（通信与信息系统专业论文）移动通信中短信网关接入设备的设计与实现.pdf

r、11li 独创性( 或创新性) 声明 本人声明所呈交的论文是本人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究 成果。尽我所知，除了文中特别加以标注和致谢中所罗列的内容以外，论文中不 包含其他人已经发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得北京邮电大学或其他 教育机构的学位或证书而使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任 何贡献均已在论文中作了明确的说明并表示了谢意。 申请学位论文与资料若有不实之处，本人承担一切相关责任。 本人签名： 垒壁遗主日期：尘纠旦：3 ：! 生 i 。 关于论文使用授权的说明 学位论文作者完全了解北京邮电大学有关保留和使用学位论文的规定，即： 研究生在校攻读学位期间论文工作的知识产权单位属北京邮电大学。学校有权保 留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和磁盘，允许学位论文被查阅和借 阅；学校可以公布学位论文的全部或部分内容，可以允许采用影印、缩印或其它 复制手段保存、汇编学位论文。( 保密的学位论文在解密后遵守此规定) 保密论文注释：本学位论文属于保密在一年解密后适用本授权书。非保密论 文注释：本学位论文不属于保密范围，适用本授权书。 本人签名： 召匡蓬鸯、 日期： 趔曼：至。 导师签名：霉碧手 日期：毒刊f + o 卜g 二一 j 1，1、l、1 移动通信中短信网关接入设备的设计与实现 移动通信中短信网关接入设备的设计与实现 摘要 随着通信网向宽带化、智能化、综合化、个人化方向发展，增值 业务越来越受到关注，它凭借公用电信网的资源和其它通信设备而开 发的附加通信业务，使原有网路的经济效益或功能价值增高。其中短 信增值业务是最常见的一种方式。而2 0 0 8 年电信重组后，原中国联 通c d m a 用户转由中国电信管理，这就使得服务提供商需要做出相 应的改变以适应新条件下用户的需求。 短信网关接入设备是服务提供商为了使用运营商的短信功能而 采用的，用来接入到运营商的短信网关的设备。短信网关接入设备通 过使用运营商网关使用的协议来与运营商的网关实现互联，一套好的 短信网关接入设备是服务提供商提供优质的短信增值业务的保障。 本文设计并实现了一套基于转发器的优化，增强w e bs e r v i c e 服 务的新的短信网关接入设备，搭建了系统所需的环境，并完成了全部 的编码和调试工作。 在论文的安排上，本文首先介绍了短信增值业务的发展以及常用 的短信网关接入协议，然后介绍了现有的短信网关接入设备的概况， 在此基础上针对现有的网络环境，设计并实现了新的网关接入设备的 整体架构，介绍了各个部分的改进和实现方式，在最后还介绍了新的 短信网关接入设备的具体实现流程。 关键字：i s a gs g i p 短信增值业务互联 北京邮l 乜人学硕1 ：学位论文移动通信中甍f 侪州关接入设备的设计o j 实现 s m sg a r e 4 心a c c e s sd e v i c ed e s i g na n d i m p l e m e n l = 棚0 n a b s t r a c t a st h ec o m m u n i c a t i o nn e t w o r kt ob r o a d b a n d ，i n t e l l i g e n t ，c o m p r e h e n s i v e ， i n d i v i d u a l - o r i e n t e dd i r e c t i o n ，t h e r ei sag r o w i n gc o n c e r na b o u tv a l u e a d d e d s e r v i c e s ，w h i c hb yv i r t u eo fp u b l i ct e l e c o m m u n i c a t i o nn e t w o r kr e s o u r c e s a n do t h e rc o m m u n i c a t i o n se q u i p m e n t ，a d d i t i o n a lc o m m u n i c a t i o n ss e r v i c e s d e v e l o p e d ，s ot h a tt h eo r i g i n a ln e t w o r ki n c r e a s et h ee c o n o m i cb e n e f i t so r f u n c t i o n a lv a l u e s m sv a l u e a d d e ds e r v i c ei st h em o s tc o m m o nw a y a f t e r t h er e o r g a n i z a t i o ni n2 0 0 8 ，t h ec h i n au n i c o r n sc d m au s e r ss w i t c ht ob yt h e c h i n at e l e c o m sm a n a g e m e n t ，w h i c hm a k e ss e r v i c ep r o v i d e r sn e e dt om a k e c o r r e s p o n d i n gc h a n g e st oa d a p tt on e w c o n d i t i o n s s e r v i c e p r o v i d e r u s es m sg a t e w a ya c c e s sd e v i c et oa c c e s st h e o p e r a t o r ss m sf u n c t i o n s ，t h e yu s es m sg a t e w a ya c c e s sd e v i c et oa c c e s st o t h eo p e r a t o r ss m sg a t e w a ye q u i p m e n t s m sg a t e w a ya c c e s sd e v i c e su s i n g t h ec a r r i e rg a t e w a yp r o t o c o lt oc o m m u n i c a t ew i t ht h eo p e r a t o r sg a t e w a y , g o o ds m sg a t e w a y a c c e s se q u i p m e n tc a np r o v i d eq u a l i t ys e r v i c e t h e g o a lo ft h i sp a p e ri st od e s i g na n di m p l e m e n t a t i o nan e w a r c h i t e c t u r e o nt h eb a s i so fr e p e a t e ro p t i m i z a t i o na n dw e bs e r v i c ee n h a n c e m e n t ，s e tu p t h en e c e s s a r ye n v i r o n m e n tf o rt h es y s t e m ，a n dc o m p l e t e da l lt h ec o d i n ga n d d e b u g g i n g i nt h ep a p e r ，if i r s ti n t r o d u c et h ed e v e l o p m e n to fs m sv a l u e - a d d e d s e r v i c e sa n ds o m ec o m m o ns m sg a t e w a ya c c e s sp r o t o c o l ，t h e nid e s c r i b e t h ee x i s t i n gs m sg a t e w a ya c c e s sd e v i c e o nb a s eo ft h e s ei n t r o d u c t i o n s ，i d e s i g na n di m p l e m e n tan e wo v e r a l la r c h i t e c t u r eo fn e wg a t e w a ya c c e s s d e v i c e ，a l s oii n t r o d u c ee v e r yp a r to ft h ei m p r o v e m e n ta n di m p l e m e n t a t i o n w a y s a tl a s t ，ia l s oi n t r o d u c et h es p e c i f i ci m p l e m e n t a t i o np r o c e s so ft h en e w s m s g a t e w a y a c c e s sd e v i c e 韭京邮l 乜人学硕i ：学位论文 移动通竹中矩信州关接入设备的设计j 实现 k e yw o r d s ：i s a gs g i ps m sv a l u e a d d e db u s i n e s s i n t e r c o n n e c t 北京邮i 乜人学硕i ：学位论文移动通信中矩信网关接入设备的设计j 实现 目录 第一章绪论1 1 1 课题研究背景1 1 2 课题研究现状。2 1 2 1 短信增值业务2 1 2 2 研究现状2 1 3 本论文要完成的任务及结构3 第二章短信增值业务的发展。4 2 1 短信增值业务介绍4 2 1 1 短l 信业务4 2 1 2 短信增值业务5 2 2 短信网关系统6 2 2 1 短信原理介绍6 2 2 2 短信业务流程与系统结构7 2 3 本章小结9 第三章短信网关接入协议1 0 3 1 联通s g i p 基础1 0 3 1 1s g i p 概j 苤1 0 3 1 2s g l p 的基本通信过程1 1 3 1 3s g i p 的数据格式1 4 3 2 电信l s a g 基础1 6 3 2 1i s a g 概述1 6 3 2 2l s a gs m s 开放接口协议的通信过程1 7 3 2 3l s a gs m s 开放接口协议的数据格式1 9 3 3 本章小结2 1 第四章短信网关接入设备的设计2 2 4 1 业务系统的功能需求2 2 4 2 设计方案的选择2 2 4 3 基于$ g i p 的短信增值业务网络环境2 3 4 3 1 现有s g l p 环境概述2 3 4 3 2 联通s m g 2 4 4 3 3 转发器2 4 4 4 基于l s a g 的短信增值业务网络环境。2 6 4 4 1i s a g 网络环境概述2 6 4 4 2 中国电信短信网关2 7 4 4 3w e bs e r v i c e 服务2 8 北京邮i l l 人学顾i j 学位论文 移动通信中短信p 帙接入设备的设计实现 4 5 同时支持s g i p 与i s a g 的网络环境设计2 9 4 5 1 网络整体环境设计2 9 4 5 2 转发器的改进设计3 5 4 5 3w e bs e r v i c e 服务的改进设计3 8 4 6 本章小结z i o 第五章短信网关接入设备的实现4 l 5 1 同时支持s g i p 与i s a g 的网络环境的搭建4 1 5 1 1 转发器环境4 1 5 1 2w e bs e r v i c e 环境4 2 5 1 3 业务系统、i s a g 网关以及i s m p 网关4 2 5 2s g i p 与i s a g 互联的具体流程4 2 5 2 1 不需要同复状态报告时的通信流程。4 3 5 2 2 需要同复状态报告时的通信流程。4 4 5 2 3l s a g 下发短信的通信流程4 5 5 3 本章小结4 7 第六章结束语4 8 6 1 论文总结4 8 6 2 下一步的研究工作4 8 参考文献5 0 附j i 之! ；2 j 改谢! ；： 攻读学位期间发表的学术论文目录5 4 n 北京邮l 【1 人学硕i ：学位论文 移动通信中矩信刚关接入设备的i 5 2 计1 j 实现 1 1 课题研究背景 第一章绪论 近年来，随着人民生活水平的同益提高，手机也从当初的奢侈品变成了几乎每 人必备的常用生活用品。随着移动通信的逐渐普及，人们对手机的要求逐渐多样化， 也更加个性化，移动通信市场更是从以往的大众电话业务市场，转变成为细分的移 动增值业务市场。在移动通信技术和互联网技术发展的推动，以及市场需求的拉动 作用下，移动通信产业提出了转型的口号，服务创新成为了产业追求的目标。我国 的移动通信产业也开始由大变强，从国内走向国际，在更大舞台上展示自己的创新 能力。 移动增值业务是移动运营商在移动基本业务( 话音业务) 的基础上，针对不同 的用户群和市场需求开通的可供用户选择使用的业务。移动增值业务是市场细分的 结果，它充分挖掘了移动网络的潜力，满足了用户的多种需求，因此在市场上取得 了巨大的成功。移动增值业务就是凭借公用电信网的资源和其它通信设备而开发的 附加通信业务，其实现的价值使原有网路的经济效益或功能价值增高。而短信增值 业务就是通过手机或移动梦网发送和接收文本形式信息的业务，它是移动增值业务 的一种。 2 0 0 8 年中国电信业又进行了新一轮的重组，中国联通的c d m a 网与g s m 网 将被拆分，前者并入中国电信，组建为新电信，后者吸纳中国网通成立新联通，铁 通则并入中国移动，组成新移动，原有的中国卫通保持不变。由此，重组后将形成 新电信、新联通、新移动加上原有的卫通的格局。这次新一轮的电信运营商重组， 将原联通的c d m a 部分用户给了中国电信，这对于服务提供商来讲，要想继续为 这部分用户提供移动增值业务服务，就必须使自身服务系统在支持原有联通的规范 的同时，针对原有的c d m a 部分用户，必须做相应的改进，来满足中国电信i s a g 系统规范的要求。因此对于短信增值业务的分析和优化，以及在新的电信规范下的 短信网关接入设备的实现的研究有一定的现实意义。 北京邮电人学硕i ：学位论文移动通信中 i l 信m 关接入设备的设计j 实现 1 2 课题研究现状 1 2 1 短信增值业务 移动增值业务在全球的发展速度很快，同本移动运营商非话音收入已经达到总 收入的3 0 以上。在中国，根据统计，2 0 0 4 年中国s p c p 全年的s m s 信息费收入 超过人民币4 0 亿元，w a p 业务信息费为人民币8 亿元，多媒体信息业务( m m s ) 超 过人民币7 亿元。虽然短信业务收入开始下降，但无线应用协议( w a p ) 、交互式语 音回应( i v r ) 等业务收入快速攀升，从而保证了移动增值业务在中国的发展速度。 目前，整首音乐下载、移动e m a i l 以及手机电视等新业务又将成为未来全球最有前 途的移动增值业务。从上面的数据可以看出，短信增值业务在整个移动增值业务里 面的比重很大，是s p c p 的主要盈利业务。近年来，短信业务得到了社会各界和媒 体的广泛关注，随着短信增值服务范围的不断扩大和向各行业渗透的不断深入，短 信与百姓的生活联系更加紧密，信息消费的概念露出水面，并逐渐为用户所接受， 新的短信增值业务也在不断的出现。 1 2 2 研究现状 2 0 0 8 年的电信运营商重组刚刚结束，以往的短信增值业务都是只针对单独的一 个运营商的规范而开发的，如为联通的用户提供服务，只需要支持联通的s g i p 协 议与联通的s m g 完成互联，而为电信的用户提供服务，只需要支持i s a g 系统的 开放接口协议，而在新的应用环境下，针对现在被划分为电信用户的原联通的 c d m a 部分的用户，则需要从原来支持联通s g i p 协议的系统下，转移到支持电信 i s a g 开放接口协议的服务系统下。而对于与联通合作的服务提供商来讲，要想为 原来的c d m a 部分客户提供服务就必须要支持电信的i s a g 系统的开放接口的要 求。当然服务提供商可以开发或者使用现有的基于i s a g 的系统来对这一部分用户 进行服务，但是这样做成本会比较大。 本文采用在原有的支持s g i p 协议的系统下进行改进的方法，使得新的系统能 够同时为联通和电信的客户进行服务，而这种对于同时支持电信和联通的规范要求 的系统的研究还处于刚刚起步的阶段，市场需求也是刚刚产生。 2 北京邮i 【1 人学硕i ? 学位论文 移动通信中矩信网关接入设备的设计。j 实现 1 3 本论文要完成的任务及结构 本论文主要介绍了服务提供商使用s g i p 协议和电信i s a g 系统的相关开放接 口协议提供短信增值业务的相关知识。在充分分析需求和理论研究的基础上，提出 了基于s g i p 协议和i s a g 系统的开放接口协议互联的设计理念来达到同时为联通 用户和电信用户提供短信增值服务的目的。 本论文的特点在于：一是改进了基于原有的短信增值业务系统，使得系统能够 同时为联通和电信的客户服务；二是改进了转发器和w e bs e r v i c e 服务，使得s g i p 协议和i s a g 系统的开发接口协议实现了互联。 具体各章内容如下： 第1 章：绪论，介绍了课题的研究背景和研究现状。 第2 章：对短信的原理，短信业务的流程以及电信业务的系统结构做了介绍， 是后续章节的基础知识。 第3 章：短信网关接入协议基础，介绍了联通s g i p 协议和电信i s a g 系统的 概念，其中分别介绍了联通s g i p 协议和电信i s a g 系统的开放接口协议的实现过 程以及数据格式。在本章中对这两大基础协议进行了较为详细的介绍，为文章后面 的系统设计做准备。 第4 章：短信网关接入设备的设计，首先分别介绍了短信增值业务在s g i p 环 境和i s a g 环境下的实现，然后根据新的需求提出了整体的改进设计，详细阐述了 设计思路，主要包括转发器和w e bs e r v i c e 服务的改进。 第5 章：短信网关接入设备的实现，介绍了系统环境的搭建，并通过实际环境 的测试，验证并说明了改进后整个系统的通信过程。 总结：对全文进行总结，并提出一些今后需要改善的工作。 3 北京邮i 乜人学硕1 ：学位论文 移动通信中氟l 信悯关接入设需的设计j 实现 第二章短信增值业务的发展 2 1 短信增值业务介绍 短信息服务( s h o r tm e s s a g es e r v i c e ) 是通过手机发送和接收有限长度的文本信息 的功能，简称为s m s 。文本信息是词语、数字和字母的组合，一条短信息可以包含 1 4 0 个英文字母( ( 7 - b i t 编码) 或7 0 个非拉丁字母( 1 6 b i t 编码) ，如中文汉字或阿拉伯 字等u n i c o d e 编码。 随着g s m 标准被越来越多的国家和地区采用，移动网络的商务应用越来越受 到重视。人们希望能够通过g s m 网络传输话音信息之外的更多信息。s m s 短消息 服务就是一种使得移动设备可以发送和接收文本信息的技术。一则s m s 信息最多 可达1 4 0 个字节( 约7 0 个汉字) ，与大约1 秒钟的语音呼叫所占用的空间相当，故而 其通信费用十分低廉。s m s 是g s m 中唯一不要求建立端到端业务路径的业务，即 使移动台己处于完全电路通信情况下仍可进行短消息传输。短消息通信仅限于一个 消息，换言之，一个消息的传输就构成了一次通信，因此，业务是非对称的。系统 认为不同的短消息彼此独立，消息的传输总是由处于g s m 外部的s m s c ( s h o r t m e s s a g i n gs e r v i c ec e n t e r ，短消息服务中心) 进行中继，消息有目的地或起源地，但 只与用户和s m s c 有关，而与其他g s m 基础设施无关。 s m s 信息可以长时间被保存在手机终端或者s m s c ，同样它还允许组合信息， 因此s m s 可以有不同的消息格式，包括声音邮件，e m a i l 和传真等。s m s 需要硬 件产品的支持，而经过多年发展，现在所有的移动设备厂商，如e r i c s s o n ，m o t o r o l a 和n o k i a 等，其手机产品都支持s m s 功能。 短信息业务是g s m c d m a 网络典型的基本电信业务，作为基本承载层，可以 在其上扩展出很多的增值业务。增值业务的特点是随着用户的需求的不断变化而相 应地发生变化，这就要求系统结构要具有良好的拓展性，以实现不断增长的新业务 能够在原有业务基础上的平滑扩展。 2 1 1 短信业务 基本的短消息电信业务主要包括点对点短消息业务和小区广播短消息业务。一 4 个完整的点对点短消息业务需要通过m o ( m o b i l es t a t i o no r i g i n a t e d ，移动台发起) 和m t ( m o b i l es t a t i o nt e r m i n a t e d ，移动台终止) 消息流程将一条短消息从一个实体发 送到指定的另外一个实体。小区广播是指向某个或某些小区以广播方式发送信息， 位于这些小区内的移动台都能收到广播短消息。 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 中心进行转发的。如果接收人处于未连接状态( 可能电 话已关闭) ，则消息将在接收人再次连接时发送。 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 他们短消息是否已经发送成功。 s m s 消息的发送和接收可以和g s m 语音同步进行。 s m s 消息按消息收费，因此要比通过基于口的网络发送的数据昂贵得多。 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 s 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。 2 1 2 短信增值业务 短消息增值业务主要分为实时点播类和定时定制类两大类。定时定制类基本上 按月为定时周期，即通常所说的包月类业务。 实时点播类增值业务无需事先定制，需要时发送指定的命令内容到服务商，即 可得到特定的内容。主要包括股票、外汇、天气、列车时刻、话费等查询，祝福语 发送、图像或铃声下载、歌曲点播以及其他公众信息查询等等。 定时定制类增值业务是指定制一项服务后，用户会定时接收到系统主动下发的 信息。主要包括定制新闻、天气预报、格言警句、幽默笑话、股市行情、投资技巧、 需求信息等综合类和娱乐类业务。 有些业务既可以实时点播，又可以定时定制，没有明显的界限，以满足客户需 求为准。下面列举几项新开展的增值业务： 语音信箱通知业务：与语音信箱配合完成语音信箱通知业务，包括语音信箱通 知、到达邮件通知等。 移动定位业务：移动定位业务通过移动通信网络系统所具有的专门的移动定位 5 北京邮i 【1 人学顾i ：学位论文移动通信中矩信网关接入设备的设计o j 实现 技术，准确的测定移动台的地理位置，向用户提供城市地图、导航、紧急救助、紧 急替报、移动黄页等多种服务。在基于短消息业务的定位业务中，用户首先发送定 位业务请求的短消息给提供定位业务的s p ，然后s p 发送相应的业务请求消息至定 位系统，定位系统在计算出手机的当前位置之后把计算结果返回至s p ，s p 再以短 消息的形式告知手机用户当前所在的位置。 还包括一些短信发送的具体业务，如：银行卡业务，费用代收代扣通知、结息 通知、透支还款通知等：个人贷款，贷款申请和审核结果通知、付息通知、还款通 知等；代收代付，代发工资到账通知、代缴费通知、余款不足通知等；个人理财， 电子汇款成功结果通知等。 2 2 短信网关系统 2 2 1 短信原理介绍 g s m 标准中定义的点一点短消息服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s m s g m s c 的特定m s c 同g s m 网络联系 的。s m s 体系结构如图2 - 1 所示： s m e s h o r tm e s s a g i n ge n t i t y ，短消息实体。它可以接收或发送短消息，位于 固话系统、移动基站或其他服务中心内； 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 ，短消息服务中心，负责在基站和s m e 问中继、储存或转发短消息；移动台( m s ) 到s m s c 的协议能传输来自移动台或朝向 移动台的短消息，协议名为s m t p ( s h o r tm e s s a g et r a n s m i s s i o np r o t o c 0 1 ) ； s m c g w m s 或s m c g m s c ： s m s g a t e w a ym s c ， s m s 网关。接收由s m s c 发送的短消息，向h l r 查询路由信息，并将短消息传送给接收者所在基站的交换 中心： 6 北京邮电人学硕 ：学位论文 移动通信中短信嘲关接入设备的设计j 实现 图2 1s m s 体系结构 h l r ：h o m el o c a t i o nr e g i s t e r ，归属位置寄存器。用于永久储存用户和服务记 录的数据库，由s m s c 产生。s m s 网关与h l r 之间的协议使前者可以要求h l r 搜索可找到的用户地址。它与m s c 与h l r 之间的协议一起，能在移动台因超出搜 盖区而丢失报文，随后又可以在找到时加以提示。 m s c ：m o b i l es w i t c h i n gc e n t e r ，移动交换中心。负责系统切换管理并控制来 自或发向其他电话或数据系统的拨叫。 v l r ：v i s i t o rl o c a t i o nr e g i s t e r ，访问位置寄存器。含有用户临时信息的数据 库。交换中心服务访问用户时需要这些信息。 短信业务参与的实体有： 服务提供商( s e r v i c ep r o v i d e r 缩写s p ) ：短信息服务的信息提供者； 短信网关( s m g i s m g i s a g ) ：提供s p 与短信中心之间数据交换的通道，采用 s g i p 协议，c m p p 协议或i s a g 开放接口协议与s p 进行连接，采用s m p p 3 3 协议 与短信中心连接； 短信中。i 二, ( s h o r tm e s s a g es e r v i c ec e n t e r 缩写s m s c ) ：利用信令网将短消息发送 给手机用户； 汇接网关( g a t e w a yn a m es e r v e r 缩写g n s ) ：提供短信网关的路由查询。 2 2 2 短信业务流程与系统结构 s m s 业务的流程如图2 2 所示： 7 北京g i l + i u , 人学硕 ：学位论文 移动通信中矩竹网关接入设备的改计吁实现 运营商叫关 同 图2 - 2 s m s 业务流程圈 向 h j 户 用户发短信业务，即m o 业务，如信息点播等，短信中心将短信内容以s m p p 协议发给连接的短信网关。短信网关根据短信发送号码( 即s p 的服务代码) 将短信内 容以s g i p 协议，c m p p 协议或i s a g 开放接口协议发给相应的s p ，由s p 进行处 理。 用户收短信业务，即m t 业务，如定制新闻、天气预报、铃音下载等，提供此 项业务的s p 将短信内容以s g i p 协议，c m p p 协议或i s a g 开放接口协议发给连接 的短信网关，由短信网关根据用户手机号码以s m p p 协议发给用户归属的短信中心。 2 2 2 1 运营商网关 运营商的网关包括：中国移动短信网关( i s m g ) ，中国联通短信网关( s m g ) 和中 国电信综合业务接入网关( i s a g ) ，分别以c m p p ，s g i p 或i s a g 开放接口协议与服 务提供商( s p ) 连接。 2 2 2 2 短信网关问的信息转发和路由查询 如果用户归属的短信中心和提供业务的s p 连接在不同的短信网关上，则由短 信网关之间以s g i p 协议，c m p p 协议或i s a g 开放接口协议进行转发。各短信网 关连接的s p 和短信中心的路由情况，由汇接网关维护，由各短信网关以s g i p 协议， c m p p 协议或i s a g 开放接口协议进行路由查询和路由更新。各短信网关会将查询 到的路由信息在本地缓存，汇接网关也会将更新的路由信息以s g i p 协议，c m p p 协议或i s a g 开放接口协议下发。 8 一 _ 。 一 北京邮l 乜人学硕1 ：学位论文移动通信中短信网关接入设备的设计j 实现 2 2 2 3 短信网关系统结构 短信网关的作用是为s p 与短消息中心之间数据交换提供条安全、快捷的通 道，以便手机用户利用短信方式与s p 双向通信，接收s p 提供的信息服务，同时完 成相应计费采集的功能。短信网关包括与负责范围内s p 进行连接的通讯软件( 采用 s g i p 协议，c m p p 协议或i s a g 开放接口协议 、与负责范围内s m s c 相连的协议 软件( 采用s m p p 协议) 、与其他短信网关进行连接的通讯软件( s g i p 协议，c m p p 协议或i s a g 开放接口协议) 、业务处理软件、网络管理软件、防火墙软件和为计费 提供原始话单的计费处理软件等。 2 3 本章小结 本章主要对短信的原理，短信业务的流程以及电信业务的系统结构做了介绍。 首先介绍了短信业务和短些增值业务的基本概念，然后针对短信业务，介绍了短信 功能的原理和短信业务的流程以及系统结构，最后还介绍了运营商网关以及短信网 关系统结构的相关知识。 9 北京邮i 乜人学硕l ：学位论义移动通信中矩信i 旬9 关接入设备的i 5 2 汁。j 实现 第三章短信网关接入协议 s g i p 是是中国联合通信公司短消息网关系统接口协议。通过应用s g i p 协议， 服务提供商可以接入到联通s m g ，实现服务提供商应用的一点接入、全网服务。 i s a g 中国电信的综合业务接入网关，它是移动业务网络中实现业务统一接入 和服务质量监控的功能实体。为c p s p 屏蔽底层网络技术复杂性，提供统一业务开 发环境，降低业务开发门槛。而服务提供商就可以通过应用i s a g 的短信开放接口 协议为电信用户提供短信增值业务的服务。 本章将对s g i p 和i s a g 短信开放接口协议通信流程、消息格式进行介绍。 3 1 联通s g i p 基础 s g i p 是s h o r tm e s s a g eg a t e w a yi n t e r f a c ep r o t o c o l 的英文缩写，是中国联合通信 公司短消息网关系统接口协议。下面介绍s g i p 协议的相关内容。 3 1 1s g i p 概述 s g i p 协议即中国联合通信公司短消息网关系统接口协议是联通公司的短信网 关s m g 和服务提供商s p 之间、s m g 和汇接网关g n s ( g a t e w a yn a m es e r v e r ) 之间、 以及s m g 和s m g 之间的接口协议，简称s g i p 。通过应用s g i p 协议，s p 可以接 入到s m g ，实现s p 应用的一点接入、全网服务；s m g 可以通过s g i p 协议，实现 消息在不同s m g 之间的路由和转发。同时，s m g 通过该协议也可以和g n s 通信， 以实现各s m g 和g n s 之间路由表的同步功能。 s m g 是具有短消息转发功能的短消息网关。全国可以有多个s m g 网关，s m g 网关之间通过互联网等方式实现网络互联。每一个s m g 同时与多个s m s c 以及多 个s p 连接。全网具有唯一有效的g n s ，g n s 负责全局路由表的维护与更新；为了 确保路由表存储的安全性，网络中设置主备用g n s ，两个g n s 要保持一致性。每 一个s m g 都和g n s 连接。s m g 与s p 、s m g 与g n s 以及s m g 与s m g 之间的通 信协议为s g i p 协议。s m g 与s m s c 之间的通信统一采用s m p p 3 3 协议。 图3 1 说明了系统的体系结构【。 1 0 一一 北京邮也人学硕i j 学位论文移动通信中短信嘲关接入设薪的设汁j 实现 图3 1 s m g 的体系结构 和s m g 平台之间相连的s m s c 称作本地s m s c ，和异地s m g 平台相连的s m s c 称作异地s m s c 。 和s m g 平台之间相连的s p 称作本地s p ，和异地s m g 平台相连的s p 称作异 地s p 。 从本地s m s c 向本地s p 以及从本地s p 向本地s m s c 发送的消息直接由s m g 转发；从本地s m s c 向异地s p 以及从本地s p 向异地s m s c 发送的消息由本地s m g 路由到异地s m g 后，再由异地s m g 转发。 3 1 2s g i p 的基本通信过程 s g i p 有两种具体实现方式，一种是采用专用s g i p 方式，另一种是采用通用 帅方式。s m g 和g n s 、以及s m g 和s m g 之间采用专用s g i p 方式作为承载 协议；而s p 和s m g 的通信同时支持专用s g i p 方式和通用h t r p 方式两种承载协 议。本文采用专用s g i p 方式。 3 1 2 1 专用s g i p 方式 采用专用s g i p 方式承载时，通信双方互为客户端和服务器端。当客户端要发 送命令时，主动向服务器端建立连接，然后向服务器端发送命令，并接收应答；服 务器端从客户端接收命令，返回应答。连接建立以后，客户端可以连续发送多条命 令。命令发送完并接收到所有应答后，客户端应该主动断开连接。但是，命令及其 北京邮i u 人学硕i ：学位论文移动通信中矩信 自关接入设备的设计o j 实脱 应答之间的时间间隔最大不能超过3 0 秒( 如果命令应答时间超过最大等待时间， 则要求客户端重新发出该条命令，重发机制参见业务联网规范有关内容) ，且待应 答的命令不得超过3 2 条( 可以根据线路的质量和服务器的处理能力配置) 。而且， 如果服务器端检测出一条连接长时问空闲，可以主动断开该连接。如果需要，客户 端可以同时向一个服务器端建立多个连接。 采用专用s g i p 承载方式时，s m g 和s m g 、s p 和s m g 之间使用的端口号是 8 8 0 1 ，g n s 监听s m g 的端口号为8 8 0 2 ，s m g 监听g n s 的端口号为8 8 0 3 ，主g n s 和备用g n s 之间的端口号为8 8 0 4 ，s m g 之间的测试用端口号为8 8 1 0 。 3 1 2 2 通用h t r p 方式 h t r p 承载方式只适用于s p 和s m g 的通信中。与s p 与s m g 之间的专用s g i p 承载方式不同的是，该种方式一次连接仅仅传送一条命令，而且连接的认证采用 帅的u r l 的授权认证的方式，不需要专门的连接认证的命令，使用的端口号是 8 0 。 3 1 2 3 专用s g i p 方式的通信过程 本文采用专用的s g i p 方式。s p 和s m g 之间的通信由客户端向服务器端发起 连接。连接建立以后，由客户端向服务器端发送命令，服务器端必须对接收到的每 一条命令返回一条应答消息。s p 和s m g 互为客户端和服务器端。 s p ( 客户端)s m g 0 暖务器端) b i n d。 r b i n dr e s d s u b m i t ( 1 1 r s u b m i tr e s n l l 1 s u b m i t s 2 1。 r s u b m i tr e s o ( 2 ) u n b i n d r u n b i n dr e s d 图3 2s p 和s m g 的通信消息过程( s p 为客户端) 1 2 北京邮电人学硕i j 学位论文移动通信中短信明关接入设备的设计j 实现 s m g ( 客户端)s p ( i i 务器端) b i n d ， b i n dr e s v 1 d e l i v e r ( 11 r deliverr e s v ( 1 1 1 d e l i v e r ( 2 ， 。deliverr e s o ( 2 _ l r e d o r t ( 3 - r e o o r tr e s v ( 3 ) 1 u n b i n d r u n b i n dr e s d 图3 - 3s p 和s m g 的通信消息过程( s m g 为客户端) 通信过程如图3 - 2 和图3 3 所示，图3 2 是服务提供商做客户端s m g 为服务器 端的通信消息过程，图3 3 是服务提供商做服务器端而s m g 为客户端的通信消息 过程。 通信过程分为：通信初始化、通信过程和通信结束三个阶段。 通信初始化：客户端有命令要向服务器端发送时，由客户端首先通过b i n d 命 令向服务器端发起连接。服务器端根据b i n d 命令之中的登录名和密码，对客户端 的合法性