（教育技术学专业论文）基于web的短信学习平台的设计与实现.pdf

上海师范大学硕士学位论文 基于w e b 的短信学习平台的设计与实现 摘要 本论文研究的主要内容是基于w e b 的短信学习平台。根据移动教育理论，运用网络技 术，通信技术开发而成。它提供给师生一个不受时间、地域限制的移动学习环境，是一种 更为经济、便捷的师生交流教学信息的手段。 论文首先从移动学习的相关知识着手，对移动学习的特征、关键技术作了仔细研究， 得出目前情况下可行的实施方案。在此基础上，从基于w e b 的短信学习平台入手，结合w e b 开发特点和软件工程思想，进行了较详细的系统需求分析，设计出了短信学习平台的总体 结构、予系统和功能模块划分，选择面向对象的、易于扩展的a s p n e t 编程语言及s q ls e r v e r 数据库系统开发环境。开发了基于w e b 的短信学习平台的模块原型。目前，已经实现的移 动教学系统的功能有：基于w e b 的个人联系名单的管理，为用户提供适合于短消息发送的 联系人，便于群组发送；基于短信服务器的移动讨论组，可以使用户随时随地交流讨论学 习情况；适用于群发的成绩查询系统，只要选择相应的联系人名单，短信学习平台将自动 把相关的成绩发送至学生手机，相反，学生也可以随时查询任意学期的成绩。 关键词：移动学习，短消息，g s m ，s i m 上海师范大学硕士学位论文 r e s e a r c ha n di m p l e m e n t a t i o no fw e b b a s e ds m sl e a r n i n g p l a t f o r m a b s t r a c t t h ep a p e rd e a l sm a i n l y w i t ht h ew e b b a s e ds m sl e a r n i n gp l a t f o r m i ti sd e v e l o p e d b a s e do nn e tt e c h n o l o g ya n dc o m m u n i c a t i o nt e c h n o l o g ya c c o r d i n gt ot h em o b i l e e d u c a t i 0 1 t h e o r y ，t h es y s t e mp r o v i d e st e a c h e r sa n ds t u d e n t sam o b i l el e a r n i n g e n v i r o n m e n tw i t h o u tt h ei i m i to ft i m ea n ds p a c e ，a n di sam o r ec o n v e n i e n ta n d e c o n o m i c a lm o a n st oc o m m u n i c a t el e a r n i n gi n f o r m a t i o nb e t w e e nt e a c h e r sa n d s t u d e n t s i nt h i sp a p e r ，ib e g i nw i t ht h ea n a l y s i so fm o b i l el e a r n i n gt h e o r y ，t h e n ，t h r o u g h t h ec a r e f u le x a m i n a t i o no ft h ec h a r a c t e r i s t i c sa n dk e yt e c h n o l o g yo fm o b i l e l e a r n i n g ，t h ep r a c t i c a lp l a nu n d e rc u r r e n ts i t u a t i o ni sw o r k e do u t m o r e o v e r ，i a n a l y z et h er e q u e s to fs y s t e mi nd e t a i lf o rt h ew e b b a s e ds m sl e a r n i n gp l a t f o r m ， b yc o m b i n i n gt h ec h a r a c t e r i s t i c so fw e b b a s e dd e v e l o p m e n ta n dt h et h o u g h t so f s o f t w a r ee n g i n e e r i n g 1w o r ko u tt h eo v e r a l ls t r u c t u r e ，s u b s y s t e m sa n dm o d u l e s t h es y s t e mu s e sa s p n e tw h i c h5 a v et h es p e c i a l t i e so fo r i e n to b j e c ta n de a s y e x p a n s i b i l i t ya n ds q ls e r v e r2 0 0 0a st h ed e v e l o p m e n te n v i r o n m e n t t h em o b i l e i n s t r u c t i o ns y s t e mh a sf o l l o wf u n c t i o n s ：m a n a g e m e n to fp h o n en u m b e rb a s e do nw e b ， i no r d e rt of a c i l i t a t et h es m sg r o u pd e l i v e r y ：e s t a b l i s h m e n to fm o b i l ed i s c u s s i o n g r o u pb a s e do ns m ss e r v e r ，w h i c hh e l pu s e r sd i s c u s sl e a r n i n gp r o b l e m sa n y t i m ea n d a n y w h e r e ：p e r f o r m a n c eq u e r ys y s t e ms u i t a b l ef o rs m sg r o u pd e li v e r y ，w h i c hc a ns e n d t h et e s tr e s u ltt ot h es p e c if i cp h o n en u m b e ro nd e m a n d ，a n dv ic ev e r s a ，s t u d e n t s c a nc h e c kt h e i rp e r f o r m a n c et h r o u g ht h es y s t e ma sw e l1 k e y w o r d s ： m o b il el e a r n i n g ，s i m p l em e s s a g es e r v i c e ，s m s ，g m s 3 上海师范大学硕士学位论文 绪论 问题的提出 随着科技的进步，移动计算技术( m o b i l ec o m p u t i n g ) 的迅猛发展，人们借助于 无线互联技术和无线移动终端，不受时间和空间的限制，都可以给学习者提供旨在获 取知识的教学信息。没有固定的学习地点和时间，甚至工作场所也不固定，可以灵活、 高效地帮助学习者获取知识。这对现代教育提出了更新、更高的要求，如何利用现代 移动技术开展大规模、高效率的教学活动，是现代教育的一个重要课题。 近几年来，移动学习( m o b i l el e a r n i n g ) 作为种全新的学习模式悄然而生。移 动学习在数字化学习的基础上通过有效结合移动计算技术带给学习者随时随地学习的 全新感受。移动学习被认为是种未来的学习模式，或者说是未来学习不可缺少的一 种学习模式。 短信息服务已经作为一种通信交流的主要手段，目前得到了广泛的使用。s m s ( s h o r tm e s s a g es e r v i c e ，短消息服务) 是一种使得移动设备可以发送和接收文本信 息的技术，是承载在g s m 网络上的增殖业务。作为种全新的相对独立的交互模式， 手机短信成为了人们获取信息的又一途径，越来越被广大用户所接受。由于它在使用 上的广泛性，一些研究者开始尝试将其应用于教学和学习中。 基于短消息服务的教学平台，可以将有关信息以短消息的方式进行通知，并可利 用短消息进行实时信息访问，从而提供一种信息动态查询的渠道。这种利用短消息实 现移动教学的方式，可节省教师与学生为传递信息而耗费的精力、减少不必要的沟通 障碍。 我们所开发的短信学习平台是以w e b 为基础，该短信学习平台主要应用于网站中， 用户可以借助于短消息，通过手机可享受网站提供的短消息服务。学校频繁地利用短 消息交流教学信息，因此基于w e b 的短信学习平台就显得举足轻重。该服务平台解决 了计算机网络与移动网络之间信息交换问题，实现信息的双向传递，可以应用于学校 构建自己的服务。 论文的主要工作及特色 本论文主要是设计应用于短信息服务的有效性教学系统。根据学校的教学需求开 发了短信学习平台，可用于与学习者交流相关的学习信息。短信学习平台的主要功能 上海师范大学硕士学位论文 设计大致如下： 1 、用户可在任何自己合适的时间和地点将需查询的成绩通过手持移动设备或者互 联网发送给短信学习平台，系统得到查询需求后，把成绩单发送到用户的设备上。短 信学习平台同样也可把学生的成绩单按照各自学号进行群发； 2 、短信学习平台分类保存着所有时间段的短消息记录； 3 、当教师发布通知或是回答了某些同学的问题后，短信学习平台自动将更新的内 容或是相应提示信息发送到相关学生的移动设备上，可在短信学习平台建立讨论主题 进行学习。 本论文的主要特色主要在于，相对e - m a i l 和w e b 等教学手段，学习者在某些情境 下更方便的获得以s m s 作为载体的信息。学习者通过s m s 接收到的信息更具个性化， 更方便快捷。同时，短信学习平台是基于w e b ，不局限于单机，因而更便于远程管理和 访问。 第一章移动学习领域的相关知识探讨 1 1 移动学习的不同认识 移动学习的背景起源于远程学习，远程教育和开放大学取得的成功，不是技术本 身具有适合教学的特性，而是技术比较普遍地被大众拥有。典型的例子是上世纪9 0 年 代1 2 英寸的激光视盘。这些光盘具有很强的教学可能性，很多很好的课程，特别是一 些第二语言的课程利用了这些光盘进行制作，但他们并没有在远程教育或开放大学得 到广泛应用，因为技术那时没有被大众所拥有。 从来没有一项技术在人类历史上有像移动电话那样被大众百姓应用到如此普及的 地步。今天，移动电话世界有1 5 亿部，丽且它在全球的销售量，特别在国内的销售量 还在不断增长。除了移动电话已经普及之外，还有一个事实就是，移动电话是大众到 哪里都能随身携带的物品。它被人们看作是个人化的信息技术，可靠、使用频繁、操 作简单、便宜、时尚。这就使得人们应用移动电话以短信方式沟通的频率急剧攀升， 年短信发送的数量全球可达到数百亿条次。把这些工具应用于教育和培训是一项紧迫 的工作。 目前关于移动学习还没有统一的、明确的定义。什么是移动学习昵? 远程学习、 数字化学习的概念均来自于实践，作为一个术语已经被人们普遍接受了。移动学习由 于出现的时间较短，现在进行的相关研究均从各自的研究兴趣去给出关于移动学习的 上海师范大学硕士学位论立 界定。对于移动学习， 目前明显存在三种不同的认识与理解取向。 第一、是将移动学习理解为远程学习的一种形式。如远程教育学家戴斯蒙德基 根( d e s m o n dk e e g a n ) 提出远程学习、数字化学习和移动学习是远程教育的三个发展阶 段的观点。 第二、认为移动学习是数字化学习的扩展，学习内容与数字化学习相同， 只是 信息与知识获取的方式借助于移动通信网络和移动通信设备。 第三、认为是一种完全不同于数字化学习、网络学习的一种全新学习技术与方式。 虽然从认知与学习的角度来开展研究， 认为从内容与形式方面看，移动学习与数字 化学习、网络学习没有本质区别。但是移动学习的移动性、情境相关的特点使得其成 为一种全新学习技术与方式。 综合而言，移动学习是指利用无线移动通信网络技术以及无线移动通信设备( 如 移动电话、个人数字助理p i ) a 等) 获取教育信息、教育资源和教育服务的一种新型学 习形式。与其他形式的学习比较， 移动学习具有学习便捷性、教学个性化、交互丰富 性等特点。 移动学习是移动计算技术与数字化学习技术嫁接的产物，代表着学习的未来。大 多数的移动学习研究人员都认为p d a 和其他的移动设备应当被看做是现有数字化学习 技术的扩展，而不是替代现有数字化学习技术与工具。另一方面，由于移动学习将 诸如个性化、多媒体、触觉交互、移动设备等新技术融合到教育与培训领域，它又表 现出区别于一般基于有线网络与固定桌面计算机的网络学习和数字化学习的根本特 点。移动学习的出现， 本质上是教育与技术相互作用的结果，经历了一个教育需求 与技术发展交互驱动的过程：它的出现不仅会带来人们观念的转变，还会促使整个人 类学习环境的彻底改变。作为一种学习技术，移动学习与网络学习一样也可以应用于 传统学校的课堂教学中。而且，移动学习是网络学习的一种延伸。 1 2 国内外移动学习研究 作为数字化学习中的一个分支，移动学习对远程教育界已经不是一个陌生的概念。 无线通讯技术的迅猛发展，人们逐渐看到和感觉到了移动教育巨大的潜力，如何将无 线通讯技术应用于教育和培训的话题又渐渐升温。不是技术本身所固有的教育特性造 就了远程教育和开放大学的成功，而是公众普遍拥有的技术造就了这种成功。现在， 无线技术越来越普遍化，大有取代现有的固定通信技术之势，似乎预示着移动学习的 春天即将来临了。 目前，移动学习在国外的研究主要集中在欧洲和北美的部分经济发达国家，开始 上海师范大学硕士学位论文 较早的一些移动学习研究已经进行了5 1 0 年的时间。从研究目的来分主要有两类， 类是由目前的数字学习提供商发起，他们力求借鉴数字学习的经验，把移动学习推向 市场，更多地用于企业培训；另一类则由教育机构发起，他们立足于学校教育，试图 通过新技术来改善教学、学习和管理。 从2 0 0 0 年起，欢洲就对移动学习的方式表现出极大的兴趣。先后组织了3 0 多个 移动学习项目，对移动学习的教学对象、教学方法、技术手段等进行探讨。 虽然对移动学习的研究时间不长，但就目前的研究进展来看它的发展是非常迅猛 的。研究所涉及的范围广，形式也是多种多样，研究所体现出的新技术、新思想和新 方法很值得借鉴。下面我们结合一些国外移动学习的研究事实，来介绍一下国外移动 学习目前的研究现状和成果。 项目一 由欧盟达芬奇项目支持并由位于爱尔兰都柏林的爱立信教育组织实施。 应用移动通讯技术推进和加强职业教育与培训的改革，在欧洲，信息通信技术基 本素质的人员匮乏已经导致了国家竞争力的下降，进行这样的培训可以在一定程度上 解决就业，这是欧盟和欧洲各国政策的中心。 开发真实的课程、对学生进行实际的教学。 挪威的n k i 互联网大学进行了此项目的具体实施。n k i 借鉴以往开展远程教育的经 验，结合新的信息通信技术，为自己的网络学生提供了全面的移动学习环境：在技术 设备上，给学生配备袖珍电脑；学生需拥有移动电话并配备便携式键盘。学习内容可 以被下载到移动设备上供离线学习。这些内容包括：内容页、前言、介绍、所有学习 单元和各种资源( 网上的文章等) 。能够尽快进入问题论坛并能尽快参与讨论和发言。 通过e - m a i l 的方式促成师生间和学生间的沟通，布置和提交作业。 在具体的实施中，所有n k i 的网络学生，无论是否通过移动设备进行学习，都采 用在家里、工作地点或其他地点使用台式电脑接入教育资源并进行交流，他们将供移 动设备下载的学习内容下载到台式电脑和袖珍电脑中，而在移动状态中，所有的交流 都通过袖珍电脑和移动电话完成。 在这个项目中，使用最多的无线通信设备是p d a 和移动电话，另外还有部分智能 电话。 项目二 针对现有的移动掌中设备开发了移动学习课程并加以试用。这些掌中设备都是无 线设备如p d a 、智能电话和移动电话的特点，开发的这些课程要符合这些无线移动设备 的使用特点，并与功能齐全的移动学习管理系统有机结合。这些课程将被试用、评估 上海师范大学硕士学位论文 并被推广。这个项目将移动学习的范围进一步扩大，加入了最新的技术如g p r s ，从而 提供了我们在台式和笔记本电脑上才能看到的功能如e m a i l 、网页浏览、流媒体、多 媒体信息等。 项目三 非洲农村的移动学习项目，既是一个项目，也是南非普里多利亚大学领导的一个 正常的研究生教育计划。农村学生们通过这个计划学习教育学士学位课程、高级教育 证书课程和特殊需求的课程。 这个项目的一个最大特点就是参加学习的学生没有p d a 等移动通讯设备，也没有 电子信箱和其他数字化学习设施。这些学生中的9 9 拥有的工具就是移动电话。 移动电话在整个教学过程中起到以下的作用： l 、 作为教务管理的通用支持和激励支持批量发送事先设计的短信给所有相关的 学生； 2 、为具体的教育支持从数据库中向特定学生群发送定制的学习短信； 3 、 为具体的教务支持从数据库中向特定的学生发送群体甚至个人定制短信。 这个项目原本的目的是对学生的学习进行教务支持，但普里多利亚大学也在努力 将教学支持结合进这个项目中，这种教学支持主要集中在组织教学活动上而不是教学 内容上。 项目四 英国k i n g s t o n 大学进行了评价短信息服务应用于教育教学有效性的实验。根据实 验需求他们开发了一套短信息服务系统，可用于向学习者发送课程安排、考试安排和 考试成绩等信息。实验设计如下：参于实验的学习者被随机分成五个小组，其中一组 通过e - m a i l 获取信息，另一组通过w e b 查阅信息，剩余的三组通过短信息服务接收 信息。通过对三组实验数据的分析和比较后发现，相对e - m a i l 和w e b ，学习者在某些 情境下更倾向于获得以s m s 作为载体的信息。学习者普遍认为通过s m s 接收到的信息 更具个性化，同时更方便快捷。 项目五 w a p 教育站点的建设是目前移动学习研究领域中的又一重要方面。w a p 教育站点 与普通w a p 站点相比在技术上并没有太大的区别，不同之处在于应用的目的和面向的 对象。英国u 1 t r a l a b 根据移动学习计划的研究目标，通过分析了1 6 2 4 岁的欧洲青 年人的学习特征，开发和建立了支持移动学习的w a p 教育站点。为了能够迎合这些青 年人的口味，使他们能够对移动学习保持持久的兴趣，研究人员在学习资源的建设上 下功夫，着重选取能够贴近学习者生活和工作同时又较为时尚和流行的主题作为学习 上海师范太学硕士学位论文 内容。 由于w a p 教育站点对移动学习所起到的关键作用，在过去的几年里许多大学陆续 建立了自己的a p 教育站点。 项目五 北京大学开展了“基于短信的移动教育系统结构”的研究，设计了基于短信中心 及单机串口通信的短信移动教育系统结构，并利用手机在w i n d o w s 2 0 0 0 和s o l s e r v e r 平台上实现了基于单机串口的移动教育系统。实验结果表明，基于短信的移动教育系 统是可行的，移动教育可大大改进教育的方式，具有广阔的发展前景。 通过国内外移动学习的案例分析，得出以下几点体会： 一、移动学习正处在发展的初期，但是发展潜力巨大。世界上对移动学习的研究 和探索基本上从2 0 0 0 年开始，移动学习的发展时间还不长。然而在不长的时间内，随 着无线通信技术的迅猛发展，无线技术应用于教育与培训的可行性和方便程度越来越 大，移动学习的潜力也越来越大，大有追赶现有固定网络远程教育的趋势。在我国， 目前对移动学习的研究和探索十分有限，与世界相比较，我们在这个方面已经落后了。 但是，应该看到，无线通信技术在我国的普及程度也是十分惊人的，这为我们开展移 动学习的工作奠定了十分坚实的基础。 二、国家的教育与培训除了面向高等教育、基础教育和职业教育，也要面向各个 层次的教育与培训，进行全民终身教育，塑造学习型国家。在这个方面，移动学习应 该能够发挥很大作用。 世界一些国家的教育界为移动学习已经做了很多尝试，而且还在进一步的探索和 研究，我国也能够在移动学习方面做出自己的贡献。 1 3 移动学习的特征 移动学习是学习者应用移动设备能够在任何时间、任何地方根据自己的需要进行 自主学习。它是一种新的远程学习方式，使学习者摆脱时间和空间的限制，给予他们 更大的自由。移动学习有机地结合移动通信、网络技术，移动学习具有如下特点： 1 、移动性。学习者可以在任何地点进行学习，学习者可以不受传统教学和一般网 络教学的空间限制，学习者可以在步行中、行驶的汽车上、行驶的轮船上及飞行的飞 机上学习。学习者同样不受时间的限制，任何对间都可以进行学习，而不必按固定的 时间进行。教师者也可不受时空的限制访问网络教育资源，进行教学。 2 、及时性。由于在移动计算环境下，学习时间和空间不受限制，学习者可以在需 要某些知识( 不用花太长时间学习的知识) 的时候马上学习，因此移动学习又可称为 上海师范大学硕士学位论文 及时学习。教师也可以通过移动因特网，借助移动终端及时进行辅导。 3 、高效性 移动学习使学习者摆脱固定时间、固定地方的束缚，学习者可以随时获取网上的 学习信息，进行学习交流。同时，在移动学习中学习者可以利用自己的零碎时间( 例如 乘车、等车的时间) 进行学习，从而提高学习者的学习效率。 4 、网络性。移动教育是基于移动计算的网络教育，以移动因特网为平台，通过移 动终端接入实现网络教学。因此移动教育是一种网络教育，但又有其特殊性，是网络 教育的扩展。 5 、跨时空性。学习者可以在任何时间和地点进行学习，教师也可以在任何时间和 地点进行教学，可以将自己最新的教学资料传到网上，随时对教学资源库进行修改更 新。 6 、虚拟性。教师可以通过网络动态地组建虚拟学校，虚拟教师队伍，学生可以动 态地组建虚拟班级。教师和学生的教学关系也可以是动态虚拟的。 7 、个性化 在现代社会中，传统的固定学习很难满足学习者学习的需要。而在移动学习中， 学习者可以根据自己的需要选择学习的时间、地点以及学习内容，从而实现学习者个 性化的学习。 8 、普及性。移动终端的大量涌现和普及，为移动教育的普及打下了坚实的基础， 任何持有移动终端的人都可以成为移动教育中的学习者和教育者，即使在偏远山区的 人也可以通过移动终端进行学习，从而使得教育得到普及，具有广泛性。 1 4 移动学习研究的关键问题 移动学习已经成为全球移动通信运营商和移动设备供应商开拓市场的重要应用研 究课题。研究注重移动学习技术实现的可行性问题，为将来基于成熟移动通信网络和 移动通信设备的移动应用服务市场推广做准备。一些教育机构也积极与著名移动通信 运营商和移动设备供应商合作开展移动学习的研究。研究注重教育性与科学性，重视 从学习者的角度研究移动学习的优势与不足。揭开了移动学习研究序幕，解决了移动 学习技术可行性问题，指出了移动学习的优势在于学习的灵活、便捷以及“随时随地” 学习，而其不足在于设备屏幕尺寸小、网络带宽低、学习资源仅限于文本与简单图片 等。研究还将关注以下五个方面的问题： 1 、移动学习系统相关技术研究 移动学习是移动计算技术在教育中的应用。移动计算是一个涉及无线通信、计算 l 上海师范大学硕士学位论文 机网络、计算机软件等相关领域的交叉学科。移动计算技术主要包括无线网络技术、 无线信息设备技术、移动设备系统软件与移动应用软件开发等。无线网络技术包括无 线个人网络、无线局域网络、无线广域网络和卫星网络；无线信息设备包括笔记本电 脑、p d a 、移动电话等。无线信息设备多样， 操作系统也是由各生产厂家设计与开发， 这样阻碍了基于无线信息设备进行应用开发工作。这些问题都是亟待解决的。 2 、移动学习终端的软件开发研究 当前，无线信息设备多样，如笔记本电脑、p d a 、移动电话等。不同设备性能不 同，需要设计不同的操作系统和中间件。所以，不同移动学习终端的软件由不同生产 厂家设计与开发，涉及技术不同、开发平台迥异，这使得基于无线信息设备进行程 序开发的相对困难。 3 、移动学习课程开发研究 移动学习有学习便捷性、教学个性化、交互丰富性、情境相关性等特点。如何根 据这些特点开发出适合移动学习的课程是一个亟待研究的课题。如小屏幕尺寸对课程 内容呈现的界面设计的限制，语音输入与识别技术的实现对语言教学课程评价设计的 影响等。 4 、移动学习教学模式研究 移动学习作为一种新型的学习方式，如何与传统学习方式结合，提高学习绩效 也是需要重点研究的问题。移动学习不能作为一种独立的学习方式用于系统的课程学 习，它需要与其他( 如课堂学习、网络学习、野外考察等) 学习方式进行组合，应用 于传统学校教育和远程教育之中。 5 、移动学习系统的标准化研究 移动学习是数字化学习的一种延伸，因此，移动学习系统是数字化学习系统的 一个重要组成部分。当前，我国教育信息化技术标准研制工作正在进行并已经陆续颁 布了一些标准，但都没有将移动学习系统的标准化研究纳入教育信息化技术标准体系 之内，这无疑将影响移动学习的发展。 上述五个方面的问题是当前影响移动学习发展的关键因素，所幸正如桌面电脑在 教育中的应用研究一样，微软已经开始将p d a 操作系统设计作为一个新的产品进行推 广，而它推出的。ne t 开发平台也已经把移动应用开发纳入其中；s u n 公司也推出了 基于j 2 m e 的移动应用开发解决方案。随着上述五个方面问题的解决，移动学习将成为 人们在信息社会进行数字化学习的普遍形式。 上海师范大学硕士学位论文 第二章短信学习平台的技术背景 2 1 短信主要分类 1 9 9 2 年，第一条短消息通过英国沃达丰( v o d a f o n e ) 公司的g s m 网络从一台电脑传递 到了一部手机上。然而，在随后的几年，短消息并没有被广泛应用。 1 9 9 8 年，话音业务增长缓慢，发展移动数据业务的呼声目益高涨。欧洲一些运营 商推广短消息业务，力求造就新的业务增长点，掀起了一场短消息热潮。中国移动和 中国联通也随后向用户推出短消息业务。短消息业务使得正在寒冬中苦苦挣扎的网站 看到了希望，国内的各大网站利用拥有丰富内容和无数用户的优势，推出了各种短消 息增值业务。与此同时，短消息在中国如日中天，短消息增值服务和解决方案层出不 穷，甚至被称为“第六媒体”。日前，我们所能接触到的短消息的相关业务有以下几 种类型： 一、s m s ( s i m p l em e s s a g es e r v i c e ) 短消息业务 短消息服务器使移动电话( 包括p o c k e tp cp h o n e ) 能够使用g s m 网络发送短消 息，它具有以下一些功能： l 、一个s m s 消息最长可包括1 6 0 个字符。 2 、s m s 是一种存储和转发服务。也就是说，短消息并不是直接从发送人发送到接 收人，而始终通过s m s 中心进行转发。如果接收人处于未连接状态( 可能电话己关闭) ， 则消息将在接收人再次连接时发送。 3 、s m s 具有消息发送确认的功能。这意味着s m s 与寻呼不同，用户不是简单地发 出短消息，然后相信消息已发送成功。而是短消息发送人可以收到返回消息，通知他 们短消息是否已发送成功。 4 、s m s 消息的发送和接收可以和g s m 语音同步进行。 5 、要使用s m s ，用户需要预订支持s m s 的移动网络，并且必须为该用户启用s m 8 的使用。用户需要有发送短消息或接收短消息的目的地。该目的地通常是其他的移动 电话，但也可以是服务器。最后，用户还需要有支持s m s 的移动电话，并需要了解如 何使用其特定型号的移动电话发送或阅读短消息。 短消息的应用按大类可以分为两类：小区广播短消息和点到点短消息。前者指将 消息发送给小区中有接收短消息能力并注册了该项服务的手机或移动平台，主要应用 于发送关于天气预报、股票行情、交通路况等消息；后者才是我们常说的短消息业务， 本文所进行的讨论也主要是针对点到点短消息而言的。 点对点短消息是由短消息服务中心s m s c ( s h o r tm e s s a g es e r v i c ec e n t e r ) 完成存 1 4 上海师范大学硕士学位论文 储和转移功能。短消息服务中心不仅可以服务于g s m 移动用户，还可以服务于具有接收 短消息功能的固定网络用户和互联网用户等 在近几年得到了飞速的发展。2 0 0 1 年中国移动短信发送总量为1 9 9 亿条，2 0 0 2 年增 长为9 6 0 亿条，2 0 0 3 达n 2 2 0 0 亿条，而2 0 0 4 春节期间从1 月2 1 日至1 月2 8 日的八天时间， 短信的发送量为9 8 亿条，预计2 0 0 5 年全国的短信发送总量将达到3 3 0 0 亿条左右。国内 移动资费政策( 通话费高而短消息费用相对较为便宜) 及中国移动梦网模式的成功推 广，极大地促进了短消息业务近几年在国内的迅猛发展。但是，从上面的数字可以看 出，短信息业务的增长速度己经有放缓的趋势( 2 0 0 3 年增长4 0 0 ，2 0 0 4 年增长1 2 9 ， 2 0 0 5 年预计增长5 0 ) ，今后几年将进入平稳发展的阶段。 s m s 的常见的应用如下： 1 、信息交换。如“明天硕士论文答辩”。s m s 尤其适合用在这种类型的短信息上， 因为，s m s 比起呼叫对方并告知他相同的信息来要廉价很多。 2 、s m s 自f f 件通知。很多的运营商已经开始提供s m s 电子邮件通知服务。 3 、s m s 发送邮件。通过手机可以向任何的电子邮件信箱发送1 6 0 字节之内的短信息 邮件。 4 、提供象新闻、天气、娱乐信息和股票价格等的服务信息定制。移动用户可以通 过s m s 的方式向短信中心发送诸如：n e w s ，w e a t h 等字母缩写便可以获得相应的信息服 务。 5 、余额查询。网络商通过s m s 为用户提供预付卡余额查询服务。 6 、移动聊天目前也正在升温。 7 、下载最新铃声。 无疑，上面的统计数据表明，s m s 的使用已经非常普遍。但我们认真的分析一下就 会发现在s m s 普遍性使用的背后同时隐藏着诸多的制约性因素。 主要的制约因素可列举为： 1 、信息本身的单调性。信息仅局限于简单的文本信息，不能传送图形和声音文件 ( e m s 则将可弥补这个缺陷) 。 2 、受信息长度的限制。由于每条s m s 信息不能超过1 6 0 字节，对于稍长的e m a i l 或 短信服务如新闻等，s m s 必须把信息切断为数条进行多次发送，这跟g p r s 比较起来( 相 同的服务) ，费用反而高了。 3 、手机上文字输入的繁复使得即使只输入少量的单词也显得非常不简单。不过这 种制约有望随着声音识别输入技术的发展而缓解。 4 、s m s 使用不同版本的协议，运营商和服务提供商必须为自己的系统能协调于不 上海师范大学硕士学位论文 同的短信中心而采用不同的操作界面。 5 、数据传送速率和时延。s m s 使用低速信令频道，这个频道为多种传输所共享， 所以速度相对较慢。 6 、s m s 信息储存和转寄的过程在很多应用上都显得非常有用，但在w a p 上的应用和 未来的发展来看却并不是非常合适。 s m s 是第一代g s m 服务，正如我们前面所提到的，s m s 本身带有很多的固有局限性， 其中一个最主要的制约因素就是单调的文本内容传输。但在不久的将来，随着e m s ( 加 强短信息服务) 的推出，用户将可以传送更加丰富的短消息内容，这种短信息将可向 兼容e m s 的手机发送包含文本文字、简单的图形、黑自的图片的信息。 二、e m s ( e n h a n c e dm e s s a g es e r v i c e ) 增强短消息业务 e m s p a s m s 系统为基础，并对s m s 做了进一步的改进和完善，它利用现有的短消息系 统，通过多条短消息的串接实现较大数据量的传输。 e m s 对消息格式的扩展包括： 1 、文本信息：支持格式化文本，包括字体、字号、字形等； 2 、图片：e m s 支持小图片( 1 6 x 1 6 像素) 、大图片( 3 2 x 3 2 像素) 和可变尺寸图片( 标 准建议图片最大尺寸为9 6 * 6 4 像素) ： 3 、声音：e m s 预定义了1 0 种声音，用户还可以定义一些声音通过无线方式传给手 机，但大小不得超过1 2 8 字节； e m s 是s m s 的增强版本，也使用信令信道，通过短信中心存储和转发短信，无须对 基础网络进行升级。从s m s n b m s 的升级是透明的，实施e m s 对现有的短信中心几乎没有 任何影响。但也正因为如此，使得e m s 对s m s 的增强较为有限，不可能支持更加丰富多 彩的媒体类型。 三、m m s ( m u l t i m e d i am e s s a g i n gs e r v i c e ) 多媒体消息业务 多媒体消息业务是继短消息业务、增强消息业务之后的又一种存储、转发模式的 非实时移动消息业务，是s m s 和e m s 的进一步发展，可以理解为是s m s 向多媒体的演进。 但与s m s 、e m s 不同的是，m m s 消息是通过数据信道而不是信令信道进行传输的。m m s 利用承载网络的带宽优势，消除了对消息大小的限制。在2 。5 g ( g p r s ) 或3 g 网络的支 持下，m m sp a w a p ( 无线应用协议) 等技术为载体可以完全整合文字、图片、声音和视 频片段，从而使信息服务的内容和应用更加丰富多彩，提升了移动个人消患业务的表 现能力。 s m s 和w a p 以及g p r s 的关系是怎样的呢? s m s 只是一种承载层，是- 7 十信息的中转机制。丽w a p 提供给用户的是建立在s m s 上 上海师范大学硕士学位论文 的服务和应用。所以我们说w a p 和s m s 并不冲突，反而，随着w a p 使用的增加，s m s 的流 量也必将随之出现一个显著的增长。 g p r s 作为一种基于分组的数据服务，将可提供比g s m 更加高速的数据传输速度。跟 s m s 不同的是，g p r s 提供的是实时的数据传输，用户可以一直在线。不过从准确意义上 来说，s m s 和g p r s 并不处在对立的两个方面。由于g p r s 是直接向终端用户传送信息，无 须经过短信中心的转发，因而省却了储存程序，所以费用也将有望更加低廉。不过s m s 也有自己独特的优势，那就是可以在g s m 网络上进行语音通信、数据传输和发送传真时 同时进行短信传送。 短信息由于其自身拥有的其它非语音服务所没有的便利特性，使得移动用户间交 换简短信息变得更加的方便和快捷。另一方面，短信息低廉的使用费也是其迅速被市 场接受并普遍开来的重要原因。特别在国内市场，低端的用户占了相当的一大部分， 而他们对短信息的需求尤其大，相信这将在向储值卡用户开放短信息服务后得到最充 分的体现。 也许短信息在某种程度上没有语音通话的直截了当，但我们必须承认，在很多场 合使用短信息来传递信息要比直接进行语音通话要来得方便和舒适。 移动运营商目前正在不断地把增值服务和新的信息服务注入到s 】i i s 中，以提高s m s 的使用价值，相信这也将是促进s m s 应用的一个有利因素。另一方面，内容服务商也推 出了操作越来越容易，内容越来越丰富的短信应用，而且寄希望于通过短信息服务实 现在互联网市场的赢利梦想。 2 2 短信学习平台的蜂窝移动无线接入 蜂窝移动无线接入技术既能满足大的无线覆盖区和高速移动用户的要求，又能满 足高密度低速移动用户的要求，同时还可以满足室内用户的要求。 到目前为止存在和提出的移动无线接入方式主要有以下五种： 一、g s m g s m ( g l o b a ls y s t e mf o rm o b i l ec o m m u n i c a t i o n ) 技术是属于第二代数字通信 系统，于1 9 8 5 年e t s i ( 欧洲电信标准委员会) 制定的标准。它的工作频率在 8 0 0 m h z 一1 8 0 0 m h z ，己成为欧洲和亚洲实际上的标准。g s m 系统具有较强的保密性、抗干 扰性、音质清晰等特点，同时还具有容量大、频率利用率高等优点，是目前中国移动 和中国联通两大移动运行商所组建的主要通信网络。 二、 g p r s g p r s ( g e n e r a lp a c k e tr a t i os e r v i c e ) 通用分组无线业务属于2 5 代的移动通 17 上海师范大学硕士学位论文 信技术。g p r s 是g s m 标准定义的包交换协议，可以快速接入数据网络。 它可以实现终端和网络之间的“永远”在线连接，网络容量只有在实际传输时被 占用。但它实际的速度要比理论值小的多，介于1 4 。4 k b s 一4 3 。2 k b s 左右，上行速度 也要比下行速度慢的多。该技术是迈向3 g 的过渡技术，目前被中国移动运行商所采用。 三、c d m a c d m a ( c o d ed i v i s i o nm u l t i d l ea c c e s s ) 码分多址技术是一种基于扩频技术的新 而成熟的无线通信技术。它具有高效的频率利用率和更大的网络容量，可以简化网络 规划、提高通话质量、增强保密性和提高覆盖率。c d m a 的基站密度相对g s m 而言比较 低，平均距离在1 2 0 0 米以上。另外c d m a 网络可以延长用户通话时间和实现软容量、 软切换。目前中国联通己组建c d 凇网络并不断网完善。 四、3 g 3 g ( 第三代移动通信) 又称工m t - 2 0 0 0 ，它的通信业务能力将比第二代有明显的 改进，它的应用能够支持语音通话、分组数据到多媒体业务。其传输数据的速率可达 1 4 4 k b s ，在室外静止或步行速度是可达3 8 4 k b s ，在室内甚至达到2 m b p s 。它将具有低 成本、高服务质量、高频率利用率和保密性等优点。目前世界各大通信设备商都加大 的投入研发。 五、4 g 4 g ( 第四代移动通信) 目前还是一个主题的概念，但是可以肯定互联网和移动通 信技术的高速发展，4 g 也将快速的发展。 2 3 短信学习平台的用户识别模块( s i m 卡) s i m ( s u b s c r i b e ri d e n t i t ym o d u l e ) 卡的全称是用户识别模块，它实际上是一 张带c p u 的智能卡，是g s m 数字手机用户的一张个人专用卡。s i m 卡中存储着用户数据、 鉴权算法、认证密钥等机密信息以及电话号码、短消息等用户个人信息，可供g s m 网络 系统对用户身份进行认证。同时，用户通过它完成与网络系统的连接和信息的交换。 s i m 卡硬件系统由三大部分组成：微处理器( c p u ) 、存储器和i o 通信单元( 如图 所示) 。 上海师范大学硕士学位论文 此外，某些卡商生产的s i m 卡还集成了专门用于密码运算的协处理器等部件以弥补 s i m 卡运算能力不强的缺陷。s i m 卡的c p u 大多是8 位的，其主频在卜5 m 左右，s i m 卡存储 器按照用途分为程序存储器( r o m 或f l a s h ) ，随机存储器( r a m ) 以及数据存储器 ( e e p r o m ) 。其中，数据存储器对手机用户的意义最为重要，因为它决定了用户在一 张s i m 卡中能够存储多少短消息、电话号码以及可以使用多少菜单业务。国内s i m 卡产 品数据存储器经过近几年的技术发展特别是半导体工艺的演变，其容量也经历了由8 k 至1 6 k ，3 2 k 乃至6 4 k 甚至1 2 8 k 的飞速发展过程，目前，除了在某些省市发行的低端s i m 卡如“神州行”卡等还是只具有1 6 ke e p r o m 容量以外，市面上能够买到的主流s i m 卡产 品如“全球通”卡、“动感地带”卡等全部具有了3 2 k 以上的e e p r o m 容量，可以预见， 具有6 4 ke e p r o m 容量的s i n 卡将会在很短的时间之内成为s i m 卡市场的主流产品。与此 同时，主流s i m 卡产品的程序存储器和随机存储器的容量也分别达到了3 2 k 以上和i k 以 上，可以为用户带来更复杂的运算功能和更快的运算速度，方便了用户对菜单业务的 使用。 在c - s m 网络发展的初期阶段，由于受到技术手段的制约，移动手机用户只能享受语 音服务，而s i m 卡由于继承了智能卡天然的保密特性，使得它能够实现6 s n 系统在用户 端的安全需求以及安全特征，并成为g s m 系统中一个独立的模块。 在这个时期，s i m 卡主要是用来存储用户的个人数据、用于鉴权与加密的密钥和算 法。但是随着g s m 网络的不断完善和用户对多种移动通信业务需求的增加，s i m 卡的使 命也发生了意义深远的变革。除了基本的语音业务以外，短消息、彩信、屏保、铃音 等移动增值数据业务也发展的如火如茶。此外，在公钥算法协处理器的推动下，s i n 卡 己经具备了用于标志用户数字身份的数字签名、身份认证等功能，从而使基于移动通 信网络的移动电子商务增值服务成为可能。 s i n 卡是有一定使用年限的。一般而言，它的物理寿命取决于两点：首先是触点的 9 上海师范大学硕士学位论文 寿命即用户的插拔次数，约在1 万次左右：其次它的寿命取决于数据存储器的擦写次数 不同卡商生产的s i m 卡虽然指标各不相同，但是普遍在1 0 万次左右。 第三章短信学习平台的g s m 网无线接入模块 3 1 计算机与g s m 无线模块通信 通过p c 机发送手机短消息主要有三种方案： 1 、通过移动网关