通信學(xué)論文-基于短信網(wǎng)關(guān)WAP推送的實現(xiàn).doc

通信學(xué)論文-基于短信網(wǎng)關(guān)WAP推送的實現(xiàn)摘要WAPPUSH既有信息發(fā)送主動、及時的特點，又有可隨時隨地接收信息的優(yōu)勢，因而具有良好的應(yīng)用前景。該文簡單介紹了WAPPUSH系統(tǒng)框架、推送協(xié)議和推送方式，重點介紹了通過短信網(wǎng)關(guān)實現(xiàn)WAP推送的實現(xiàn)方法。關(guān)鍵詞無線應(yīng)用協(xié)議，WAP推送，短信網(wǎng)關(guān)，PDU模式1WAP推送技術(shù)簡介1.1什么是WAP推送WAP推送（PUSH）技術(shù)是一種建立在客戶服務(wù)器上的機(jī)制，就是由服務(wù)器主動將信息發(fā)往客戶端的技術(shù)。同傳統(tǒng)的拉（PULL）技術(shù)相比，最主要的區(qū)別在于推送（PUSH）技術(shù)是由服務(wù)器主動向客戶機(jī)發(fā)送信息，而拉（PULL）技術(shù)則是由客戶機(jī)主動請求信息。PUSH技術(shù)的優(yōu)勢在于信息的主動性和及時性。PUSH技術(shù)在Internet中沒能取得大的成功，原因是多方面的。主要原因在于固定網(wǎng)中計算機(jī)等固定設(shè)備為用戶提供了足夠的資源和能力去查找信息所以用戶通常將它作為一個瀏覽信息的窗口，而不是被動的信息接收者。同時固定網(wǎng)用戶對于信息準(zhǔn)確性的要求遠(yuǎn)甚于對其及時性的要求，因此PUSH技術(shù)未能得到廣泛的應(yīng)用。而在移動網(wǎng)中，由于存在著網(wǎng)絡(luò)帶寬、移動終端能力以及自費標(biāo)準(zhǔn)高昂等諸多限制，使得用戶查找信息受到了一定的限制，如果將重要的信息主動及時地推送到用戶的移動設(shè)備上無疑會大大方便用戶。移動通信的優(yōu)點是移動設(shè)備能夠隨時隨地接收信息因此PUSH技術(shù)在移動網(wǎng)中可以大展拳腳，WAPPUSH正是PUSH技術(shù)和移動通信兩者揚長避短相結(jié)合的產(chǎn)物。WAPPUSH是在移動網(wǎng)絡(luò)中應(yīng)用的PUSH技術(shù)，它結(jié)合了一般PUSH技術(shù)和移動網(wǎng)絡(luò)的特點。它的系統(tǒng)框架、使用協(xié)議和服務(wù)方式與固定網(wǎng)上的PUSH技術(shù)有很大不同。1.2WAPPUSH系統(tǒng)框架WAPPUSH框架主要包括推送發(fā)起者（PI：PUSHInitiator）、推送代理網(wǎng)關(guān)(PPG：PUSHProxyGateway)和推送客戶(PC：PUSHClient)PI位于Internet中，而PC在WAP領(lǐng)域，PI和WAP客戶端所使用的協(xié)議是不同的，需要在中間建立一個協(xié)議轉(zhuǎn)換網(wǎng)關(guān)即PPG。PPG通過推送訪問協(xié)議（PAP：PUSHAccessProtocol）與PI通信，通過推送空間傳輸協(xié)議（PUSHOTA：PUSHover-the-Air）完成向客戶推送信息的數(shù)據(jù)傳輸任務(wù)。PPG完成推送體系結(jié)構(gòu)中的大部分工作，包括從Internet到移動網(wǎng)的訪問接入，以及與其有關(guān)的認(rèn)證、安全、客戶端控制等所有工作。PG所提供的主要服務(wù)包括：1)PI的標(biāo)識、鑒權(quán)和訪問控制；2)對推送內(nèi)容進(jìn)行語法分析，并依據(jù)數(shù)據(jù)類型定義（DTD）檢錯糾錯；3)客戶尋址與信息傳輸；4)PAP與PUSHOTA間的協(xié)議轉(zhuǎn)換；5)為提高無線信道中的傳輸效率，對信息進(jìn)行壓縮、編譯等處理。另外，PPG還可以通過別名機(jī)制實現(xiàn)組播和廣播，即將某些特定的地址別名映射到組播或廣播的操作中，具體方案可以由系統(tǒng)實現(xiàn)者決定。不同的客戶端，其能力是不同的，PPG還要負(fù)責(zé)響應(yīng)PI的客戶能力查詢請求，以便于PI針對不同的客戶端構(gòu)造合適的內(nèi)容格式。1.3推送協(xié)議PAP是PI與PPG間的通信協(xié)議，它使用可擴(kuò)展標(biāo)記語言（XML）作為消息的描述語言，通過簡單的請求響應(yīng)機(jī)制完成數(shù)據(jù)的傳輸。PAP可以在多種通信協(xié)議（包括超文本傳輸協(xié)議（HTTP）、簡單郵件傳輸協(xié)議（SMTP）等）之上實現(xiàn)。而PUSHOTA是運行于無線會話協(xié)議（WSP）之上的一個較為簡單的協(xié)議層，負(fù)責(zé)從PPG到客戶代理的數(shù)據(jù)傳輸。PUSHOTA可使用面向連接的會話和無連接會話兩種WSP層服務(wù)，對于使用連接會話的推送，需要在PPG和客戶端間預(yù)先有一個激活的會話上下文；對于無連接的推送，則通過預(yù)留的端口來完成通信。1.4推送服務(wù)方式WAP的推送協(xié)議中定義了服務(wù)指示（SI：ServiceIndication）和服務(wù)加載（SL：ServiceLoad）兩項服務(wù)，以給用戶和網(wǎng)絡(luò)運營者更多的選擇。服務(wù)指示是將新信息的指示和相關(guān)的通用資源標(biāo)識符（URI）推送給用戶，由用戶選擇是立即處理信息還是以后處理。服務(wù)加載是將一項服務(wù)的URI推送給用戶，然后客戶端自動地使用PULL技術(shù)根據(jù)該URI啟動服務(wù)。兩種服務(wù)的區(qū)別在于用戶是否介入推送信息的處理過程。SL對推送信息的處理對用戶來說是透明的，而SI則在指示用戶的同時，請用戶對隨后的處理做出選擇。PUSH可以將某一站點或某一業(yè)務(wù)的鏈接通過短信發(fā)送到支持WAPPUSH功能的手機(jī)上，這樣用戶只需要閱讀這條短信，打開短信中的鏈接，就可以直接訪問業(yè)務(wù)了。因此，WAPPUSH實現(xiàn)了短信和WAP業(yè)務(wù)的結(jié)合，節(jié)省了用戶尋找業(yè)務(wù)的時間，方便用戶直接找到并使用自己喜歡的業(yè)務(wù)。2短消息網(wǎng)關(guān)簡介短消息網(wǎng)關(guān)（ISMG）是處于短消息中心（SMSC）和業(yè)務(wù)提供商（SP）之間的設(shè)備，它為這兩個實體的數(shù)據(jù)交換提供安全、快捷的通道。網(wǎng)關(guān)與短消息中心之間使用SMPP協(xié)議（ShortMessagePeertoPeer,短消息點對點協(xié)議）,與SP之間使用CMPP協(xié)議（ChinaMobilePeertoPeer,中國移動點對點協(xié)議），因此短消息網(wǎng)關(guān)需要完成協(xié)議的轉(zhuǎn)換、計費、路由、安全和網(wǎng)絡(luò)管理等功能。具體說來，SMPP通信代理系統(tǒng)主要實現(xiàn)網(wǎng)關(guān)和GSM網(wǎng)中短消息中心（SMSC）的連接，確保準(zhǔn)確接收和發(fā)送數(shù)據(jù)，實現(xiàn)高效、可靠的數(shù)據(jù)傳輸。為了達(dá)到規(guī)范要求的不超過0.001%的數(shù)據(jù)丟包率，SMPP通信代理需要支持流量控制。CMPP通信代理系統(tǒng)主要是實現(xiàn)和SP服務(wù)提供商的連接，與SMPP通信代理系統(tǒng)不同的是，由于協(xié)議的影響，CMPP通信代理是服務(wù)器端，需等待SP的連接，而SMPP通信代理是客戶端，需要主動連接SMSC。短消息網(wǎng)關(guān)處理系統(tǒng)是網(wǎng)關(guān)中最復(fù)雜的處理進(jìn)程，它完成的任務(wù)包括：向GNS(匯接網(wǎng)關(guān))查詢路由，維護(hù)路由表，進(jìn)行協(xié)議轉(zhuǎn)換和數(shù)據(jù)分發(fā)。防火墻系統(tǒng)主要為網(wǎng)關(guān)系統(tǒng)提供安全保障，它包括IP包過濾和身份驗證。短信網(wǎng)關(guān)計費系統(tǒng)主要形成各種計費話單，為計費提供依據(jù)。業(yè)務(wù)管理系統(tǒng)主要完成對業(yè)務(wù)進(jìn)行統(tǒng)計報告，生成報表，為運營者對用戶數(shù)據(jù)的添加、修改、刪除以及對網(wǎng)關(guān)系統(tǒng)的監(jiān)控、查詢、操作和維護(hù)提供接口和界面。3基于短信網(wǎng)關(guān)發(fā)送WAPPUSHWAPPUSH的發(fā)送有兩種途徑，一個是通過PPG網(wǎng)關(guān)，另外一個是通過SMPP協(xié)議。其中SMPP是一個基本協(xié)議，在中國主要有三個由其派生的協(xié)議：中國移動的CMPP協(xié)議，中國聯(lián)通的SGIP（在CDMA上是ETIP），以及小靈通的SMGP。通過中國移動的PPG網(wǎng)關(guān)發(fā)送WAPPUSH有著開發(fā)周期長，調(diào)測流程較復(fù)雜等不足，而使用CMPP協(xié)議即基于短信網(wǎng)關(guān)來進(jìn)行WAPPUSH發(fā)送靈活性比較高，相對比較簡單。3.1WAPPUSH發(fā)送的實現(xiàn)模式可通過計算機(jī)串口上連接GSMMODEM，用它向手機(jī)發(fā)送WAPPUSH。這種方法發(fā)WAPPUSH又分三種模式：BLOCK模式、TEXT模式和PDU模式。BLOCK模式現(xiàn)在用的很少了，TEXT模式則只能發(fā)送ASCII碼,它不能發(fā)送中文的UNICODE碼，而PDU模式開發(fā)起來則較為復(fù)雜,它需要編寫專門的函數(shù)來將文本轉(zhuǎn)換為PDU格式,但PDU模式被所有手機(jī)支持，可以使用任何字符集，它也是手機(jī)默認(rèn)的編碼方式，所以選用PDU模式發(fā)送WAPPUSH.3.2PDU模式用PDU模式發(fā)送WAPPUSH可以使用三種編碼:7-bit編碼、8-bit編碼和UCS2編碼。7-bit編碼用于發(fā)送普通的ASCII字符，8-bit編碼通常用于發(fā)送數(shù)據(jù)消息，UCS2編碼用于發(fā)送Unicode字符。由于要實現(xiàn)中文WAPPUSH的發(fā)送,所以選擇用UCS2編碼,即中文Unicode碼。UCS2編碼原理所謂UCS2編碼，是將單個的字符(1-2個字節(jié))按ISO/IEC10646的規(guī)定，轉(zhuǎn)變?yōu)?6位的Unicode寬字符。即將單個的字符轉(zhuǎn)換為由四位的0-9、A-F的數(shù)字和字母組成的字符串。待發(fā)送的消息以UCS2碼的形式進(jìn)行發(fā)送。通過UCS2編碼我們得到中文Unicode碼，接著就可以進(jìn)行發(fā)送PDU串的編制了。從表面上看，PDU串是ASCII碼串，同樣由0-9、A-F這些數(shù)字和字母組成。它們是8位字節(jié)的十六進(jìn)制數(shù)，或者BCD碼十進(jìn)制數(shù)。PDU串除了包含所發(fā)送的消息本身外，還包含很多其它參數(shù)信息，如服務(wù)中心號碼、目標(biāo)號碼和編碼方式等例如0051000B600F5A7850B05040B8423F0000303010129060603AE81EA8DCA02056A0045C6080C033231312e3133362e3135332e33302f776170707573682f70757368496e6465782e6a73703f7075736849643d3035303531313134313630353231000103E8AFB7E782B9E587BBE4BBA5E4B88BE993BEE68EA5E88EB7E58F96E5BDA9E4BFA1E58685E5AEB9000101為一串可以成功發(fā)送的WAPPUSH，其中包括了漢字描述和WAP頁面地址。具體分析如下00SMSC地址信息的長度00表示用手機(jī)上設(shè)置短信中心號碼，PDU串的“SMSC址格式”段和“SMSC地址”段將省去51基本參數(shù)(TP-MTI/VFP)不要求發(fā)送回復(fù)00消息基準(zhǔn)值(TP-MR)0B對方電話的長度A1目標(biāo)地址格式A1表示為國內(nèi)格式3108086406F6目標(biāo)地址，補F湊成偶數(shù)位后奇偶位互換00協(xié)議標(biāo)識(TP-PID)是普通GSM類型，點到點方式F5用戶信息編碼方式(TP-DCS)A7有效期(TP-VP)85用戶信息長度(TP-UDL)0BWAPPUSH頭部的總長度05040B8423F0表示接下來是一個WAPPUSH00表示是ConcatenatedShortMessages03長度03referencenumber01表示分成1個短信發(fā)送01當(dāng)前包的序號29060603AE81EA8DCAWSP02標(biāo)記位05-/WAPFORUM/DTDSI1.0/EN6AUTF-800標(biāo)記開始45C6indication080Chref=http:/03字符串開始3231312e3133362e3135332e33302f776170707573682f70757368496e6465782e6a73703f7075736849643d3035303531313134313630353231URL00URL字符串結(jié)束0103內(nèi)容描述字符串開始E8AFB7E782B9E587BBE4BBA5E4B88BE993BEE68EA5E88EB7E58F96E5BDA9E4BFA1E58685E5AEB9內(nèi)容描述字符串00內(nèi)容描述字符串結(jié)束0101由以上分析可以看出，WAPPUSH可以被當(dāng)作一種特殊的短信來發(fā)送，WAPPUSH包發(fā)送的內(nèi)容實際上跟通過PPG網(wǎng)關(guān)發(fā)送的XML原理相同，但是經(jīng)過了壓縮。壓縮之后的格式稱為WBXML，這種格式將一些標(biāo)記用代碼來表示。然而WBXML的縮略標(biāo)記分為兩部分，一部分是所有類型的XML都通用的，另一部分是不同類型的XML有著不同的解釋。用戶接收到此類信息時，在客戶端手機(jī)支持WAP的情況下，可以直接訪問到信息中加載的WAP網(wǎng)站地址，這樣服務(wù)器也達(dá)到了推廣業(yè)務(wù)方便用戶使用的目的。由于在UCS2編碼方式下，可發(fā)送短消息的最大字符數(shù)是140字節(jié)，即WAPPUSH中的推送URL與描述文字的總字符數(shù)為140，因此描述文字的字?jǐn)?shù)限制與推送的URL長度有關(guān)。4結(jié)束語WAPPUSH技術(shù)結(jié)合了PUSH技術(shù)的優(yōu)勢和移動通信服務(wù)的特性，具有良好的應(yīng)用前景。但是WAPPUSH技術(shù)仍然存在著一些亟待解決的問題