tx068GPRS无线通讯技术的应用—GPRS短消息接收的开发和实现

GPRS 无线通讯技术的应用 GPRS 短消息接收的开发和实现 I 目录目录 目录目录 I 摘要摘要 III ABSTRACT IV 第一章第一章 绪论绪论 1 1 1 研究背景 1 1 2 GPRS 的发展状况 1 第二章第二章 GPRSGPRS 系统介绍及相关技术系统介绍及相关技术 2 2 1 GPRS 概述 2 2 1 1 GPRS 简介 2 2 1 2 GPRS 网络架构 3 2 1 3 GPRS 协议模型 4 2 1 4 GPRS 提供的业务 6 2 1 5 GPRS 终端分类 7 2 1 6 GPRS 的优点 7 2 2 GPRS 技术 8 2 2 1 GPRS 的系统结构 8 2 2 4 GPRS 网络主要实体 8 2 2 4 GPRS 的路由管理 11 第三章第三章 短消息编码和通信协议短消息编码和通信协议 12 3 1 短消息发送和接收模式及编码 12 3 1 1 短消息发送和接收模式 12 3 1 2 GPRS 短消息的编码 14 3 1 3 短消息相关 AT 命令集 22 3 2 通信协议的设计与实现 24 3 2 1 传输层协议的选择 24 3 2 2 系统通信协议的设计 25 3 2 3 通信协议的实现 32 第四章第四章 系统的设计与实现系统的设计与实现 36 4 1 建立UCLINUX开发环境 37 4 1 1 uClinux 简介 37 4 1 2 uClinux 的基本架构 37 4 1 3 uClinux 的开发环境 38 4 1 4 uClinux 的内存管理 39 4 2 GPRS 模块短消息通信功能设计 40 4 2 1 GPRS 模块初始化 40 4 2 2 键盘输入处理 40 4 2 3 AT 命令接受和发送 41 4 2 4 GPRS 发送短消息状态机 41 GPRS 无线通讯技术的应用 GPRS 短消息接收的开发和实现 II 4 2 5 AT 命令接收和发送 42 4 2 6 GPRS 接受短消息 42 4 3 串行通信接口 42 4 3 1 串行传送的特点 43 4 3 2 串口通信的基本方式 43 4 4 网络通信接口编程 44 4 4 1 网络通信接口 44 4 4 2 网络通信操作 47 4 5 串口通信编程 48 4 5 1 串口通信设计 48 4 5 2 GDB 环境下使用 ADT1000 调试 Linux 核心 49 4 6 系统测试 55 第五章第五章 GPRSGPRS 的安全性的安全性 58 5 1 GPRS 的安全问题 58 5 1 1 问题提出 58 5 1 2 GPRS 网络体系结构 58 5 1 3 GPRS 网络安全研究 59 5 2 GPRS 安全策略 59 5 2 1 用户认证 60 5 2 2 用户识别码保密 61 5 2 3 用户数据和 GMM SM 信令保密 62 5 2 4 识别码校验过程 63 5 2 5 小结 64 结束语结束语 65 参考文献参考文献 66 致谢致谢 67 附录附录 68 GPRS 无线通讯技术的应用 GPRS 短消息接收的开发和实现 III 摘要 GPRS 是一种新的移动数据通信业务 在移动用户和数据网络之间提供一 种连接 给移动用户提供高速数据通信 GPRS 采用分组交换技术 使每个用 户可同时占用多个无线信道 同一无线信道又可以由多个用户共享 资源被有 效的利用 这里介绍了一套基于 GPRS 短消息的远程无线监控系统和基于 AT 指令的 GPRS 模块的应用开发 实现了 GPRS 短消息接收平台的建立 提供了 GPRS 安全性解决方案 对通讯方式 系统结构 工作原理及系统的实现进行 了详细的说明 由于 GPRS 网络支持 TCP IP 协议 这使得无线数据传输变得更 加轻松 利用 GPRS 作为通信手段进行数据传输具有技术新 效果好 可平滑技 术升级等特点 该系统在自动抄表 远程监控等领域具有很好的应用前景 关键词 GPRS SMS 通信 GPRS 无线通讯技术的应用 GPRS 短消息接收的开发和实现 IV Abstract GPRS is one kind of new mobile data communication service it provide a kind of connection between the mobile subscriber and the data network provides the high speed data correspondence for the mobile subscriber GPRS uses the Packet Switched echnology each user can take many wireless channels at the same time the identical wireless channel may be shared by many users and resources can be used effectively Here introduced a set of application development based on the short message of GPRS about long distance wireless of supervisory system and AT GPRS module on AT It realized establishment of the receiving platform about the short message of GPRS it has provided the GPRS security solution It show detail for the communication way the system structure the principle of work and the system realization Because the GPRS network supports TCP IP it make the wireless data transmission easer it has many characteristic for example it is a new technology the effect is good and can promotion smoothly it has good prospect on copying the table domote monitoring Key words Gprs SMS Commnication GPRS 无线通讯技术的应用 GPRS 短消息接收的开发和实现 1 第一章第一章 绪论绪论 1 1 研究背景 近年来 大量的无线数据业务孕育而生 像车辆定位监控系统 机房无线 远程监控系统 无线 POS 系统 照明设备远程监控系统等等 这类业务需求往 往是在一个主要的控制中心管理下 多个终端设备以无线方式与控制中心进行 信息交互 终端设备除了具有无线接入之外 有的还要求比较强的数据处理能 力 比如数据采集 数据处理 判断告警等等 现在市场上针对此类的应用已经陆陆续续的推出了一些产品 但这些产品 往往功能过于单一 比如 资料的透传 仅仅把终端作为一个无线通信设备来使 用 而不考虑其它数据处理功能 将所有资料运算功能全部放在上端的监控处 理系统里面进行 这样 造成数据通信量的大幅增加和上端软件的膨胀 针对 这类低端产品的不足 我们希望能够研究与实现一种功能更加丰富的产品 将 数据采集 数据处理 逻辑判断 结果传输等功能融合在一起 比如对资料进 行计算提取最终结果值进行传送 对运算结果进行逻辑判断和对报警资料自动 发送等功能 形成一个无人看守的数据处理平台 使终端系统具备了通用性 可扩展性 1 2 GPRS 的发展状况 GPRS 是通用分组无线业务 General Packet Radio Service 的英文简称 是 在现有 GSM 系统上发展出来的一种新的承载业务 目的是为 GSM 用户提供分 组形式的数据业务 GPRS 采用与 GSM 同样的无线调制标准 同样的频带 同 样的突发结构 同样的跳频规则以及同样的 TDMA 帧结构 因此 现有的基站 子系统 BSS 从一开始就可提供全面的 GPRS 覆盖 GPRS 允许用户在端到端分 组转移模式下发送和接收数据 而不需要利用电路交换模式的网络资源 从而 提供了一种高效 低成本的无线分组数据业务 特别适用于间断的 突发性的 和频繁的 少量的数据传输 也适用于偶尔的大数据量传输 GPRS 理论带宽 可达 171 2K b s 实际应用带宽大约在 10 70Kb s 在此信道上提供 TCP IP 连接 可以用于 INTERNET 连接 数据传输等应用 GPRS 无线通讯技术的应用 GPRS 短消息接收的开发和实现 2 GPRS 是一种新的移动数据通信业务 在移动用户和数据网络之间提供一 种连接 GPRS 采用分组交换技术 每个用户可同时占用多个无线信道 同一 无线信道又可以由多个用户共享 资源被有效的利用 数据传输速率高达 160Kbps 使用 GPRS 技术实现数据分组发送和接收 用户永远在线且按流量计 费 迅速降低了服务成本 GPRS 移动数据传输系统有很大的应用范围 几乎 所有中低速率的数据传输业务都可以应用 如城市配电网络自动化 自来水 煤气管道自动化 商业 POS 机 Internet 接入 个人信息 股票信息 金融 交通 公安等 移动通信迅猛发展的用户数及其完善的基础网络 为移动通信增值业务的 发展提供了有利条件 在诸多增值业务中 短消息 SMS 服务因其价格低廉 使用方便 信息传递准确及时 存储转发离线通信等优点而备受用户欢迎 据 统计 2001 年中国移动的短消息业务总量达到了 159 亿条 中国移动 移动梦 网 合作模式的推出 极大地推动了短消息业务的发展 预计 2002 年中国移动 短消息量将达到 500 亿条 同样在欧洲 短消息服务已经成长为电信运营商的 重要收入来源 每个月有近 50 亿条短信息被发出 平均每位手机用户每月要发 送出 25 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 10 到 15 的速率增长 在芬兰的手机用户每月的话费账 单上 平均 50 出自短信息服务 短信息服务像风暴一样席卷欧洲大陆 在日 本 短消息及移动互联网业务仅用了 1 年半时间便实现了赢利的目标 目前已 培育成一个 30 亿美元的巨大市场 在短消息业务迅猛发展的同时 由于现有的短消息存在一些局限性 如只能传送文本 信息 无法完成高质量的铃音 壁纸和动画下载 无法传送高质量的图片和声音等 因此 增强型消息服务 EMS 和多媒体消息服务 MMS 就应运而生 基于目前短消息服务的良好 市场 目前国内移动运营商对这两项新的消息服务非常看好 并计划大力发展 GPRS 无线通讯技术的应用 GPRS 短消息接收的开发和实现 3 第二章第二章 GPRSGPRS 系统系统介绍及相关技术介绍及相关技术 2 1 GPRS 概述 2 1 1 GPRS 简介 通常将移动通信分为三代 第一代是模拟的无线网络 第二代是数字通信 包括 GSM CDMA 等 第三代是分组型的移动业务 称为是 3G GPRS 是通用无线 分组业务的缩写 General Packet System 是介于第二代和第三代之间的一 种技术 通常称为是 2 5G 目前通过升级 GSM 网络实现 GPRS 与 GSM 最根本的 区别是 GSM 是一种电路交换系统 而 GPRS 是一种分组交换系统 因此 GPRS 特别适用于间断的 突发性的或频繁的 少量的数据传输 也适用于偶尔的大 数据量传输 这一特点正适合大多数移动互联的应用 作为现有 GSM 网络向第 三代移动通信演变的过渡技术 2 5G GPRS 具有 实时在线 按量计费 快捷登录 高速传输 自如切换 的优点 采用 TDMA 方式传输语音 采 用分组的方式传输数据 GPRS 是欧洲电信协会 GSM 系统中有关分组数据规定的标准 它可以提供高 达 115Kbps 的空中接口传输速率 GPRS 使若干移动用户能够同时共享一个无线 信道 一个移动用户也可以使用多个无线信道 实际不发送或接受数据包的用 户占很少一部分网络资源 有了 GPRS 用户的呼叫建立时间大为缩短 几乎可 以做到 永远在线 always online 此外 GPRS 使运营商能够以传输的数 据量而不是连接时间为基准来计费 从而使每个用户的服务成本更低 GPRS 采用信道捆绑和增强数据速率改进实现高速接入 目前 GPRS 的设计 可以在一个载频或 8 个信道中实现捆绑 将每个信道的传输速率提高到 14 4Kbps 因此 GPRS 最大速率是 8 14 4 115 2Kbps GPRS 发展的第二步是通 过增强数据速率改进 EDGE 将每个信道的速率提高到 48Kbps 因此第二代的 GPRS 设计速率为 384Kbps GPRS 是利用 包交换 Packet Switched 的概念所发展出的一套传输方 式 所谓的包交换就是将 Date 封装成许多独立的封包 再将这些封包一个一个 GPRS 无线通讯技术的应用 GPRS 短消息接收的开发和实现 4 传送出去 形式上有点类似寄包裹 采用包交换的好处是只有在有资料需要传 输时才会占用频宽 而且大多数的时间频宽是闲置的 2 1 2 GPRS 网络架构 GPRS网络一般都是以GSM网络为基础而建立起来的 为了实现GPRS 在现有 的GSM网络中需要增加一些节点 如GGSN Gateway GPRS Supporting Node 网 关GPRS支持节点 SGSN Serving GSN 服务GPRS支持节点 PCU Packet Controlling Unit 分组控制单元 图2 1 GPRS网络的系统结构 GSN是GPRS网络中最重要的网络节点 GSN具有移动路由管理功能 它可以 连接各种类型的数据网络 并可以连接到GPRS寄存器 GSN可以完成移动台和各 种数据网络之间的数据传送和格式转换 GSN可以是一种类似于路由器的独立设 备 GSN有两种类型 一种为SGSN Serving GSN 服务GSN 另一种为GGSN Gateway GSN 网关GSN SGSN的主要作用是记录移动台的当前位置信息 并且 在移动台和GGSN之间完成移动分组数据的发送和接收 GGSN主要是起网关作用 它可以和多种不同的数据网络连接 如ISDN LAN等 有的文献中 把GGSN称为 GPRS路由器 GGSN可以把GSM网中的GPRS分组数据包进行协议转换 从而可以把 这些分组数据包传送到远端的外部数据网 PCU负责管理分组分段和规划 无线信道 传输错误检测和自动重发 信道 编码方案 质量控制 功率控制等 BG Border Gateway 边界网关 用于处理漫游 GCG GPRS Charge Gateway GPRS收费网关 专门用于收费 PTMSC Point To Multipoint Service Centre 点到多点业务中心 用于处 GPRS 无线通讯技术的应用 GPRS 短消息接收的开发和实现 5 理QOS业务的服务器 2 1 3 GPRS 协议模型 移动台 MS SGSN和GGSN之间的分层协议模型如图2 2所示 图2 2 GPRS协议模型 1 Um接口 Um接口是GSM的空中接口 Um接口上的通信协议有5层 自下而上依次为物 理层 MAC RLC Medium Access Control Radio Link Control 层 LLC Logical Link Control 层 SNDC Subnetwork Dependant Convergence 层和 网络层 Um接口的物理层为射频接口部分 而物理链路层则负责提供空中接口的各种 逻辑信道 GSM空中接口的载频带宽为200kHz 一个载频分为8个物理信道 如 果8个物理信道都分配为传送GPRS数据 则原始数据速率可达200Kbit s 考虑 纠错码开销 则最终数据速率可达164Kbit s左右 MAC为媒质接入控制层 MAC的主要作用是定义和分配空中接口的GPRS逻辑 信道 使得这些信道能被不同的移动台共享 GPRS的逻辑信道共有3类 分别是 公共控制信道 分组业务信道和GPRS广播信道 公共控制信道用来传送数据通 信的控制信令 具体又分为寻呼和应答等信道 分组业务信道用来传送分组数 据 广播信道则是用来给移动台发送网络信息 LLC层为逻辑链路控制层 它是一种基于高速数据链路规程HDLC的无线链路 协议 LLC层负责在高层SNDC层的SNDC数据单元上形成LLC地址 帧字段 从而 生成LLC帧 另外 LLC可以实现一点对多点的寻址和数据帧的重发控制 GPRS 无线通讯技术的应用 GPRS 短消息接收的开发和实现 6 SNDC被称为子网依赖结合层 它的主要作用是完成传送数据的分组 打包 确定TCP IP地址和加密方式 在SNDC层 移动台和SGSN之间传送的数据被分割 为一个或多个SNDC数据包单元 SNDC数据包单元生成后被放置到LL层内 网络层的协议目前主要是TCP IP和X 25协议 这些协议对于传统的GSM网络 如BSS和NSS等设备 是透明的 2 Ub接口 NS NetworkService 网络业务层 用于传送上层的BSSGP PDU BSSGP Base Station System GPRS Protocol 协议 在传输平台上 该协议用于在BSS与 SGSN之间提供一条无连接的链路进行无确认的数据传输 3 Gn接口 L1 L2是底层网络相关协议 UDP TCP中UDP提供差错保护 用于承载不要求 可靠传输的GTP PDU 而TCP提供流量控制以及丢失及差错保护 用于承载要求可 靠传输的GTPPDU GTP GRSP Tunnelling Protocol GPRS隧道协议 用于GPRS骨 干网中GSN间的用户数据和信令的传输 是GSN节点之间的互连协议 2 1 4 GPRS 提供的业务 业务特点及种类网主要为移动数据用户提供突发性数据业务 能快速建立 连接 无建立时延 GPRS 特别适用于频繁传送小数据量的应用和非频繁传送大 量数据 GPRS 除能提供点对点和点对多点数据业务外还能支持补充业务和短信 息业务 GPRS 网提供的承载业务 点对点面向无连接网络业务 PTP CLNS PTP CLNS 属于数据报类型业务 各个数据分组彼此互相独立 用户之间 的信息传输不需要端到端的呼叫建立程序 分组的传送没有逻辑连接 分组的交付没有确认保护 主要支持突发非交互式应用业务 是由 IP 协 议支持的业务 点对点面向连接的数据业务 PTP CONS PTP CONS 属于虚电路型业务 它为两个用户或多个用户之间传送多路数 据分组建立逻辑虚电路 PVC 或 SVC PTP CONS 业务要求有建立连接 数据传送和连接释放工作程序 PTP CONS 支持突发事件处理和交互式应 GPRS 无线通讯技术的应用 GPRS 短消息接收的开发和实现 7 用业务 是面向连接网络协议 如 X 25 协议支持的业务 在无线接口 利用确认方式提高可靠性 点对多点数据业务 PTM GPRS 提供的点对多点业务可根据某个业务请求者要求 把信息送给多个 用户 又可细分为点对多点多信道广播业务 PTM M 点对多点群呼业务 PTM G IP 广播业务 IP M 其它业务 包括 GPRS 补充业务 GSM 短消息业务 匿名的接入业务和各种 GPRS 电 信业务 2 1 5 GPRS 终端分类 GPRS技术规范定义了三种终端 1 A类终端 能同时处理电路交换业务和分组交换业务 并且两种业务相互独 立 即A类终端可同时工作于GPRS和GSM 2 B类终端 在某一时刻只能处理电路交换业务或分组交换业务当中的一种 但可以在两种业务间自动切换 3 C类终端 此类终端只能手工设置为电路交换模式或分组交换模式 当终端 处于电路交换模式时 无法接收分组交换数据业务 反之亦然 2 1 6 GPRS 的优点 1 资源利用率高于GSM网络 GPRS首先引入了分组交换的传输模式 使得 原来采用电路交换模式的GSM传输数据方式发生了根本性的变化 这在无线资源 稀缺的情况下显得尤为重要 按电路交换模式来说 在整个连接期内 用户无 论是否传送数据都将独自占有无线信道 在会话期间 许多应用往往有不少的 空闲时段 如上Intemet浏览 收发E mail等等 对于分组交换模式 用户只有 在发送或接收数据期间才占用资源 这意味着多个用户可高效率地共享同一无 线信道 从而提高了资源的利用率 GPRS用户的计费以通信的数据量为主要依 据 体现了 得到多少 支付多少 的原则 实际上 GPRS用户的连接时间可 能长达数小时 却只需支付相对低廉的连接费用 2 传输速率高 GPRS可提供高达115kbit s的传输速率 最高值 171 2kbit s 这意味着在数年内 通过便携式电脑 GPRS用户能和ISDN用户 GPRS 无线通讯技术的应用 GPRS 短消息接收的开发和实现 8 一样快速地上网浏览 同时也使一些对传输速率敏感的移动多媒体应用成为可 能 3 接入时间短 分组交换接入时间缩短为少于1秒 能提供快速即时的连 接 可大幅度提高一些事务 如信用卜核对 远程监控等 的效率 并可使已有 Internet应用 如E mail 网页浏览等 操作更加便捷 流畅 4 GPRS支持Internet上应用最广泛的IP协议和X 25协议 越来越多的公司 将Internet作为职员访问公司Intranet的媒介 因此支持IP协议显得尤为重要 由于存在大量的分组数据网 PDN 所以支持X 25协议可使已存在的X 25应用能 够在GSM网络上继续使用 而且由于GSM网络覆盖面广 所以也使得GPRS能提供 Internet其它分组网络的全球性无线接入 2 2 GPRS 技术 2 2 1 GPRS 的系统结构 GPRS 的系统结构如图所示 图 2 3 GPRS 的系统结构图 它是在 GSM 系统的基础上引入三个关键组件组成 分别为 SGSN GPRS 业 务支持节点 GGSN GPRS 网关支持节点 和 PCU 分组控制单元 SGSN 负责用户鉴权 加密和压缩 移动管理 与 HLR MSC VLR 协调 话务统计及 NMS 接口等 GGSN 是 GPRS 网与外部 IP 网的接口 完成计费和 统计等功能 PCU 主要是将分组数据分离出来 传送到 SGSN 2 2 42 2 4 GPRSGPRS 网络主要实体网络主要实体 GPRS 网络主要实体包括 GPRS 支持节点 GPRS 骨干网 本地位置寄存器 HL R 短消息业务网关移动交换中心 SMS GMSC 和短消息业务互通移动交换中心 S MS IWMSC 移动台 移动交换中心 MSC 拜访位置寄存器 VLR 分组数据网 络 PDN 等 GPRS 无线通讯技术的应用 GPRS 短消息接收的开发和实现 9 1 GPRS 支持节点 GSN GPRS 的支持节点 GSN 是 GPRS 网络中最重要的网络节点 包含了支持 GPRS 所需的功能 GSN 具有移动路由管理功能 可以连接各种类型的数据网络 并 可以连到 GPRS 寄存器 GSN 可以完成移动台和各种数据网络之间的数据传送和 格式转换 GSN 是一种类似于路由器的独立设备 也与 GSM 中的 MSC 集成在一 起 在一个 GSM 网络中允许存在多个 GSN GSN 有两种类型 SGSN 和 GGSN SGSN 是为移动终端 MS 提供业务的节点 即 Gb 接口由 SGSN 支持 在激活 GPRS 业务时 SGSN 建立起一个移动性管理环境 包含关于这个移动终端 MS 的移动 性和安全性方面的信息 SGSN 的主要作用就是记录移动台的当前位置信息 并 且在移动台和 SGSN 之间完成移动分组数据的发送和接收 GGSN 通过配置一个 PDP 地址被分组数据网接入 它存储属于这个节点的 GP RS 业务用户的路由信息 并根据该信息将 PDU 利用隧道技术发送到 MS 的当前 的业务接入点 即 SGSN GGSN 可以经 Gc 接口从 HLR 查询该移动用户当前的地 址信息 GGSN 主要是起网关作用 它可以和多种不同的数据网络连接 如 ISDN 和 LAN 等 另外 GGSN 也又被称作 GPRS 路由器 GGSN 可以把 GSM 网中的 GPRS 分组数据包进行协议转换 从而可以把这些分组数据包传送到远端的 TCP IP 或 X 25 网络 SGSN 与 GGSN 的功能既可以由一个物理节点全部实现 也可以在不同的物 理节点上分别实现 它们都应有 IP 路由功能 并能与 IP 路由器相连 当 SGSN 与 GGSN 位于不同的 PLMN 时 通过 Gp 接口互联 SGSN 可以通过任意 Gs 接口向 MSC VLR 发送定位信息 并可以经 Gs 接口接收来自 MSC VLR 的寻呼请求 2 GPRS 骨干网 GPRS 中有内部 PLMN 骨干网和外部 PLMN 骨干网两种 内部 PLMN 骨干网是指位于同一个 PLMN 上的并与多个 GSN 互联的 IP 网 外部 P LMN 骨干网是指位于不同的 PLMN 上的并与 GSN 和内部 PLMN 骨干网互联的 IP 网 如图 2 4 所示 GPRS 无线通讯技术的应用 GPRS 短消息接收的开发和实现 10 图 2 4 内部 PLMN 骨干网和外部 PLMN 骨干网 每一个内部 PLMN 骨干网都是一个 IP 专网 且仅用于传送 GPRS 数据和 GPR S 信令 IP 专网是采用一定访问控制机制以达到所需安全级别的 IP 网 两个内 部 PIMN 骨干网是使用边界网关 BG Border Gateways 和一个外部 PLMN 骨干网 并经 Gp 接口相连的 外部 PLMN 骨干网的选择取决于包含有 BG 安全功能的漫游 协定 BG 不在 GPRS 的规范之列 外部 PLMN 可以是一个分组数据网 在同一个 PLMN 骨干网内 骨干网是图 2 5 中虚线方框内的部分 在 GPRS 骨干 网内部 各 GSN 实体之间通过 Gn 接口相连 它们之间的信令和数据传输都是在 同一传输平台中进行的 所利用的传输平台可以在 ATM 以太网 DDN ISDN 帧中继等现有传输网中选择 图 2 5 GPRS 网络骨干网的组成 GPRS 无线通讯技术的应用 GPRS 短消息接收的开发和实现 11 3 本地位置寄存器 HLR 在 HLR 中有 GPRS 用户数据和路由信息 从 SGSN 经 Gn 接口或 GGSN 经 Gc 接 口均都可访问 HLR 对于漫游的 MS 来说 HLR 可能位于另一个不同的 PLMN 中 而不是当前的 PLMN 中 4 消息业务网关移动交换中心 SMS GMSC 和短消息业务互通移动交换中心 SMS IWMSC SMS GMSC 和 SMS IWMSC 经 Gd 接口连接到 SGSN 上 这样就能让 GPRS MS 通 过 GPRS 无线信道收发短消息 SM 5 GPRS 移动台 GPRS MS 能以三个运行模式中的一个进行操作 其操作模式的选定由 MS 所 申请的服务所决定 即仅有 GPRS 服务 同时具有 GPRS 和其他 GSM 服务 或依 据 MS 的实际性能同时运行 GPRS 和其他 GSM 服务 A 类 Class A 操作模式 MS 申请有 GPRS 和其他 GSM 服务 而且 MS 能同时运行 GPRS 和其他 GSM 服务 B 类 Class B 操作模式 一个 MS 可同时监测 GPRS 和其他 GSM 业务的控制信道 但同一时刻只能运行一种业务 C 类 Class C 操作模式 MS 只能应用于 GPRS 服务 6 移动交换中心 MSC 和拜访位置寄存器 VLR 在需要 GPRS 网络与其他 GSM 业务进行配合时选用 Gs 接口 如利用 GPRS 网 络实现电路交换业务的寻呼 GPRS 网络与 GSM 网络联合进行位置更新 以及 GP RS 网络的 SGSN 节点接收 MSC VLR 发来的寻呼请求等 同时 MSC VLR 存储 MS 此 MS 同时接入 GPRS 业务和 GSM 电路业务 的 IMSI 以及 MS 相连接的 SGSN 号码 7 分组数据网络 PDN PDN 提供分组数据业务的外部网络 移动终端通过 GPRS 接入不同的 PDN 时 采用不同的分组数据协议地址 2 2 4 GPRS 的路由管理 GPRS的路由管理是指GPRS网络如何进行寻址和建立数据传送路由 GPRS的 路由管理表现在以下三个方面 移动台发送数据的路由建立 移动台接收数据的 路由建立 以及移动台处于漫游时数据路由的建立 GPRS 无线通讯技术的应用 GPRS 短消息接收的开发和实现 12 1 移动台发送数据的路由建立 当移动台产生了一个PDU 分组数据单元 这个PDU经过SNDC层处理 称为 SNDC数据单元 然后经过LLC层处理为LLC帧并通过空中接口送到GSM网络中移动 台所处的SGSN SGSN把数据送到GGSN GGSN把收到的消息进行解析处理 转换为 可在公用数据网中传送的格式 如PSPDN的PDU 最终送给公用数据网的用户 为了提高传输效率 并保证数据传输的安全 可以对空中接口上的数据做压缩 和加密处理 2 移动台接收数据的路由建立一个公用数据网用户传送数据到移动台 首先通 过数据网的标准协议建立数据网和GGSN之间的路由 数据网用户发出的数据单 元 如PSPDN中的PDU 通过建立好的路由把数据单元PDU送给GGSN 而GGSN再把 PDU送给移动台所在的SGSN上 SGSN把PDU封装成SNDC数据单元 再经过LLC层处 理为LLC帧单元 最终通过空中接口送给移动台 3 移动台处于漫游时数据路由 一个数据网用户传送数据给一个正在漫游的移动用户 其数据必须要经过归属地的 GGSN 然后送到移动用户 GPRS 无线通讯技术的应用 GPRS 短消息接收的开发和实现 13 第三章第三章 短消息编码和通信协议短消息编码和通信协议 3 1 短消息发送和接收模式及编码 短消息收发有关的规范主要包括 GSM 03 38 GSM 03 40 和 GSM 07 05 前 两者着重描述 SMS 的技术实现 含编码方式 后者则规定了 SMS 的 DTE DCE 接 口标准 AT 命令集 3 1 1 短消息发送和接收模式 一共有三种方式来发送和接 SMS 信息 Block Mode Text Mode 和 PDU Mode Block Mode 目前很少用了 Text Mode 是纯文本方式 可使用不同的字符 集 从技术上说也可用于发送中文短消息 但国内手机基本上不支持 主要用 于欧美地区 PDU Mode 被所有手机支持 可以使用任何字符集 这也是手机默 认的编码方式 Text Mode 比较简单 而且不适合做自定义数据传输 在下面 介绍的内容 是在 PDU Mode 下发送和接收短消息的实现方法 PDU 模式下发送和接收模式 PDU 串表面上是一串 ASCII 码 有 0 9 A F 这些数字和字 母组成 它们是 8 位字节的十六进制数 如 SMS 服务中心 SMSC 号码 目标 号码 回复号码 编码方式和服务时间等 发送和接收 PDU 串 结构是不完全 相同的 下面两个实例说明 PDU 串的结构和编排方式 例 1 发送 SMSC 号码是 8613707360500 对方号码是消息 内容是 Hello 从手机发出的 PDU 串可以是 08 91 68 31 07 37 06 05 F0 11 0D 91 68 31 15 27 35 05 F0 00 00 00 06 C8 32 9B FD 0E 01 对照规范 具体分析 表 3 1 发送 PDU 串对照表 分段含义说明 08 SMSC 地址信息的长度工 8 个八位字节 包括 91 91 SMSC 地址格式 TON NPI 用国际格式号码 在前面加 GPRS 无线通讯技术的应用 GPRS 短消息接收的开发和实现 14 68 31 07 37 06 05 F0 SMSC 地址8613707360500 补 F 凑成偶数 个 11 基本参数 TP MTI VFP 发送 TP VP 用相对格式 00 消息基准值 TP MR 0 0D 目标地址数字个数共 13 个十进制数 不包括 91 和 F 91 目标地址格式 TON NPI 用国际格式号码 在前面加 68 31 15 27 35 05 F0 目标地址 TP DA 8613517253500 补 F 凑成偶数 个 00 协议表示 TP PID 是普通 GSM 类型 点到点方式 00 用户信息编码方式 TP DCS 7 bit 编码 00 有效期 TP VP 5 分钟 06 用户信息长度 TP UDL 实际长度 6 个字节 C8 32 9B FD 0E 01 用户信息 TP UD Hello 例 2 接收 SMSC 号码是 8613707360500 对方号码是消息 内容是 Hello 从手机接收的 PDU 串可以是 08 91 68 31 07 37 06 05 F0 84 0D 91 68 31 15 27 35 05 F0 00 08 60 30 21 80 85 54 80 06 4F 60 59 7D 00 21 表 3 2 发送中文 PDU 串对照表 分段含义说明 08 地址信息的长度共 8 个八位字节 包括 91 91 SMSC 地址格式 TON NPI 用国际格式号码 在前面加 68 31 07 37 06 05 F0 SMSC 地址8613707360500 补 F 凑成偶数 个 84 基本参数 TP MTI MMS RP 接收 无更多消息 有回复地址 0D 回复地址数字个数共 13 个十进制数 不包括 91 和 GPRS 无线通讯技术的应用 GPRS 短消息接收的开发和实现 15 F 91 回复地址格式 TON NPI 用国际格式号码 在前面加 68 31 15 27 35 05 F0 回复地址 TP RA 8613517253500 补 F 凑成偶数 个 00 协议标识 TP PID 是普通 GSM 类型 点到点方式 08 用户信息编码方式 TP DCS UCS2 编码 60 30 21 80 85 54 80 时间戳 TP SCTS 2006 3 12 08 58 45 8 时区 06 用户信息长度 TP UDL 实际长度 6 个字节 4F 60 59 7