（电磁场与微波技术专业论文）移动增值业务短信平台的研究与开发.pdf

北京姆电大学硕士研究生学位论文移动增值业务短信平台的研究与开发 声明 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 本人签名： 茧塑衄 本人承担一切相关责任。 日期：3 趣翌! 垒 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： a 虱翊2日期：2 苎田：璺：互 导师签名： ，4 ( 一掣辑 日期： 竺! ! ：至望 9 l v 北京邮电大学硕士研究生学位论文移动增值业务短信平台的研究与开发 摘要 短信息业务作为我国电信增值业务中最为成功的业务之一，已经成 为人们日常生活中不可或缺的一部分，具有广阔的发展前景。但是由于 手机的存储容量有限，输入法有限，部分手机不支持短信息群发等问题 的存在，短信息业务的发展受到了一定的限制。 基于短信息业务在我国的发展情况以及其在手机应用中存在的上 述问题，提出了本文研究的内容移动增值业务短信平台，该平台屏 蔽了繁琐的设备细节，降低了用户的使用门槛，并且不受手机存储容量 等方面的限制，使用方便快捷，具有很高的应用价值。 论文对短信息业务的发展历程和现状进行了描述，分析了短信息业 务的发展前景。对短信息点对点协议( s m p p ) 进行了介绍，着重说明了短 信息点对点协议的系统结构，消息定义及协议流程，并介绍了相关的网 关协议。论文的重点在于移动增值业务短信平台的设计实现，因此，对 移动增值业务短信平台使用的关键技术如a t 指令集、p d u 编码以及异步 串行通信的原理、步骤等进行了说明与分析，并给出了部分设计实现。 论文从软件模块化和编程实现的角度，提出了实现移动增值业务短信平 台的核心思想和模块化设计方法，介绍了平台架构和各个功能模块，并 对平台的程序流程进行了分析与设计。最后，论文介绍了短信息平台在 电信互联网接入业务支撑软件平台中的实际应用。 关键词增值业务s m p p s m s 短信平台a t 指令p d u 编码 北京螂电大学硕士研究生学位论文移动增值业务短信平台的研究与开发 i n v e s ，1 1 g 触o na n di m p u z m e n l = a n o n o f 、，a i ，i7 e a d d e ds e r v i c es m sp i 。a t f o r m a so n eo ft h em o s ts u c c e s s f u lt e l e c o m m u n i c a t i o nv a l u e - a d d e ds e r v i c e s i nc h i n a , s m s ( s h o r tm e s s a g es e r v i c e ) h a sb e c o m eap a r to fp e o p l e sl i f c b u tp r o b l e m ss u c ha sl i m i t e ds t o r a g ec a p a b i l i t y , f e wi n p u tm e t h o d s ，a n dl a c k o fg r o u ps e n d i n gf u n c t i o no nc e r t a i np h o n e sh a v er e s t r i c t e dt h ed e v e l o p m e n t o f s m s b a s e do nt h ed e v e l o p m e n to fs m si nc h i n aa n dt h er e s t r i c t i o nl i s t e d a b o v e ，t h i sm a s t e rt h e s i sw i l lp r o p o s et h ei n v e s t i g a t i o na n di m p l e m e n t a t i o n o fm o b i l ev a l u e a d d e ds e r v i c es m sp l a t f o r m 。n l i s p l a t f o r me n c l o s e s d e v i c e si n f o r m a t i o n ，h a sn or e s t r i c t i o no ns t o r a g ec a p a b i l i t y , w h i c hi sv e r y c o n v e n i e n tf o ri s e r s f i r s t l y , t h ed e v e l o p m e n to fs h o r tm e s s a g es e r v i c ei st ob ed e s c r i b e di n t h i sm a s t e rt h e s i s n e x t , s m p p ( s h o r tm e s s a g ep e e rt o p e e op r o t o c o l ， i n c l u d i n gs m sn e t w o r ks t r u c t u r e ，m e s s a g ed e f i n i t i o na n dp r o t o c o lf l o w , a s w e l la ss o m es m sg a t e w a yp r o t o c o l si st ob ei n t r o d u c e d - 1 1 l ee m p h a s i so f t h i sm a s t e rt h e s i sw i l lb et h ei m p l e m e n t a t i o no fm o b i l ev a l u e a d d e ds e r v i c e s m sp l a t f o r m , t h e r e f o r e ，s o m ek e yt e c h n i q u e ss u c ha sa tc o m m a n d ，p d u e n c o d i n ga n da s y n c h r o n o u ss e r i a lc o m m u n i c a t i o ni s t ob ea n a l y z e da n d r e l a t e dr c a l i z a t i o ni nt h i sd l a t f o r mi st ob ef u l f i l l e d f r o mt h ev i e wo f s o f t w a r em o d u l a r i z a t i o nd e s i g na n dp r o g r a m m i n g , t h ep l a t f o r ms t r u c t u r e a n de v e r ym o d u l ea r et ob ei n t r o d u c e d ，a n dt h ea n a l y s i sa n dd e s i g no f p r o g r a m m i n gp r o c e s sa r e t ob ep r e s e n t e d i nt h ee n d ，t h i sp l a f f o r m s 3 北京邮电大学硕士研究生学位论文 移动增值业务短信平台的研究与开发 a p p l i c a t i o n o nt e l e c o m mi n t e m e ta c c e s ss e r v i c ep l a t f o r mi st ob e i n t r o d u c e d k e yw o r d s v a l u e a d d e ds e r v i c es m ss m sp l a t f o r m s m p pa tc o m m a n dp d u e n c o d i n g 4 北京邮电大学硕士研究生学位论文移动增值业务短信平台的研究与开发 第一章绪论 1 。1 短信息业务发展状况以及短信平台的提出 近年来，全球电信市场正发生着巨大的变化，传统话音业务增长趋缓，而增值 服务市场迅速扩大，传统电信业务的内涵和外延逐渐扩大，电信服务业向信息服务 业大行业方向转变的进程不断加快。有预测称，到2 0 1 0 年电信增值业务( 含互联网 接入) 收入将超过2 7 4 0 亿元，占电信业务总收入的比例将提高到3 0 9 6 左右。在各种 移动增值业务中，短信业务仍然是移动增值业务市场的主体。短信息服务是无线通 信在二十世纪末所做的一次重要飞跃，这使得移动网络不仅可以传送音频，也可以 传送数据，而数据传输是互联网技术的根本。 据市场调研机构g a r t n e r 周二公布的项调查显示，2 0 1 0 年全球手机短信发送 的数量将实现翻番，达2 3 万亿条，2 0 1 0 年短信业务的营收总额将从2 0 0 5 年的3 9 5 亿美元，增加至7 2 5 亿美元。在国外，尤其是欧洲，短信息服务已经成长为电信运 营商的重要收入来源。在西欧，每个月发出近5 0 亿条短信息，平均每位手机用户 每月要发送出2 5 条短信息。欧洲主要的无线运营商每月要处理超过3 亿条短信息， 而且这个数字还在以每月1 0 到1 5 的速率增长。在芬兰的手机用户每月的话费 账单上，平均5 0 出自短信息服务。 在我国，短信息业务已成为转变电信企业和行业增长方式、实现电信企业成功 转型和电信业持续发展的强大动力。1 9 9 5 年，我国的移动通信网第一次提供短信服 务。不过在2 0 0 0 年以前，短信业务一直在不被关注中默默发展，2 0 0 0 年的业务量 是l o 亿条。从2 0 0 1 年开始，我国短信业务量出现了大幅增长，全年的业务量猛增 到1 8 9 亿条，2 0 0 2 年达到9 0 0 亿条，2 0 0 3 年达到2 2 0 0 亿条。截至2 0 0 5 年1 0 月底， 全国手机短信发送量已达2 4 6 6 6 亿条，收入超过2 5 0 亿元，比上年同期增长4 0 1 。同期我国移动电话用户已超过3 8 3 亿户，人均每月发送短信6 4 条。 随着短信息业务在移动通信网上的广泛开展，运营商可以利用短信息平台向用 户提供丰富的增值业务。面对如此潜力巨大的市场，中国移动率先走出运营商的传 统定格，提出移动梦网计划，向众多的内容应用服务提供商提供一个基于短信息 系统的强大接入网络平台和全面的网络服务，并将现有的w a p 平台、短信息平台向 其各合作伙伴开放，以“一点接入，全网服务”为目标，升级和完善计费系统，向 合作伙伴提供一个全面服务的网络。内容提供商通过运营商搭建的短信息通信平 台，专注于开发丰富灵活的应用和业务，以吸引不同层面的用户群。目前如聊 天等内容提供商提供的短信息已深入人心。中国联通这几年的短信业务发展也非常 7 北京邮电大学碗士研究生学位论文 移动增值业务短信平台的研究与开发 迅速，其在g s m 网和c d m a 网上开通了短信业务，不仅提供普通用户之间的点对 点短信，也提供短信新闻、资讯、互动娱乐等增值业务；不仅提供与国内其他移动 运营商的短信互通，也提供与1 1 4 个国家和地区移动运营商的国际短信互通。中国 联通的业务量和收入迅速增加，实现了跨越式发展：截止到2 0 0 5 年7 月，“联通在 信”业务接入全国性s p 近5 0 0 家，在3 0 个省接入的地方性s p 共3 0 0 0 多家次( 同一 家s p 在多个省接入按照多家次计算) ，与众多的增值业务提供商进行了合作。 在短信息业务大发展的同时，以移动运营商为核心，形成了一个由电信运营商、 设备制造商、业务提供商( s p ) 、内容提供商( c p ) 和最终用户等要素组成的产业链， 电信运营商在其中起核心和导向的作用，并逐步摸索出了中国特色的多方共赢的商 业模式。从业务形态上看，我国的短信息业务是以现有g s m c d m a 网络为基础推 出的一种移动附加业务，漫游状态下没有普通移动话务所必需的漫游费，价格便宜。 短信业务信息长度不超过1 6 0 个英文字符或7 0 个汉字，采用存储转发方式，当用 户手机无法接收时，4 8 小时内短信不会丢失，暂时存放在短信中心，当用户手机进 入正常状态时，短信会迅速递交到用户手机上。从业务种类上看，我国的短信业务 主要包括点对点和短信s p 业务。根据中国联通近年来的业务数据，点对点业务量 占7 9 ，收入占7 5 ，短信s p 业务量占2 0 ，收入占2 3 ，点对点业务是短信业 务的主体。从技术实现上看，短信业务是以存储转发技术为基础实现的；从使用效 果上看，短消息业务是一种非实时的通信方式；从对环境的要求上看，短信业务对 终端的状态以及终端的功能没有严格的要求，任何用户终端均可以使用，用户渗透 率较高。综上所述，在今后很长的时问里，短信息业务仍将有一个很大的增长空间 和利润空间。在未来移动运营商将会把短信息视为基本通信业务，面非增值业务。 根据以上的数据统计，目前点对点短消息服务占短消息业务量的绝大部分，而 点对点短消息业务又以手机收发短信为主体。在实际生活中，手机收发短信也存在 着很多缺点： 第一，用手机发送短信操作过于复杂，手机体积有限，键盘很小，多字符共用相同 的键盘，使用户操作起来非常不方便，更不适合于发送像信息群发、广告、通知等 使用频率非常高的业务； 第二，输入法有限，对于中文来说，仅有拼音和笔画两种输入方式，限制了很多用 户的使用； 第三，手机的存储容量有限，短信的大量信息无法被长久地保存，因而短信的收发 记录无法有效管理，企业用户会不便管理； 第四，由于手机功能设计的不同，并不是所有手机都支持群发等业务 从以上讨论中，我们可以看出，手机收发短信息还存在很多问题，这给短信息 业务的发展带来了一定的影响。 8 北京邮电大学硕士研究生学位论文移动增值业务短启平台的研究与开发 为了解决上述问题，使短信息业务的开展更加方便快捷，降低用户的使用门槛， 本文提出了在电脑上运行的客户端平台移动增值业务短信平台，这一平台利用 电脑功能强大的键盘进行输入，使用户的操作十分方便快捷；丰富的输入法供用户 进行选择；存储容量没有限制，可以对电话簿和短信息进行严密的管理：强大的群 发、多发功能，对设备进行归娄可以同时进行多个设备的操作，同时屏蔽底层的 实现细节，极大地方便了用户的使用。 有三种方法来实现短信平台：一，通过移动网关发送短信息，使用该方法不需 要附加的硬件，但是需要到电信部门申请网关，比较适用于一些大型的网络通讯公 司开发，目前华为、中兴等公司就做的这方面的工作，并且还有相应的开发包供开 发人员使用：二，通过一些网站上提供的短信发送功能来实现，比如新浪网，网易 都提供这方面的服务，这种方法实现起来简单，所需资源少，但是缺点在于对于网 站的依赖性太强，对网络的依赖同样无法避免，不适用于项目开发；三，在电脑上 通过g s mm o d e m 向手机发送中文短信息，这是目前比较适合于项目开发的一种 方法，所需硬件包括一款手机，提供g s mm o d e m ，以及相应的数据线或是红外 线适配器。该方法对硬件需求不高，并能自动收发短信息。本文采用了第三种方法， 进行信息的编解码，通过串口对g s mm o d e m 进行操作，从而达到实现短信息收 发的目的。 1 2 研究进展及成果 作者对短信息业务相关协议进行了研究，对实现移动增值业务短信平台的相关 技术如a t 指令、p d u 编码、异步串行通信等进行了讨论，设计了针对不同运营商 提供方便快捷业务的短信平台，并最终实现了移动增值业务短信平台，解决了手机 的存储容量有限，输入法有限，部分手机不支持短信息群发等问题。 目前，该平台已经在北京邮电大学无线通信与电磁兼容实验室承担的国家高技 术软件化专项项目电信互联网接入业务支撑软件平台中作为增值业务平台的一部 分得到应用，并已经申请了软件著作权。 1 3 论文内容安排 本论文各部分内容安排如下： 第一章首先对短信增值业务的发展状况和前景进行了介绍，分析了目前短信收 发中存在的问题，提出了增值业务短信息平台，然后对论文的成果进行了介绍，最 9 北京邮电大学硕士研究生学位论文移动增值业务短信平台的研究与开发 后对论文的内容安排进行了说明； 第二章对短信息点对点协议( s m p p ) 进行了介绍，着重说明了短信息点对点协议 的系统结构，消息定义及协议流程，并对各运营商开发的相应网关协议作了介绍： 第三章对移动增值业务短信平台使用的关键技术：包括g s m 0 7 0 5 规定的a t 指令集的使用、与g s m 设备交互需要采用的异步串口通信、以及s m p p 协议中的 p d u 格式以及中文字符编解码进行了详细的说明和分析，并给出了p d u 编解码和 中文字符编解码的设计方案； 第四章首先介绍了平台功能和设计思想，然后从软件模块化架构的角度，重点 介绍了发送短信模块、接收短信模块、串口设置模块、短信设置模块和短信管理模 块，全面讨论了用软件来实现移动增值业务短信平台的核心思想和模块化设计方 法；最后从编程实现的角度，对平台的程序流程迸行了分析与设计，重点介绍了短 信息发送接收线程的流程，多设备发送接收多线程的流程设计，并对短信控制动态 链接库和设备控制动态链接库的实现进行了详细的说明； 第五章介绍了短信平台在电信互联网接入业务支撑软件平台中的应用； 第六章是对整个论文的总结和思考，为今后的工作提供技术参考，并对后续工 作进行了展望。 1 0 北京邮电大学硕士研究生学位论文移动增值业务短信平台的研究与开发 第二章s m s 系统结构与协议流程 s m p p ( 短信息点对点协议) 接口协议最初由劭落i 收录在g s m 0 3 3 9 规范中，描 述了短信息中心与短信息实体之间通信交互的协议关系及数据传输格式，规范对 s m p p 接口协议的描述主要面向简单的通信交互，制定规范的厂家将其协议版本号 定为v 3 3 0 ，后由s m p p 开发者论坛将协议版本向前演进为v 3 4 0 ，s m p pv 3 4 0 协 议规范完全兼容g s m 0 3 3 9 协议标准。s m p p 协议是一个开放的消息转换协议，它 定义了一系列操作的协议数据单元( p d u ) 和当s m p p 运行时e s m s 应用系统与 s m s c 之间交换的数据。从而完成s m s c 与e s m e ( j i 部短信息实体) 的信息交换。 s m p p 是基于s m s c 与e s m e 之间的请求和响应协议数据单元的交换，每一个 s m p p 操作都由一个请求p d u 和相应的一个响应p d u 组成并且这种交换是在 t c p i p 或x 2 5 网络连接之上的。 2 1s i d s 系统体系结构 g s m 标准中定义的点到点短信息服务使短信息能够在移动台和短信息服务中 心之间传递，下图是基于g s m 网络的典型s m s 体系框架： 图2 - 1s m s 系统体系结构 s m e ( 短信息实体) ；负责接收和发送短信息。可以位于固话系统、移动基站或其他 服务中心内。 m s c ( 移动交换中心) ：负责系统交换管理，控制来自或发往其他电话或数据系统的 通信。 s m s c ( 短信息业务中心) ：负责在移动基站和s m e 之间中继、存储或转发短信息。 h l r ( 归属位置寄存器) ：是移动网络中最重要的数据库，用于存储管理用户的永久 1 1 北京邮电大学硕i ：研究生学位论文 移动增值业务短信平台的研究与开发 信息和服务记录，帮助把短信息传递给正确的m s c ，还能配合m s c 与h l r 之间 的协议，在接收方因超出覆盖区而丢失报文、随后又可找到时加以提示。 s m c - - - g w m s ( 短信息中心网关) ：是与其他网络打交道的节点。一旦从s m s c 接收 到短信息，s m c , - - g w m s 就向目的移动台的h l r 处查询移动站当前的位置，并将 短信息传送给接收者所在基站的交换中心。 v l r ( 访问定位寄存器1 ：该数据库含有一些用户临时信息，如手机鉴别、当前所处 的小区( 或小区组) 等信息。通过v l r 提供的信息，m s c 能够将短信息交换到相应 的b s s ( 基站系统，包括b s c + b t s ，向移动站发送或接收信息) ，b s s 再将短信息传 递到接收方的手机。 s m s 采用存储转发模式，短信息被发送出去之后，不是直接地发送给接收方， 而是先存储在s m s c ( 短信息服务中心) ，然后再由s m s c 将其转发给接收方。如果 接收方当时关机或不在服务区内，s m s c 会自动保存该短信息，排队并尝试再次发 送给接收方。s m s 是通过信令信道传输的，g s m 短信在s d c c h ( 独立专用控制信 道1 或慢速伴随信道( s a c c h ) 信道上传递。若用户处于待机状态，t c h 信道未分配， 则短信在s d c c h 上传递：若用户处于通话状态，t c h 信道已经分配，则短信在 s a c c h 上传递。g s m 短信与语音是并行的业务，用户在通话过程中可以收发短信。 由于并不占用独立的信道，所以这些信息的发送和接收可以在g s m 网络上与语音、 数据和传真服务同时进行而不会对彼此产生任何干扰。 下面是短信协议栈图示： 翎- a 1 s m 世k 5 麓一r l 酗一l 厶 鞠- l e8 c 口口 8 懈一涮g c ， 8 m s i r t , l s c 口口口 目一鞫 其中，s m - a l ：短信息应用层，；s m - t l ：短信息传输层；s m - r l ：短信息中继层； s l 卜l l ；短信息链路层。 在上图中，s m e 可以是是语音和数据设备( 如计算机) ，直接或间接地与短信息 中心相连短信息中心( s m s c ) 包含于基站中或与基站同在一地，基站( b s ) 包含收 发器设备( 如天线) 、移动交换中心( g s c ) 和与其它设备连接的接口。这样移动台或 北京邮电大学磺士研究生学位论文移动增值业务短信平台的研究与开发 终端发出的短信息就可以在消息中心指挥下通过基站或市话网的帮助转发到相应 的移动台或终端。每个实体包含一定的协议层，以实现实体之间的正常通信。 s m s 系统负责在消息中心和移动用户设备问传送消息，而s m s 承载业务是 s m s 系统的一部分。承载业务由s m s 传输层和s m s 中继层提供。s m s 传输层是 承载业务协议的最高层。传输层管理端到端的消息传送，相当于引路员。在中继点 的实体里，传输层负责从下面的s m s 中继层接收s m s 传输层消息，翻译目标地址 和其它路由信息，并要求下面的s m s 中继层按地址转发消息。在终止点的实体里， 传输层提供介于s m s 电信业务和s m s 承载业务问的接口，相当于把消息最终交给 接收者使用。s m s 中继层作为传输层和链路层间的中介。链路层完成一些底层的功 能，为s m s 中继层服务。 移动台发出的消息经过基站转发到消息中心，或方向相反。基站作为唯一的中 间传递者( s m s 消息中继点) ，从理论上讲，可以有任意多个中继点，都包含类似于 基站的s m s 协议堆栈。其它术语请参考 g s m0 3 4 0 相关文档。 2 2s m p p 消息定义 按短信息的流向，可以将p _ 3 m e 与s m s c 之间的短信息信息分为两类：从s m s c 到e s m e 的消息和从e s m e 到s m s c 的消息。对于所有请求消息，无论始发于e s m e 还是s m s c ，都必须产生一个响应消息( a c k n o w l e d g e ) 。从e s m e 到s m s c 所提交 的消息，可能有两种响应：1 s m s c 收到消息的响应( a c k ) ；2 如果这条短信息设 置了需要状态报告，那么当这条短信息到达目标地之后，s m s c 会产生一个状态报 告的消息给e s m e 。 下面是从s m s c 到e s m e 的消息列表： 命令描述 b i n dr e c e i v e r _ r e s p b i n d _ r e c e i v e r 的响应，s t a t u s 表示连接成功与否 b i n d _ t r a n s m i t t e rr e s pb i n d _ t r a n s m i t t e r 的响应，s t a m s 表示连接成功与否 u n b i n dr e s pu n b i n d 的响应，s t a t u s 表示断开连接成功与否 s u b m i l s mr e s p s u b m i t _ s i n 的响应，s t a t u s 表明提交短信息是否成功 d c l i v c rs ms m s c 下发短信息到e s m e e n q u i r e _ l i n k _ r e s pe n q u i r e _ l i n k 的响应 g e n e r i cn a k 表示消息头有错误的响应 袁2 1 从s - 6 c 到e s 匝的消息列表 北京邮电大学硕士研究生学位论文 移动增值业务短信平台的研究与开发 下面是从e s m e 到s m s c 的消息列表： 命令描述 b i n d _ r e c e i v e r 短信息实体( e s m e s m e ) 作为服务器与短信息中 心( s m s c ) 建立连接，本连接建立起来后，允许短 信息实体接受短信息中心下发的短信息。 b i n d _ t r a n s m i t t e r 短信息实体( e s m e s m e ) 作为客户端与短信息中 一i , ( s m s c ) 建立连接，本连接建立起来后，允许短 信息实体向短信息中心提交短信息。 u n b i n d 短信息实体r e s m e s m e ) 与短信息中心系统 ( s m s c ) 断开会话连接。 s u b m i c s me s m e 提交短信息到s m s c ，以便s m s c 下发此 短信息到指定的移动台。 d e l i v e r s m _ r e s p d e l i v e r _ s m 的响应，s t a t u s 表示此次下发是否成 功。 e n q u i r e _ l i n k 短信息实体向短信息中心发起的连路保持查询 请求，以保证通讯链路的畅通。一般情况下约每 5 秒发送一次e n q u i r e _ l i n k 消息。 g e n e r i c _ _ n a k 表示消息头有错误的响应 表2 - 2 从e s 娅到s m s c 的消息列表 对于以上各个消息定义，其消息头语法格式如下： 字段 长度( 字节) 类型 c o m m a n dl e n g t h4 i n t e g e r c o m m a n di d4 i n t e g e r c o m m a n ds t a r e s4 i n t e g e r s e q u e n c en o 4 i n t e g e r o p t i o n a lm e s s a g eb o d y 可变 混合 衰2 3 消息头语法 字段描述说明： c o m m a n dt e n g t h ：整个包的长度( 包括该字段本身) 。 c o m m a n di d ：这个字段表明该条短信息的类型，相当于标识符。例如 e s m es u bs m 表示此消息为e s m e 向s m s c 提交短信息当该标识符表示该条 消息是请求消息( r e q u e s 0 时，标识符的保留取值范围是蚰到f f h 。当该标识符表示 该条消息是应答消息s p s e ) 时，标识符的保留取值范围是0 8 0 0 0 0 0 0 0 h 到 1 4 北京邦屯大学硬士研究生学位论文移动增值业务短信平台的研究与开发 0 8 0 0 0 0 0 f f h 。一般来说，应答消息的类型对应相应的请求消息的类型，所不同的是， 应答消息的类型在第3 1 位比特处是置位的。 在s m p p 中，详细定义了各个消息消息头消息体的语法格式，具体格式内容见 g s m 0 3 4 0 ( 7 2 ，o ) 9 2 3 2 4 协议。 2 3s m p p 协议流程 通过s m p p 。e s m 例如寻呼台、语音邮箱系统、股票交易业务处理平台等) 能连接i n d ) 或断连( v n b i n d ) 短信息中心，提交( s u b m i t ) 短信息或从短信息中心下发 ( d e l i v e r ) 。 短信息的传输要求在移动台和m s c 之间建立信令连接。消息本身的传递要求 在无线路径上建立专用的链路层链接，并要求采用专用的消息传递协议。在规定的 协议栈的顶部是传输层协议，在移动起始短信息情形下，它是一条单独的报文，即 s m t p ( 不是t c p i p 的s m t p ) 短信息传送报文，底层处理应答的传送。它只指出 s m s c 已收到报文。一个g s m 用户发送短信息时，必须至少在其内容中包含最终 地址的识别符，和处理这消息的服务中心号码，然后请求传递。在达到目的地前， 报文的实际路由必须利用m a p c 查询功能获得，采用的是如下方法：s m s c 将短 信息传到与服务中心相连的s m s 网关，网关的选择依赖于它想到达的用户，因为 通常网关仅能处理某些用户( 某家营运商或某个国家的用户) 。这样，用户通过目录 号( 一般同电话一样) 来识别，这些目录号最初是由短信息发送者输入的，这使得s m s 网关能识别有关的h l r 并查询它。查询是通过发送个专用报文，即用于短信息 的m a p cs e n dr o u t i n gi n f o 报文来实现；对其应答既可采用包含用户正在访问的 m s c v l r 的s s 7 地址的m a p cs e n dr o u t i n gi n f of o rs h o r tm e s s a g er e s u l t 报文， 又可当已知用户此时不可到达时采用拒绝报文。 e s m e 可以与s m s c 直接或者间接相连，直接相连时通过s m p p 协议与s m s c 通信，间接相连时，通过e s m e a g e n t 与s m s c 相连，e s m e a g e n t 为e s m e 与s m s c 之间的连接代理。e s 溉a g e n t 与s m s c 问的协议要求是s m p p 协议。f 5 m e 和e s m e a g e n t 之阋可以是自定义的协议，也可以是s m p p 协议。采用e s m ea g e r t 阋接相 连方式，对接入s m s c 的e s m e 提供了分类管理的便利，也提供了接入使用非本协 议的e s m e 的一种方式。s m s c 和e s m e 之问的关系如下图所示： 有两种典型的短信息类型： ( 1 ) 移动起始短信息( m q ) ：m o b i l eo r i g i n a t e ds h o r tm e s s a g e 个g s m 用户发送短信息时，他必须至少在其内容中包含最终地址的识别符，和 处理这消息的服务中心号码，然后请求传递。短信息的传输要求在移动台和m s c 北京邮电大学硕士研究生学位论文 移动增值业务短信平台的研究与开发 之同建立信令连接。消息本身的传递要求在无线路径上建立专用约链路层链接，并 要求采用专用的消息传递协议。在规定的协议栈的顶部是所谓的传输层协议，在移 动起始短信息情形下，它是一条单独的报文，即s m t p ( 不是t c p i p 的s m t p ) 短信 息传送报文，低层处理应答的传送，它只指出s m s c 已收到报文。 ( 2 ) 移动终接短信息( m d ：m o b i l et e r m i n a t e ds h o r tm e s s a g e 目触地为g s m 用户的短信息必须首先先从发送方路由至短信息服务中心，然后再 被路由发至实际地址。当s m s c 有短信息需发送到某一g s m 用户时，它建立一条 包含各种利于接收者的信息的s m s d e l i v e r 报文。此信息包括用户的内容，最初的发 送者身份及用于批示短信息已被s m s c 接收的时间标记。与m o 情形相似， s m s - d e l i v e r 报文将在各种接口上传送。 图2 - 3 和图2 - 4 分别描述了短信发送和接收的协议流程： 圈2 - 3 短信发送流程目2 - 4 短信接收流程 t r a n s m r r t e r 类型的e s m e 是以b i n dt r a n c e s m l t r e r 连接到s m s c 的 s m e ，此类型的s m e 向s m s c 发起提交短信息，查询短信息状态，删除短信息等 请求，s m s c 返回请求的应答。s m e 和s m s c 之阅盼请求应答消息可以是阻塞方 式也可以是异步方式的。所以s m e 可能在s m s c 没有应答的情况下，发起多个请 求到s m s c 。s m s c 应该按照收到的请求顺序。给s m e 回响应但是s m e 必须能 够处理没有按顺序的响应。 r e c e i v e r 类型的s m e 是以b i n dr e c e i v e r 连接到s m s c 的e s m e ，s m s c 向此类s m e 转发短信息，e s m e 向s m s c 回应答s m e 和s m s c 之间的请求应答 消息可以是阻塞方式也可以是异步方式的。所以s m s c 可能在s m e 没有回应答的 情况下，发送发起多个d e h v e r请求到 。 应该按照收到的请求顺序， 给返回响应。但是_ s m 必须能够处s m 理e 没有s m 按e s m s cs m s c顺序回的响应。 北京邮电大学硕士研究生学位论文移动增值业务短信平台的研究与开茇 2 4c w p p 协议流程 由于提供短信服务的s p ( s e r v i c ep r o v i d e 0 需要接入到各个移动运营商，虽然作 为短信来说是通过s m p p 协议和移动的交换中心进行通信。但是为了提供信息服务， 对各种业务进行业务管理，以及计费，因此每个移动运营商都开发了相应的网关协 议，给s p 做开发接口。因此这些网关协议就是做一次转换，把s p 发过来的信息转 换成s m p p 协议发送给交换中心，并且实现了计费以及业务的管理功能。从现有的 四个移动运营商来说，分别有四个不同的短信网关协议。中国移动( c m p p ) ，中国联 通( s g i p ) ，中国电信( s m g p ) ，中国网通( c n g p ) 。前两个运营商主要针对现在手机 的用户，后两个运营商是针对小灵通的用户。各个网关协议的功能都是类似的，下 面以c m p p 协议为例进行介绍。 中国移动通信互联网短信网关接口协议( c h i n a m o b i l e p e e r t o p e e r ) ，是中国移动 梦网内部各s m s 参与节点相互交换s m s 的官方协议。作为梦网的参与方，移动梦 网的增值服务商要按照此协议规范实现s p 的部分，才可以将自己的短信通过移动 的g s m 网络的数据通道传输到最终手机用户上。实际上，协议规范了3 个方面的 内容：s p 与移动的互联网短信网关i s m g ( i n t e m e ts h o r tm e s s a g eg a t e w a y ) 之间的接 口协议，i s m g 之间的接口协议以及i s m g 与汇接网关g n s ( g a t e w a yn a m es e r v e r ) 之间的接口协议。其中，后二方面属于移动短信息系统内部实现。s p 并不需要关心 其具体细节。 圉2 - 5o i p p 网络结构图 如图所示，互联网短信网关( i s m o ) 是外部信息资源站实体( s p ) 与移动网内短信 中心之问的中介实体，互联网短信网关一方面负责接收s p 发送给移动用户的信息 和提交给短信中心。另一方面，移动用户点播s p 业务的信息将由短信中心通过互 联网短信网关发给s p 。另外，为了减轻短信中心的信令负荷，互联网短信网关还应 1 7 北京邮电大学硕士研究生学位论文移动增值业务短信平台的研究与开发 根据路由原则将s p 提交的信息转发到相应的互联网短信网关。互联网短信网关通 过向汇接网关( g n s ) 查询的方式获得网关阃的转发路由信息。 从手机用户角度讲，按短信的发起接收路径来讲，有两个叫法：m o ( s h o r t m e s s a g em o b i l eo r i g i n a t e ，s m m o ) ，短信发送，短信从手机用户端发送到目标s p s m m o 的过程如下： 1 ) 手机发出数据请求( 可能是订阅信息或图片点播等) ，被源i s m g 接收； 2 ) 源i s m g 对接收到的信息返回响应： 3 ) 源i s m g 在本地查询不到要连接的s p ，向g n s ( 汇接网关) 发路由请求信息； 4 ) g n s 将路由信息返回： 5 l 源i s m g 根据路由信息将请求前转给目的i s m g ； 6 ) 目的i s m g 对接收到的信息返回响应； 乃目的i s m g 将请求信息送s e 鳓s p 返回响应； 在以上操作中，步骤3 到步骤8 均使用c m p p 协议，在随后的操作中，目的i s m g 在接收到s p 的响应后将产生m o 状态报告发给源i s m g 。 m t ( s h o r tm e s s a g em o b i l et e r m i n a t e d ，s m m t ) ，短信接收，短信从s p 发送到手 机用户。s m m t 的过程如下： 1 ) s p 发出数据请求( 可能是短信通知或手机铃声等) ，被源i s m g 接收： 源i s m g 对接收到的信息返回响应； 源i s m g 在本地数据库中找不到目的手机号段所对应网关代码，向g n s ( 汇接网 9 t ) x 路由请求信息： 汇接网关将路由信息返回； 毋源i s m g 根据路由信息将请求前转给目的i s m g ； 回目的i s m g 对接收到的信息返回响应： 刀目的i s m g 将请求信息发送至s m c ； 国s m c 向目的i s m g 返回响应； 在上述操作中，步骤1 到步骤6 均使用c m p p 协议，在随后的操作中，s m c 将通过n o 7 信令网向移动用户发送信息，移动用户收到后将返回状态报告 ( d e l i v e r y - r e c e i p t ) 给短信中心，短信中心将按照m o 操作的流程将状态报告返回给 s p ( 如果s p 要求返回状态报告) 。 从s p 端来看，短信发送和接收的交互过程都是属于s o c k e t 传输应用，c m p p 的协议是以t ( 渤四协议作为底层承载协议的，属于t ( 驯坤协议栈之上的应用。s p 同i s m g 的交互连接分长连接和短连接。所谓短连接，就是一次连接，传输一个消 息，然后等待回复后拆除连接，显然，效率很低，所以，基本上不被考虑；所谓长 连接，就是s p 建立同i s m g 连接，然后不断将数据包( 一个个c m p p 消息) 发送刭 北京邮电大学硕士研究生学位论文 移动增值业务短信平台的研究与开发 i s m g ，此处发送不必等待某条消息的i s m g 回应消息返回，就接着发送下一个消 息。同时，等待i s m g 返回信息或者等待i s m g 发送给s p 的消息。发送同接收消 息不是一定要同步的，实际采用异步( 同时也时双工) 模式。从效率上，显然，必须 全双工的异步模式才能够满足实际应用需求。 北京邮电大学硕士研究生学位论文 移动增值业务短信平台的研究与开发 第三章平台关键技术分析 在移动增值业务短信平台中，g s mm o d e m 与p c 连接，通过p c 对串口的读 写，对g s mm o d e m 设备中进行操作，从而实现短信息的发送与接收。由此，在 短信平台的开发过程中涉及到的主要问题有：如何对g s mm o d e m 进行控制，以 及如何遵照s m p p 协议的规定，进行信息的编解码。在本章里，首先对g s m0 7 0 5 规定的对g s mm o d e m 进行操作的a t 指令技术进行讨论，详细说明了在移动增 值业务短信平台开发中主要用到的a t 指令的含义及用法；本章第二节针对如何向 设备传递a t 指令、待发数据以及取得设备上的数据，即如何进行g s mm o d e m 设备与电脑之间的通信的问题，具体讨论了多线程异步串行通信的原理及其实现步 骤；在本章的最后一节中，详细介绍了s