ _ ! 竺! 竺竺p 刊竺 i 图3 1 1g m 3 6 0 功能框图 g m 3 6 0 支持9 0 0 m 和18 0 0 m 双频接收，提供了标准r s - 2 3 2 数据接i ：3 短消息业务应用系统 采用a t 贺氏指令，符合e t s i 标准g s m 0 7 0 7 和g s m 0 7 0 5 ，并已内置了微 控制器g p s 接收机和g s m 模块结合在一起，具有定时轮询和所有参数远端 控制等功能。 二g m 3 6 0 的a t 指令川 a t 即a t t e n t i o na t 命令集是从t e ( t e r m i n a le q u i p m e n t ) 或d t e ( d a t a t e r m i n a l e q u i p m e n t ) 向t a ( t e r m i n a la d a p t e r ) 或d c e ( d a t ac i r c u i t t e r m i n a t i n ge q u i p m e n t ) 发送的。通过t a ，t e 发送a t 命令来控制m s 的功 能，与g s m 网络业务进行交互。具体实例： ( 1 ) 选择短消息业务：“a t ”+ “c s m s ”= “s e r v i c e ” 其中s e r v i c e 为业务类型，s e r v i c e 为o 时，支持g s m 0 7 0 5p m s e 2 ， s e r v i c e 为1 时，支持g s m0 7 0 5p h a s e 2 + 。 ( 2 ) 设置短消息业务中心：“a t ”+ “c s c a ”= “短消息业务中心号码” ( 3 ) 读取短消息：“a t ”+ “c m g r ” 该命令将读取接收到的短消息。 ( 4 ) 发送短消息：“a t ”+ “c m g s ”= “l e n g t h ” 其中l e n g t h 为待发送短消息的长度。输入该命令后，提示字符变 为 ，接着输入待发送短消息，按回车键结束。 ( 5 ) 删除短消息：“a t ”+ “c m g d ” 该命令将删除读过的短消息。 3 2 g m 3 6 0 的短消息服务 g m 3 6 0 提供短消息、数据和传真服务，其中短消息服务支持点对点短 消息和小区广播短消息，数据服务支持9 6 0 0 b p s 电路型数据服务和g 3 传真。 g m 3 6 0 提供短消息服务时，相当于一个短消息接收模块，提供数据服务时， 相当于一个无线调制解调器。在本文的讨论中，采用g m 3 6 0 的短消息接收 功能。 g s m 移动网络具有i w f ( i n t e r - w o r k i n gf u n c t i o n ) 功能，即是把来自于g s m 移动网络的信息由g s m 移动网络应用的信息格式转变为与目的网络相匹配 的用户数据。当目的网络为p s t n i s d n 时，i w f 的作用相当于和用户使用相 同设备连接的传统p s t n 调制解调器；当目的网络为g s m 时，用户对i w f 的控制则是由网络操作员管理的。 g m 3 6 0 仅支持异步通信方式。通信的服务质量根据g s m 数据传输的方 式不同而有不同的应用标准：在透明传输方式下，数据链路没有附加纠错协 议，传输的数据不经过缓冲和延迟直接发送出去；在非透明传输方式下，无 第三章g m 3 6 0 调制解调器 线链路上使用r l p ( r e l i a b l el i n kp r o t o c 0 1 ) 协议，从1 w f 到p s t n 用户的链 路尝试建立可靠连接，同时它也允许建立无纠错协议的连接，此时传输的数 据可以经过缓冲和时延发送出去，时延根据使用在无线链路上的自动重传阻 塞数据协议的不同而变化。 下列图示显示了从g s m 网络到p s t n i s d n 网络的过程中1 w f 的功能： 把g s m 信息格式转变为模拟m o d e m 接受的信息格式。 酬3 21短消息网络结构 当i w fm o d e m 进行与p s t n 数据连接的使用时，它的调制是由g s m 侧所选择的承载业务类型b e a r e rs e r v i c e s 来决定的( 即由b e a r e rs e r v i c e s 的 设定柬设制p s t n 连接时i w f 所使用的速度和协议，并且这也是用户配制 i w fm o d e m 的唯一方法) 。b e a r e rs e r v i c e 的设定通过a t 命令+ c b s t 来确 定，根据它的选择无线链路支持的速度分别为2 4 0 0 b s 、4 8 0 0 b s 、9 6 0 0 b s ， 但是当它所选择的是a u t o b a u d i n g ( 即具有识别所使用的d t e 自动定义的 速度和格式的能力) 时，g s m 无线链路仅支持9 6 0 0 b s 的速度。本系统采 用的传输格式8 b i t 数据位，l b i t 停止位，无奇偶校验。g m 3 6 0 所能采取的 异步传输格式见下表3 2 1 所示。 表3 2 】g m 3 6 0 异步传输格式 传输模式数据位字符奇偶校验停止位 7a n d 】7 b i t偶校验i b i t 7o r17 b i t奇校验1 b i t 一 7n27 b i t 无校验2 b i t 8n18 b i t 无校验l b i t 8a n dl8 b i t偶校验l b i t 8o r18 b i t奇校验l b i t 短消息业务鹿f l j 系统 3 3 基于g m 3 6 0 的短消息编码介绍 根据g s m 调制解调器g m 3 6 0 的功能，它本身只支持英文信息，不包含 中文字库，并且信息是以1 6 进制进行发送接收的，u n i c o d e 编码本身为 1 6 进制并且支持中文双字节编码，故中英文信息均可以采用u n i c 0 d e 编 码，所以就发送信息而言采用u n i c o d e 编码；对接收信息则采用7 比特短 消息中心默认编码模式( 针对英文信息) 。 一u n i c o d e 编码模式 发送信息p d u 格式主要的部分在于用户信息的编码格式，在此系统中 采用的是u n i c o d e 编码模式，它即适用于英文制式的手机也适用于中文制 式的手机，利用v i s u a lb a s i c6 0 开发语言所提供的文件存储方式，可以把 用户信息存储为u n i c o d e 文件，然